Marsi kõrbe tuhm maastik
Ei saa maalida külma päikesetõusu
Õhukeses õhus selged varjud
Heitsime pikali praegu kaugel maastikusõidukile.
20. sajandi Suur Kosmoseodüsseia muutus julmaks farsiks - jada kohmakaid katseid oma "hällist" põgeneda ning inimese ees avanes elutu ruumi must kuristik. Tee tähtedeni oli lühike tupiktee.
Kosmonautika süngel olukorral on mitu lihtsat seletust:
Esiteks on keemiaga töötavad raketid jõudnud oma piirini. Nende võimalustest piisas lähimate taevakehade jõudmiseks, kuid päikesesüsteemi täiemahuliseks uurimiseks on vaja rohkem. Üha populaarsemaks muutuvad ioonmootorid ei suuda lahendada ka kolossaalsete kosmosekauguste ületamise probleemi. Ioon-supermootorite tõukejõud ei ületa mõne murdosa ühest Newtonist ning planeetidevahelised lennud venivad jätkuvalt palju aastaid.
Pange tähele - me räägime ainult Kosmose uurimisest! Tingimustes, kus kasulik koormus on vaid 1% raketi ja kosmosesüsteemi stardimassist, ei ole mõtet üldse rääkida taevakehade tööstuslikust arengust.
Eriti pettumust valmistas mehitatud kosmoseuuring - vastupidiselt kahekümnenda sajandi keskpaiga ulmekirjanike julgetele hüpoteesidele osutus Cosmos jäiseks vaenulikuks keskkonnaks, kus orgaaniliste eluvormidega pole keegi rahul. Tingimused Marsi pinnal - ainus selles osas "korralikest" taevakehadest, võib põhjustada šoki: atmosfäär, mis sisaldab 95% süsinikdioksiidi, ja rõhk pinnal, mis on võrdne Maa rõhuga atmosfäär 40 kilomeetri kõrgusel. See on lõpp.
Olukord teiste uuritud planeetide ja hiidplaneetide satelliitide pinnal on veelgi hullem - temperatuur vahemikus –200 kuni + 500 ° С, atmosfääri agressiivne koostis, koletu rõhk, liiga madal või vastupidi, liiga tugev gravitatsioon, võimas tektoonika ja vulkaaniline tegevus …
Planeetidevaheline jaam Galileo, olles läbinud ühe tiiru ümber Jupiteri, sai kiirgusdoosi, mis võrdub 25 inimese surmava doosiga. Samal põhjusel on üle 500 km kõrgustel maa-lähedased orbiidid mehitatud lendude jaoks praktiliselt suletud. Eespool algavad kiirgusvööd, kus pikaajaline viibimine on inimeste tervisele ohtlik.
Seal, kus kõige vastupidavamad mehhanismid vaevalt eksisteerivad, pole habras inimkehal midagi teha.
Kuid Cosmos viipab unistusega kaugetest maailmadest ja inimene pole harjunud raskuste ees alla andma - ajutine viivitus teel tähtede poole tõotab jääda lühiajaliseks. Ees on titaaniline töö lähimate taevakehade - Kuu, Marsi - uurimisel ja arendamisel, kus ei saa hakkama ilma mehitatud astronautikata.
Marsi uurijad
Tõenäoliselt küsite - miks kogu see kosmiline "kära"? On üsna ilmne, et need ekspeditsioonid ei too mingit praktilist kasu, julged fantaasiad asteroididel kaevandamise või Heelium-3 kaevandamise kohta Kuul jäävad endiselt julgete eelduste tasemele. Pealegi pole maamajanduse ja -tööstuse seisukohast selleks vajadust ning tõenäoliselt ei ilmne see niipea.
Siis - milleks? Vastus on lihtne - võib -olla on see inimese saatus. Hämmastava ilu ja keerukusega tehnika loomiseks ning selle abil ümbritseva ruumi uurimiseks, valdamiseks ja muutmiseks.
Keegi ei kavatse seal peatuda. Nüüd on peamine eesmärk edasise töö prioriteedid õigesti valida. Vajame uusi julgeid ideid ja säravaid, ambitsioonikaid projekte. Millised on meie järgmised sammud tähtede poole?
1. juunil 2009 korraldati NASA algatusel nn. Augustinus komisjon (nime saanud oma pea järgi - Lokheedi endine direktor Martin Norman Augustine) - Ameerika mehitatud kosmoseuuringute erikomitee, mille ülesandeks oli arendada edasi lahendusi inimeste kosmosesse tungimise teel.
