Paisatge avorrit del desert marcià
No puc pintar la freda sortida del sol
A l’aire prim, ombres clares
Ens estirem sobre l’ara llunyà vehicle tot terreny.
La Gran Odissea Espacial del segle XX es va convertir en una farsa cruel: una sèrie de maldestres intents d'escapar del seu "bressol" i es va obrir davant d'una persona un negre abisme d'espai sense vida. El camí cap a les estrelles va ser un carreró sense sortida.
La penombra situació de la cosmonautica té diverses explicacions senzilles:
En primer lloc, els coets amb combustible químic han arribat al seu límit. Les seves capacitats eren suficients per arribar als cossos celestes més propers, però es necessita més per a l’exploració a gran escala del sistema solar. Els motors iònics cada vegada més populars tampoc són capaços de resoldre el problema de superar distàncies espacials colossals. L’empenta dels super-motors iònics no supera algunes fraccions d’un Newton i els vols interplanetaris continuen estenent-se durant molts anys.
Nota: només parlem de l’estudi del Cosmos. En les condicions en què la càrrega útil és només l’1% de la massa de llançament del coet i el sistema espacial, no té sentit parlar de cap desenvolupament industrial dels cossos celestes.
L’exploració espacial tripulada va ser especialment decebedora: al contrari de les audaces hipòtesis dels escriptors de ciència ficció de mitjan segle XX, el Cosmos va resultar ser un entorn hostil i gèlid, on ningú no està content amb les formes orgàniques de vida. Les condicions a la superfície de Mart, l'únic dels cossos celestes "decents" en aquest sentit, poden causar un xoc: l'atmosfera, que és un 95% de diòxid de carboni, i la pressió a la superfície, equivalent a la pressió de la Terra atmosfera a 40 quilòmetres d’altitud. Això és el final.
Les condicions a la superfície d’altres planetes i satèl·lits de planetes gegants examinats són encara pitjors: temperatures de -200 a + 500 ° С, composició agressiva de l’atmosfera, pressions monstruoses, massa baixa o, al contrari, massa forta, una tectònica potent i volcànica activitat …
L'estació interplanetària Galileo, després d'haver completat una òrbita al voltant de Júpiter, va rebre una dosi de radiació equivalent a 25 dosis letals per als humans. Per la mateixa raó, les òrbites properes a la terra a altituds superiors a 500 km estan pràcticament tancades per als vols tripulats. A la part superior, comencen els cinturons de radiació, on l’estada a llarg termini és perillosa per a la salut humana.
Allà on difícilment pot existir el mecanisme més durador, el fràgil cos humà no té res a veure.
Però el Cosmos fa senyals amb un somni de mons llunyans i una persona no està acostumada a rendir-se davant les dificultats: un retard temporal en el camí cap a les estrelles promet ser de curta durada. Per davant hi ha el treball titànic sobre l’estudi i el desenvolupament dels cossos celestes més propers: la Lluna, Mart, on no es pot prescindir de l’astronautica tripulada.
Exploradors de Mart
Probablement us preguntareu: per què tot aquest "enrenou" còsmic? És bastant obvi que aquestes expedicions no aportaran cap benefici pràctic, les fantasies audaces sobre la mineria d'asteroides o l'extracció de l'heli-3 a la Lluna continuen al nivell de suposades audaces. A més, des del punt de vista de l'economia i la indústria terrestres, no cal fer-ho i probablement no apareixerà aviat.
Llavors, per a què? La resposta és senzilla: potser aquest és el destí de l’home. Per crear una tècnica d’una bellesa i complexitat sorprenents, i amb la seva ajuda per explorar, dominar, canviar l’espai circumdant.
Ningú no s’aturarà aquí. Ara l’objectiu principal és seleccionar correctament les prioritats per continuar treballant. Necessitem noves idees audaces i projectes ambiciosos i brillants. Quins seran els nostres propers passos cap a les estrelles?
L’1 de juny de 2009, per iniciativa de la NASA, l’anomenat. Comissió Agustí (anomenat així pel seu cap - l'exdirector de Lokheed Martin Norman Augustine) - un comitè especial sobre exploració espacial tripulada nord-americana, que tenia com a tasca desenvolupar més solucions sobre el camí de la penetració humana a l'espai.
