Paesaggio noioso del deserto marziano
Non posso dipingere la fredda alba
Nell'aria rarefatta, ombre chiare
Ci sdraiamo sull'ormai lontano fuoristrada.
La Grande Odissea nello spazio del 20 ° secolo si trasformò in una crudele farsa: una serie di goffi tentativi di fuga dalla sua "culla" e un nero abisso di spazio senza vita si aprì davanti a una persona. La strada per le stelle era un breve vicolo cieco.
La cupa situazione in Cosmonautica ha diverse semplici spiegazioni:
Primo, i razzi a propellente chimico hanno raggiunto il limite. Le loro capacità erano sufficienti per raggiungere i corpi celesti più vicini, ma è necessario di più per l'esplorazione su vasta scala del sistema solare. I sempre più diffusi motori ionici non sono inoltre in grado di risolvere il problema del superamento di distanze spaziali colossali. La spinta dei supermotori ionici non supera alcune frazioni di un Newton e i voli interplanetari continuano ad allungarsi per molti anni.
Nota: stiamo parlando solo dello studio del Cosmo! In condizioni in cui il carico utile è solo l'1% della massa di lancio del sistema spaziale-razziale, non ha senso parlare di qualsiasi sviluppo industriale dei corpi celesti.
L'esplorazione spaziale con equipaggio è stata particolarmente deludente: contrariamente alle audaci ipotesi degli scrittori di fantascienza della metà del ventesimo secolo, lo spazio si è rivelato un ambiente gelido e ostile, dove nessuno è contento delle forme di vita organiche. Le condizioni sulla superficie di Marte - l'unico dei corpi celesti "decenti" in questo senso, possono causare uno shock: l'atmosfera, che è al 95% di anidride carbonica, e la pressione sulla superficie, equivalente alla pressione della Terra atmosfera a un'altitudine di 40 chilometri. Questa è la fine.
Le condizioni sulle superfici di altri pianeti e satelliti esaminati di pianeti giganti sono ancora peggiori: temperature da - 200 a + 500 °, composizione aggressiva dell'atmosfera, pressioni mostruose, gravità troppo bassa o, al contrario, troppo forte, tettonica potente e vulcanica attività …
La stazione interplanetaria Galileo, dopo aver completato un'orbita attorno a Giove, ha ricevuto una dose di radiazioni equivalente a 25 dosi letali per l'uomo. Per lo stesso motivo, le orbite vicine alla Terra ad altitudini superiori ai 500 km sono praticamente chiuse per i voli con equipaggio. Sopra, iniziano le cinture di radiazioni, dove il soggiorno a lungo termine è pericoloso per la salute umana.
Dove difficilmente può esistere il meccanismo più durevole, il fragile corpo umano non ha nulla a che fare.
Ma il Cosmo chiama con un sogno di mondi lontani e una persona non è abituata a arrendersi di fronte alle difficoltà: un ritardo temporaneo sulla strada per le stelle promette di essere di breve durata. Davanti c'è il titanico lavoro sullo studio e lo sviluppo dei corpi celesti più vicini: la Luna, Marte, dove l'esplorazione spaziale con equipaggio è indispensabile.
Esploratori di Marte
Probabilmente ti chiederai: perché tutto questo "clamore" cosmico? È abbastanza ovvio che queste spedizioni non porteranno alcun beneficio pratico, le audaci fantasie sull'estrazione mineraria sugli asteroidi o sull'estrazione di elio-3 sulla Luna rimangono ancora a livello di ipotesi audaci. Inoltre, dal punto di vista dell'economia e dell'industria della terra, non ce n'è bisogno, e probabilmente non apparirà presto.
Allora - per cosa? La risposta è semplice: forse questo è il destino dell'uomo. Per creare una tecnica di straordinaria bellezza e complessità, e con il suo aiuto per esplorare, padroneggiare, cambiare lo spazio circostante.
Nessuno si fermerà qui. Ora l'obiettivo principale è selezionare correttamente le priorità per ulteriori lavori. Servono nuove idee audaci e progetti brillanti e ambiziosi. Quali saranno i nostri prossimi passi verso le stelle?
Il 1 giugno 2009, su iniziativa della NASA, il cosiddetto. Agostino Commissione (dal nome del suo capo - l'ex direttore di Lokheed Martin Norman Augustin) - un comitato speciale sull'esplorazione spaziale americana con equipaggio, il cui compito era sviluppare ulteriori soluzioni sul percorso di penetrazione umana nello spazio.