Jänkid uurisid hoolikalt raketi- ja kosmosetööstuse olukorda, analüüsisid automaatsete sondide abil planeetidevaheliste ekspeditsioonide kohta käivat teavet, võtsid arvesse tingimusi lähimate taevakehade pinnal ja uurisid hoolikalt iga eelarvest eraldatud senti.
2009. aasta sügisel esitas Augustinus komisjon üksikasjaliku aruande tehtud töö kohta ja tegi mitmeid lihtsaid, kuid samas täiesti geniaalseid järeldusi:
1. Lähiajal oodatav mehitatud lend Marsile on bluff.
Vaatamata mehe punasele planeedile maandumisega seotud projektide populaarsusele, pole kõik need plaanid midagi muud kui ulme. Mehe lend Marsile tänapäevastes tingimustes on nagu katse katkiste jalgadega joosta "saja meetri" jooksu.
Marss meelitab uurijaid sobivate kliimatingimustega - siin pole vähemalt põletustemperatuure ja madalat õhurõhku saab kompenseerida "tavalise" kosmoseülikonnaga. Planeet on normaalse suuruse, gravitatsiooni ja mõistliku kaugusega Päikesest. Siin leiti jälgi vee olemasolust - formaalselt on olemas kõik tingimused edukaks maandumiseks ja tööks Punase planeedi pinnal.
Kosmoselaevade maandumise osas on aga Marss ehk kõigi uuritud taevaobjektide hullem variant!
Kõik on seotud planeedi ümbritseva salakavala gaasikestaga. Marsi atmosfäär on liiga haruldane - nii palju, et traditsiooniline langevarjuga laskumine on siin võimatu. Samal ajal on see piisavalt tihe, et maandurit põletada, tahtmatult "hüppas" kosmilise kiirusega pinna poole.
Pidurdusmootoritel Marsi pinnale maandumine on äärmiselt raske ja kulukas ettevõtmine. Seade "ripub" pikka aega reaktiivmootoritel Marsi gravitatsiooniväljas - langevarju abil on võimatu täielikult loota "õhule". Kõik see toob kaasa koletu kütuse raiskamise.
Just sel põhjusel kasutatakse ebatavalisi skeeme - näiteks maandus automaatne planeetidevaheline sond "Pathfinder" kahe pidurimootori komplekti, esipiduri (soojusisolatsiooni) ekraani, langevarju ja täispuhutava "turvapadja" abil. - põrkudes kiirusega 100 km / h punasesse liiva, põrkas jaam mitu korda pinnalt maha nagu pall, kuni see täielikult peatus. Loomulikult ei ole selline skeem mehitatud ekspeditsiooni maandumisel täiesti rakendatav.
Uudishimu istus mitte vähem imeliselt 2012. aastal.
Marsi kulgur massiga 899 kg (kaal Marsil 340 kg) sai Marsi pinnale toimetatud maismaasõidukitest kõige raskemaks. Näib, et ainult 899 kg - millised probleemid võivad siin tekkida? Võrdluseks - kosmoseaparaadi Vostok laskumissõiduki mass oli 2,5 tonni (kogu laeva mass, millega Juri Gagarin lendas, oli 4,7 tonni).
Marsi teaduslabori (MSL), paremini tuntud kui Curiosity rover, maandumisskeem
Ja sellest hoolimata osutusid probleemid suureks - Curiosity roveri konstruktsiooni ja varustuse kahjustamise vältimiseks pidid nad kasutama esialgset skeemi, mida tuntakse "taevakraanana". Lühidalt öeldes nägi kogu protsess välja selline: pärast intensiivset aeglustumist planeedi atmosfääris hõljus platvorm koos selle külge kinnitatud roveriga 7,5 meetri kõrgusel Marsi pinnast. Kolme kaabli abil langetati Curiosity õrnalt planeedi pinnale - pärast kinnituse saamist, et selle rattad puudutasid maad, lõikas rover pürolaengutega kaablid ja elektrikaablid ning selle kohal rippuv veoplatvorm lendas maha küljele, tehes kõva maandumise roverist 650 meetri kaugusel.
Ja see on vaid 899 kilogrammi kasulikku koormust! On hirmutav ette kujutada, millised raskused tekivad Marsile maandudes 100-tonnise laeva, mille pardal on paar astronauti.
