Acest articol va aborda subiectul viitoarelor nave spațiale: fotografii, descrieri și caracteristici tehnice. Înainte de a trece direct la subiect, oferim cititorului o scurtă excursie în istorie care va ajuta la evaluarea stării actuale a industriei spațiale.

În timpul Războiului Rece, spațiul a fost una dintre arenele în care s-a purtat confruntarea dintre Statele Unite și URSS. Principalul stimul pentru dezvoltarea industriei spațiale în acei ani a fost tocmai confruntarea geopolitică dintre superputeri. Resursele uriașe au fost dedicate programelor de explorare spațială. De exemplu, guvernul Statelor Unite a cheltuit aproximativ 25 de miliarde de dolari pentru un proiect numit Apollo, al cărui obiectiv principal era aterizarea oamenilor pe suprafața Lunii. Această sumă a fost pur și simplu gigantică pentru anii 1970. Programul lunar, care nu a fost niciodată destinat să fie realizat, a costat bugetul Uniunii Sovietice 2,5 miliarde de ruble. Dezvoltarea navei spațiale Buran a costat 16 milioane de ruble. Cu toate acestea, el era destinat să facă un singur zbor în spațiu.

Programul navetei spațiale

Omologul său american a fost mult mai norocos. Naveta spațială a făcut 135 de lansări. Cu toate acestea, această „navetă” nu a durat pentru totdeauna. Ultima sa lansare a avut loc pe 8 iulie 2011. Americanii au lansat 6 navete în timpul programului. Unul dintre ele era un prototip care nu efectuase niciodată zboruri spațiale. Alte 2 au fost complet catastrofale.

Programul navetei spațiale cu greu poate fi considerat un succes din punct de vedere economic. Navele de unică folosință s-au dovedit a fi mult mai economice. În plus, siguranța zborurilor cu navetă a ridicat îndoieli. În urma a două dezastre care au avut loc în timpul operațiunii lor, 14 astronauți au devenit victime. Cu toate acestea, motivul unor astfel de rezultate ambigue de călătorie nu constă în imperfecțiunile tehnice ale navelor, ci în complexitatea însuși conceptului de navă spațială destinată utilizării reutilizabile.

Importanța navei spațiale Soyuz astăzi

Drept urmare, Soyuz, nave spațiale consumabile din Rusia care au fost dezvoltate în anii 1960, au devenit singurele vehicule care efectuează zboruri cu echipaj către ISS astăzi. Trebuie remarcat faptul că acest lucru nu înseamnă că sunt superiori navetei spațiale. Au o serie de dezavantaje semnificative. De exemplu, capacitatea lor de transport este limitată. De asemenea, utilizarea unor astfel de dispozitive duce la acumularea de resturi orbitale care rămân după funcționarea lor. Foarte curând, zborurile spațiale pe Soyuz vor deveni istorie. Astăzi nu există alternative reale. Navele spațiale ale viitorului sunt încă în curs de dezvoltare, fotografii ale cărora sunt prezentate în acest articol. Potențialul enorm inerent conceptului de nave reutilizabile rămâne adesea irealizabil din punct de vedere tehnic chiar și în epoca noastră.

Declarația lui Barack Obama

Barack Obama a anunțat în iulie 2011 că principalul obiectiv al astronauților americani în următoarele decenii este să zboare pe Marte. Programul spațial Constellation a devenit unul dintre programele pe care NASA le implementează ca parte a zborului către Marte și a explorării Lunii. În aceste scopuri, desigur, avem nevoie de noi nave spațiale ale viitorului. Cum merg lucrurile cu dezvoltarea lor?

nava spațială Orion

Principalele speranțe sunt puse pe crearea lui Orion, o nouă navă spațială, precum și a vehiculelor de lansare Ares-5 și Ares-1 și a modulului lunar Altair. În 2010, guvernul Statelor Unite a decis să încheie programul Constellation, dar, în ciuda acestui fapt, NASA a primit în continuare oportunitatea de a dezvolta în continuare Orion. Primul zbor de testare fără pilot este planificat în viitorul apropiat. Se presupune că dispozitivul se va deplasa la 6 mii km de Pământ în timpul acestui zbor. Aceasta este de aproximativ 15 ori mai mare decât distanța la care se află ISS față de planeta noastră. După zborul de probă, nava se va îndrepta spre Pământ. Noul dispozitiv poate intra în atmosferă cu o viteză de 32 mii km/h. În acest indicator, Orion îl depășește pe legendarul Apollo cu 1,5 mii km/h. Prima lansare cu echipaj este programată pentru 2021.