Els ianquis van estudiar acuradament l’estat de la indústria espacial i de coets, van analitzar la informació sobre expedicions interplanetàries mitjançant sondes automàtiques, van tenir en compte les condicions de les superfícies dels cossos celestes més propers i van “examinar escrupolosament a la llum” cada cèntim assignat al pressupost.
A la tardor del 2009, la Comissió Agustina va presentar un informe detallat sobre la feina feta i va fer una sèrie de conclusions senzilles, però alhora completament enginyoses:
1. El vol tripulat a Mart que s’espera en un futur proper és un farol.
Tot i la popularitat dels projectes relacionats amb l’aterratge d’un home al planeta vermell, tots aquests plans no són res més que ciència ficció. El vol d’un home a Mart en condicions modernes és com intentar córrer una cursa de “cent metres” amb les cames trencades.
Mart atrau investigadors amb condicions climàtiques adequades: almenys aquí no hi ha temperatures incineradores i la baixa pressió atmosfèrica es pot compensar amb un vestit espacial "normal". El planeta té una mida, una gravetat i una distància raonables del Sol. Aquí es van trobar rastres de la presència d’aigua: formalment, hi ha totes les condicions per a un bon aterratge i treballar a la superfície del planeta vermell.
No obstant això, pel que fa a les naus espacials d’aterratge, Mart és potser la pitjor opció de tots els objectes celestes estudiats.
Es tracta de la insidiós closca de gas que envolta el planeta. L’atmosfera de Mart està massa enrarida, fins al punt que aquí no és possible el descens tradicional de paracaigudes. Al mateix temps, és prou dens per cremar el lander, sense voler "saltar" cap a la superfície a velocitat còsmica.
L'aterratge a la superfície de Mart amb motors de frenada és una empresa extremadament difícil i costosa. Durant un llarg període de temps, el dispositiu "penja" als motors a reacció al camp gravitatori de Mart: és impossible confiar completament en l '"aire" amb l'ajut d'un paracaigudes. Tot això comporta un malbaratament de combustible monstruós.
És per aquest motiu que s’utilitzen esquemes inusuals, per exemple, la sonda interplanetària automàtica "Pathfinder" va aterrar amb l'ajut de dos jocs de motors de fre, una pantalla de frenada frontal (aïllant tèrmica), un paracaigudes i un "airbag" inflable - xocant contra la sorra vermella a una velocitat de 100 km / h, l'estació va rebotar contra la superfície diverses vegades, com una pilota, fins que es va aturar completament. Per descomptat, aquest esquema és totalment inaplicable quan aterra una expedició tripulada.
La curiositat no va quedar menys meravellosa el 2012.
El rover de Mart amb una massa de 899 kg (pes a Mart 340 kg) es va convertir en el vehicle pesant més pesat que es va lliurar a la superfície de Mart. Sembla que només 899 kg: quins problemes poden sorgir aquí? En comparació, el vehicle de baixada de la sonda Vostok tenia una massa de 2,5 tones (la massa de tot el vaixell sobre el qual va volar Yuri Gagarin era de 4,7 tones).
Esquema de l’aterratge del Mars Science Laboratory (MSL), més conegut com el rover Curiosity
I, no obstant això, els problemes van resultar ser grans: per evitar danys a l'estructura i l'equipament del rover Curiosity, van haver d'utilitzar l'esquema original, conegut com la "grua del cel". En resum, tot el procés tenia l’aspecte següent: després d’una intensa desacceleració a l’atmosfera del planeta, la plataforma amb el rover fixat a ell es posava a 7,5 metres sobre la superfície de Mart. Amb l'ajut de tres cables, la curiositat es va baixar suaument fins a la superfície del planeta; després de rebre la confirmació que les seves rodes tocaven terra, el rover va tallar els cables i els cables elèctrics amb càrregues pirocomunicades i la plataforma de tracció que hi penjava va volar. de costat, fent un aterratge dur a 650 metres del rover.
I això suposa només 899 quilograms de càrrega útil. Fa por imaginar quines dificultats sorgiran quan aterrin a Mart un vaixell de 100 tones amb un parell d’astronautes a bord.