Kõik ülaltoodud probleemid muudetakse sadade tonnideks "Marsi laevaks". Kõige konservatiivsemate hinnangute kohaselt on väljumisetapi mass madalal maa orbiidil vähemalt 300 tonni (vähem optimistlikud hinnangud annavad tulemuseks kuni 1500 tonni)! Taas on vaja ülikergeid kanderakette, mille mõõtmed ületavad kordades Kuu Satrun-V ja N-1 kandevõimega 130 … 140 tonni.
Isegi kui kasutada "Marsi kosmoseaparaadi" sektsioonilise kokkupanemise meetodit väiksematest plokkidest ja kasutades kahe laeva skeemi - peamist (mehitatud) ja automaatset transpordimoodulit koos nende hilisema dokkimisega Marsi orbiidil, ületab lahendamata tehniliste probleemide arv kõik mõistlikud piirid.
Sellises olukorras on inimese Marsile saatmine justkui püüda lahendada Fermati viimast teoreemi, omamata kõige lihtsamaid teadmisi algebrast.
Miks siis piinata ennast teostamatute illusioonidega? Kas pole lihtsam hakata õppima “karguta kõndima” ja omandama vajalikke kogemusi, lahendades veidi lihtsamaid, kuid mitte vähem lummavaid ülesandeid?
Briti teadlased on leidnud, et asteroid Apophis pole Maa jaoks ohtlik
Augustinuse komisjon esitas plaani nimega Paindlik tee - see on Hollywoodi filmikomplekti vääriline lugu. Selle teooria tähendus on lihtne - õppida õppima pikki planeetidevahelisi lende, treenides … astreroididel.
Asteroid Itokawa võrreldes rahvusvahelise kosmosejaamaga
Rändavatel kivikildudel pole mingit tajutavat atmosfääri ja nende madal gravitatsioon muudab "dokkimise" protsessi sarnaseks süstiku dokkimisega ISS -iga - seda enam, et inimkonnal on juba väikeste taevakehadega "tihedate kontaktide" kogemus.
See ei puuduta "Tšeljabinski meteoriiti" - 2005. aasta novembris tegi Jaapani sond Hayabusa (Sapsan) kaks maandumist tolmu sissevõtuga 300 -meetrise asteroidi (25143) Itokawa pinnal. Kõik ei läinud sujuvalt: päikesepõletus kahjustas päikesepaneele, kosmosekülm keelas kaks sondi kolmest güroskoobist, Minerva minirobot läks maandumisel kaduma, lõpuks põrkas seade kokku asteroidiga, kahjustas mootorit ja kaotas oma orientatsiooni. Paari aasta pärast suutsid jaapanlased ikkagi sondi kontrolli tagasi saada ja ioonmootori taaskäivitada - 2010. aasta juunis toimetati lõpuks Maale asteroidiosakestega kapsel.
Lennud asteroididele võivad anda mitu kasulikku tulemust korraga:
Selguvad mõned päikesesüsteemi tekkimise ja ajaloo üksikasjad, mis iseenesest pakub märkimisväärset huvi.
Teiseks on see võti, et lahendada "meteoriidiohu" ennetamise rakenduslik probleem - kõik üksikasjad Hollywoodi kassahitti "Armageddon" stsenaariumis. Kuid tegelikult võivad asjad võtta veelgi huvitavama pöörde:
Esimene päev. Maale läheneb hiiglaslik asteroid. Rühm vapraid puurijaid
läks tema juurde tuumalaengut paigaldama.
Teine päev. Maale läheneb tuumalaenguga hiiglaslik asteroid.
Kolmandaks, geoloogiline uurimine. Asteroidid pakuvad mineraalide allikatena märkimisväärset huvi (tohutud maagivarud, madal gravitatsioon ja teise kosmilise kiiruse madal väärtus - tooraine transport Maale on lihtsustatud). See on tulevikuks.
Lõpuks annavad sellised missioonid hindamatu kogemuse mehitatud planeetidevaheliste lendude alal.
NASA pakub Lagrange'i punkte Maa-Päikese süsteemis (alad, kus tühise massiga keha võib kahe massiivse kehaga seotud pöörlevas tugisüsteemis paigal püsida) kui prioriteetsed sihtmärgid. Taevamehaanika seisukohast on nendesse piirkondadesse lendamine isegi lihtsam kui Kuule lendamine, hoolimata oluliselt suuremast kaugusest Maast.
