Peisaj plictisitor al deșertului marțian
Nu pot picta răsăritul rece
În aerul subțire, umbre clare
Ne întindem pe vehiculul all-terrain acum îndepărtat.
Marea Odiseea Spațială a secolului al XX-lea s-a transformat într-o farsă crudă - o serie de încercări stângace de a scăpa de „leagănul” său și un abis negru de spațiu lipsit de viață s-a deschis în fața unei persoane. Drumul către stele a fost o fundătură scurtă.
Situația mohorâtă din cosmonautică are câteva explicații simple:
În primul rând, rachetele cu combustibil chimic și-au atins limita. Capacitățile lor au fost suficiente pentru a ajunge la cele mai apropiate corpuri cerești, dar sunt necesare mai multe pentru explorarea la scară largă a sistemului solar. Motoarele ionice din ce în ce mai populare nu sunt de asemenea capabile să rezolve problema depășirii distanțelor colosale de spațiu. Puterea super-motoarelor ionice nu depășește câteva fracțiuni dintr-un Newton, iar zborurile interplanetare continuă să se întindă timp de mulți ani.
Notă - vorbim doar despre studiul Cosmosului! În condițiile în care sarcina utilă este doar 1% din masa de lansare a rachetei și a sistemului spațial, nu are sens să vorbim deloc despre orice dezvoltare industrială a corpurilor cerești.
Explorarea spațială tripulată a fost deosebit de dezamăgitoare - contrar ipotezelor îndrăznețe ale scriitorilor de ficțiune științifică de la mijlocul secolului al XX-lea, Cosmosul s-a dovedit a fi un mediu înghețat ostil, în care nimeni nu este mulțumit de formele organice de viață. Condițiile de pe suprafața lui Marte - singurul dintre corpurile cerești „decente” în acest sens, pot provoca un șoc: atmosfera, care este de 95% dioxid de carbon, și presiunea la suprafață, echivalentă cu presiunea pământului atmosfera la o altitudine de 40 de kilometri. Acesta este sfarsitul.
Condițiile de pe suprafața altor planete examinate și a sateliților planetelor uriașe sunt chiar mai grave - temperaturi de la - 200 la + 500 ° С, compoziție agresivă a atmosferei, presiuni monstruoase, gravitate prea mică sau, dimpotrivă, gravitate prea puternică, tectonică puternică și vulcanică activitate …
Stația interplanetară Galileo, după ce a realizat o orbită în jurul lui Jupiter, a primit o doză de radiație echivalentă cu 25 de doze letale pentru oameni. Din același motiv, orbitele aproape de pământ la altitudini de peste 500 km sunt practic închise pentru zborurile cu echipaj. Mai sus, încep centurile de radiații, unde șederea pe termen lung este periculoasă pentru sănătatea umană.
Acolo unde mecanismul cel mai durabil poate exista cu greu, corpul uman fragil nu are nimic de-a face.
Dar Cosmosul face semn cu un vis de lumi îndepărtate, iar o persoană nu este obișnuită să renunțe în fața dificultăților - o întârziere temporară pe drumul spre stele promite că va fi de scurtă durată. Înainte este lucrarea titanică privind studiul și dezvoltarea celor mai apropiate corpuri cerești - Luna, Marte, unde nu se poate face fără astronautică echipată.
Exploratori de pe Marte
Probabil că veți întreba - de ce toată această „agitație” cosmică? Este destul de evident că aceste expediții nu vor aduce niciun beneficiu practic, fanteziile îndrăznețe despre mineritul pe asteroizi sau extracția Heliului-3 pe Lună rămân în continuare la nivelul presupunerilor îndrăznețe. Mai mult, din punctul de vedere al economiei și industriei terestre, nu este nevoie de acest lucru și probabil că nu va apărea în curând.
Atunci - pentru ce? Răspunsul este simplu - poate acesta este destinul omului. Pentru a crea o tehnică de o frumusețe și complexitate uimitoare și, cu ajutorul acesteia, de a explora, stăpâni, schimba spațiul înconjurător.
Nimeni nu se va opri aici. Acum obiectivul principal este să selectați corect prioritățile pentru lucrări ulterioare. Avem nevoie de noi idei îndrăznețe și proiecte strălucitoare și ambițioase. Care vor fi următorii noștri pași spre stele?
