Tupá krajina marťanskej púšte
Nemôžem namaľovať chladný východ slnka
V riedkom vzduchu jasné tiene
Ľahli sme si na teraz vzdialený terénny automobil.
Veľká vesmírna odysea 20. storočia sa zmenila na krutú frašku - sériu nemotorných pokusov o útek z jej „kolísky“a pred človekom sa otvorila čierna priepasť bez života. Cesta k hviezdam bola krátka slepá ulička.
Ponurá situácia v kozmonautike má niekoľko jednoduchých vysvetlení:
Po prvé, rakety na chemický pohon dosiahli svoj limit. Ich schopnosti boli dostatočné na to, aby sa dostali k najbližším nebeským telesám, ale na úplné skúmanie slnečnej sústavy je potrebných viac. Čoraz populárnejšie iónové motory tiež nedokážu vyriešiť problém prekonávania kolosálnych vesmírnych vzdialeností. Ťah iónových super motorov nepresahuje niekoľko zlomkov jedného Newtona a medziplanetárne lety sa stále tiahnu mnoho rokov.
Poznámka - hovoríme iba o štúdiu vesmíru! V podmienkach, keď je užitočné zaťaženie iba 1% hmotnosti štartu rakety a vesmírneho systému, nemá zmysel hovoriť o akomkoľvek priemyselnom vývoji nebeských telies.
Sklamaním bolo najmä skúmanie vesmíru s posádkou - na rozdiel od odvážnych hypotéz spisovateľov sci -fi z polovice dvadsiateho storočia sa Kozmos ukázal ako ľadové nepriateľské prostredie, kde nikto nie je spokojný s organickými formami života. Podmienky na povrchu Marsu - v tomto ohľade jediné z „slušných“nebeských telies, môžu spôsobiť šok: atmosféra, ktorá tvorí 95% oxidu uhličitého, a tlak na povrchu, ekvivalentný tlaku zeme atmosféra vo výške 40 kilometrov. Toto je koniec.
Podmienky na povrchoch ostatných skúmaných planét a satelitov obrovských planét sú ešte horšie - teploty od - 200 do + 500 ° С, agresívne zloženie atmosféry, príšerné tlaky, príliš nízke alebo naopak príliš silná gravitácia, silná tektonika a sopečná činnosť aktivita …
Medziplanetárna stanica Galileo, ktorá absolvovala jednu obežnú dráhu okolo Jupitera, dostala dávku žiarenia rovnajúcu sa 25 smrteľným dávkam pre ľudí. Z rovnakého dôvodu sú dráhy blízko Zeme vo výškach nad 500 km pre lety s posádkou prakticky uzavreté. Hore začínajú radiačné pásy, kde je dlhodobý pobyt nebezpečný pre ľudské zdravie.
Tam, kde najtrvanlivejšie mechanizmy sotva môžu existovať, krehké ľudské telo nemá čo robiť.
Vesmír však vábi sen o vzdialených svetoch a človek nie je zvyknutý vzdať sa tvárou v tvár ťažkostiam - dočasné zdržanie na ceste ku hviezdam sľubuje, že bude krátkodobé. Vpredu je titanická práca na štúdiu a vývoji najbližších nebeských telies - Mesiaca, Marsu, kde sa človek nezaobíde bez astronautiky s posádkou.
Prieskumníci Marsu
Pravdepodobne sa budete pýtať - prečo celý tento kozmický „rozruch“? Je celkom zrejmé, že tieto expedície neprinesú žiadny praktický úžitok, odvážne fantázie o ťažbe na asteroidoch alebo ťažbe hélia-3 na Mesiaci stále zostávajú na úrovni odvážnych predpokladov. Navyše z hľadiska zemskej ekonomiky a priemyslu to nie je potrebné a pravdepodobne sa to ani čoskoro neobjaví.
Potom - za čo? Odpoveď je jednoduchá - možno je to osud človeka. Vytvoriť techniku úžasnej krásy a zložitosti a pomocou nej skúmať, ovládať, meniť okolitý priestor.
Nikto sa tam nezastaví. Teraz je hlavným cieľom správne vybrať priority pre ďalšiu prácu. Potrebujeme nové odvážne nápady a bystré, ambiciózne projekty. Aké budú naše ďalšie kroky k hviezdam?