Gli Yankees hanno studiato attentamente lo stato dell'industria missilistica e spaziale, hanno analizzato le informazioni sulle spedizioni interplanetarie utilizzando sonde automatiche, hanno tenuto conto delle condizioni sulle superfici dei corpi celesti più vicini e scrupolosamente "esaminato alla luce" ogni centesimo stanziato dal budget.
Nell'autunno del 2009, la Commissione Agostino ha presentato una relazione dettagliata sul lavoro svolto e ha tratto alcune conclusioni semplici, ma allo stesso tempo completamente ingegnose:
1. Il volo con equipaggio su Marte previsto nel prossimo futuro è un bluff.
Nonostante la popolarità dei progetti legati allo sbarco di un uomo sul Pianeta Rosso, tutti questi piani non sono altro che fantascienza. Il volo di un uomo su Marte in condizioni moderne è come provare a correre una corsa di "cento metri" con le gambe rotte.
Marte attrae ricercatori con condizioni climatiche adeguate - almeno qui non ci sono temperature di incenerimento e la bassa pressione atmosferica può essere compensata da una "normale" tuta spaziale. Il pianeta è di dimensioni normali, gravità e una distanza ragionevole dal Sole. Qui sono state trovate tracce della presenza di acqua - formalmente, ci sono tutte le condizioni per un atterraggio e un lavoro di successo sulla superficie del Pianeta Rosso.
Tuttavia, in termini di atterraggio di veicoli spaziali, Marte è forse l'opzione peggiore di tutti gli oggetti celesti studiati!
Riguarda l'insidioso guscio di gas che circonda il pianeta. L'atmosfera di Marte è troppo sottile, tanto che qui è impossibile la tradizionale discesa con il paracadute. Allo stesso tempo, è abbastanza denso da bruciare il lander, "saltando" inavvertitamente verso la superficie a velocità cosmica.
Atterrare sulla superficie di Marte con i motori frenanti è un'impresa estremamente difficile e costosa. Per un lungo periodo di tempo, il dispositivo "si blocca" sui motori a reazione nel campo gravitazionale di Marte: è impossibile fare affidamento completamente sull'"aria" con l'aiuto di un paracadute. Tutto questo porta a un mostruoso spreco di carburante.
È per questo motivo che vengono utilizzati schemi insoliti: ad esempio, la sonda interplanetaria automatica "Pathfinder" è atterrata con l'aiuto di due serie di motori autofrenanti, uno schermo di frenata frontale (isolante termico), un paracadute e un "airbag" gonfiabile - schiantandosi sulla sabbia rossa a una velocità di 100 km/h, la stazione rimbalzò più volte sulla superficie, come una palla, fino a fermarsi completamente. Naturalmente, un tale schema è completamente inapplicabile quando si atterra una spedizione con equipaggio.
Curiosity si è seduto non meno meravigliosamente nel 2012.
Il rover su Marte con una massa di 899 kg (peso su Marte 340 kg) è diventato il più pesante dei veicoli terrestri trasportati sulla superficie di Marte. Sembrerebbe che solo 899 kg: quali problemi possono sorgere qui? Per fare un confronto, il veicolo di discesa della navicella spaziale "Vostok" aveva una massa di 2,5 tonnellate (la massa dell'intera nave su cui volò Yuri Gagarin era di 4,7 tonnellate).
Schema dell'atterraggio del Mars Science Laboratory (MSL), meglio conosciuto come il rover Curiosity
E, tuttavia, i problemi si sono rivelati grandi: per evitare danni alla struttura e alle attrezzature del rover Curiosity, hanno dovuto utilizzare lo schema originale, noto come "gru del cielo". In breve, l'intero processo sembrava così: dopo un'intensa decelerazione nell'atmosfera del pianeta, la piattaforma con il rover attaccato ad essa si librava a 7,5 metri sopra la superficie di Marte. Con l'aiuto di tre cavi, la Curiosity è stata dolcemente abbassata sulla superficie del pianeta - dopo aver ricevuto la conferma che le sue ruote hanno toccato il suolo, il rover ha tagliato i cavi e i cavi elettrici con cariche pirotecniche e la piattaforma di trazione appesa sopra è volata via di lato, effettuando un atterraggio duro a 650 metri dal rover.
