Dolgočasna pokrajina marsovske puščave
Hladnega sončnega vzhoda ni mogoče naslikati
V zraku, jasne sence
Legli smo na zdaj oddaljeno terensko vozilo.
Velika vesoljska odiseja 20. stoletja se je spremenila v kruto farso - vrsto nespretnih poskusov pobega iz svoje "zibelke", pred človekom pa se je odprlo črno brezno neživega prostora. Pot do zvezd je bila kratka slepa ulica.
Mračne razmere v kozmonavtiki imajo več preprostih razlag:
Prvič, rakete na kemično gorivo so dosegle svojo mejo. Njihove zmogljivosti so bile dovolj, da so dosegle najbližja nebesna telesa, vendar je za celovito raziskovanje sončnega sistema potrebno več. Vedno bolj priljubljeni ionski motorji prav tako ne morejo rešiti problema premagovanja ogromnih vesoljskih razdalj. Potisk ionskih super-motorjev ne presega nekaj frakcij enega Newtona, medplanetarni leti pa se raztezajo še dolga leta.
Opomba - govorimo samo o preučevanju kozmosa! V razmerah, ko je koristna obremenitev le 1% izstrelitvene mase raketnega in vesoljskega sistema, ni smiselno govoriti o kakršnem koli industrijskem razvoju nebesnih teles.
Raziskovanje vesolja s posadko je bilo še posebej razočaranje - v nasprotju s drznimi hipotezami piscev znanstvene fantastike sredi dvajsetega stoletja se je izkazal, da je Cosmos ledeno sovražno okolje, kjer nihče ni zadovoljen z organskimi oblikami življenja. Razmere na površini Marsa - edinega izmed "spodobnih" nebesnih teles v zvezi s tem, lahko povzročijo šok: atmosfera, ki je 95% ogljikovega dioksida, in pritisk na površino, enakovreden tlaku zemlje ozračje na nadmorski višini 40 kilometrov. To je konec.
Razmere na površinah drugih pregledanih planetov in satelitov velikanskih planetov so še slabše - temperature od - 200 do + 500 ° C, agresivna sestava ozračja, pošastni pritiski, prenizka ali, nasprotno, premočna gravitacija, močna tektonika in vulkan dejavnost …
Medplanetarna postaja Galileo, ki je opravila eno orbito okoli Jupitra, je prejela odmerek sevanja, ki ustreza 25 smrtonosnim odmerkom za ljudi. Iz istega razloga so skoraj zemeljske orbite na nadmorski višini nad 500 km praktično zaprte za lete s posadko. Zgoraj se začnejo sevalni pasovi, kjer je dolgotrajno bivanje nevarno za zdravje ljudi.
Kjer najtrajnejši mehanizem komaj obstaja, krhko človeško telo nima kaj početi.
Toda Cosmos vabi s sanjami o oddaljenih svetovih in človek ni vajen obupati pred težavami - začasna zamuda na poti do zvezd obljublja, da bo kratkotrajna. Pred nami je titansko delo o preučevanju in razvoju najbližjih nebesnih teles - Lune, Marsa, kjer brez astronavtike s posadko ne gre.
Raziskovalci Marsa
Verjetno se boste vprašali - zakaj ves ta kozmični "šum"? Očitno je, da te odprave ne bodo prinesle nobene praktične koristi, drzne fantazije o rudarjenju na asteroidih ali pridobivanju helija-3 na Luni še vedno ostajajo na ravni drznih predpostavk. Poleg tega z vidika zemeljskega gospodarstva in industrije za to ni potrebe in verjetno se ne bo kmalu pojavilo.
Potem - za kaj? Odgovor je preprost - morda je to človekova usoda. Ustvariti tehniko neverjetne lepote in kompleksnosti ter z njeno pomočjo raziskovati, obvladati, spremeniti okoliški prostor.
Nihče se ne bo ustavil pri tem. Zdaj je glavni cilj pravilno izbrati prednostne naloge za nadaljnje delo. Potrebujemo nove drzne ideje in svetle, ambiciozne projekte. Kakšni bodo naši naslednji koraki do zvezd?
1. junija 2009 so na pobudo NASA t.i. Avguštinska komisija (imenovan po njegovem vodji - nekdanjem direktorju Lokheeda Martinu Normanu Augustinu) - posebnem odboru za ameriško raziskovanje vesolja s posadko, katerega naloga je bila razviti nadaljnje rešitve na poti človeškega prodora v vesolje.