1. júna 2009 z iniciatívy NASA tzv. Augustínska komisia (pomenovaný po svojom vedúcom - bývalom riaditeľovi Lokheed Martin Norman Augustine) - špeciálny výbor pre americký prieskum vesmíru s ľudskou posádkou, ktorého úlohou bolo vyvinúť ďalšie riešenia na ceste prieniku človeka do vesmíru.
Yankeesovci starostlivo preštudovali stav raketového a vesmírneho priemyslu, analyzovali informácie o medziplanetárnych expedíciách pomocou automatických sond, vzali do úvahy podmienky na povrchoch najbližších nebeských telies a svedomito „skúmali vo svetle“každý cent pridelený z rozpočtu.
Na jeseň roku 2009 predložila Augustínska komisia podrobnú správu o vykonanej práci a urobila niekoľko jednoduchých, ale zároveň úplne geniálnych záverov:
1. Let s posádkou na Mars očakávaný v blízkej budúcnosti je bluf.
Napriek popularite projektov spojených s pristátím muža na Červenej planéte, všetky tieto plány nie sú ničím iným ako sci -fi. Let muža na Mars v moderných podmienkach je ako pokúšať sa bežať „stometrové“preteky so zlomenými nohami.
Mars láka výskumníkov adekvátnymi klimatickými podmienkami - aspoň tu nie sú žiadne teploty spaľovania a nízky atmosférický tlak je možné kompenzovať „obyčajným“vesmírnym oblekom. Planéta má normálnu veľkosť, gravitáciu a je v primeranej vzdialenosti od Slnka. Tu boli nájdené stopy prítomnosti vody - formálne sú všetky podmienky pre úspešné pristátie a prácu na povrchu Červenej planéty.
Pokiaľ ide o pristávanie kozmických lodí, Mars je možno najhoršou možnosťou zo všetkých skúmaných nebeských objektov!
Všetko je to o zákernej plynovej škrupine obklopujúcej planétu. Atmosféra Marsu je príliš vzácna - natoľko, že je tu tradičný zostup padákom nemožný. Zároveň je dostatočne hustý na to, aby vypálil lander, nechtiac „vyskočil“smerom k povrchu kozmickou rýchlosťou.
Pristátie na povrchu Marsu s brzdiacimi motormi je mimoriadne náročný a nákladný úkon. Zariadenie dlho „visí“na prúdových motoroch v gravitačnom poli Marsu - nie je možné úplne sa spoliehať na „vzduch“pomocou padáka. To všetko vedie k obrovskému plytvaniu palivom.
Z tohto dôvodu sa používajú neobvyklé schémy - napríklad automatická medziplanetárna sonda „Pathfinder“pristála pomocou dvoch sád brzdových motorov, predného brzdového (tepelnoizolačného) displeja, padáka a nafukovacieho „airbagu“- pri náraze do červeného piesku rýchlosťou 100 km / h sa stanica niekoľkokrát odrazila od povrchu ako lopta, až kým sa úplne nezastavila. Pri pristátí expedície s posádkou je taká schéma samozrejme úplne nepoužiteľná.
V roku 2012 zvedavosť sadla nemenej úžasne.
Mars rover s hmotnosťou 899 kg (hmotnosť na Marse 340 kg) sa stal najťažším zo zemských dopravených vozidiel na povrch Marsu. Mohlo by sa zdať, že iba 899 kg - aké problémy tu môžu nastať? Pre porovnanie, zostupové vozidlo kozmickej lode Vostok malo hmotnosť 2,5 tony (hmotnosť celej lode, na ktorej Yuri Gagarin letel, bola 4,7 tony).
Schéma pristátia Mars Science Laboratory (MSL), známejšieho ako rover Curiosity
A napriek tomu sa problémy ukázali ako veľké - aby sa zabránilo poškodeniu konštrukcie a vybavenia rovera Curiosity, museli použiť pôvodnú schému známu ako „nebeský žeriav“. Stručne povedané, celý proces vyzeral takto: po intenzívnom spomalení atmosféry planéty sa platforma, ku ktorej bol pripevnený rover, vznášala 7,5 metra nad povrchom Marsu. Pomocou troch káblov bol Curiosity jemne spustený na povrch planéty - po prijatí potvrdenia, že sa jeho kolesá dotýkajú zeme, rover prestrihol káble a elektrické káble pyro nabíjačkami a trakčná plošina visiaca nad ním odletela do strany, čím tvrdo pristálo 650 metrov od rovera.
A to je iba 899 kilogramov užitočného zaťaženia! Je desivé si predstaviť, aké ťažkosti nastanú pri pristátí 100-tonovej lode na Marse s niekoľkými astronautmi na palube.