E sono solo 899 chilogrammi di carico utile! È spaventoso immaginare quali difficoltà sorgeranno quando atterrerà su Marte una nave da 100 tonnellate con un paio di astronauti a bordo.
Tutti i problemi di cui sopra vengono convertiti in centinaia di tonnellate extra della "nave marziana". Secondo le stime più prudenti, la massa della fase di partenza in orbita terrestre bassa sarà di almeno 300 tonnellate (stime meno ottimistiche danno un risultato fino a 1500 tonnellate)! Ancora una volta saranno necessari veicoli di lancio super pesanti, le cui dimensioni supereranno molte volte il lunare Satrun-V e N-1 con un carico utile di 130 … 140 tonnellate.
Anche quando si utilizza il metodo di assemblaggio in sezione della "nave spaziale marziana" da blocchi più piccoli e si utilizza uno schema di due navi: il modulo di trasporto principale (con equipaggio) e automatico con il loro successivo attracco nell'orbita marziana, il numero di problemi tecnici irrisolti supera tutti i limiti ragionevoli.
In questa situazione, mandare una persona su Marte è come cercare di risolvere l'Ultimo Teorema di Fermat senza possedere la più semplice conoscenza dell'algebra.
Allora perché tormentarsi con illusioni irrealizzabili? Non è più facile iniziare a imparare a “camminare senza stampelle” e acquisire l'esperienza necessaria risolvendo compiti un po' più semplici, ma non per questo meno affascinanti?
Scienziati britannici hanno scoperto che l'asteroide Apophis non è pericoloso per la Terra
La Commissione Agostino ha escogitato un piano chiamato Percorso flessibile, una trama degna di un set cinematografico di Hollywood. Il significato di questa teoria è semplice: imparare a fare lunghi voli interplanetari allenandosi su … astroroidi.
L'asteroide Itokawa rispetto alla Stazione Spaziale Internazionale
I frammenti di pietra vaganti non hanno alcuna atmosfera percettibile e la loro bassa gravità rende il processo di "attracco" simile all'attracco dello Shuttle con la ISS - inoltre, l'umanità ha già esperienza di "contatti stretti" con piccoli corpi celesti.
Non si tratta affatto del "meteorite di Chelyabinsk" - nel novembre 2005, la sonda giapponese Hayabusa (Sapsan) ha effettuato due atterraggi con una presa di polvere sulla superficie dell'asteroide di 300 metri (25143) Itokawa. Non tutto è andato liscio: il brillamento solare ha danneggiato i pannelli solari, il freddo spaziale ha disabilitato due dei tre giroscopi della sonda, il mini-robot Minerva è andato perso durante l'atterraggio, infine, il dispositivo è entrato in collisione con un asteroide, ha danneggiato il motore e ha perso l'orientamento. Dopo un paio d'anni, i giapponesi sono ancora riusciti a riprendere il controllo della sonda e a riavviare il motore a ioni: nel giugno 2010, una capsula con particelle di asteroidi è stata finalmente consegnata sulla Terra.
I voli verso gli asteroidi possono dare diversi risultati utili contemporaneamente:
Diventeranno chiari alcuni dettagli della formazione e della storia del sistema solare, che di per sé è di notevole interesse.
In secondo luogo, è la chiave per risolvere il problema applicato di prevenire la "minaccia meteorite" - tutti i dettagli nella sceneggiatura del film di successo di Hollywood "Armageddon". Ma in realtà le cose possono prendere una piega ancora più interessante:
Il primo giorno. Un gigantesco asteroide si sta avvicinando alla Terra. Un gruppo di perforatori coraggiosi
è andato da lui per installare una carica nucleare.
Secondo giorno. Un gigantesco asteroide con una carica nucleare si sta avvicinando alla Terra.
Terzo, l'esplorazione geologica. Gli asteroidi sono di notevole interesse come fonti di minerali (enormi riserve di minerali, bassa gravità e un basso valore della seconda velocità cosmica - il trasporto di materie prime sulla Terra è semplificato). Questo è per il futuro.
Infine, tali missioni forniranno un'esperienza inestimabile nei voli interplanetari con equipaggio.
La NASA propone i punti di Lagrange nel sistema Terra-Sole (aree in cui un corpo con massa trascurabile può rimanere stazionario in un sistema di riferimento rotante associato a due corpi massicci) come obiettivi prioritari. Dal punto di vista della meccanica celeste, volare in queste regioni è ancora più facile che volare sulla Luna, nonostante la distanza dalla Terra significativamente maggiore.
