Matná krajina marťanské pouště
Nelze namalovat chladný východ slunce
V řídkém vzduchu jasné stíny
Leželi jsme na nyní vzdáleném terénním vozidle.
Velká vesmírná odysea 20. století se změnila v krutou frašku - sérii nemotorných pokusů o útěk z její „kolébky“a před člověkem se otevřela černá propast bez života. Cesta ke hvězdám byla krátká slepá ulička.
Ponurá situace v kosmonautice má několik jednoduchých vysvětlení:
Za prvé, rakety na chemický pohon dosáhly svého limitu. Jejich schopnosti stačily k dosažení nejbližších nebeských těles, ale k úplnému průzkumu sluneční soustavy je zapotřebí více. Stále populárnější iontové motory také nejsou schopné vyřešit problém překonávání kolosálních vesmírných vzdáleností. Tah iontových supermotorů nepřesahuje několik zlomků jednoho Newtonu a meziplanetární lety se stále táhnou po mnoho let.
Poznámka - mluvíme pouze o studiu Kosmu! V podmínkách, kdy je užitečné zatížení pouze 1% hmotnosti startu rakety a vesmírného systému, nemá smysl hovořit vůbec o nějakém průmyslovém vývoji nebeských těles.
Obzvláště zklamáním byl průzkum vesmíru s posádkou - na rozdíl od odvážných hypotéz spisovatelů sci -fi z poloviny dvacátého století se Kosmos ukázal jako ledové nepřátelské prostředí, kde nikdo není spokojen s organickými formami života. Podmínky na povrchu Marsu - jediné z „slušných“nebeských těles v tomto ohledu, mohou způsobit šok: atmosféra, což je 95% oxidu uhličitého, a tlak na povrchu, ekvivalentní tlaku zemského atmosféra ve výšce 40 kilometrů. Tohle je konec.
Podmínky na povrchu ostatních zkoumaných planet a satelitů obřích planet jsou ještě horší - teploty od - 200 do + 500 ° С, agresivní složení atmosféry, monstrózní tlaky, příliš nízké nebo naopak příliš silná gravitace, silná tektonika a sopečná činnost aktivita …
Meziplanetární stanice Galileo, která absolvovala jednu oběžnou dráhu kolem Jupitera, obdržela dávku záření odpovídající 25 smrtelným dávkám pro člověka. Ze stejného důvodu jsou blízké zemské dráhy ve výškách nad 500 km prakticky uzavřeny pro lety s posádkou. Nahoře začínají radiační pásy, kde je dlouhodobý pobyt nebezpečný pro lidské zdraví.
Tam, kde nejtrvanlivější mechanismy mohou jen stěží existovat, nemá křehké lidské tělo co dělat.
Kosmos ale láká na sen vzdálených světů a člověk není zvyklý vzdát se tváří v tvář obtížím - dočasné zdržení na cestě ke hvězdám slibuje, že bude krátkodobé. Před námi je titanická práce na studiu a vývoji nejbližších nebeských těles - Měsíce, Marsu, kde se člověk neobejde bez astronautiky s posádkou.
Průzkumníci Marsu
Pravděpodobně se budete ptát - proč celý ten kosmický „povyk“? Je zcela zřejmé, že tyto expedice nepřinesou žádný praktický užitek, odvážné fantazie o těžbě na asteroidech nebo těžbě Helium-3 na Měsíci stále zůstávají na úrovni odvážných předpokladů. Navíc z hlediska zemské ekonomiky a průmyslu to není potřeba a pravděpodobně se to brzy neobjeví.
Potom - za co? Odpověď je jednoduchá - možná je to osud člověka. Vytvořit techniku úžasné krásy a složitosti a s její pomocí prozkoumat, zvládnout a změnit okolní prostor.
Nikdo se tam nezastaví. Nyní je hlavním cílem správně vybrat priority pro další práci. Potřebujeme nové odvážné nápady a chytré, ambiciózní projekty. Jaké budou naše další kroky ke hvězdám?
