Nuobodus Marso dykumos peizažas
Negalima piešti šalto saulėtekio
Ploname ore aiškūs šešėliai
Atsigulėme ant dabar tolimo visureigio.
Didžioji XX amžiaus kosminė odisėja virto žiauriu farsu - serija nerangių bandymų ištrūkti iš savo „lopšio“, o prieš žmogų atsivėrė juoda negyvos erdvės bedugnė. Kelias į žvaigždes buvo trumpas aklavietė.
Niūri situacija kosmonautikoje turi keletą paprastų paaiškinimų:
Pirma, cheminėmis varomomis raketomis pasiekta riba. Jų pajėgumų pakako, kad pasiektų artimiausius dangaus kūnus, tačiau visapusiškam Saulės sistemos tyrimui reikia daugiau. Vis labiau populiarėjantys joniniai varikliai taip pat nesugeba išspręsti milžiniškų kosminių atstumų įveikimo problemos. Jonų super variklių trauka neviršija kelių Niutono dalių, o tarpplanetiniai skrydžiai tęsiasi daugelį metų.
Pastaba - mes kalbame tik apie kosmoso tyrimą! Esant tokioms sąlygoms, kai naudingoji apkrova yra tik 1% raketos ir kosminės sistemos paleidimo masės, nėra prasmės kalbėti apie jokį pramoninį dangaus kūnų vystymąsi.
Ypač nuvylė pilotuojami kosmoso tyrinėjimai - priešingai nei XX amžiaus vidurio mokslinės fantastikos rašytojų drąsios hipotezės, „Cosmos“pasirodė ledinė priešiška aplinka, kurioje niekas nėra patenkintas organinėmis gyvenimo formomis. Sąlygos Marso paviršiuje - vienintelis iš „padorių“dangaus kūnų šiuo atžvilgiu gali sukelti šoką: atmosfera, kurioje yra 95% anglies dioksido, ir slėgis paviršiuje, lygus žemės slėgiui atmosfera 40 kilometrų aukštyje. Tai pabaiga.
Sąlygos kitų tiriamų planetų ir milžiniškų planetų palydovų paviršiuose yra dar blogesnės - temperatūra nuo - 200 iki + 500 ° С, agresyvi atmosferos sudėtis, siaubingas slėgis, per mažas arba, atvirkščiai, per stipri gravitacija, galinga tektonika ir ugnikalniai veikla …
„Galileo“tarpplanetinė stotis, įveikusi vieną orbitą aplink Jupiterį, gavo spinduliuotės dozę, atitinkančią 25 mirtinas dozes žmonėms. Dėl tos pačios priežasties beveik žemės orbitos, esančios virš 500 km aukštyje, praktiškai yra uždarytos pilotuojamiems skrydžiams. Viršuje prasideda spinduliuotės diržai, kur ilgalaikis buvimas yra pavojingas žmonių sveikatai.
Ten, kur patvariausi mechanizmai vargu ar gali egzistuoti, trapus žmogaus kūnas neturi nieko bendro.
Tačiau „Kosmosas“vilioja sapnuoti tolimus pasaulius, o žmogus nėra įpratęs pasiduoti susidūręs su sunkumais - laikinas vėlavimas kelyje į žvaigždes žada būti trumpalaikis. Priešais yra titaniškas artimiausių dangaus kūnų - Mėnulio, Marso - tyrimo ir vystymosi darbas, kuriame negalima apsieiti be pilotuojamos astronautikos.
Marso tyrinėtojai
Tikriausiai paklausite - kam tas visas kosminis „šurmulys“? Visiškai akivaizdu, kad šios ekspedicijos neduos jokios praktinės naudos, drąsios fantazijos apie kasybą asteroiduose ar helio-3 gavybą Mėnulyje vis dar išlieka drąsių prielaidų lygiu. Be to, žvelgiant į žemės ekonomiką ir pramonę, to nereikia, ir tai greičiausiai netrukus pasirodys.
Tada - už ką? Atsakymas paprastas - galbūt tai yra žmogaus likimas. Sukurti nuostabaus grožio ir sudėtingumo techniką ir jos pagalba ištirti, įvaldyti, pakeisti supančią erdvę.
Niekas nesiruošia sustoti. Dabar pagrindinis tikslas yra teisingai pasirinkti tolesnio darbo prioritetus. Mums reikia naujų drąsių idėjų ir ryškių, ambicingų projektų. Kokie bus mūsų tolimesni žingsniai link žvaigždžių?