La 1 iunie 2009, la inițiativa NASA, așa-numitul. Comisia Augustin (numit după șeful său - fostul director al Lokheed Martin Norman Augustine) - un comitet special pentru explorarea spațiului cu echipaj american, a cărui sarcină era să dezvolte soluții suplimentare pe calea pătrunderii umane în spațiu.
Yankees au studiat cu atenție starea industriei de rachete și spațiu, au analizat informații despre expedițiile interplanetare folosind sonde automate, au luat în considerare condițiile de pe suprafețele celor mai apropiate corpuri cerești și au „examinat scrupulos în lumină” fiecare cent alocat din buget.
În toamna anului 2009, Comisia Augustin a prezentat un raport detaliat cu privire la munca depusă și a făcut o serie de concluzii simple, dar în același timp complet ingenioase:
1. Zborul pilotat spre Marte preconizat în viitorul apropiat este un bluff.
În ciuda popularității proiectelor legate de aterizarea unui om pe Planeta Roșie, toate aceste planuri nu sunt altceva decât science fiction. Zborul unui om către Marte în condiții moderne este ca și cum ai încerca să alergi o cursă de „sută de metri” cu picioarele rupte.
Marte atrage cercetătorii cu condiții climatice adecvate - cel puțin aici nu există temperaturi de incinerare, iar presiunea atmosferică scăzută poate fi compensată printr-un costum spațial „obișnuit”. Planeta are dimensiuni normale, gravitație și o distanță rezonabilă de Soare. Aici s-au găsit urme ale prezenței apei - în mod formal, există toate condițiile pentru o aterizare cu succes și o lucrare la suprafața Planetei Roșii.
Cu toate acestea, în ceea ce privește aterizarea navei spațiale, Marte este probabil cea mai proastă opțiune dintre toate obiectele cerești studiate!
Totul este despre carcasa insidioasă de gaz care înconjoară planeta. Atmosfera de pe Marte este prea rarefiată - atât de mult încât descendența tradițională cu parașuta este imposibilă aici. În același timp, este suficient de dens pentru a arde landerul, „sărind” din greșeală spre suprafață la viteza cosmică.
Aterizarea pe suprafața lui Marte cu motoare de frânare este o acțiune extrem de dificilă și costisitoare. Pentru o perioadă lungă de timp, dispozitivul „atârnă” de motoarele cu reacție din câmpul gravitațional de pe Marte - este imposibil să te bazezi pe deplin pe „aer” cu ajutorul unei parașute. Toate acestea duc la o risipă monstruoasă de combustibil.
Din acest motiv se folosesc scheme neobișnuite - de exemplu, sonda interplanetară automată „Pathfinder” a aterizat cu ajutorul a două seturi de motoare de frână, un ecran de frânare frontal (termoizolant), o parașută și un „airbag” gonflabil - izbindu-se de nisipul roșu la o viteză de 100 km / h, stația a sărit de pe suprafață de mai multe ori, ca o minge, până a ajuns la o oprire completă. Desigur, o astfel de schemă este complet inaplicabilă la aterizarea unei expediții cu echipaj.
Curiozitatea s-a așezat nu mai puțin minunat în 2012.
Roverul Marte cu o masă de 899 kg (greutatea pe Marte 340 kg) a devenit cel mai greu dintre vehiculele terestre livrate la suprafața lui Marte. S-ar părea că doar 899 kg - ce probleme pot apărea aici? Pentru comparație, vehiculul de coborâre al navei spațiale Vostok avea o masă de 2,5 tone (masa întregii nave pe care a zburat Yuri Gagarin era de 4,7 tone).
Schema de aterizare a Mars Science Laboratory (MSL), mai bine cunoscut sub numele de rover Curiosity
Și, cu toate acestea, problemele s-au dovedit a fi mari - pentru a evita deteriorarea structurii și echipamentelor rover-ului Curiosity, au fost nevoiți să utilizeze schema originală, cunoscută sub numele de „sky crane”. Pe scurt, întregul proces arăta astfel: după o decelerare intensă în atmosfera planetei, platforma cu rover-ul atașat la el a plutit la 7,5 metri deasupra suprafeței lui Marte. Cu ajutorul a trei cabluri, Curiozitatea a fost coborâtă ușor la suprafața planetei - după ce a primit confirmarea că roțile sale au atins solul, roverul a tăiat cablurile și cablurile electrice cu încărcături piro, iar platforma de tracțiune care atârna deasupra a zburat spre lateral, realizând o aterizare tare la 650 de metri de rover.