Järgmisi sihtmärke nimetatakse rühmade Aton, Apollo jne Maa-lähedasteks asteroidideks. - Maa ja Marsi orbiitide vahel. Järgmine on meie lähim taevakeha - Kuu. Siis on ettepanekud saata Marsile peatumatu ekspeditsioon - lendamine ja planeedi uurimine orbiidilt, millele järgneb maandumine Marsi satelliidile Phobos. Ja alles siis - Mars!
Uued julged ekspeditsioonid nõuavad uute tehniliste vahendite loomist - juba praegu töötavad jänkid energiliselt mitmeotstarbelise mehitatud kosmoselaeva "Orion" projekti kallal.
Esimene katse stardiplaan on planeeritud 2014. aastasse, kosmoselaev plaanitakse käivitada 6000 km kaugusel Maast - 15 korda kaugemal kui ISSi orbiit asub. 2017. aastaks on kavas Orioni jaoks valmistada ülikerge kanderakett SLS, mis on võimeline viima võrdlusorbiidile kuni 70 tonni kaupa (tulevikus - kuni 130 tonni). Eeldatavasti saavutab Orion + SLS raketi- ja kosmosesüsteem täieliku valmisoleku 2021. aastaks - sellest hetkest alates saavad võimalikuks mehitatud ekspeditsioonid väljaspool Maa orbiiti.
"Orion" Kuu oriidil, nagu esitas kunstnik
Kõik uus on hästi unustatud vana. Augustinuse komisjoni järeldused olid kodumaistele spetsialistidele hästi teada - pole juhus, et pärast Marsi salakavala atmosfääriga tutvumist orienteerus Nõukogude kosmoseprogramm kiiresti ümber Phobose uurimisele (Phobos -1 ja 2 ebaõnnestunud stardid)., 1988) - lõppude lõpuks on satelliidile maandumine palju lihtsam kui Punase planeedi pinnale. Samas pakub Phobos geoloogia poolest peaaegu suuremat huvi kui Marss ise. Vastik Phobos-Grunt ja paljutõotav Phobos-Grunt-2 on kõik ühe ahela lülid.
Praegu kalduvad ka Vene teadlased arvama, et väikeste taevakehade uurimine on kasulik. Mehitatud ekspeditsioonidest pole veel juttugi, Roscosmos tegeleb võimalusega saata Kuule automaatseid sonde (Luna-Glob, Luna-Resource, järgmine kavandatav stardiaeg on 2015), aga ka fantastilise Laplace-P rakendamisega. ekspeditsioon. Viimasel juhul on kavas maandada sond Jupiteri ühe jäise satelliidi Ganymede pinnale.
Sõnum kavandatava Vene sondi saatmise kohta Päikesesüsteemi välisplaneetidele põhjustas sööbivate naljade plahvatuse stiilis "Phobos-Grunt", "Jupiter on ideaalne sihtmärk, veel 5 miljardit hukkub igaveseks sügavuses Kosmos "" Variant "Laplace-Popovkin" …
Vaatamata eelseisva missiooni ilmselgele keerukusele ja mitmetähenduslikkusele on automaatjaama maandumine Ganymede pinnale siiski vaevalt keerulisem kui Marsi pinnal.
Muidugi on mehitatud lennud Lagrange'i punktidesse ja automaatsondid Jupiteri ümbruses endiselt paremad kui torupillid unistustest selle kohta, kuidas "õunapuud õitsevad Marsil". Peamine on mitte lõdvestuda saavutatu pärast. Isegi asteroidi pinnale maandudes ei tohiks me lubada magusaid unenägusid selle kohta, kuidas meie kõikvõimas teadus on nüüd võimeline iga taevakeha orbiidilt välja tõrjuma ja muutma meid lähiruumi peremeesteks.
“Taevakaptenid” ei saa mitu kuud ookeani põhjas väikest auku ummistada - on lihtne ette kujutada, mis meid järgmise Tunguska meteoriidiga kohtumisel ees ootab.
Hayabusa automaatne planeetidevaheline sond
Mitmeotstarbeline kosmoseaparaat "Orion"
Kaal 25 tonni. Sisemine elamiskõlblik maht - 9 kuupmeetrit. meetrit (võrdluseks - kosmoselaeva Sojuz elamiskõlblik maht on 3,85 kuupmeetrit). Meeskond - kuni 6 inimest. Eeldatakse peamiste konstruktsioonielementide korduvkasutamist.
Super raske kanderakett SLS, projekt