Jenkiji so skrbno preučevali stanje raketne in vesoljske industrije, analizirali podatke o medplanetarnih odpravah z uporabo avtomatskih sond, upoštevali razmere na površinah najbližjih nebesnih teles in skrbno "pregledali v luči" vsak cent, dodeljen iz proračuna.
Jeseni 2009 je Avguštinska komisija predstavila podrobno poročilo o opravljenem delu in naredila številne preproste, a hkrati popolnoma domiselne zaključke:
1. Polet s posadko na Mars, ki se pričakuje v bližnji prihodnosti, je blef.
Kljub priljubljenosti projektov, povezanih s pristankom človeka na Rdečem planetu, vsi ti načrti niso nič drugega kot znanstvena fantastika. Polet človeka na Mars v sodobnih razmerah je kot poskušanje teči "stometrsko" dirko z zlomljenimi nogami.
Mars privlači raziskovalce z ustreznimi podnebnimi razmerami - tukaj vsaj ni sežigalnih temperatur, nizek atmosferski tlak pa je mogoče kompenzirati z "navadno" vesoljsko obleko. Planet je normalne velikosti, teže in razumne razdalje od Sonca. Tu so našli sledi prisotnosti vode - formalno obstajajo vsi pogoji za uspešen pristanek in delo na površini Rdečega planeta.
Kar se tiče pristajanja vesoljskih plovil, je Mars morda najslabša možnost od vseh preučenih nebesnih predmetov!
Vse gre za zahrbtno plinsko lupino, ki obdaja planet. Marsovo ozračje je preveč redko - toliko, da je tradicionalni spust s padalom tukaj nemogoč. Hkrati je dovolj gosta, da opeče pristanišče, pri čemer nehote »skoči« proti površini s kozmično hitrostjo.
Pristanek na površino Marsa z zavornimi motorji je izjemno težko in drago početje. Naprava dalj časa "visi" na reaktivnih motorjih v gravitacijskem polju Marsa - s pomočjo padala se je nemogoče popolnoma zanašati na "zrak". Vse to vodi v pošastno izgubo goriva.
Zato se uporabljajo nenavadne sheme - na primer avtomatska medplanetarna sonda "Pathfinder" je pristala s pomočjo dveh sklopov zavornih motorjev, čelnega zavornega (toplotno izolacijskega) zaslona, padala in napihljive "zračne blazine" - ob hitrosti 100 km / h se je v rdeči pesek zaletela postaja, kot žoga se je večkrat odbila od površine, dokler se ni popolnoma ustavila. Seveda je takšna shema popolnoma neuporabna pri pristanku odprave s posadko.
Radovednost se je v letu 2012 presedela nič manj čudovito.
Marsov rover z maso 899 kg (teža na Marsu 340 kg) je postal najtežje od kopenskih vozil, dostavljenih na površje Marsa. Zdi se, da le 899 kg - kakšne težave se lahko pojavijo tukaj? Za primerjavo, spustno vozilo vesoljskega plovila Vostok je imelo maso 2,5 tone (masa celotne ladje, na kateri je letel Jurij Gagarin, je bila 4,7 tone).
Shema pristanka Mars Science Laboratory (MSL), bolj znanega kot rover Curiosity
In kljub temu so se težave izkazale za velike - da bi se izognili poškodbam strukture in opreme roverja Curiosity, so morali uporabiti prvotno shemo, znano kot "nebesni žerjav". Skratka, celoten proces je izgledal takole: po močnem upočasnjevanju v atmosferi planeta je platforma z roverjem lebdela 7,5 metra nad površjem Marsa. S pomočjo treh kablov je bil Curiosity nežno spuščen na površje planeta - potem ko je prejel potrditev, da so se njegova kolesa dotaknila tal, je rover odrezal kable in električne kable s piro naboji, vlečna ploščad, ki je visela nad njim, pa je odletela vstran in težko pristane 650 metrov od roverja.
In to je le 899 kilogramov tovora! Grozljivo si je predstavljati, do kakšnih težav bo prišlo, ko na Mars pristanemo 100-tonsko ladjo z nekaj astronavti na krovu.