Conform planurilor NASA, rolul vehiculelor de lansare pentru această navă va fi Atlas-5 și Delta-4. S-a decis abandonarea dezvoltării Ares. În plus, americanii proiectează SLS, un nou vehicul de lansare, pentru a explora spațiul adânc.

Conceptul Orion

Orion este o navă spațială parțial reutilizabilă. Este conceptual mai aproape de Soyuz decât de Shuttle. Majoritatea viitoarelor nave spațiale sunt parțial reutilizabile. Acest concept presupune că capsula lichidă a navei poate fi reutilizată după aterizarea pe Pământ. Acest lucru va face posibilă combinarea eficienței operaționale a lui Apollo și Soyuz cu caracterul practic funcțional al navelor spațiale reutilizabile. Această decizie este o etapă de tranziție. Aparent, în viitorul îndepărtat, toate navele spațiale ale viitorului vor deveni reutilizabile. Aceasta este tendința de dezvoltare a industriei spațiale. Prin urmare, putem spune că Buranul sovietic este un prototip al navei spațiale a viitorului, la fel ca naveta spațială americană. Erau cu mult înaintea timpului lor.

CST-100

Cuvintele „prudență” și „practicitate” par să îi descrie cel mai bine pe americani. Guvernul acestei țări a decis să nu pună toate ambițiile spațiale pe umerii lui Orion. Astăzi, la solicitarea NASA, mai multe companii private își dezvoltă propriile nave spațiale ale viitorului, care sunt concepute pentru a înlocui dispozitivele folosite astăzi. Boeing, de exemplu, dezvoltă CST-100, o navă spațială parțial reutilizabilă și cu echipaj. Este conceput pentru călătorii scurte pe orbita Pământului. Sarcina sa principală va fi livrarea mărfurilor și a echipajului către ISS.

Lansări planificate ale CST-100

Până la șapte persoane pot alcătui echipajul navei. În timpul dezvoltării CST-100, s-a acordat o atenție deosebită confortului astronauților. Spațiul său de locuit a fost semnificativ crescut în comparație cu navele din generația anterioară. Este probabil ca CST-100 să fie lansat folosind vehicule de lansare Falcon, Delta sau Atlas. Atlas-5 este cea mai potrivită opțiune. Nava va fi aterizată folosind airbag-uri și o parașută. Conform planurilor Boeing, o serie întreagă de lansări de test așteaptă CST-100 în 2015. Primele 2 zboruri vor fi fără pilot. Sarcina lor principală este să lanseze dispozitivul pe orbită și să testeze sistemele de securitate. O andocare cu echipaj cu ISS este planificată în timpul celui de-al treilea zbor. Dacă va fi testat cu succes, CST-100 va înlocui foarte curând Progress și Soyuz, nava spațială rusă care deține în prezent monopolul zborurilor cu echipaj uman către ISS.

Dezvoltarea „Dragonului”

O altă navă privată concepută pentru a livra echipaj și marfă către ISS va fi un dispozitiv dezvoltat de SpaceX. Acesta este „Dragonul” - o navă monobloc, parțial reutilizabilă. Este planificată să construiască 3 modificări ale acestui dispozitiv: autonom, de marfă și cu echipaj. La fel ca CST-100, echipajul poate fi de până la șapte persoane. Nava în modificarea sa de marfă poate transporta 4 persoane și 2,5 tone de marfă.

De asemenea, vor să folosească Dragonul pentru un zbor către Marte în viitor. În acest scop, este creată o versiune specială a acestei nave numită „Dragonul Roșu”. Zborul fără pilot al acestui dispozitiv către Planeta Roșie va avea loc, conform planurilor conducerii spațiale americane, în 2018.

