Saai landschap van de Marswoestijn
Kan de koude zonsopgang niet schilderen
In de ijle lucht, heldere schaduwen
We gingen liggen op het nu verre terreinvoertuig.
De Great Space Odyssey van de 20e eeuw veranderde in een wrede farce - een reeks onhandige pogingen om uit zijn "wieg" te ontsnappen, en een zwarte afgrond van levenloze ruimte opende zich voor een persoon. De weg naar de sterren was een korte doodlopende weg.
De sombere situatie in de kosmonauten heeft verschillende eenvoudige verklaringen:
Ten eerste hebben chemisch aangedreven raketten hun limiet bereikt. Hun capaciteiten waren voldoende om de dichtstbijzijnde hemellichamen te bereiken, maar er is meer nodig voor een volledige verkenning van het zonnestelsel. De steeds populairder wordende ionenmotoren zijn ook niet in staat om het probleem van het overwinnen van kolossale ruimteafstanden op te lossen. De stuwkracht van ionen-supermotoren is niet groter dan een paar fracties van één Newton, en interplanetaire vluchten blijven zich vele jaren uitstrekken.
Let op - we hebben het alleen over de studie van de kosmos! In omstandigheden waarin de nuttige lading slechts 1% van de lanceringsmassa van het raket- en ruimtesysteem is, heeft het geen zin om te praten over enige industriële ontwikkeling van hemellichamen.
Vooral de bemande verkenning van de ruimte was teleurstellend - in tegenstelling tot de gedurfde hypothesen van sciencefictionschrijvers uit het midden van de twintigste eeuw, bleek de Kosmos een ijzig vijandige omgeving te zijn, waar niemand blij is met organische vormen van leven. De omstandigheden op het oppervlak van Mars - de enige van de "fatsoenlijke" hemellichamen in dit opzicht, kunnen een schok veroorzaken: de atmosfeer, die voor 95% uit koolstofdioxide bestaat, en de druk op het oppervlak, gelijk aan de druk van de aardse atmosfeer op een hoogte van 40 kilometer. Dit is het einde.
De omstandigheden op de oppervlakken van andere onderzochte planeten en satellieten van reuzenplaneten zijn nog slechter - temperaturen van - 200 tot + 500 ° С, agressieve samenstelling van de atmosfeer, monsterlijke druk, te lage of, omgekeerd, te sterke zwaartekracht, krachtige tektoniek en vulkanisch werkzaamheid …
Het interplanetaire station Galileo, dat één baan rond Jupiter had voltooid, ontving een dosis straling die overeenkomt met 25 dodelijke doses voor mensen. Om dezelfde reden zijn banen in de buurt van de aarde op een hoogte van meer dan 500 km praktisch gesloten voor bemande vluchten. Hierboven beginnen de stralingsgordels, waar langdurig verblijf gevaarlijk is voor de menselijke gezondheid.
Waar het meest duurzame mechanisme nauwelijks kan bestaan, heeft het fragiele menselijke lichaam niets te maken.
Maar de kosmos wenkt met een droom van verre werelden, en een persoon is niet gewend om op te geven in het licht van moeilijkheden - een tijdelijke vertraging op weg naar de sterren belooft van korte duur te zijn. Voor ons ligt het gigantische werk aan de studie en ontwikkeling van de dichtstbijzijnde hemellichamen - de maan, Mars, waar men niet zonder bemande ruimtevaart kan.
Ontdekkingsreizigers van Mars
Je zult je waarschijnlijk afvragen - waarom al deze kosmische "ophef"? Het is vrij duidelijk dat deze expedities geen praktisch voordeel zullen opleveren, gewaagde fantasieën over mijnbouw op asteroïden of de winning van Helium-3 op de maan blijven nog steeds op het niveau van gewaagde veronderstellingen. Bovendien is dit vanuit het oogpunt van de economie en industrie van de aarde niet nodig en zal het waarschijnlijk ook niet snel verschijnen.
Dan - waarvoor? Het antwoord is simpel - misschien is dit het lot van de mens. Om een techniek van verbazingwekkende schoonheid en complexiteit te creëren, en met zijn hulp de omringende ruimte te verkennen, te beheersen en te veranderen.
Niemand gaat daar stoppen. Het belangrijkste doel is nu om de prioriteiten voor verder werk correct te selecteren. We hebben nieuwe gedurfde ideeën en heldere, ambitieuze projecten nodig. Wat zullen onze volgende stappen naar de sterren zijn?