Vse zgoraj navedene težave se pretvorijo v dodatnih sto ton "marsovske ladje". Po najbolj konzervativnih ocenah bo masa stopnje odhoda v nizkozemeljski orbiti najmanj 300 ton (manj optimistične ocene dajejo rezultat do 1500 ton)! Ponovno bodo potrebna super težka lansirna vozila, katerih dimenzije bodo večkrat presegle lunine Satrun-V in N-1 z nosilnostjo 130 … 140 ton.
Tudi pri uporabi metode sekcijskega sestavljanja "Marsovskega vesoljskega plovila" iz manjših blokov in pri uporabi sheme dveh ladij - glavnega (s posadko) in avtomatskega transportnega modula z njihovim naknadnim pristajanjem v orbiti Marsa, število nerešenih tehničnih težav presega vse razumne meje.
V tem primeru je pošiljanje osebe na Mars podobno, kot če bi poskušali rešiti Fermatov zadnji izrek, ne da bi imeli najenostavnejše znanje o algebri.
Zakaj bi se potem mučili z neuresničljivimi iluzijami? Ali ni lažje začeti učiti se "hoditi brez bergel" in pridobiti potrebne izkušnje z reševanjem nekoliko enostavnejših, a nič manj očarljivih nalog?
Britanski znanstveniki so ugotovili, da asteroid Apophis ni nevaren za Zemljo
Avguštinska komisija je pripravila načrt, imenovan Prilagodljiva pot, zgodba vredna hollywoodskega filma. Pomen te teorije je preprost - naučiti se narediti dolge medplanetarne lete z usposabljanjem na … astreroidih.
Asteroid Itokawa v primerjavi z Mednarodno vesoljsko postajo
Potujoči kamniti drobci nimajo zaznavnega ozračja, njihova nizka gravitacija pa naredi proces "priklopa" podoben priklopu Shuttlea z ISS - še posebej, ker ima človeštvo že izkušnje "tesnih stikov" z majhnimi nebesnimi telesi.
Ne gre za "čeljabinski meteorit" - novembra 2005 je japonska sonda Hayabusa (Sapsan) dvakrat pristala z odsesavanjem prahu na površini 300 -metrskega asteroida (25143) Itokawa. Ni vse potekalo gladko: sončna svetloba je poškodovala sončne celice, vesoljski mraz je onemogočil dva od treh žiroskopov sonde, mini-robot Minerva je bil izgubljen med pristankom, nazadnje je naprava trčila v asteroid, poškodovala motor in izgubila orientacijo. Po nekaj letih je Japoncem vseeno uspelo povrniti nadzor nad sondo in znova zagnati ionski motor - junija 2010 je bila na Zemljo končno dostavljena kapsula z delci asteroidov.
Leti do asteroidov lahko dajo več uporabnih rezultatov hkrati:
Postale bodo jasne nekatere podrobnosti o nastanku in zgodovini sončnega sistema, kar je samo po sebi zelo zanimivo.
Drugič, to je ključ do reševanja uporabljenega problema preprečevanja "grožnje meteoritov" - vse podrobnosti v scenariju za hollywoodsko uspešnico "Armageddon". Toda v resnici se lahko stvari obrnejo še bolj zanimivo:
Prvi dan. Zemlji se približuje velikanski asteroid. Skupina pogumnih vrtalcev
šel k njemu namestiti jedrski naboj.
Drugi dan. Zemlji se približuje velikanski asteroid z jedrskim nabojem.
Tretjič, geološko raziskovanje. Asteroidi so zelo pomembni kot viri mineralov (velike zaloge rude, nizka gravitacija in nizka vrednost druge kozmične hitrosti - poenostavljen je transport surovin na Zemljo). To je za prihodnost.
Nazadnje bodo takšne misije zagotovile neprecenljive izkušnje pri medplanetarnih poletih s posadko.
NASA predlaga Lagrangeove točke v sistemu Zemlja-Sonce (območja, kjer lahko telo z zanemarljivo maso ostane nepremično v vrtljivem referenčnem okviru, povezanem z dvema masivnima telesoma), kot cilje z najvišjo prioriteto. Z vidika nebesne mehanike je letenje v te regije še lažje kot letenje na Luno, kljub bistveno večji oddaljenosti od Zemlje.
