Tråkigt landskap i Mars -öknen
Kan inte måla den kalla soluppgången
I den tunna luften, tydliga skuggor
Vi lade oss på det nu avlägsna terrängfordonet.
1900 -talets stora rymdodyssey förvandlades till en grym fars - en rad klumpiga försök att fly från dess "vagga", och en svart avgrund av livlöst utrymme öppnade sig för en person. Vägen till stjärnorna var en kort återvändsgränd.
Den dystra situationen inom kosmonautiken har flera enkla förklaringar:
Först har kemikaliedrivna raketer nått sin gräns. Deras förmåga var tillräckligt för att nå de närmaste himlakropparna, men mer krävs för att utforska solsystemet i full skala. De alltmer populära jonmotorerna kan inte heller lösa problemet med att övervinna kolossala rymdavstånd. Kraften hos jonsupermotorer överstiger inte några få bråkdelar av en Newton, och interplanetära flygningar fortsätter att sträcka sig i många år.
Observera - vi pratar bara om studiet av kosmos! Under förhållanden där nyttolasten bara är 1% av raket- och rymdsystemets lanseringsmassa, är det meningslöst att prata om någon industriell utveckling av himlakroppar alls.
Bemannad rymdutforskning var särskilt nedslående - i motsats till de djärva hypoteserna från science fiction -författare i mitten av 1900 -talet visade sig Kosmos vara en iskall fientlig miljö, där ingen är nöjd med organiska livsformer. Förhållanden på Mars yta - den enda av de "anständiga" himlakropparna i detta avseende kan orsaka en chock: atmosfären, som är 95% koldioxid, och trycket på ytan, motsvarande trycket från jordens atmosfär på 40 kilometers höjd. Det här är slutet.
Förhållandena på ytorna på andra undersökta planeter och satelliter på jätteplaneter är ännu värre - temperaturer från - 200 till + 500 ° С, aggressiv sammansättning av atmosfären, monströsa tryck, för låga eller omvänt för stark gravitation, kraftfull tektonik och vulkanisk aktivitet …
Galileos interplanetära station, efter att ha slutfört en bana runt Jupiter, fick en strålningsdos som motsvarar 25 dödliga doser för människor. Av samma anledning är banor nära jorden på höjder över 500 km praktiskt taget stängda för bemannade flygningar. Ovan börjar strålningsbältena, där långvarig vistelse är farlig för människors hälsa.
Där de mest hållbara mekanismerna knappast kan existera, har den bräckliga människokroppen ingenting att göra.
Men Kosmos lockar med en dröm om avlägsna världar, och en person är inte van att ge upp trots svårigheter - en tillfällig försening på vägen till stjärnorna lovar att bli kortlivad. Framåt ligger det titaniska arbetet med studier och utveckling av de närmaste himlakropparna - månen, Mars, där man inte kan klara sig utan bemannad astronautik.
Utforskare av Mars
Du kommer säkert att fråga - varför allt detta kosmiska "tjafs"? Det är helt uppenbart att dessa expeditioner inte kommer att ge någon praktisk nytta, djärva fantasier om gruvdrift på asteroider eller utvinning av Helium-3 på månen ligger fortfarande kvar på djärva antaganden. Från jordens ekonomi och industri är det inte nödvändigt med detta, och det kommer sannolikt inte att dyka upp snart.
Sedan - för vad? Svaret är enkelt - kanske är detta människans öde. Att skapa en teknik med fantastisk skönhet och komplexitet, och med hjälp av att utforska, bemästra, förändra det omgivande rummet.
Ingen kommer att stanna där. Nu är huvudmålet att korrekt välja prioriteringar för vidare arbete. Vi behöver nya djärva idéer och ljusa, ambitiösa projekt. Vad blir våra nästa steg mot stjärnorna?
Den 1 juni 2009, på initiativ av NASA, den s.k. Augustinus kommission (uppkallad efter dess chef - den tidigare chefen för Lokheed Martin Norman Augustine) - en särskild kommitté för amerikansk bemannad rymdutforskning, vars uppgift var att utveckla ytterligare lösningar på vägen för mänsklig penetration i rymden.