Caracteristica de design a „Dragonului” și primele zboruri

Reutilizarea este una dintre caracteristicile lui „Dragon”. Rezervoarele de combustibil și o parte din sistemele energetice după zbor vor coborî împreună cu capsula vie pe Pământ. Ele pot fi apoi folosite din nou pentru zboruri spațiale. Această caracteristică de design distinge Dragonul de majoritatea celorlalte dezvoltări promițătoare. „Dragon” și CST-100 în viitorul apropiat se vor completa reciproc și vor servi drept „plasă de siguranță”. Dacă unul dintre aceste tipuri de navă nu poate, dintr-un motiv oarecare, să îndeplinească sarcinile care i-au fost atribuite, atunci altul va prelua o parte din munca sa.

Dragonul a fost lansat pentru prima dată pe orbită în 2010. Zborul de testare fără pilot a fost finalizat cu succes. Și în 2012, pe 25 mai, acest dispozitiv a andocat cu ISS. La acel moment, nava nu avea un sistem de andocare automat și era necesar să se folosească manipulatorul stației spațiale pentru a-l implementa.

"Căutător de vise"

„Dream Chaser” este un alt nume pentru navele spațiale ale viitorului. Este imposibil să nu menționăm acest proiect al companiei SpaceDev. De asemenea, la dezvoltarea sa au participat 12 companii partenere, 3 universități din SUA și 7 centre NASA. Această navă este semnificativ diferită de alte dezvoltări spațiale. Arată ca o navetă spațială în miniatură și poate ateriza în același mod ca un avion obișnuit. Sarcinile sale principale sunt similare cu cele cu care se confruntă CST-100 și Dragonul. Dispozitivul este conceput pentru a livra echipajul și mărfurile pe orbita joasă a Pământului și va fi lansat acolo folosind Atlas-5.

Ce avem?

Cum poate răspunde Rusia? Cum sunt navele rusești ale viitorului? În 2000, RSC Energia a început proiectarea complexului spațial Clipper, care este un complex spațial multifuncțional. Această navă spațială este reutilizabilă, amintește oarecum în aspectul unei navete, de dimensiuni reduse. Este conceput pentru a rezolva diverse probleme, cum ar fi livrarea mărfurilor, turismul spațial, evacuarea echipajului stației, zborurile către alte planete. În acest proiect s-au pus anumite speranțe.

S-a presupus că navele spațiale ale viitorului Rusiei vor fi construite în curând. Cu toate acestea, din cauza lipsei de finanțare, aceste speranțe au trebuit să fie abandonate. Proiectul a fost încheiat în 2006. Tehnologiile care au fost dezvoltate de-a lungul anilor sunt planificate pentru a fi utilizate pentru proiectarea PTS, cunoscut și sub numele de Proiect Rus.

Caracteristicile PTS

Cele mai bune nave spațiale ale viitorului, după cum cred experții din Rusia, sunt PPTS. Acest sistem spațial va fi destinat să devină o nouă generație de nave spațiale. Va putea înlocui Progress și Soyuz, care devin rapid învechite. Dezvoltarea acestei nave, ca și Clipper în trecut, este dezvoltată astăzi de RSC Energia. PTK NK va deveni modificarea de bază a acestui complex. Sarcina sa principală, din nou, va fi să livreze echipajul și marfa către ISS. Cu toate acestea, în viitorul îndepărtat există dezvoltarea unor modificări care vor putea zbura pe Lună, precum și să efectueze diverse misiuni de cercetare pe termen lung.

Nava în sine ar trebui să devină parțial reutilizabilă. Capsula lichidă va fi refolosită după aterizare, dar compartimentul de propulsie nu. O caracteristică curioasă a acestei nave este capacitatea de a ateriza fără parașuta. Sistemul cu jet va fi folosit pentru frânare și aterizare pe suprafața pământului.

Noul cosmodrom

Spre deosebire de Soyuz, care decolează de pe cosmodromul Baikonur situat în Kazahstan, noile nave spațiale sunt planificate să fie lansate din cosmodromul Vostochny, care este construit în regiunea Amur. Echipajul va fi format din 6 persoane. Dispozitivul poate transporta și sarcini cu o greutate de până la 500 kg. Versiunea fără pilot a navei poate livra mărfuri cu o greutate de până la 2 tone.