I prossimi obiettivi sono chiamati asteroidi vicini alla Terra dei gruppi Aton, Apollo, ecc. - tra le orbite della Terra e di Marte. Il prossimo è il nostro corpo celeste più vicino: la Luna. Poi ci sono proposte per inviare una spedizione non-stop su Marte: sorvolo e studio del pianeta dall'orbita, seguito dall'atterraggio sul satellite marziano Phobos. E solo allora - Marte!
Nuove spedizioni audaci richiederanno la creazione di nuovi mezzi tecnici: già ora gli Yankees stanno lavorando energicamente al progetto della navicella spaziale multiuso "Orion".
Il primo lancio di prova è previsto per il 2014, il veicolo spaziale dovrebbe essere lanciato a una distanza di 6000 km dalla Terra - 15 volte più lontano dell'orbita della ISS. Entro il 2017, hanno in programma di preparare un veicolo di lancio super pesante SLS per Orion, in grado di lanciare fino a 70 tonnellate di merci nell'orbita di riferimento (in futuro - fino a 130 tonnellate). Si prevede che il razzo e il sistema spaziale Orion + SLS raggiungeranno la piena disponibilità entro il 2021: da quel momento in poi, le spedizioni con equipaggio oltre l'orbita terrestre diventeranno possibili.
"Orion" sull'orite della Luna come presentato dall'artista
Tutto ciò che è nuovo è ben dimenticato vecchio. Le conclusioni della Commissione Agostino erano ben note agli specialisti nazionali: non è un caso che, avendo preso confidenza con l'atmosfera insidiosa di Marte, il programma spaziale sovietico si riorientò rapidamente allo studio di Phobos (lanci falliti di Phobos-1 e 2, 1988) - dopotutto, atterrare su un satellite è molto più facile che sulla superficie del Pianeta Rosso. Allo stesso tempo, Phobos, in termini di geologia, è quasi di maggiore interesse di Marte stesso. L'odioso Phobos-Grunt e il promettente Phobos-Grunt-2 sono tutti anelli della stessa catena.
Allo stato attuale, anche gli scienziati russi sono inclini a credere che sia utile studiare piccoli corpi celesti. Non si parla ancora di spedizioni con equipaggio, Roscosmos sta lavorando alla possibilità di inviare sonde automatiche sulla Luna (Luna-Glob, Luna-Resource, il prossimo lancio previsto è il 2015), oltre all'implementazione del fantastico Laplace-P spedizione. In quest'ultimo caso, è previsto l'atterraggio della sonda sulla superficie di Ganimede, uno dei satelliti ghiacciati di Giove.
Il messaggio sull'invio pianificato di una sonda russa sui pianeti esterni del sistema solare ha causato un'esplosione di battute caustiche nello stile di "Phobos-Grunt", "Giove è un bersaglio ideale, altri 5 miliardi moriranno per sempre nelle profondità of Space", alcuni comici di Internet hanno persino suggerito "l'"Opzione" con equipaggio Laplace-Popovkin "…
Tuttavia, nonostante tutta l'apparente complessità e ambiguità della prossima missione, l'atterraggio di una stazione automatica sulla superficie di Ganimede sarà difficilmente più difficile che sulla superficie di Marte.
Naturalmente, i voli con equipaggio verso i punti di Lagrange e le sonde automatiche nelle vicinanze di Giove sono ancora meglio dei sogni irrealizzabili su come "i meli fioriranno su Marte". La cosa principale è non rilassarsi su ciò che hai raggiunto. Pur essendo atterrati sulla superficie di un asteroide, non dovremmo indulgere in dolci sogni su come la nostra scienza onnipotente sia ora in grado di spostare qualsiasi corpo celeste dall'orbita e renderci padroni dello spazio vicino.
"Capitani del paradiso" non può tappare un piccolo buco nel fondo dell'oceano per molti mesi - è facile immaginare cosa ci aspetta in caso di incontro con il prossimo meteorite Tunguska.
Sonda interplanetaria automatica Hayabusa
Veicolo spaziale multiuso "Orion"
Peso 25 tonnellate. Volume interno abitabile - 9 mc. metri (per confronto: il volume abitabile della navicella spaziale Soyuz è di 3,85 metri cubi). Equipaggio - fino a 6 persone. Si presume l'utilizzo riutilizzabile dei principali elementi strutturali.
Veicolo di lancio super pesante SLS, progetto
