Тъп пейзаж на марсианската пустиня
Не мога да нарисувам студения изгрев
Във въздуха, чисти сенки
Легнахме на отдалечения вече терен.
Голямата космическа одисея на 20 -ти век се превърна в жесток фарс - поредица от неумели опити да избяга от „люлката“си, и черна бездна от безжизнено пространство се отвори пред човек. Пътят към звездите беше кратък задънена улица.
Мрачната ситуация в космонавтиката има няколко прости обяснения:
Първо, ракетите с химическо гориво са достигнали своята граница. Техните възможности бяха достатъчни, за да достигнат до най-близките небесни тела, но са необходими повече за пълномащабно изследване на Слънчевата система. Все по -популярните йонни двигатели също не могат да решат проблема с преодоляването на колосални космически разстояния. Тягата на йонните супердвигатели не надвишава няколко фракции от един Нютон, а междупланетните полети продължават да се разтягат в продължение на много години.
Забележете - говорим само за изучаването на Космоса! В условия, когато полезният товар е само 1% от изстрелващата маса на ракетно -космическата система, няма смисъл да се говори за някакво индустриално развитие на небесните тела.
Изследването на пилотиран космос беше особено разочароващо - противно на смелите хипотези на писателите на научна фантастика от средата на ХХ век, Космосът се оказа ледена враждебна среда, където никой не е доволен от органичните форми на живот. Условията на повърхността на Марс - единственото от „приличните“небесни тела в това отношение, могат да предизвикат шок: атмосферата, която е 95% въглероден диоксид, и налягането върху повърхността, еквивалентно на налягането на земната повърхност атмосфера на височина 40 километра. Това е краят.
Условията на повърхностите на други изследвани планети и спътници на планети -гиганти са още по -лоши - температури от - 200 до + 500 ° С, агресивен състав на атмосферата, чудовищно налягане, твърде ниско или, обратно, твърде силна гравитация, мощна тектоника и вулканични дейност …
Междупланетарната станция Galileo, след като завърши една орбита около Юпитер, получи доза радиация, еквивалентна на 25 смъртоносни дози за хората. По същата причина околоземните орбити на височина над 500 км са практически затворени за пилотирани полети. По-горе започват радиационните пояси, където дългосрочният престой е опасен за човешкото здраве.
Там, където най -издръжливият от механизмите едва ли може да съществува, крехкото човешко тяло няма нищо общо.
Но Космосът приканва с мечта за далечни светове и човек не е свикнал да се отказва пред трудности - временно забавяне по пътя към звездите обещава да бъде краткотрайно. Предстои титаничната работа по изучаването и развитието на най -близките небесни тела - Луната, Марс, където човек не може без пилотирана астронавтика.
Изследователи на Марс
Сигурно ще попитате - защо целият този космически „шум“? Съвсем очевидно е, че тези експедиции няма да донесат никаква практическа полза, смелите фантазии за добив на астероиди или добив на Хелий-3 на Луната все още остават на нивото на смели предположения. Нещо повече, от гледна точка на земната икономика и промишленост, няма нужда от това и вероятно няма да се появи скоро.
Тогава - за какво? Отговорът е прост - може би това е съдбата на човека. Да създаде техника с невероятна красота и сложност и с нейна помощ да изследва, овладява, променя околното пространство.
Никой няма да спре дотук. Сега основната цел е правилно да изберете приоритетите за по -нататъшна работа. Нуждаем се от нови смели идеи и ярки, амбициозни проекти. Какви ще бъдат следващите ни стъпки към звездите?
На 1 юни 2009 г. по инициатива на НАСА, т.нар. Комисията на Августин (кръстен на неговия ръководител - бившият директор на Lokheed Мартин Норман Августин) - специален комитет по американските космически проучвания с пилотирани хора, чиято задача беше да разработи допълнителни решения по пътя на човешкото проникване в космоса.
Янките внимателно проучиха състоянието на ракетната и космическата индустрия, анализираха информацията за междупланетни експедиции с помощта на автоматични сонди, взеха предвид условията на повърхностите на най -близките небесни тела и внимателно „изследваха в светлината“всеки цент, отпуснат от бюджета.
През есента на 2009 г. Комисията на Августин представи подробен доклад за извършената работа и направи редица прости, но в същото време напълно гениални заключения:
1. Очакваният в близко бъдеще пилотиран полет до Марс е блъф.
Въпреки популярността на проекти, свързани с кацането на човек на Червената планета, всички тези планове не са нищо повече от научна фантастика. Полетът на човек до Марс в съвременните условия е като да се опиташ да тичаш „стометрова“надпревара със счупени крака.
Марс привлича изследователи с подходящи климатични условия - тук поне няма изгарящи температури, а ниското атмосферно налягане може да бъде компенсирано с „обикновен“скафандър. Планетата е с нормален размер, гравитация и на разумно разстояние от Слънцето. Тук са открити следи от наличие на вода - формално има всички условия за успешно кацане и работа на повърхността на Червената планета.
По отношение на кацането на космически кораби обаче Марс е може би най -лошият вариант от всички изследвани небесни обекти!