2009 metų birželio 1 dieną NASA iniciatyva buvo paskelbtas vadinamasis. Augustino komisija (pavadintas jos vadovo vardu - buvęs „Lokheed“direktorius Martinas Normanas Augustinas) - specialus Amerikos pilotuojamų kosmoso tyrimų komitetas, kurio užduotis buvo sukurti tolesnius sprendimus žmonių skverbimosi į kosmosą kelyje.
Jenkiai atidžiai ištyrė raketų ir kosmoso pramonės būklę, išanalizavo informaciją apie tarpplanetines ekspedicijas, naudodamiesi automatiniais zondais, atsižvelgė į artimiausių dangaus kūnų paviršių sąlygas ir skrupulingai „atsižvelgė į tai“kiekvieną centą, skiriamą iš biudžeto.
2009 m. Rudenį Augustino komisija pateikė išsamią atlikto darbo ataskaitą ir padarė keletą paprastų, bet kartu ir išradingų išvadų:
1. Artimiausiu metu numatytas pilotuojamas skrydis į Marsą yra blefas.
Nepaisant projektų, susijusių su žmogaus nusileidimu Raudonojoje planetoje, populiarumo, visi šie planai yra ne kas kita, kaip mokslinė fantastika. Žmogaus skrydis į Marsą šiuolaikinėmis sąlygomis yra tarsi bandymas bėgti „šimto metrų“lenktynes sulaužytomis kojomis.
Marsas tyrinėtojus vilioja tinkamomis klimato sąlygomis - bent jau čia nėra deginimo temperatūros, o žemą atmosferos slėgį galima kompensuoti „paprastu“kosminiu kostiumu. Planeta yra normalaus dydžio, gravitacijos ir protingo atstumo nuo Saulės. Čia buvo rasti vandens buvimo pėdsakai - formaliai yra visos sąlygos sėkmingai nusileisti ir dirbti Raudonosios planetos paviršiuje.
Tačiau kalbant apie nusileidimo erdvėlaivį, Marsas yra galbūt blogiausias variantas iš visų tirtų dangaus objektų!
Viskas apie klastingą planetą supantį dujų apvalkalą. Marso atmosfera yra per reta - tiek, kad tradicinis nusileidimas parašiutu čia neįmanomas. Tuo pačiu metu jis yra pakankamai tankus, kad sudegintų nusileidimo aparatą, netyčia „šoktelėdamas“link paviršiaus kosminiu greičiu.
Nusileisti ant Marso paviršiaus stabdančiais varikliais yra nepaprastai sudėtinga ir brangi užduotis. Prietaisas ilgą laiką „kabo“ant reaktyvinių variklių Marso traukos lauke - neįmanoma visiškai pasikliauti „oru“parašiuto pagalba. Visa tai lemia siaubingą degalų eikvojimą.
Būtent dėl šios priežasties naudojamos neįprastos schemos - pavyzdžiui, automatinis tarpplanetinis zondas „Pathfinder“nusileido dviejų stabdžių variklių rinkinių, priekinio stabdymo (šilumą izoliuojančio) ekrano, parašiuto ir pripučiamos „oro pagalvės“pagalba. - atsitrenkusi į raudoną smėlį 100 km / h greičiu, stotis kelis kartus atšoko nuo paviršiaus, kaip kamuolys, kol visiškai sustojo. Žinoma, tokia schema visiškai netaikoma nusileidus pilotuojamai ekspedicijai.
„Curiosity“ne mažiau nuostabiai atsisėdo 2012 m.
Roveris „Mars“, kurio masė 899 kg (Marso svoris 340 kg), tapo sunkiausiu iš ant Marso paviršiaus pristatytų antžeminių transporto priemonių. Atrodytų, kad tik 899 kg - kokios problemos čia gali kilti? Palyginimui, erdvėlaivio „Vostok“nusileidimo transporto priemonės masė buvo 2,5 tonos (viso laivo, kuriuo skrido Jurijus Gagarinas, masė buvo 4,7 tonos).
Marso mokslo laboratorijos (MSL), geriau žinomos kaip „Curiosity rover“, nusileidimo schema
Ir vis dėlto problemos pasirodė didžiulės - norėdami išvengti „Curiosity rover“konstrukcijos ir įrangos pažeidimų, jie turėjo naudoti originalią schemą, vadinamą „dangaus kranu“. Trumpai tariant, visas procesas atrodė taip: po intensyvaus lėtėjimo planetos atmosferoje platforma su prie jos pritvirtintu roveriu pakilo 7,5 metro virš Marso paviršiaus. Trijų kabelių pagalba „Curiosity“buvo švelniai nuleistas į planetos paviršių - gavęs patvirtinimą, kad jo ratai liečiasi su žeme, roveris nutraukė kabelius ir elektros kabelius su piro krūviais, o virš jo kabėjusi traukos platforma nulėkė į šoną, sunkiai nusileidžia 650 metrų nuo roverio.