Și asta înseamnă doar 899 kilograme de sarcină utilă! Este înfricoșător să ne imaginăm ce dificultăți vor apărea atunci când aterizează pe Marte o navă de 100 de tone cu câțiva astronauți la bord.
Toate problemele de mai sus sunt convertite în sute suplimentare de tone ale „navei marțiene”. Conform celor mai conservatoare estimări, masa etapei de plecare pe orbita pământului scăzut va fi de cel puțin 300 de tone (estimările mai puțin optimiste dau un rezultat de până la 1500 de tone)! Încă o dată, vor fi necesare vehicule de lansare super-grele, ale căror dimensiuni vor depăși de multe ori lunarele Satrun-V și N-1 cu o sarcină utilă de 130 … 140 de tone.
Chiar și atunci când se utilizează metoda de asamblare secțională a "navei spațiale marțiene" din blocuri mai mici și se utilizează o schemă de două nave - modulul principal (echipat) și de transport automat cu andocarea ulterioară pe orbita marțiană, numărul problemelor tehnice nerezolvate depășește toate limitele rezonabile.
În această situație, trimiterea unei persoane pe Marte este ca și cum ai încerca să rezolvi Ultima Teoremă a lui Fermat fără a deține cele mai simple cunoștințe de algebră.
Atunci de ce să te chinui cu iluzii irealizabile? Nu este mai ușor să începi să înveți să „mergi fără cârje” și să câștigi experiența necesară rezolvând sarcini puțin mai simple, dar nu mai puțin încântătoare?
Oamenii de știință britanici au descoperit că asteroidul Apophis nu este periculos pentru Pământ
Comisia Augustine a venit cu un plan numit Calea flexibilă, o poveste demnă de un film de la Hollywood. Semnificația acestei teorii este simplă - să înveți cum să faci zboruri interplanetare lungi antrenându-te pe … astreroizi.
Asteroidul Itokawa în comparație cu Stația Spațială Internațională
Fragmentele de piatră rătăcitoare nu au nicio atmosferă perceptibilă, iar gravitatea lor scăzută face ca procesul de „andocare” să fie similar cu andocarea Navetei cu ISS - mai ales că omenirea are deja experiență de „contacte strânse” cu corpuri cerești mici.
Nu este vorba despre „meteoritul Chelyabinsk” - în noiembrie 2005, sonda japoneză Hayabusa (Sapsan) a făcut două aterizări cu un aport de praf pe suprafața asteroidului de 300 de metri (25143) Itokawa. Nu totul a decurs fără probleme: flacăra solară a deteriorat panourile solare, frigul spațial a dezactivat două dintre cele trei giroscopuri ale sondei, mini-robotul Minerva s-a pierdut în timpul aterizării, în cele din urmă, dispozitivul s-a ciocnit de un asteroid, a deteriorat motorul și și-a pierdut orientarea. După câțiva ani, japonezii au reușit încă să recâștige controlul sondei și să repornească motorul cu ioni - în iunie 2010, o capsulă cu particule de asteroizi a fost livrată în cele din urmă pe Pământ.
Zborurile către asteroizi pot da mai multe rezultate utile simultan:
Unele detalii despre formarea și istoria sistemului solar vor deveni clare, ceea ce în sine are un interes considerabil.
În al doilea rând, este cheia pentru rezolvarea problemei aplicate de prevenire a „amenințării meteoritului” - toate detaliile din scenariul pentru blockbusterul de la Hollywood „Armageddon”. Dar, în realitate, lucrurile pot lua o întorsătură și mai interesantă:
Prima zi. Un asteroid uriaș se apropie de Pământ. Un grup de forajeri curajoși
s-a dus la el să instaleze o încărcare nucleară.
A doua zi. Un asteroid uriaș cu sarcină nucleară se apropie de Pământ.
În al treilea rând, explorarea geologică. Asteroizii prezintă un interes considerabil ca surse de minerale (rezerve uriașe de minereu, greutate redusă și o valoare scăzută a celei de-a doua viteze cosmice - transportul materiilor prime pe Pământ este simplificat). Aceasta este pentru viitor.
În sfârșit, astfel de misiuni vor oferi o experiență neprețuită în zborurile interplanetare cu echipaj.
NASA propune puncte Lagrange în sistemul Pământ-Soare (zone în care un corp cu masă neglijabilă poate rămâne staționar într-un cadru de referință rotativ asociat cu două corpuri masive) drept ținte cu cea mai mare prioritate. Din punctul de vedere al mecanicii cerești, zborul către aceste regiuni este chiar mai ușor decât zborul spre Lună, în ciuda distanței semnificativ mai mari de Pământ.