Всичко е за коварната газова обвивка, обграждаща планетата. Атмосферата на Марс е твърде разредена - дотолкова, че традиционното спускане с парашут е невъзможно тук. В същото време тя е достатъчно плътна, за да изгори кацането, като по невнимание „скача“към повърхността с космическа скорост.
Кацането на повърхността на Марс със спирачни двигатели е изключително трудно и скъпо начинание. За дълъг период от време устройството "виси" на реактивни двигатели в гравитационното поле на Марс - невъзможно е напълно да се разчита на "въздуха" с помощта на парашут. Всичко това води до чудовищна загуба на гориво.
Поради тази причина се използват необичайни схеми - например автоматичната междупланетна сонда „Pathfinder“кацнала с помощта на два комплекта спирачни двигатели, челно спирачно (топлоизолационно) екраниране, парашут и надуваема „въздушна възглавница“- блъскайки се в червения пясък със скорост 100 км / ч, станцията отскача няколко пъти от повърхността, като топка, докато не спре напълно. Разбира се, такава схема е напълно неприложима при кацане на пилотирана експедиция.
Любопитството седна не по -малко прекрасно през 2012 г.
Марсоходът с маса 899 кг (тегло на Марс 340 кг) стана най -тежкият от наземните превозни средства, доставени на повърхността на Марс. Изглежда, че само 899 кг - какви проблеми могат да възникнат тук? За сравнение, спускащото се превозно средство на космическия кораб "Восток" имаше маса от 2,5 тона (масата на целия кораб, на който летеше Юрий Гагарин, беше 4,7 тона).
Схема за кацане на научната лаборатория на Марс (MSL), по -известна като роувъра Curiosity
И въпреки това проблемите се оказаха големи - за да се избегнат повреди по конструкцията и оборудването на марсохода Curiosity, те трябваше да използват оригиналната схема, известна като „небесен кран“. Накратко, целият процес изглеждаше така: след интензивно забавяне в атмосферата на планетата, платформата с прикрепения към нея роувър висеше на 7,5 метра над повърхността на Марс. С помощта на три кабела Curiosity беше леко спуснат към повърхността на планетата - след като получи потвърждение, че колелата му са докоснали земята, роувърът отряза кабелите и електрическите кабели с пиро заряди, а надвисналата над него тягова платформа отлетя отстрани, правейки твърдо кацане на 650 метра от марсохода.
И това е само 899 килограма полезен товар! Страшно е да си представим какви трудности ще възникнат при кацането на Марс на 100-тонен кораб с няколко астронавти на борда.
Всички горепосочени проблеми се превръщат в допълнителни стотици тонове на "марсианския кораб". Според най-консервативните оценки, масата на етапа на заминаване в нискоземна орбита ще бъде най-малко 300 тона (по-малко оптимистични оценки дават резултат до 1500 тона)! За пореден път ще са необходими свръх тежки ракети-носители, чиито размери ще надхвърлят многократно лунните Satrun-V и N-1 с полезен товар 130 … 140 тона.
Дори когато се използва методът на секционен монтаж на "Марсианския космически кораб" от по -малки блокове и се използва схема от два кораба - основния (пилотиран) и автоматичен транспортен модул с последващото им скачване в орбитата на Марс, броят на нерешените технически проблеми надвишава всички разумни граници.
В тази ситуация изпращането на човек на Марс е като да се опиташ да разрешиш последната теорема на Ферма, без да притежаваш най -простите познания по алгебра.
Тогава защо да се мъчите с нереализируеми илюзии? Не е ли по -лесно да се научите да „ходите без патерици“и да натрупате необходимия опит, като решавате малко по -прости, но не по -малко омайващи задачи?
Британски учени са установили, че астероидът Апофис не е опасен за Земята
Комисията на Августин излезе с план, наречен Гъвкав път, сюжет, достоен за холивудски филм. Смисълът на тази теория е прост - да се научите как да правите дълги междупланетни полети, като тренирате на … астрероиди.
Астероид Итокава в сравнение с Международната космическа станция
Скитащите се каменни фрагменти нямат никаква забележима атмосфера и тяхната ниска гравитация прави процеса на „докинг“подобен на скачването на совалката с МКС - особено след като човечеството вече има опит в „близки контакти“с малки небесни тела.
Тук не става въпрос за „Челябинския метеорит“- през ноември 2005 г. японската сонда Хаябуса (Сапсан) направи две кацания с всмукване на прах на повърхността на 300 -метровия астероид (25143) Итокава. Не всичко мина гладко: слънчевият изриг повреди слънчевите панели, студеният космос деактивира два от трите жироскопа на сондата, мини-роботът Minerva се загуби по време на кацане, накрая устройството се сблъска с астероид, повреди двигателя и загуби ориентацията си. След няколко години японците все пак успяха да си върнат контрола над сондата и да рестартират йонния двигател - през юни 2010 г. капсула с астероидни частици най -накрая беше доставена на Земята.