Provocări cu care se confruntă dezvoltatorii PTS

Una dintre principalele probleme cu care se confruntă proiectul PTS este lipsa vehiculelor de lansare cu caracteristicile necesare. Principalele aspecte tehnice ale navei spațiale au fost acum rezolvate, dar lipsa unui vehicul de lansare îi pune dezvoltatorii într-o poziție foarte dificilă. Este de așteptat ca acesta să fie apropiat ca caracteristici de Angara, care a fost dezvoltat în anii 90.

O altă problemă majoră, destul de ciudat, este scopul designului PTS. Rusia de astăzi cu greu își poate permite să implementeze programe ambițioase de explorare a lui Marte și a Lunii, similare cu cele implementate de Statele Unite. Chiar dacă complexul spațial este dezvoltat cu succes, cel mai probabil singura sa sarcină va rămâne livrarea echipajului și a mărfurilor către ISS. Începutul testării PTS a fost amânat până în 2018. Până la această oră, nava spațială promițătoare din Statele Unite, cel mai probabil, va prelua deja funcțiile îndeplinite astăzi de sonda rusă Progress și Soyuz.

Perspective vagi pentru zborurile spațiale

Este un fapt că lumea de astăzi rămâne lipsită de romantismul zborului spațial. Desigur, nu este vorba despre turismul spațial și lansările de sateliți. Nu este nevoie să vă faceți griji cu privire la aceste domenii ale astronauticii. Zborurile către ISS sunt foarte importante pentru industria spațială, dar durata șederii pe orbita ISS în sine este limitată. Această stație este planificată să fie lichidată în 2020. Și navele spațiale cu echipaje ale viitorului sunt o parte integrantă a unui program specific. Este imposibil să dezvoltați un dispozitiv nou dacă nu aveți nicio idee despre sarcinile cu care se confruntă. Noi viitoare nave spațiale sunt proiectate în Statele Unite nu numai pentru a livra echipaje și mărfuri către ISS, ci și pentru zborurile către Lună și Marte. Cu toate acestea, aceste sarcini sunt atât de departe de preocupările pământești de zi cu zi încât cu greu ar trebui să ne așteptăm la descoperiri semnificative în domeniul astronauticii în următorii ani. Amenințările spațiale rămân o fantezie, așa că nu are rost să proiectăm nave spațiale de luptă ale viitorului. Și, desigur, puterile Pământului au multe alte preocupări în afară de a lupta între ele pentru un loc pe orbită și alte planete. Construcția unor astfel de dispozitive precum navele spațiale militare ale viitorului este, prin urmare, nepractică.

Ce s-a întâmplat? O mulțime de lucruri, inclusiv războiul din Vietnam, scandalul Watergate etc. Dar dacă te uiți la rădăcină și scapi de tot ceea ce este temporar și nesemnificativ, se dovedește că de fapt există un singur motiv: banii.

Uneori uităm că călătoriile în spațiu sunt foarte scumpe. A pune doar o jumătate de kilogram de orice pe orbita Pământului costă 10.000 de dolari. Imaginați-vă o statuie din aur solid în mărime naturală a lui John Glenn și vă veți face o idee despre costul unor astfel de proiecte. Mersul pe Lună ar necesita aproximativ 100.000 USD per kilogram de sarcină utilă. Un zbor spre Marte ar costa 1 milion de dolari pe kilogram (aproximativ greutatea diamantelor).

Apoi, în anii 1960, problema prețului practic nu a fost luată în considerare: totul a fost acoperit de entuziasmul general și de creșterea cursei spațiale cu rușii. Realizările spectaculoase ale curajoșilor astronauți au compensat costul zborului spațial, mai ales că ambele părți au fost dispuse să facă tot posibilul pentru a menține onoarea națională. Dar nici măcar superputerile nu pot suporta o asemenea sarcină timp de multe decenii.