Naslednji cilji se imenujejo blizuzemeljski asteroidi iz skupin Aton, Apollo itd. - med orbiti Zemlje in Marsa. Sledi naše najbližje nebesno telo - Luna. Potem so predlogi za neprekinjeno odpravo na Mars - prelet in preučevanje planeta iz orbite, čemur sledi pristanek na marsovskem satelitu Fobos. In šele potem - Mars!
Nove drzne odprave bodo zahtevale ustvarjanje novih tehničnih sredstev - že zdaj Yankees energično delajo na projektu večnamenskega vesoljskega plovila s posadko "Orion".
Prvi poskusni izstrelitev je načrtovan za leto 2014, vesoljsko plovilo naj bi bilo izstreljeno na razdalji 6000 km od Zemlje - 15 -krat dlje od orbite ISS. Do leta 2017 je načrtovano, da se za Orion pripravi super težka lansirna naprava SLS, ki bo lahko na referenčno orbito izstrelila do 70 ton tovora (v prihodnosti - do 130 ton). Pričakuje se, da bo raketno -vesoljski sistem Orion + SLS do leta 2021 dosegel popolno pripravljenost - od tega trenutka bodo možne odprave s posadko izven Zemljine orbite.
"Orion" na oriti Lune, kot ga je predstavil umetnik
Vse novo je dobro pozabljeno staro. Zaključki Avguštinske komisije so bili domačim strokovnjakom dobro znani - ni naključje, da se je sovjetski vesoljski program, ko se je seznanil z zahrbtnim vzdušjem Marsa, hitro preusmeril v preučevanje Fobosa (neuspešna izstrelitve Fobosa -1 in 2, 1988) - navsezadnje je pristanek na satelitu veliko lažji kot na površje Rdečega planeta. Hkrati je Fobos z geološkega vidika skoraj bolj zanimiv kot sam Mars. Odvraten Phobos-Grunt in obetavni Phobos-Grunt-2 sta členka v isti verigi.
Trenutno so tudi ruski znanstveniki nagnjeni k prepričanju, da je koristno preučevati majhna nebesna telesa. O odpravah s posadko še ni govora, Roscosmos se ukvarja z možnostjo pošiljanja avtomatskih sond na Luno (Luna-Glob, Luna-Resource, naslednji načrtovani izstrelitev je leta 2015), pa tudi z izvedbo fantastičnega Laplace-P odprava. V slednjem primeru je predvideno, da bo sonda pristala na površini Ganimeda, enega od ledenih satelitov Jupitra.
Sporočilo o načrtovanem pošiljanju ruske sonde na zunanje planete sončnega sistema je povzročilo izbruh kavstičnih šal v slogu "Phobos-Grunt", "Jupiter je idealna tarča, nadaljnjih 5 milijard bo za vedno umrlo v globinah prostora "" Možnost "Laplace-Popovkin" …
Kljub vsej navidezni zapletenosti in dvoumnosti prihajajoče misije pa bo pristanek avtomatske postaje na površini Ganymeda komaj težji kot na površini Marsa.
Seveda so leti s posadko do točk Lagrange in avtomatske sonde v okolici Jupitra še vedno boljši od sanj cevi o tem, kako bodo "jablane zacvetele na Marsu". Glavna stvar je, da se ne sprostite nad tem, kar ste dosegli. Tudi ko smo pristali na površini asteroida, si ne bi smeli privoščiti sladkih sanj o tem, kako je naša vsemogočna znanost zdaj sposobna premakniti katero koli nebesno telo iz orbite in nas narediti gospodarjem bližnjega vesolja.
"Kapetani nebes" več mesecev ne morejo zamašiti majhne luknje na dnu oceana - enostavno si je predstavljati, kaj nas čaka v primeru srečanja z naslednjim tunguskim meteoritom.
Avtomatska medplanetarna sonda Hayabusa
Večnamensko vesoljsko plovilo "Orion"
Teža 25 ton. Notranja bivalna prostornina - 9 kubičnih metrov. metrov (za primerjavo - bivalna prostornina vesoljskega plovila Soyuz je 3,85 kubičnih metrov). Posadka - do 6 oseb. Predvideva se uporaba glavnih strukturnih elementov za večkratno uporabo.
Super težka lansirna naprava SLS, projekt