1. června 2009 z iniciativy NASA tzv. Augustinova komise (pojmenovaný po svém vedoucím - bývalém řediteli Lokheed Martin Norman Augustine) - speciální komise pro americký průzkum vesmíru s lidskou posádkou, jejímž úkolem bylo vyvinout další řešení na cestě pronikání člověka do vesmíru.
Yankeeové pečlivě studovali stav raketového a kosmického průmyslu, analyzovali informace o meziplanetárních expedicích pomocí automatických sond, brali v úvahu podmínky na površích nejbližších nebeských těles a důsledně „zkoumali ve světle“každý cent přidělený z rozpočtu.
Na podzim roku 2009 předložila Augustinova komise podrobnou zprávu o provedené práci a učinila řadu jednoduchých, ale zároveň zcela důmyslných závěrů:
1. Let s posádkou na Mars očekávaný v blízké budoucnosti je blaf.
Navzdory popularitě projektů souvisejících s přistáním muže na Rudé planetě nejsou všechny tyto plány ničím jiným než sci -fi. Let člověka na Mars v moderních podmínkách je jako pokus zaběhnout „stometrový“závod se zlomenými nohami.
Mars láká vědce s adekvátními klimatickými podmínkami - alespoň zde nejsou žádné spalovací teploty a nízký atmosférický tlak lze kompenzovat „obyčejným“skafandrem. Planeta má normální velikost, gravitaci a přiměřenou vzdálenost od Slunce. Zde byly nalezeny stopy po přítomnosti vody - formálně jsou zde všechny podmínky pro úspěšné přistání a práci na povrchu Rudé planety.
Pokud jde o přistání kosmických lodí, Mars je možná nejhorší možností ze všech zkoumaných nebeských objektů!
Je to všechno o zákeřné plynové skořápce obklopující planetu. Atmosféra Marsu je příliš vzácná - natolik, že je zde tradiční sestup padákem nemožný. Přitom je dostatečně hustý na to, aby vypálil lander, mimoděk „kosmicky“vyskočil k povrchu kosmickou rychlostí.
Přistání na povrchu Marsu na brzdných motorech je extrémně obtížný a nákladný úkol. Zařízení dlouhou dobu „visí“na proudových motorech v gravitačním poli Marsu - nelze se na „vzduch“plně spolehnout pomocí padáku. To vše vede k monstróznímu plýtvání palivem.
Z tohoto důvodu se používají neobvyklá schémata - například automatická meziplanetární sonda „Pathfinder“přistála pomocí dvou sad brzdových motorů, čelní brzdové (tepelně izolační) obrazovky, padáku a nafukovacího „airbagu“- při nárazu do červeného písku rychlostí 100 km / h se stanice několikrát odrazila od povrchu jako koule, dokud se úplně nezastavila. Při přistání expedice s posádkou je takové schéma samozřejmě zcela nepoužitelné.
Zvědavost si v roce 2012 sedla neméně úžasně.
Mars rover s hmotností 899 kg (hmotnost na Marsu 340 kg) se stal nejtěžším ze zemských vozidel dopravených na povrch Marsu. Zdá se, že pouze 899 kg - jaké problémy zde mohou nastat? Pro srovnání sestupové vozidlo kosmické lodi Vostok mělo hmotnost 2,5 tuny (hmotnost celé lodi, na které letěl Jurij Gagarin, byla 4,7 tuny).
Schéma přistání Mars Science Laboratory (MSL), známějšího pod názvem Curiosity rover
A přesto se problémy ukázaly jako velké - aby se zabránilo poškození konstrukce a vybavení roveru Curiosity, museli použít původní schéma, známé jako „nebeský jeřáb“. Stručně řečeno, celý proces vypadal takto: po intenzivním zpomalení v atmosféře planety se plošina s k ní připojeným roverem vznášela 7,5 metru nad povrchem Marsu. Pomocí tří kabelů byl Curiosity jemně spuštěn na povrch planety - poté, co obdržel potvrzení, že se jeho kola dotýkají země, rover přestřihl kabely a elektrické kabely pyro náboji a tažná plošina visící nad ním odletěla na stranu, tvrdě přistávající 650 metrů od roveru.