Ir tai tik 899 kilogramai naudingos apkrovos! Baisu įsivaizduoti, kokie sunkumai kils nusileidus Marse 100 tonų laivą su pora astronautų.
Visos minėtos problemos paverčiamos papildomais šimtais tonų „Marso laivo“. Remiantis konservatyviausiais skaičiavimais, išvykimo etapo masė žemos žemės orbitoje bus ne mažesnė kaip 300 tonų (mažiau optimistiniai skaičiavimai duoda iki 1500 tonų rezultatą)! Dar kartą reikės itin sunkių raketų, kurių matmenys daug kartų viršys mėnulio Satrun-V ir N-1, kurių naudingoji apkrova yra 130 … 140 tonų.
Net naudojant „Marso erdvėlaivio“sekcijų surinkimo iš mažesnių blokų metodą ir naudojant dviejų laivų schemą - pagrindinį (pilotuojamą) ir automatinį transporto modulį su vėlesniu prijungimu Marso orbitoje, neišspręstų techninių problemų skaičius viršija visas pagrįstas ribas.
Esant tokiai situacijai, žmogaus siuntimas į Marsą yra tarsi bandymas išspręsti paskutinę Fermato teoremą, neturint paprasčiausių algebros žinių.
Tada kam kankintis neįgyvendinamomis iliuzijomis? Ar ne lengviau pradėti mokytis „vaikščioti be ramentų“ir įgyti reikiamos patirties sprendžiant šiek tiek paprastesnes, bet ne mažiau kerinčias užduotis?
Britų mokslininkai nustatė, kad asteroidas Apophis nėra pavojingas Žemei
Augustino komisija sugalvojo planą, pavadintą „Lankstus kelias“- siužetą, vertą Holivudo filmų rinkinio. Šios teorijos prasmė paprasta - išmokti atlikti ilgus tarpplanetinius skrydžius treniruojantis … astreoidus.
Asteroidas Itokawa, palyginti su Tarptautine kosmine stotimi
Klajojantys akmens fragmentai neturi jokios juntamos atmosferos, o dėl jų mažo sunkumo „prijungimo“procesas yra panašus į „Shuttle“prijungimą prie ISS - juolab kad žmonija jau turi „glaudžių kontaktų“su mažais dangaus kūnais patirties.
Tai ne apie „Čeliabinsko meteoritą“- 2005 metų lapkritį japonų zondas Hayabusa (Sapsan) 300 metrų asteroido (25143) Itokawa paviršiuje du kartus nusileido su dulkėmis. Ne viskas klostėsi sklandžiai: saulės pliūpsnis sugadino saulės kolektorius, kosminis šaltis išjungė du iš trijų zondo giroskopų, „Minerva“mini robotas nusileido nusileidžiant, galiausiai prietaisas susidūrė su asteroidu, apgadino variklį ir prarado orientaciją. Po poros metų japonams vis tiek pavyko atgauti zondo kontrolę ir iš naujo paleisti jonų variklį - 2010 metų birželį pagaliau į Žemę buvo pristatyta kapsulė su asteroido dalelėmis.
Skrydžiai į asteroidus gali duoti kelis naudingus rezultatus vienu metu:
Išaiškės kai kurios Saulės sistemos formavimosi ir istorijos detalės, kurios savaime kelia didelį susidomėjimą.
Antra, tai yra raktas, padedantis išspręsti taikomą „meteorito grėsmės“prevencijos problemą - visas detales Holivudo sėkmės filmo „Armagedonas“scenarijuje. Tačiau iš tikrųjų viskas gali pasisukti dar įdomiau:
Pirmoji diena. Milžiniškas asteroidas artėja prie Žemės. Drąsių gręžėjų grupė
nuėjo pas jį įrengti branduolinio užtaiso.
Antra diena. Milžiniškas asteroidas su branduoliniu užtaisu artėja prie Žemės.
Trečia, geologiniai tyrinėjimai. Asteroidai yra labai įdomūs kaip mineralų šaltiniai (didžiuliai rūdos rezervai, mažas sunkis ir maža antrojo kosminio greičio vertė - supaprastinamas žaliavų transportavimas į Žemę). Tai skirta ateičiai.
Galiausiai, tokios misijos suteiks neįkainojamos patirties pilotuojamuose tarpplanetiniuose skrydžiuose.
NASA siūlo Lagranžo taškus Žemės ir Saulės sistemoje (sritis, kuriose nereikšmingos masės kūnas gali likti nejudantis besisukančiame atskaitos rėmelyje, susietame su dviem masyviais kūnais) kaip aukščiausius prioritetus. Dangaus mechanikos požiūriu skristi į šiuos regionus yra net lengviau nei skristi į Mėnulį, nepaisant žymiai didesnio atstumo nuo Žemės.