Tots els problemes anteriors es converteixen en centenars de tones addicionals del "vaixell marcià". Segons les estimacions més conservadores, la massa de l'etapa de sortida en òrbita terrestre baixa serà com a mínim de 300 tones (les estimacions menys optimistes donen un resultat de fins a 1500 tones). Una vegada més, caldran vehicles de llançament súper pesats, les dimensions dels quals superaran moltes vegades el Satrun-V lunar i el N-1 amb una càrrega útil de 130 … 140 tones.
Fins i tot quan s’utilitza el mètode de muntatge seccional de la "sonda espacial marciana" a partir de blocs més petits i s’utilitza un esquema de dos vaixells: el mòdul de transport principal (tripulat) i automàtic amb el seu acoblament posterior a l’òrbita marciana, el nombre de problemes tècnics no resolts supera tots els límits raonables.
En aquesta situació, enviar una persona a Mart és com intentar resoldre l’últim teorema de Fermat sense posseir el coneixement més senzill d’àlgebra.
Llavors, per què turmentar-se amb il·lusions irrealitzables? No és més fàcil començar a aprendre a “caminar sense crosses” i adquirir l’experiència necessària resolent tasques una mica més senzilles, però no menys encantadores?
Científics britànics han descobert que l'asteroide Apophis no és perillós per a la Terra
La Comissió Agustina va plantejar un pla anomenat el camí flexible, una història digna d’un plató de cinema de Hollywood. El significat d’aquesta teoria és senzill: aprendre a fer llargs vols interplanetaris entrenant en … astreroides.
Asteroide Itokawa en comparació amb l'Estació Espacial Internacional
Els fragments de pedra errants no tenen cap atmosfera perceptible i la seva baixa gravetat fa que el procés de "atracament" sigui similar al de l'acoblament del Transbordador amb la ISS, sobretot perquè la humanitat ja té experiència de "contactes estrets" amb petits cossos celestes.
No es tracta del "meteorit de Chelyabinsk": el novembre del 2005, la sonda japonesa Hayabusa (Sapsan) va fer dos aterratges amb una ingesta de pols a la superfície de l'asteroide de 300 metres (25143) Itokawa. No tot va funcionar sense problemes: la bengala solar va danyar els panells solars, el fred espacial va desactivar dos dels tres giroscopis de la sonda, el mini-robot Minerva es va perdre durant l'aterratge, finalment, el dispositiu va xocar amb un asteroide, va danyar el motor i va perdre l'orientació. Després d’un parell d’anys, els japonesos encara van aconseguir recuperar el control de la sonda i reiniciar el motor iònic: el juny del 2010 es va lliurar finalment a la Terra una càpsula amb partícules d’asteroides.
Els vols a asteroides poden donar diversos resultats útils alhora:
Alguns detalls sobre la formació i la història del sistema solar es posaran de manifest, cosa que per si mateixa té un interès considerable.
En segon lloc, és la clau per resoldre el problema aplicat de prevenir l '"amenaça de meteorits": tots els detalls del guió de la superproducció de Hollywood "Armageddon". Però, en realitat, les coses poden prendre un gir encara més interessant:
El primer dia. Un asteroide gegant s’acosta a la Terra. Un grup de foraders valents
es va dirigir a ell per instal·lar una càrrega nuclear.
Segon dia. Un asteroide gegant amb càrrega nuclear s’acosta a la Terra.
En tercer lloc, l’exploració geològica. Els asteroides tenen un interès considerable com a fonts de minerals (enormes reserves de mineral, baixa gravetat i un valor baix de la segona velocitat còsmica: el transport de les matèries primeres a la Terra es simplifica). Això és per al futur.
Finalment, aquestes missions proporcionaran una experiència inestimable en vols interplanetaris tripulats.
La NASA proposa els punts Lagrange del sistema Terra-Sol (zones en què un cos amb una massa insignificant pot romandre estacionari en un marc de referència rotatiu associat a dos cossos massius) com a objectius de màxima prioritat. Des del punt de vista de la mecànica celeste, volar a aquestes regions és fins i tot més fàcil que volar a la Lluna, tot i la distància significativament més gran de la Terra.