A to je jen 899 kilogramů užitečného zatížení! Je děsivé si představit, jaké potíže nastanou při přistání 100tunové lodi na Marsu s několika astronauty na palubě.
Všechny výše uvedené problémy jsou převedeny na další stovky tun „marťanské lodi“. Podle nejkonzervativnějších odhadů bude hmotnost odletového stupně na oběžné dráze Země nejméně 300 tun (méně optimistické odhady dávají výsledek až 1500 tun)! Opět budou vyžadovány super těžké nosné rakety, jejichž rozměry mnohonásobně překročí lunární Satrun-V a N-1 s užitečným zatížením 130 … 140 tun.
I při použití metody sekční montáže „marťanské kosmické lodi“z menších bloků a použití schématu dvou lodí - hlavního (s posádkou) a automatického transportního modulu s jejich následným dokováním na oběžné dráze Marsu, počet nevyřešených technických problémů překračuje všechny rozumné limity.
V této situaci je poslání člověka na Mars jako pokus vyřešit poslední Fermatovu větu, aniž bychom měli nejjednodušší znalosti algebry.
Proč se tedy trápit nerealizovatelnými iluzemi? Není jednodušší začít se učit „chodit bez berlí“a získat potřebné zkušenosti řešením trochu jednodušších, ale neméně okouzlujících úkolů?
Britští vědci zjistili, že asteroid Apophis není pro Zemi nebezpečný
Augustinská komise přišla s plánem nazvaným Flexibilní cesta, dějem hodným hollywoodského filmového setu. Smysl této teorie je jednoduchý - naučit se provádět dlouhé meziplanetární lety výcvikem na … astreroidech.
Asteroid Itokawa ve srovnání s Mezinárodní vesmírnou stanicí
Toulavé úlomky kamene nemají žádnou vnímatelnou atmosféru a díky jejich nízké gravitaci je proces „dokování“podobný dokování raketoplánu s ISS - zejména proto, že lidstvo již má zkušenosti s „těsnými kontakty“s malými nebeskými tělesy.
Nejde o „čeljabinský meteorit“- v listopadu 2005 provedla japonská sonda Hayabusa (Sapsan) dvě přistání s nasáváním prachu na povrch 300metrového asteroidu (25143) Itokawa. Ne všechno proběhlo hladce: sluneční erupce poškodila solární panely, vesmírný chlad vyřadil dva ze tří gyroskopů sondy, minirot Minerva byl ztracen při přistání, nakonec se zařízení srazilo s asteroidem, poškodilo motor a ztratilo orientaci. Po několika letech se Japoncům podařilo znovu získat kontrolu nad sondou a restartovat iontový motor - v červnu 2010 byla na Zemi konečně doručena kapsle s částicemi asteroidů.
Lety k asteroidům mohou poskytnout několik užitečných výsledků najednou:
Budou vyjasněny některé detaily vzniku a historie sluneční soustavy, což je samo o sobě značným zájmem.
Za druhé, je to klíč k vyřešení aplikovaného problému předcházení „hrozbě meteoritů“- všechny podrobnosti ve scénáři hollywoodského trháku „Armageddon“. Ale ve skutečnosti mohou věci nabrat ještě zajímavějšího směru:
První den. K Zemi se blíží obří asteroid. Skupina odvážných vrtáků
šel k němu instalovat jadernou nálož.
Druhý den. K Zemi se blíží obří asteroid s jaderným nábojem.
Za třetí, geologický průzkum. Asteroidy jsou značným zájmem jako zdroje nerostů (obrovské zásoby rudy, nízká gravitace a nízká hodnota druhé kosmické rychlosti - doprava surovin na Zemi je zjednodušena). To je pro budoucnost.
Konečně takové mise poskytnou neocenitelné zkušenosti s meziplanetárními lety s lidskou posádkou.
NASA navrhuje Lagrangeovy body v systému Země-Slunce (oblasti, ve kterých může těleso se zanedbatelnou hmotností zůstat nehybné v rotujícím referenčním rámci spojeném se dvěma hmotnými tělesy) jako cíle s nejvyšší prioritou. Z hlediska nebeské mechaniky je let do těchto oblastí ještě jednodušší než let na Měsíc, a to navzdory výrazně větší vzdálenosti od Země.