Všetky vyššie uvedené problémy sú prevedené na ďalšie stovky ton „marťanskej lode“. Podľa najkonzervatívnejších odhadov bude hmotnosť odletového stupňa na obežnej dráhe Zeme najmenej 300 ton (menej optimistické odhady dávajú výsledok až 1500 ton)! Opäť budú potrebné superťažké nosné rakety, ktorých rozmery mnohonásobne presiahnu lunárny Satrun-V a N-1 s užitočným zaťažením 130 … 140 ton.
Dokonca aj pri použití metódy sekčnej montáže „marťanskej kozmickej lode“z menších blokov a schémy dvoch lodí - hlavného (s posádkou) a automatického transportného modulu s ich následným dokovaním na obežnej dráhe Marsu, počet nevyriešených technických problémov prevyšuje všetky rozumné limity.
V tejto situácii je odoslanie osoby na Mars ako pokus vyriešiť poslednú Fermatovu vetu bez toho, aby ste vlastnili najjednoduchšie znalosti algebry.
Prečo sa potom trápiť s nerealizovateľnými ilúziami? Nie je jednoduchšie začať sa učiť „chodiť bez bariel“a získať potrebné skúsenosti riešením trochu jednoduchších, no nemenej očarujúcich úloh?
Britskí vedci zistili, že asteroid Apophis nie je pre Zem nebezpečný
Augustínska komisia prišla s plánom s názvom Flexibilná cesta, dejom hodným hollywoodskeho filmu. Význam tejto teórie je jednoduchý - naučiť sa vykonávať dlhé medziplanetárne lety cvičením na … astreroidoch.
Asteroid Itokawa v porovnaní s Medzinárodnou vesmírnou stanicou
Túlavé úlomky kameňov nemajú žiadnu vnímateľnú atmosféru a ich nízka gravitácia robí proces „ukotvenia“podobným dokovaniu raketoplánu s ISS - najmä preto, že ľudstvo už má skúsenosti s „tesnými kontaktmi“s malými nebeskými telesami.
Nejde o „čeľabinský meteorit“- v novembri 2005 japonská sonda Hayabusa (Sapsan) dvakrát pristála s príjmom prachu na povrchu 300 -metrového asteroidu (25143) Itokawa. Nie všetko prebehlo hladko: slnečná erupcia poškodila solárne panely, vesmírny chlad vyradil dva z troch gyroskopov sondy, minirobot Minerva sa stratil počas pristávania, nakoniec sa zariadenie zrazilo s asteroidom, poškodilo motor a stratilo orientáciu. Po niekoľkých rokoch sa Japoncom podarilo znova získať kontrolu nad sondou a reštartovať iónový motor - v júni 2010 bola na Zem konečne doručená kapsula s časticami asteroidov.
Lety k asteroidom môžu poskytnúť niekoľko užitočných výsledkov naraz:
Vysvetlia sa niektoré detaily vzniku a histórie slnečnej sústavy, čo je samo o sebe značným záujmom.
Za druhé, je to kľúč k vyriešeniu aplikovaného problému predchádzania „hrozbe meteoritov“- všetky podrobnosti v scenári hollywoodskeho trháku „Armageddon“. V skutočnosti však môžu veci naberať ešte zaujímavejšie obrátky:
Prvý deň. K Zemi sa blíži obrovský asteroid. Skupina odvážnych vŕtačiek
išiel k nemu nainštalovať jadrový náboj.
Druhý deň. K Zemi sa blíži obrovský asteroid s jadrovým nábojom.
Po tretie, geologický prieskum. Asteroidy sú značným záujmom ako zdroje nerastných surovín (obrovské zásoby rudy, nízka gravitácia a nízka hodnota druhej kozmickej rýchlosti - transport surovín na Zem je zjednodušený). Toto je pre budúcnosť.
Nakoniec tieto misie poskytnú neoceniteľné skúsenosti s medziplanetárnymi letmi s posádkou.
NASA navrhuje ako najvyššiu prioritu Lagrangeove body v systéme Zem-Slnko (oblasti, v ktorých môže teleso so zanedbateľnou hmotnosťou zostať nehybné v rotujúcom referenčnom rámci spojenom s dvoma masívnymi telesami). Z hľadiska nebeskej mechaniky je let do týchto oblastí ešte jednoduchšie ako let na Mesiac, a to napriek výrazne väčšej vzdialenosti od Zeme.