Următoarele ținte sunt numite asteroizi din apropierea Pământului din grupurile Aton, Apollo etc. - între orbitele Pământului și ale lui Marte. Următorul este cel mai apropiat corp ceresc al nostru - Luna. Apoi, există propuneri de a trimite o expediție non-stop pe Marte - zbura și studiul planetei de pe orbită, urmată de aterizarea pe satelitul marțian Phobos. Și numai atunci - Marte!
Noile expediții îndrăznețe vor necesita crearea de noi mijloace tehnice - deja Yankees lucrează energic la proiectul navei spațiale cu echipaj multiplu „Orion”.
Prima lansare a testului este planificată pentru 2014, nava spațială este planificată să fie lansată la o distanță de 6000 km de Pământ - de 15 ori mai departe decât orbita ISS. Până în 2017, este planificată pregătirea unui SLS super-greu pentru Orion, capabil să lanseze până la 70 de tone de marfă pe orbita de referință (în viitor - până la 130 de tone). Se așteaptă ca racheta și sistemul spațial Orion + SLS să atingă capacitatea maximă de pregătire până în 2021 - din acel moment, expedițiile pilotate dincolo de orbita Pământului vor deveni posibile.
„Orion” pe orita Lunii prezentată de artist
Tot ce este nou este bine uitat vechi. Concluziile Comisiei Augustine erau bine cunoscute specialiștilor interni - nu este o coincidență faptul că, după ce a făcut cunoștință cu atmosfera insidioasă de pe Marte, programul spațial sovietic s-a reorientat rapid către studiul Phobos (lansări nereușite ale Phobos-1 și 2), 1988) - la urma urmei, aterizarea pe un satelit este mult mai ușoară decât la suprafața Planetei Roșii. În același timp, Phobos, în ceea ce privește geologia, are aproape un interes mai mare decât Marte în sine. Odiosul Phobos-Grunt și promițătorul Phobos-Grunt-2 sunt toate verigi din același lanț.
În prezent, oamenii de știință ruși sunt, de asemenea, înclinați să creadă că este util să studieze mici corpuri cerești. Nu se vorbește încă despre expediții cu echipaj, Roscosmos lucrează la posibilitatea de a trimite sonde automate pe Lună (Luna-Glob, Luna-Resource, următoarea lansare planificată este 2015), precum și implementarea fantasticului Laplace-P expediție. În acest din urmă caz, este planificată aterizarea sondei pe suprafața lui Ganymede, unul dintre sateliții de gheață din Jupiter.
Mesajul despre trimiterea planificată a unei sonde rusești pe planetele exterioare ale sistemului solar a provocat o explozie de glume caustice în stilul „Phobos-Grunt”, „Jupiter este o țintă ideală, alte 5 miliarde vor pieri pentru totdeauna în adâncuri of Space "" Opțiunea "Laplace-Popovkin" …
Cu toate acestea, în ciuda complexității și ambiguității aparente a viitoarei misiuni, aterizarea unei stații automate pe suprafața Ganymedei va fi cu greu mai dificilă decât pe suprafața lui Marte.
Desigur, zborurile cu echipaj către punctele Lagrange și sondele automate din vecinătatea lui Jupiter sunt încă mai bune decât visele de pipă despre modul în care „merii vor înflori pe Marte”. Principalul lucru nu este să vă relaxați în ceea ce ați realizat. Chiar și după ce am aterizat pe suprafața unui asteroid, nu ar trebui să ne lăsăm plini de vise dulci despre modul în care știința noastră atotputernică este acum capabilă să deplaseze orice corp ceresc de pe orbită și să ne facă stăpânii spațiului apropiat.
„Căpitanii Raiului” nu pot acoperi o mică gaură în fundul oceanului timp de mai multe luni - este ușor să ne imaginăm ce ne așteaptă în cazul unei întâlniri cu următorul meteorit Tunguska.
Sonda interplanetară automată Hayabusa
Navă spațială multifuncțională "Orion"
Greutate 25 tone. Volumul locuibil intern - 9 metri cubi. metri (pentru comparație - volumul locuibil al navei spațiale Soyuz este de 3,85 metri cubi). Echipaj - până la 6 persoane. Se presupune utilizarea reutilizabilă a principalelor elemente structurale.
Vehicul de lansare super greu SLS, proiect