Els següents objectius es diuen asteroides prop de la Terra dels grups Aton, Apollo, etc. - entre les òrbites de la Terra i Mart. El següent és el nostre cos celeste més proper: la Lluna. A continuació, hi ha propostes per enviar una expedició sense parar a Mart: sobrevol i estudi del planeta des de l'òrbita, seguit d'aterratge al satèl·lit marcià Phobos. I només llavors, Mart!
Les noves atrevides expedicions requeriran la creació de nous mitjans tècnics, ja que ara els ianquis treballen enèrgicament en el projecte de la sonda tripulada polivalent "Orion".
El primer llançament de la prova està previst per al 2014, la nau espacial està prevista per ser llançada a una distància de 6000 km de la Terra, 15 vegades més lluny que l'òrbita ISS. El 2017 està previst preparar un vehicle de llançament súper pesat per a Orion, capaç de llançar fins a 70 tones de càrrega a l’òrbita de referència (en el futur, fins a 130 tones). S'espera que el sistema espacial i de coets Orion + SLS arribi a estar completament preparat per al 2021; a partir d'aquest moment, seran possibles expedicions tripulades més enllà de l'òrbita terrestre.
"Orion" a l'orita de la Lluna tal com va presentar l'artista
Tot el nou està ben oblidat. Les conclusions de la Comissió Agustina eren ben conegudes pels especialistes nacionals; no és casual que, un cop conegut l’ambient insidiós de Mart, el programa espacial soviètic es reorientés ràpidament a l’estudi de Fobos (llançaments fallits de Phobos-1 i 2, 1988) - després de tot, aterrar a un satèl·lit és molt més fàcil que arribar a la superfície del planeta vermell. Al mateix temps, Phobos, en termes de geologia, té gairebé més interès que el propi Mart. L’odiós Phobos-Grunt i el prometedor Phobos-Grunt-2 són tots els nexes d’una mateixa cadena.
Actualment, els científics russos també s’inclinen a creure que és útil estudiar petits cossos celestes. Encara no es parla d’expedicions tripulades, Roscosmos treballa en la possibilitat d’enviar sondes automàtiques a la Lluna (Luna-Glob, Luna-Resource, el proper llançament previst és el 2015), així com la implementació del fantàstic Laplace-P expedició. En aquest darrer cas, està previst aterrar la sonda a la superfície de Ganímedes, un dels satèl·lits gèlids de Júpiter.
El missatge sobre l'enviament previst d'una sonda russa als planetes externs del sistema solar va provocar una explosió de bromes càustiques a l'estil de "Phobos-Grunt", "Júpiter és un objectiu ideal, altres 5.000 milions periran per sempre a les profunditats of Space "" Opció "Laplace-Popovkin" …
No obstant això, malgrat tota l’aparent complexitat i ambigüitat de la propera missió, l’aterratge d’una estació automàtica a la superfície de Ganímedes difícilment serà més difícil que a la superfície de Mart.
Per descomptat, els vols tripulats a punts de Lagrange i les sondes automàtiques a les rodalies de Júpiter són encara millors que els somnis de pipa sobre com "els pomers floriran a Mart". El més important no és relaxar-vos amb el que heu aconseguit. Fins i tot després d’aterrar a la superfície d’un asteroide, no hauríem de complir somnis dolços sobre com la nostra omnipotent ciència ara és capaç de desplaçar qualsevol òrgan celeste de l’òrbita i convertir-nos en els amos de l’espai proper.
Els "Capitans del Cel" no poden tapar un petit forat al fons de l'oceà durant molts mesos; és fàcil imaginar què ens espera en cas de reunió amb el proper meteorit de Tunguska.
Sonda interplanetària automàtica Hayabusa
Nau espacial polivalent "Orion"
Pes 25 tones. Volum habitable intern: 9 metres cúbics. metres (per comparació: el volum habitable de la sonda Soyuz és de 3,85 metres cúbics). Tripulació: fins a 6 persones. Se suposa l’ús reutilitzable dels principals elements estructurals.
Vehicle de llançament súper pesat SLS, projecte