Op 1 juni 2009 is op initiatief van NASA de zgn. Augustinus Commissie (genoemd naar zijn hoofd - de voormalige directeur van Lokheed Martin Norman Augustine) - een speciale commissie voor Amerikaanse bemande ruimteverkenning, wiens taak het was om verdere oplossingen te ontwikkelen op het pad van menselijke penetratie in de ruimte.
De Yankees bestudeerden zorgvuldig de toestand van de raket- en ruimtevaartindustrie, analyseerden informatie over interplanetaire expedities met behulp van automatische sondes, hielden rekening met de omstandigheden op de oppervlakken van de dichtstbijzijnde hemellichamen en onderzochten nauwgezet elke cent die uit het budget werd toegewezen.
In het najaar van 2009 presenteerde de Augustinuscommissie een gedetailleerd rapport over het verrichte werk en maakte een aantal eenvoudige, maar tegelijkertijd volkomen ingenieuze conclusies:
1. De in de nabije toekomst verwachte bemande vlucht naar Mars is een bluf.
Ondanks de populariteit van projecten met betrekking tot de landing van een man op de Rode Planeet, zijn al deze plannen niets meer dan sciencefiction. De vlucht van een man naar Mars in moderne omstandigheden is als proberen een "honderd meter" race te lopen met gebroken benen.
Mars trekt onderzoekers aan met adequate klimatologische omstandigheden - hier zijn tenminste geen verbrandingstemperaturen en de lage atmosferische druk kan worden gecompenseerd door een "gewoon" ruimtepak. De planeet heeft een normale grootte, zwaartekracht en een redelijke afstand tot de zon. Hier werden sporen van de aanwezigheid van water gevonden - formeel zijn er alle voorwaarden voor een succesvolle landing en werk op het oppervlak van de Rode Planeet.
Maar wat betreft het landen van ruimtevaartuigen is Mars misschien wel de slechtste optie van alle bestudeerde hemellichamen!
Het draait allemaal om de verraderlijke gasgranaat die de planeet omringt. De atmosfeer van Mars is te ijl - zozeer zelfs dat traditionele parachuteafdaling hier onmogelijk is. Tegelijkertijd is het dicht genoeg om de lander te verbranden en per ongeluk met kosmische snelheid naar het oppervlak te "springen".
Landen op het oppervlak van Mars op remmende motoren is een uiterst moeilijke en kostbare onderneming. Gedurende een lange periode "hangt" het apparaat aan straalmotoren in het zwaartekrachtveld van Mars - het is onmogelijk om volledig op de "lucht" te vertrouwen met behulp van een parachute. Dit alles leidt tot een monsterlijke verspilling van brandstof.
Het is om deze reden dat ongebruikelijke schema's worden gebruikt - bijvoorbeeld de automatische interplanetaire sonde "Pathfinder" landde met behulp van twee sets remmotoren, een frontaal remmend (warmte-isolerend) scherm, een parachute en een opblaasbare "airbag" - crashte in het rode zand met een snelheid van 100 km / u, het station stuiterde meerdere keren van het oppervlak, als een bal, totdat het volledig tot stilstand kwam. Zo'n schema is natuurlijk totaal niet toepasbaar bij het landen van een bemande expeditie.
Nieuwsgierigheid ging niet minder heerlijk zitten in 2012.
De Mars-rover met een massa van 899 kg (gewicht op Mars 340 kg) werd de zwaarste van de terrestrische voertuigen die op het oppervlak van Mars werden afgeleverd. Het lijkt erop dat slechts 899 kg - welke problemen kunnen zich hier voordoen? Ter vergelijking: het afdalingsvoertuig van het Vostok-ruimtevaartuig had een massa van 2,5 ton (de massa van het hele schip waarop Yuri Gagarin vloog was 4,7 ton).
Schema van de landing van het Mars Science Laboratory (MSL), beter bekend als de Curiosity rover
En toch bleken de problemen groot - om schade aan de structuur en uitrusting van de Curiosity-rover te voorkomen, moesten ze het oorspronkelijke schema gebruiken, bekend als de "luchtkraan". In het kort zag het hele proces er als volgt uit: na intense vertraging in de atmosfeer van de planeet zweefde het platform met de rover eraan 7,5 meter boven het oppervlak van Mars. Met behulp van drie kabels werd de Curiosity voorzichtig naar het oppervlak van de planeet gebracht - na bevestiging dat zijn wielen de grond raakten, sneed de rover de kabels en elektrische kabels door met pyroladingen en vloog het tractieplatform dat eroverheen hing weg opzij en maakte een harde landing op 650 meter van de rover.