Yankees studerade noggrant tillståndet för raket- och rymdindustrin, analyserade information om interplanetära expeditioner med hjälp av automatiska sonder, tog hänsyn till förhållandena på ytorna på de närmaste himlakropparna och noggrant "undersökte i ljuset" varje cent som tilldelats från budgeten.
Hösten 2009 lade Augustinakommissionen fram en detaljerad rapport om det utförda arbetet och gjorde ett antal enkla men samtidigt helt geniala slutsatser:
1. Den bemannade flygningen till Mars som förväntas inom en snar framtid är en bluff.
Trots populariteten hos projekt relaterade till landningen av en man på den röda planeten är alla dessa planer inget annat än science fiction. Flykten av en man till Mars under moderna förhållanden är som att försöka köra ett "hundra meter" lopp med brutna ben.
Mars lockar forskare med tillräckliga klimatförhållanden - åtminstone finns det inga förbränningstemperaturer här, och det låga atmosfärstrycket kan kompenseras av en "vanlig" rymddräkt. Planeten är av normal storlek, gravitation och ett rimligt avstånd från solen. Här hittades spår av förekomsten av vatten - formellt finns det alla förutsättningar för en lyckad landning och arbete på ytan av den röda planeten.
Men när det gäller landning av rymdfarkoster är Mars kanske det värsta alternativet av alla de himmelska föremål som studerats!
Allt handlar om det lömska gasskalet som omger planeten. Mars atmosfär är för sällsynt - så mycket att traditionell fallskärmshopp här är omöjlig här. Samtidigt är det tillräckligt tätt för att bränna landaren, oavsiktligt "hoppa" mot ytan i kosmisk hastighet.
Att landa på Mars yta på bromsmotorer är ett extremt svårt och dyrt företag. Under en lång tid "hänger" enheten på jetmotorer i Mars gravitationsfält - det är omöjligt att helt förlita sig på "luften" med hjälp av en fallskärm. Allt detta leder till ett monster av bränsle.
Det är av denna anledning som ovanliga system används - till exempel landade den automatiska interplanetära sonden "Pathfinder" med hjälp av två uppsättningar bromsmotorer, en frontbroms (värmeisolerande) skärm, en fallskärm och en uppblåsbar "airbag" - kraschade i den röda sanden med en hastighet av 100 km / h, studsade studsen av ytan flera gånger, som en boll, tills den stannade helt. Naturligtvis är ett sådant schema helt otillämpligt när man landar en bemannad expedition.
Nyfikenhet satte sig inte mindre underbart 2012.
Mars -rovern med en massa på 899 kg (vikt på Mars 340 kg) blev den tyngsta av de markbilar som levererades till Mars yta. Det verkar bara 899 kg - vilka problem kan uppstå här? Som jämförelse hade Vostok -rymdfarkostens nedstigningsfordon en massa på 2,5 ton (massan på hela fartyget som Yuri Gagarin flög på var 4,7 ton).
Schema för landning av Mars Science Laboratory (MSL), bättre känd som Curiosity rover
Och ändå visade sig problemen vara stora - för att undvika skador på strukturen och utrustningen på Curiosity -rovern, var de tvungna att använda det ursprungliga schemat, kallat "himmelkranen". Kort sagt såg hela processen ut så här: efter intensiv retardation i planetens atmosfär svävade plattformen med roveren fäst vid den 7,5 meter över Mars yta. Med hjälp av tre kablar sänktes nyfikenheten försiktigt till planetens yta - efter att ha fått bekräftelse på att hjulen rörde marken, klippte rovern kablarna och elkablarna med pyroladdningar och dragplattformen som hängde över den flög av åt sidan, vilket gör en hård landning 650 meter från rovern.
Och det är bara 899 kilo nyttolast! Det är skrämmande att föreställa sig vilka svårigheter som kommer att uppstå när man på Mars landar ett 100-ton fartyg med ett par astronauter ombord.