Totul este trist! Au trecut peste 300 de ani de când Sir Isaac Newton a notat pentru prima dată legile mișcării și suntem încă captivați de calcule simple. Pentru a arunca un obiect pe orbita joasă a Pământului, acesta trebuie accelerat la o viteză de 7,9 km/sec. Pentru a trimite un obiect într-o călătorie interplanetară și pentru a-l muta dincolo de câmpul gravitațional al Pământului, trebuie să îi dăm o viteză de 11,2 km/s (Și pentru a obține această cifră magică - 11,2 km/s, trebuie să folosim a treia lege a dinamicii a lui Newton). : fiecare acțiune generează o reacție egală, ceea ce înseamnă că racheta poate accelera, aruncând gaze fierbinți în direcția opusă, aproape în același mod în care un balon zboară prin cameră dacă îl umflați și eliberați supapa.) Deci, calcularea costului a călătoriilor în spațiu folosind legile lui Newton nu este deloc dificilă. Nu există o singură lege a naturii (nici fizică, nici inginerie) care să ne interzică să explorăm sistemul solar; totul tine de cost.

Dar acest lucru nu este suficient. Racheta trebuie să transporte combustibil, ceea ce îi crește semnificativ sarcina. Avioanele pot ocoli parțial această problemă prin captarea oxigenului din atmosferă și alimentându-l în motoare. Dar nu există aer în spațiu, iar racheta trebuie să-și transporte tot oxigenul și hidrogenul cu ea.

Pe langa faptul ca acest fapt face ca calatoriile in spatiu sa fie o placere foarte costisitoare, este motivul principal pentru care nu avem pachete de rachete sau masini zburatoare. Scriitorilor de science-fiction (dar non-oameni de știință) le place să-și imagineze ziua în care ne vom prinde cu toții pachetele de rachete și vom zbura la serviciu - sau vom merge la un picnic duminică în mașina zburătoare a familiei. Oamenii sunt adesea dezamăgiți de futuriști, deoarece previziunile lor nu se împlinesc niciodată. (De aceea există atât de multe articole și cărți în jur cu titluri cinice precum „Where’s My Jetpack?”) Dar pentru a înțelege motivul, tot ce trebuie să faci este să faci un calcul simplu. Pachete de rachete există; de fapt, naziștii au încercat chiar să le folosească în timpul celui de-al Doilea Război Mondial. Dar peroxidul de hidrogen, un combustibil comun în astfel de cazuri, se epuizează rapid, astfel încât zborul mediu pe un pachet de rachete durează doar câteva minute. De asemenea, mașinile zburătoare cu rotoare de elicopter ard o mulțime de combustibil, făcându-le prea scumpe pentru omul obișnuit.

Prețurile vertiginoase pentru călătoriile spațiale sunt cele care sunt de vină pentru faptul că viitorul explorării spațiale cu echipaj uman pare în prezent atât de incert. George W. Bush, în calitate de președinte, a prezentat un plan clar, dar destul de ambițios pentru programul spațial în 2004. În primul rând, naveta spațială trebuia să fie retrasă în 2010 și înlocuită cu un nou sistem de rachete numit Constellation până în 2015. În al doilea rând, până în 2020 s-a planificat să se întoarcă pe Lună și în cele din urmă să se stabilească o bază locuită permanentă pe satelitul planetei noastre. În al treilea rând, toate acestea trebuiau să deschidă calea pentru un zbor cu echipaj uman către Marte.

Cu toate acestea, chiar și de când a fost înaintat planul Bush, economia spațiului s-a schimbat semnificativ, în mare parte pentru că Marea Recesiune a golit sforile viitoarelor călătorii în spațiu. Raportul Comisiei Augustine din 2009 către președintele Barack Obama a constatat că programul inițial nu era fezabil la nivelurile disponibile de finanțare. În 2010, președintele Obama a luat măsuri practice prin încheierea simultană atât a programului navetei spațiale, cât și a dezvoltării unei navete spațiale de înlocuire care ar deschide calea pentru o întoarcere pe Lună. În viitorul apropiat, NASA, fără propriile rachete care să ne trimită astronauții în spațiu, va fi nevoită să se bazeze pe ruși. Pe de altă parte, această situație stimulează eforturile companiilor private de a crea rachetele necesare pentru continuarea programului spațial cu echipaj. NASA, după ce și-a abandonat gloriosul trecut, nu va mai construi niciodată rachete pentru programul cu echipaj. Susținătorii planului lui Obama spun că acesta marchează începutul unei noi ere a explorării spațiului în care inițiativa privată va predomina. Criticii spun că planul ar transforma NASA într-o „agenție fără scop”.