En dat is slechts 899 kilogram laadvermogen! Het is eng om je voor te stellen welke moeilijkheden er zullen ontstaan bij het landen op Mars van een schip van 100 ton met een paar astronauten aan boord.
Alle bovenstaande problemen worden omgezet in extra honderden tonnen van het "Martiaanse schip". Volgens de meest conservatieve schattingen zal de massa van de vertrekfase in een lage baan om de aarde minstens 300 ton zijn (minder optimistische schattingen geven een resultaat tot 1500 ton)! Nogmaals, er zijn superzware draagraketten nodig, waarvan de afmetingen vele malen groter zullen zijn dan de maan Satrun-V en N-1 met een laadvermogen van 130 … 140 ton.
Zelfs bij gebruik van de methode van sectionele assemblage van het "Martian-ruimtevaartuig" uit kleinere blokken en het gebruik van een schema van twee schepen - de hoofd (bemande) en automatische transportmodule met hun daaropvolgende docking in de baan van Mars, overschrijdt het aantal onopgeloste technische problemen alle redelijke grenzen.
In deze situatie is het sturen van een persoon naar Mars hetzelfde als proberen de laatste stelling van Fermat op te lossen zonder de eenvoudigste kennis van algebra te bezitten.
Waarom zou je jezelf dan kwellen met onrealistische illusies? Is het niet makkelijker om te leren "lopen zonder krukken" en de nodige ervaring op te doen door wat eenvoudigere, maar niet minder betoverende taken op te lossen?
Britse wetenschappers hebben ontdekt dat de asteroïde Apophis niet gevaarlijk is voor de aarde
De Augustine Commission kwam met een plan genaamd het Flexible Path, een verhaallijn die een Hollywood-filmset waardig is. De betekenis van deze theorie is eenvoudig - leren hoe je lange interplanetaire vluchten kunt maken door te trainen op … asteroïden.
Asteroïde Itokawa vergeleken met het internationale ruimtestation
Zwervende steenfragmenten hebben geen waarneembare atmosfeer en hun lage zwaartekracht maakt het proces van "aanmeren" vergelijkbaar met het aankoppelen van de Shuttle met het ISS - vooral omdat de mensheid al ervaring heeft met "nauwe contacten" met kleine hemellichamen.
Dit gaat niet over de "Chelyabinsk-meteoriet" - in november 2005 maakte de Japanse sonde Hayabusa (Sapsan) twee landingen met een stofopname op het oppervlak van de 300 meter lange asteroïde (25143) Itokawa. Niet alles ging van een leien dakje: de zonnevlam beschadigde de zonnepanelen, de koude ruimte maakte twee van de drie gyroscopen van de sonde onbruikbaar, de Minerva-minirobot ging verloren tijdens de landing, ten slotte kwam het apparaat in botsing met een asteroïde, beschadigde de motor en verloor zijn oriëntatie. Na een paar jaar slaagden de Japanners er nog steeds in de controle over de sonde terug te krijgen en de ionenmotor opnieuw te starten - in juni 2010 werd eindelijk een capsule met asteroïdedeeltjes op aarde afgeleverd.
Vluchten naar asteroïden kunnen verschillende bruikbare resultaten tegelijk opleveren:
Enkele details van de vorming en geschiedenis van het zonnestelsel zullen duidelijk worden, wat op zich van groot belang is.
Ten tweede is het de sleutel tot het oplossen van het toegepaste probleem van het voorkomen van de "meteorietdreiging" - alle details in het script voor de Hollywood-kaskraker "Armageddon". Maar in werkelijkheid kunnen de dingen een nog interessantere wending nemen:
De eerste dag. Een gigantische asteroïde nadert de aarde. Een groep dappere boorders
ging naar hem toe om een nucleaire lading te installeren.
Tweede dag. Een gigantische asteroïde met een nucleaire lading nadert de aarde.
Ten derde, geologische verkenning. Asteroïden zijn van groot belang als bronnen van mineralen (enorme ertsreserves, lage zwaartekracht en een lage waarde van de tweede kosmische snelheid - het transport van grondstoffen naar de aarde wordt vereenvoudigd). Dit is voor de toekomst.
Ten slotte zullen dergelijke missies onschatbare ervaring opleveren in bemande interplanetaire vluchten.
NASA stelt Lagrange-punten in het Earth-Sun-systeem voor (gebieden waarin een lichaam met een verwaarloosbare massa stationair kan blijven in een roterend referentiekader geassocieerd met twee massieve lichamen) als doelen met de hoogste prioriteit. Vanuit het oogpunt van de hemelmechanica is vliegen naar deze gebieden zelfs gemakkelijker dan vliegen naar de maan, ondanks de aanzienlijk grotere afstand tot de aarde.