Další cíle se nazývají blízkozemské asteroidy skupin Aton, Apollo atd. - mezi oběžnými dráhami Země a Marsu. Další je naše nejbližší nebeské tělo - Měsíc. Poté existují návrhy na vyslání nepřetržité expedice na Mars - průlet a studium planety z oběžné dráhy, následované přistáním na marťanském satelitu Phobos. A teprve potom - Mars!
Nové odvážné expedice budou vyžadovat vytvoření nových technických prostředků - již nyní Yankeeové energicky pracují na projektu víceúčelové kosmické lodi s lidskou posádkou „Orion“.
První zkušební start je naplánován na rok 2014, start kosmické lodi je plánován na vzdálenost 6000 km od Země - 15krát dále, než se nachází oběžná dráha ISS. Do roku 2017 se plánuje příprava supertěžkého nosiče SLS pro Orion, schopného vypustit na referenční oběžnou dráhu až 70 tun nákladu (v budoucnu - až 130 tun). Očekává se, že raketový a vesmírný systém Orion + SLS dosáhne plné připravenosti do roku 2021 - od té chvíle budou možné expedice s posádkou za oběžnou dráhou Země.
„Orion“na oritu Měsíce, jak jej představil umělec
Všechno nové je dobře zapomenuté staré. Závěry Augustinovy komise byly domácím odborníkům dobře známy - není náhoda, že se sovětský vesmírný program po seznámení se zákeřnou atmosférou Marsu rychle přeorientoval na studium Phobosu (neúspěšné starty Phobosu -1 a 2), 1988) - koneckonců přistání na satelitu je mnohem snazší než na povrch Rudé planety. Přitom o Phobos je z hlediska geologie téměř větší zájem než o samotný Mars. Odporný Phobos-Grunt a slibný Phobos-Grunt-2 jsou články ve stejném řetězci.
V současné době se také ruští vědci přiklánějí k názoru, že je užitečné studovat malá nebeská tělesa. O expedicích s posádkou se zatím nemluví, Roscosmos pracuje na možnosti zasílání automatických sond na Měsíc (Luna-Glob, Luna-Resource, další plánované spuštění je 2015), stejně jako na implementaci fantastického Laplace-P expedice. V druhém případě se plánuje přistání sondy na povrchu Ganymede, jednoho z ledových satelitů Jupitera.
Zpráva o plánovaném vyslání ruské sondy na vnější planety sluneční soustavy způsobila výbuch žíravých vtipů ve stylu „Phobos-Grunt“, „Jupiter je ideální cíl, dalších 5 miliard zahyne navždy v hlubinách vesmíru "" Možnost "Laplace-Popovkin" …
I přes veškerou zdánlivou složitost a nejednoznačnost nadcházející mise bude přistání automatické stanice na povrchu Ganymede stěží obtížnější než na povrchu Marsu.
Samozřejmě, lety s posádkou do bodů Lagrange a automatické sondy v blízkosti Jupitera jsou stále lepší než sny o tom, jak „na Marsu kvetou jabloně“. Hlavní věcí není uvolnit se z toho, čeho jste dosáhli. I když jsme přistáli na povrchu asteroidu, neměli bychom si dopřát sladké sny o tom, jak je naše všemocná věda nyní schopná vytlačit jakékoli nebeské těleso z oběžné dráhy a udělat z nás pány blízkého vesmíru.
„Kapitáni nebe“nemohou ucpat malou díru na dně oceánu po mnoho měsíců - je snadné si představit, co nás čeká v případě setkání s dalším meteoritem Tunguska.
Hayabusa automatická meziplanetární sonda
Víceúčelová kosmická loď "Orion"
Hmotnost 25 tun. Vnitřní obytný objem - 9 metrů krychlových. metrů (pro srovnání - obyvatelný objem kosmické lodi Sojuz je 3,85 metrů krychlových). Posádka - až 6 osob. Předpokládá se opětovné použití hlavních konstrukčních prvků.
Super těžká nosná raketa SLS, projekt