Raportul Comisiei Augustine a propus o așa-numită cale flexibilă, incluzând câteva obiective destul de modeste care nu necesită o cantitate nebunească de consum de combustibil pentru rachete: de exemplu, o călătorie la un asteroid din apropiere care se întâmplă să zboare pe lângă Pământ sau o călătorie către lunile lui Marte. Raportul a indicat că asteroidul țintă este posibil să nu fie încă pe hărțile noastre: poate că este un corp rătăcitor necunoscut care urmează să fie descoperit în viitorul apropiat.

Problema, subliniază raportul Comisiei, este că combustibilul pentru rachete pentru aterizarea pe Lună, și în special pe Marte, precum și pentru decolare și întoarcere, va fi prohibitiv de scump. Dar, deoarece câmpul gravitațional de pe asteroid și sateliții lui Marte este foarte slab, va fi necesar de multe ori mai puțin combustibil. Raportul lui Augustin a menționat și posibilitatea de a vizita punctele Lagrange, adică locuri din spațiul cosmic unde atracția gravitațională a Pământului și a Lunii sunt compensate reciproc. (Este foarte posibil ca aceste puncte să servească drept groapă cosmică, unde toate resturile colectate de sistemul solar și găsite în vecinătatea Pământului s-au acumulat încă din cele mai vechi timpuri; astronauții ar putea găsi acolo pietre interesante care datează de la formarea Sistemul Pământ-Lună.)

Într-adevăr, aterizarea pe un asteroid este o sarcină ieftină, deoarece asteroizii au un câmp gravitațional extrem de slab. (Acesta este și motivul pentru care asteroizii, de regulă, nu sunt rotunzi, ci au o formă neregulată. Toate obiectele mari din Univers - stele, planete și sateliți - sunt rotunzi, deoarece forța gravitației le trage uniform spre centru. . Orice neregula în forma unei planete se netezește treptat. Dar forța gravitației asupra asteroidului este atât de slabă încât nu poate comprima asteroidul într-o minge.)

Una dintre posibilele ținte ale unui astfel de zbor este asteroidul Apophis, care în 2029 ar trebui să treacă periculos de aproape de Pământ. Această stâncă, cu o lungime de aproximativ 300 m și dimensiunea unui teren mare de fotbal, va trece atât de aproape de planetă încât va lăsa unii dintre sateliții noștri artificiali afară. Interacțiunea cu planeta noastră va schimba orbita asteroidului și, dacă ai ghinion, acesta se poate întoarce din nou pe Pământ în 2036; există chiar o șansă mică (1 din 100.000) ca la întoarcere să ajungă pe Pământ. Dacă acest lucru s-ar întâmpla, impactul ar fi echivalent cu 100.000 de bombe de la Hiroshima; În același timp, tornadele de incendiu, undele de șoc și resturile fierbinți ar putea devasta complet o zonă de dimensiunea Franței. (Pentru comparație: un obiect mult mai mic, probabil de dimensiunea unui bloc de apartamente, a căzut lângă râul siberian Podkamennaya Tunguska în 1908 și, explodând cu forța a o mie de bombe de la Hiroshima, a doborât 2.500 km 2 de pădure. Unda de șoc de la aceasta explozia a fost simțită la o distanță de câteva mii de kilometri. În plus, căderea a creat o strălucire neobișnuită pe cerul Asiei și Europei, astfel încât la Londra noaptea puteai citi un ziar pe stradă.)

O vizită la Apophis nu va fi o povară prea grea pentru bugetul NASA, deoarece asteroidul ar trebui să zboare oricum foarte aproape, dar aterizarea pe el poate fi o problemă. Datorită câmpului gravitațional slab al asteroidului, nava nu ar trebui să aterizeze pe el în sensul tradițional, ci mai degrabă să se acosteze. În plus, se rotește neuniform, așa că înainte de aterizare va fi necesar să se efectueze măsurători precise ale tuturor parametrilor. În general, ar fi interesant de văzut cât de dur este asteroidul. Unii oameni de știință cred că ar putea fi pur și simplu un morman de roci ținute împreună de un câmp gravitațional slab; alții o consideră solidă. Într-o zi, cunoașterea densităților de asteroizi se poate dovedi vitală pentru umanitate; Este posibil ca într-o zi să fim nevoiți să zdrobim un asteroid în bucăți folosind arme nucleare. Dacă un bloc de piatră care zboară în spațiul cosmic, în loc să se prăbușească în pulbere, se desparte în mai multe bucăți mari, căderea lor pe Pământ poate fi chiar mai periculoasă decât căderea întregului asteroid. Ar putea fi mai bine să împingeți asteroidul pentru a-și schimba ușor orbita înainte de a se apropia de Pământ.