Kiti taikiniai vadinami „Aton“, „Apollo“ir kt. Grupių artimais Žemei asteroidais. - tarp Žemės ir Marso orbitų. Kitas mūsų artimiausias dangaus kūnas - Mėnulis. Tada yra pasiūlymų nusiųsti nenutrūkstamą ekspediciją į Marsą - skristi ir ištirti planetą iš orbitos, o po to nusileisti Marso palydovu Phobos. Ir tik tada - Marsas!
Naujoms drąsioms ekspedicijoms reikės sukurti naujas technines priemones - jau dabar jankiai energingai dirba prie daugiafunkcio pilotuojamo erdvėlaivio „Orion“projekto.
Pirmasis bandomasis paleidimas planuojamas 2014 m., Erdvėlaivį planuojama paleisti 6000 km atstumu nuo Žemės - 15 kartų toliau nei yra TKS orbita. Iki 2017 metų „Orion“planuojama paruošti itin sunkią raketą SLS, galinčią į etaloninę orbitą paleisti iki 70 tonų krovinių (ateityje - iki 130 tonų). Tikimasi, kad „Orion + SLS“raketa ir kosminė sistema pasieks visišką pasirengimą iki 2021 m. - nuo to momento bus įmanomos pilotuojamos ekspedicijos už Žemės orbitos.
„Orionas“Mėnulio orite, kaip pateikė menininkas
Viskas nauja yra gerai pamiršta sena. Augustino komisijos išvados buvo gerai žinomos šalies specialistams - neatsitiktinai sovietų kosmoso programa, susipažinusi su klastinga Marso atmosfera, greitai persiorientavo į Fobo tyrimą (nesėkmingi „Phobos -1“ir „2“paleidimai)., 1988) - juk nusileisti į palydovą yra daug lengviau nei į Raudonosios planetos paviršių. Tuo pačiu metu Fobas, kalbant apie geologiją, yra beveik didesnis nei pats Marsas. Bjaurusis „Phobos-Grunt“ir perspektyvus „Phobos-Grunt-2“yra tos pačios grandinės grandys.
Šiuo metu Rusijos mokslininkai taip pat linkę manyti, kad naudinga tirti mažus dangaus kūnus. Apie pilotuojamas ekspedicijas kol kas nekalbama, „Roscosmos“kuria galimybę siųsti automatinius zondus į Mėnulį („Luna-Glob“, „Luna-Resource“, kitas planuojamas paleidimas-2015 m.), Taip pat įgyvendina fantastišką „Laplace-P“. ekspedicija. Pastaruoju atveju planuojama zondą nutupdyti ant vieno iš ledinių Jupiterio palydovų Ganimedo paviršiaus.
Pranešimas apie planuojamą Rusijos zondo siuntimą į išorines Saulės sistemos planetas sukėlė „Phobos-Grunt“stiliaus kaustinių pokštų proveržį, „Jupiteris yra idealus taikinys, dar 5 mlrd. erdvės "variantas" Laplasas-Popovkinas "…
Tačiau, nepaisant viso akivaizdaus būsimos misijos sudėtingumo ir neaiškumų, automatinės stoties nusileidimas Ganimedo paviršiuje bus sunkiau nei Marso paviršiuje.
Žinoma, pilotuojami skrydžiai į Lagranžo taškus ir automatiniai zondai Jupiterio apylinkėse vis dar yra geresni nei pypkės sapnai apie tai, kaip „obelys žydės Marse“. Svarbiausia neatsipalaiduoti dėl to, ką pasiekėte. Net nusileidę ant asteroido paviršiaus, neturėtume leistis į saldžius sapnus apie tai, kaip mūsų visagalis mokslas dabar sugeba išstumti bet kurį dangaus kūną iš orbitos ir padaryti mus artimos erdvės šeimininkais.
„Dangaus kapitonai“daugelį mėnesių negali užkimšti mažos skylės vandenyno dugne - nesunku įsivaizduoti, kas mūsų laukia susitikimo su kitu Tunguskos meteoritu atveju.
Hayabusa automatinis tarpplanetinis zondas
Daugiafunkcinis erdvėlaivis „Orion“
Svoris 25 tonos. Vidinis gyvenamasis tūris - 9 kubiniai metrai. metrų (palyginimui - erdvėlaivio „Sojuz“gyvenamasis tūris yra 3,85 kubinio metro). Įgula - iki 6 žmonių. Manoma, kad pagrindiniai konstrukciniai elementai gali būti naudojami pakartotinai.
Super sunkioji raketinė SLS, projektas