Alla ovanstående problem omvandlas till hundratals ton extra av "Mars -skeppet". Enligt de mest konservativa uppskattningarna kommer massan för avgångssteget i jordbana att vara minst 300 ton (mindre optimistiska uppskattningar ger ett resultat på upp till 1500 ton)! Återigen kommer supertunga lanseringsfordon att krävas, vars dimensioner många gånger kommer att överstiga månen Satrun-V och N-1 med en nyttolast på 130 … 140 ton.
Även när man använder metoden för sektionsmontering av "Mars -rymdfarkosten" från mindre block och använder ett schema med två fartyg - den huvudsakliga (bemannade) och automatiska transportmodulen med deras efterföljande dockning i Marsbana, överstiger antalet olösta tekniska problem alla rimliga gränser.
I denna situation är att skicka en person till Mars som att försöka lösa Fermats sista sats utan att ha den enklaste kunskapen om algebra.
Varför då plåga dig själv med orealiserade illusioner? Är det inte lättare att börja lära sig att”gå utan kryckor” och skaffa sig nödvändig erfarenhet genom att lösa lite enklare, men inte mindre förtrollande uppgifter?
Brittiska forskare har funnit att asteroiden Apophis inte är farlig för jorden
Augustinerkommissionen kom med en plan som heter Flexible Path, en berättelse värd en Hollywoodfilm. Meningen med denna teori är enkel - att lära sig att göra långa interplanetära flygningar genom att träna på … astreroider.
Asteroiden Itokawa jämfört med den internationella rymdstationen
Vandrande stenfragment har ingen märkbar atmosfär, och deras låga gravitation gör att "dockning" -processen liknar dockningen av pendeln med ISS - särskilt eftersom mänskligheten redan har erfarenhet av "nära kontakter" med små himmelska kroppar.
Det här handlar inte om "Chelyabinsk -meteoriten" - i november 2005 gjorde den japanska sonden Hayabusa (Sapsan) två landningar med ett dammintag på ytan av den 300 meter stora asteroiden (25143) Itokawa. Allt gick inte smidigt: soluppblåsningen skadade solpanelerna, rymdkylningen inaktiverade två av sondens tre gyroskop, Minerva-miniroboten förlorades under landningen, slutligen kolliderade enheten med en asteroid, skadade motorn och förlorade sin orientering. Efter ett par år lyckades japanerna fortfarande återfå kontrollen över sonden och starta om jonmotorn - i juni 2010 levererades äntligen en kapsel med asteroidpartiklar till jorden.
Flyg till asteroider kan ge flera användbara resultat samtidigt:
Vissa detaljer om solsystemets bildande och historia kommer att bli tydliga, vilket i sig är av stort intresse.
För det andra är det nyckeln till att lösa det tillämpade problemet att förhindra "meteorithotet" - alla detaljer i manuset till Hollywood -blockbusteren "Armageddon". Men i verkligheten kan saker ta en ännu mer intressant vändning:
Första dagen. En jätte asteroid närmar sig jorden. En grupp modiga borrare
gick till honom för att installera en kärnkraftsavgift.
Andra dagen. En jättestor asteroid med en kärnkraftsladdning närmar sig jorden.
För det tredje, geologisk utforskning. Asteroider är av stort intresse som mineralkällor (stora malmreserver, låg gravitation och ett lågt värde på den andra kosmiska hastigheten - transporten av råvaror till jorden är förenklad). Detta är för framtiden.
Slutligen kommer sådana uppdrag att ge ovärderlig erfarenhet av bemannade interplanetära flygningar.
NASA föreslår Lagrange-punkter i Earth-Sun-systemet (områden där en kropp med försumbar massa kan förbli stationär i en roterande referensram associerad med två massiva kroppar) som de högsta prioriterade målen. Ur himmelsk mekanism är det ännu enklare att flyga till dessa regioner än att flyga till månen, trots det betydligt större avståndet från jorden.