De volgende doelen worden nabij-aarde asteroïden van de Aton-, Apollo-, enz.-groepen genoemd. - tussen de banen van de aarde en Mars. Het volgende is ons dichtstbijzijnde hemellichaam - de maan. Dan zijn er voorstellen om een non-stop expeditie naar Mars te sturen - flyby en studie van de planeet vanuit een baan, gevolgd door de landing op de Mars-satelliet Phobos. En alleen dan - Mars!
Nieuwe gedurfde expedities vereisen het creëren van nieuwe technische middelen - nu al werken de Yankees energiek aan het project van het multifunctionele bemande ruimtevaartuig "Orion".
De eerste testlancering is gepland voor 2014, het ruimtevaartuig is gepland om te worden gelanceerd op een afstand van 6000 km van de aarde - 15 keer verder dan de baan van het ISS. Tegen 2017 is het de bedoeling om een superzware draagraket SLS voor Orion voor te bereiden, die tot 70 ton vracht in de referentiebaan kan lanceren (in de toekomst - tot 130 ton). De verwachting is dat het Orion + SLS-raket- en ruimtesysteem in 2021 volledig gereed zal zijn - vanaf dat moment worden bemande expedities buiten de baan om de aarde mogelijk.
"Orion" op de orite van de maan zoals gepresenteerd door de kunstenaar
Alles wat nieuw is, is oud vergeten. De conclusies van de Augustinuscommissie waren goed bekend bij binnenlandse specialisten - het is geen toeval dat het Sovjet-ruimteprogramma, nadat het kennis had gemaakt met de verraderlijke atmosfeer van Mars, zich snel heroriënteerde op de studie van Phobos (niet-succesvolle lanceringen van Phobos-1 en 2, 1988) - het landen op een satelliet is immers veel gemakkelijker dan op het oppervlak van de Rode Planeet. Tegelijkertijd is Phobos qua geologie bijna van groter belang dan Mars zelf. De verfoeilijke Phobos-Grunt en de veelbelovende Phobos-Grunt-2 zijn allemaal schakels in dezelfde keten.
Op dit moment zijn Russische wetenschappers ook geneigd te geloven dat het nuttig is om kleine hemellichamen te bestuderen. Er is nog geen sprake van bemande expedities, Roscosmos werkt aan de mogelijkheid om automatische sondes naar de maan te sturen (Luna-Glob, Luna-Resource, de volgende geplande lancering is 2015), evenals de implementatie van de fantastische Laplace-P expeditie. In het laatste geval is het de bedoeling om de sonde te landen op het oppervlak van Ganymedes, een van de ijzige satellieten van Jupiter.
Het bericht over het geplande verzenden van een Russische sonde naar de buitenste planeten van het zonnestelsel veroorzaakte een uitbarsting van bijtende grappen in de stijl van "Phobos-Grunt", "Jupiter is een ideaal doelwit, nog eens 5 miljard zullen voor altijd in de diepte vergaan of Space" "Optie" Laplace-Popovkin "…
Ondanks alle schijnbare complexiteit en ambiguïteit van de komende missie, zal de landing van een automatisch station op het oppervlak van Ganymedes nauwelijks moeilijker zijn dan op het oppervlak van Mars.
Natuurlijk zijn bemande vluchten naar Lagrange-punten en automatische sondes in de buurt van Jupiter nog steeds beter dan luchtkastelen over hoe 'appelbomen zullen bloeien op Mars'. Het belangrijkste is om niet te ontspannen over wat je hebt bereikt. Zelfs als we op het oppervlak van een asteroïde zijn geland, moeten we niet toegeven aan zoete dromen over hoe onze almachtige wetenschap nu in staat is om elk hemellichaam uit een baan om de aarde te verplaatsen en ons de meesters van de nabije ruimte te maken.
"Captains of Heaven" kan maandenlang geen klein gaatje op de bodem van de oceaan dichten - het is gemakkelijk voor te stellen wat ons te wachten staat in het geval van een ontmoeting met de volgende Tunguska-meteoriet.
Hayabusa automatische interplanetaire sonde
Multifunctioneel ruimtevaartuig "Orion"
Gewicht 25 ton. Intern bewoonbaar volume - 9 kubieke meter. meter (ter vergelijking - het bewoonbare volume van het Sojoez-ruimtevaartuig is 3,85 kubieke meter). Bemanning - maximaal 6 personen. Herbruikbaar gebruik van de belangrijkste structurele elementen wordt verondersteld.
Super zwaar draagraket SLS, project