Полетите до астероиди могат да дадат няколко полезни резултата едновременно:
Ще станат ясни някои подробности за формирането и историята на Слънчевата система, което само по себе си представлява значителен интерес.
Второ, това е ключът към решаването на приложния проблем за предотвратяване на „метеоритната заплаха“- всички подробности в сценария за холивудския блокбастър „Армагедон“. Но в действителност нещата могат да получат още по -интересен обрат:
Първият ден. Гигантски астероид се приближава към Земята. Група смели сондажи
отиде при него да инсталира ядрен заряд.
Втори ден. Гигантски астероид с ядрен заряд се приближава към Земята.
Трето, геоложко проучване. Астероидите представляват значителен интерес като източници на минерали (огромни рудни запаси, ниска гравитация и ниска стойност на втората космическа скорост - транспортирането на суровини до Земята е опростено). Това е за бъдещето.
И накрая, такива мисии ще осигурят безценен опит в междупланетни полети с пилотирана екипировка.
НАСА предлага точките Лагранж в системата Земя-Слънце (области, в които тяло с незначителна маса може да остане неподвижно във въртяща се референтна система, свързана с две масивни тела) като цели с най-висок приоритет. От гледна точка на небесната механика, полетът до тези региони е дори по -лесен от полета до Луната, въпреки значително по -голямото разстояние от Земята.
Следващите цели се наричат околоземни астероиди от групите Атон, Аполон и др. - между орбитите на Земята и Марс. Следва най -близкото ни небесно тяло - Луната. След това има предложения за изпращане на непрекъсната експедиция до Марс - прелитане и проучване на планетата от орбита, последвано от кацане на марсианския спътник Фобос. И чак тогава - Марс!
Новите дръзки експедиции ще изискват създаването на нови технически средства - вече сега янките работят енергично по проекта на многофункционалния пилотиран космически кораб "Орион".
Първото тестово изстрелване е планирано за 2014 г., космическият кораб се планира да бъде изстрелян на разстояние 6000 км от Земята - 15 пъти по -далеч от орбитата на МКС. До 2017 г. се планира да се подготви супер тежка ракета -носител SLS за Orion, способна да изстреля до 70 тона товар на референтната орбита (в бъдеще - до 130 тона). Очаква се ракетно -космическата система Orion + SLS да достигне пълна готовност до 2021 г. - от този момент нататък ще станат възможни пилотирани експедиции извън земната орбита.
"Орион" на орнитата на Луната, представена от художника
Всичко ново е добре забравено старо. Заключенията на Августинската комисия бяха добре известни на местните специалисти - неслучайно, след като се запознаха с коварната атмосфера на Марс, съветската космическа програма бързо се преориентира към изучаването на Фобос (неуспешни изстрелвания на Фобос -1 и 2, 1988) - в края на краищата кацането на сателит е много по -лесно, отколкото на повърхността на Червената планета. В същото време Фобос, от гледна точка на геологията, представлява почти по -голям интерес от самия Марс. Одиозният Phobos-Grunt и обещаващият Phobos-Grunt-2 са всички връзки в една и съща верига.
В момента руските учени също са склонни да смятат, че е полезно да се изследват малки небесни тела. Все още не се говори за пилотирани експедиции, Роскосмос работи по възможността за изпращане на автоматични сонди до Луната (Luna-Glob, Luna-Resource, следващото планирано изстрелване е 2015 г.), както и реализацията на фантастичния Laplace-P експедиция. В последния случай се планира кацането на сондата върху повърхността на Ганимед, един от ледените спътници на Юпитер.
Съобщението за планираното изпращане на руска сонда към външните планети на Слънчевата система предизвика порой от каустични шеги в стила на „Фобос-Грунт“, „Юпитер е идеална мишена, още 5 милиарда ще загинат завинаги в дълбините на Космоса "" Вариант "Лаплас-Поповкин" …
Въпреки цялата очевидна сложност и неяснота на предстоящата мисия, кацането на автоматична станция на повърхността на Ганимед едва ли ще бъде по -трудно, отколкото на повърхността на Марс.
Разбира се, пилотираните полети до точки Лагранж и автоматичните сонди в околностите на Юпитер все още са по -добри от мечтите на тръбите за това как „ябълковите дървета ще цъфтят на Марс“. Основното нещо е да не се отпускате от постигнатото. Дори и да сме кацнали на повърхността на астероид, не бива да се отдадем на сладки сънища за това как нашата всемогъща наука сега е способна да измести всяко небесно тяло от орбита и да ни направи господари на близкото пространство.
„Капитаните на небето“не могат да запушат малка дупка на дъното на океана в продължение на много месеци - лесно е да си представим какво ни очаква в случай на среща със следващия Тунгуски метеорит.
Автоматична междупланетна сонда Hayabusa
Многофункционален космически кораб "Орион"
Тегло 25 тона. Вътрешен обитаем обем - 9 кубически метра. метра (за сравнение - обитаемият обем на космическия кораб "Союз" е 3,85 кубически метра). Екипаж - до 6 души. Предполага се многократна употреба на основните структурни елементи.
Супер тежка ракета -носител SLS, проект