Nästa mål kallas nära jordens asteroider i grupperna Aton, Apollo etc. - mellan jordens och Mars banor. Nästa är vår närmaste himlakropp - månen. Sedan finns det förslag om att skicka en non -stop expedition till Mars - flyby och studera planeten från omloppsbana, följt av landning på Mars satellit Phobos. Och bara då - Mars!
Nya vågade expeditioner kommer att kräva skapandet av nya tekniska medel - redan nu arbetar Yankees energiskt med projektet för den flerbaserade bemannade rymdfarkosten "Orion".
Den första testuppskjutningen är planerad till 2014, rymdfarkosten planeras att sjösättas på ett avstånd av 6000 km från jorden - 15 gånger längre än ISS -banan är belägen. År 2017 är det planerat att förbereda ett supertungt lanseringsfordon SLS för Orion, som kan sjösätta upp till 70 ton last i referensbana (i framtiden - upp till 130 ton). Det förväntas att Orion + SLS -raketen och rymdsystemet kommer att nå full beredskap 2021 - från det ögonblicket kommer bemannade expeditioner bortom jordens bana att bli möjliga.
"Orion" på månens orit enligt konstnären
Allt nytt är väl glömt gammalt. Slutsatserna från Augustinakommissionen var väl kända för inhemska specialister - det är ingen slump att det sovjetiska rymdprogrammet efter att ha bekantat sig med den lömska atmosfären på Mars snabbt orienterade sig om studiet av Phobos (misslyckade uppskjutningar av Phobos -1 och 2, 1988) - det är trots allt mycket lättare att landa på en satellit än till ytan på den röda planeten. Samtidigt är Phobos, när det gäller geologi, nästan av större intresse än Mars själv. Den otrevliga Phobos-Grunt och den lovande Phobos-Grunt-2 är alla länkar i samma kedja.
För närvarande är ryska forskare också benägna att tro att det är användbart att studera små himmelska kroppar. Det är inget tal om bemannade expeditioner ännu, Roscosmos arbetar med möjligheten att skicka automatiska sonder till månen (Luna-Glob, Luna-Resource, nästa planerade lansering är 2015), liksom implementeringen av det fantastiska Laplace-P expedition. I det senare fallet är det planerat att landa sonden på ytan av Ganymedes, en av de isiga satelliterna på Jupiter.
Meddelandet om den planerade sändningen av en rysk sond till de yttre planeterna i solsystemet orsakade ett utbrott av frätande skämt i stil med "Phobos-Grunt", "Jupiter är ett idealiskt mål, ytterligare 5 miljarder kommer att dö för evigt i djupet av rymden "" Alternativ "Laplace-Popovkin" …
Trots all uppenbar komplexitet och oklarhet i det kommande uppdraget blir det dock knappast svårare att landa en automatisk station på Ganymedes yta än på Mars yta.
Naturligtvis är bemannade flygningar till Lagrange -punkter och automatiska sonder i närheten av Jupiter fortfarande bättre än rördrömmar om hur "äppelträd kommer att blomma på Mars". Det viktigaste är att inte slappna av vad du har åstadkommit. Även om vi har landat på ytan av en asteroid bör vi inte ägna oss åt söta drömmar om hur vår allsmäktiga vetenskap nu kan förskjuta vilken himmelkropp som helst från bana och göra oss till mästare i det närmaste rymden.
"Himmelens kaptener" kan inte täppa till ett litet hål i botten av havet på många månader - det är lätt att föreställa sig vad som väntar oss vid ett möte med nästa Tunguska -meteorit.
Hayabusa automatisk interplanetär sond
Multifunktionell rymdfarkost "Orion"
Vikt 25 ton. Intern beboelig volym - 9 kubikmeter. meter (för jämförelse - Soyuz -rymdfarkostens beboeliga volym är 3,85 kubikmeter). Besättning - upp till 6 personer. Återanvändning av de viktigaste strukturella elementen förutsätts.
Super tungt lanseringsfordon SLS, projekt