Ďalšie ciele sa nazývajú blízkozemské asteroidy skupín Aton, Apollo atď. - medzi obežnými dráhami Zeme a Marsu. Ďalej je naše najbližšie nebeské telo - Mesiac. Potom existujú návrhy na vyslanie nonstop expedície na Mars - prelet a štúdium planéty z obežnej dráhy, po ktorom nasleduje pristátie na marťanskom satelite Phobos. A až potom - Mars!
Nové odvážne expedície si budú vyžadovať vytvorenie nových technických prostriedkov - už teraz Yankeeovia energicky pracujú na projekte viacúčelovej kozmickej lode s posádkou „Orion“.
Prvý testovací štart je naplánovaný na rok 2014, štart kozmickej lode je naplánovaný na vzdialenosť 6000 km od Zeme - 15 -krát ďalej, ako sa nachádza obežná dráha ISS. Do roku 2017 sa plánuje príprava superťažkého nosného vozidla SLS pre Orion, schopného vypustiť na referenčnú obežnú dráhu až 70 ton nákladu (v budúcnosti - až 130 ton). Očakáva sa, že raketový a vesmírny systém Orion + SLS dosiahne plnú pripravenosť do roku 2021 - od tohto momentu budú možné expedície s posádkou mimo obežnú dráhu Zeme.
„Orion“na orite Mesiaca, ako ho predstavil umelec
Všetko nové je dobre zabudnuté staré. Závery Augustínovej komisie boli domácim odborníkom dobre známe - nie je náhoda, že po zoznámení sa so zákernou atmosférou Marsu sa sovietsky vesmírny program rýchlo preorientoval na štúdium Phobosu (neúspešné štarty Phobosu -1 a 2), 1988) - koniec koncov, pristátie na satelite je oveľa jednoduchšie ako na povrch Červenej planéty. Phobos je z geologického hľadiska takmer súčasne väčším záujmom ako samotný Mars. Odporný Phobos-Grunt a sľubný Phobos-Grunt-2 sú všetky články rovnakého reťazca.
V súčasnosti sa ruskí vedci tiež prikláňajú k názoru, že je užitočné študovať malé nebeské telesá. O expedíciách s posádkou sa zatiaľ nehovorí, Roscosmos pracuje na možnosti odosielania automatických sond na Mesiac (Luna-Glob, Luna-Resource, ďalšie plánované spustenie je v roku 2015), ako aj na implementácii fantastického Laplace-P expedícia. V druhom prípade sa plánuje pristátie sondy na povrchu Ganymeda, jedného z ľadových satelitov Jupitera.
Správa o plánovanom odoslaní ruskej sondy na vonkajšie planéty slnečnej sústavy spôsobila výbuch žieravých vtipov v štýle „Phobos-Grunt“, „Jupiter je ideálnym cieľom, ďalších 5 miliárd navždy zahynie v hlbinách vesmíru "" Možnosť "Laplace-Popovkin" …
Napriek všetkej zdanlivej zložitosti a nejednoznačnosti nadchádzajúcej misie bude pristátie automatickej stanice na povrchu Ganymede sotva ťažšie ako na povrchu Marsu.
Lety s posádkou do bodov Lagrange a automatické sondy v blízkosti Jupitera sú samozrejme stále lepšie ako sny o potrubí, ako „na Marse budú kvitnúť jablone“. Hlavnou vecou nie je uvoľniť sa z toho, čo ste dosiahli. Aj keď sme pristáli na povrchu asteroidu, nemali by sme sa oddávať sladkým snom o tom, ako je naša všemocná veda teraz schopná vytlačiť akékoľvek nebeské teleso z obežnej dráhy a urobiť z nás pánov blízkeho vesmíru.
„Kapitáni neba“nedokážu upchať malú dieru na dne oceánu mnoho mesiacov - je ľahké si predstaviť, čo nás čaká v prípade stretnutia s ďalším meteoritom Tunguska.
Hayabusa automatická medziplanetárna sonda
Viacúčelová vesmírna loď „Orion“
Hmotnosť 25 ton. Vnútorný obytný objem - 9 kubických metrov. metrov (pre porovnanie - obytný objem kozmickej lode Sojuz je 3,85 kubického metra). Posádka - až 6 osôb. Predpokladá sa opätovné použitie hlavných konštrukčných prvkov.
Super ťažká nosná raketa SLS, projekt