Deși Comisia Augustin nu a recomandat o misiune cu echipaj pe Marte, rămâne o altă posibilitate foarte interesantă - trimiterea de astronauți pe lunile marțiane Phobos și Deimos. Acești sateliți sunt mult mai mici decât Luna Pământului și, prin urmare, ca și asteroizii, au un câmp gravitațional foarte slab. Pe lângă prețul relativ ieftin, o vizită la satelitul lui Marte are câteva alte avantaje:

1. În primul rând, acești sateliți ar putea fi utilizați ca stații spațiale temporare. De la ei poți analiza planeta fără mari cheltuieli, fără a coborî la suprafața ei.

2. În al doilea rând, într-o zi ele pot fi utile ca etapă intermediară pentru o expediție pe Marte. Din Phobos până în centrul Planetei Roșii este mai puțin de 10.000 km, așa că poți zbura de acolo în doar câteva ore.

3. Probabil că în acești sateliți există peșteri care ar putea fi folosite pentru a organiza o bază permanentă locuibilă și pentru a o proteja de meteoriți și radiații cosmice. Pe Phobos, în special, există un crater imens numit Stickney; Aceasta este probabil o urmă a impactului unui meteorit uriaș, care aproape a divizat satelitul. Treptat, însă, gravitația a readus piesele împreună și a restaurat satelitul. Poate că, după această ciocnire de mult timp în urmă, pe Phobos au rămas multe peșteri și crăpături.

Raportul lui Augustine vorbește și despre o nouă expediție pe Lună, dar numai dacă finanțarea programelor spațiale va crește și dacă se vor aloca cel puțin 30 de miliarde de dolari în plus pentru acest program în următorii zece ani. Deoarece acest lucru este foarte puțin probabil, programul lunar poate fi considerat în esență închis, cel puțin pentru următorii ani.

Programul lunar anulat, numit Constellation, a inclus mai multe componente majore. În primul rând, există vehiculul de lansare Ares V, primul vehicul de lansare super-greu din SUA de la retragerea lui Saturn la începutul anilor 1970. În al doilea rând, racheta grea Ares I și nava spațială Orion, capabile să transporte șase astronauți către o stație spațială apropiată de Pământ sau patru pe Lună. Și, în sfârșit, modulul de aterizare Altair, care, de fapt, trebuia să coboare la suprafața Lunii.

Designul navetei, în care nava era montată pe o parte, avea câteva dezavantaje semnificative, inclusiv tendința transportatorului de a pierde bucăți de spumă izolatoare în timpul zborului. Pentru nava spațială Columbia, acest lucru s-a dovedit a fi un dezastru: a ars la întoarcerea pe Pământ, luând cu ea șapte astronauți curajoși - și totul pentru că în timpul lansării, o bucată de izolație din spumă, ruptă din rezervorul extern de combustibil, a lovit. marginea aripii și a făcut o gaură în ea . La reintrare, gazele fierbinți s-au repezit în carena Columbia, ucigând pe toți cei din interior și provocând distrugerea navei. În proiectul Constellation, unde modulul locuibil trebuia amplasat direct deasupra rachetei, o astfel de problemă nu ar fi apărut.

Presa a numit proiectul Constellation „programul Apollo pe steroizi” - amintea foarte mult de programul lunar din anii 1970. Lungimea rachetei Ares I trebuia să fie de aproape 100 m față de 112,5 m pentru Saturn V. S-a presupus că această rachetă va lansa nava spațială cu echipaj Orion în spațiu, înlocuind astfel navetele învechite. Pentru a lansa modulul Altair și a furniza combustibil pentru zborul către Lună, NASA a intenționat să folosească racheta Ares V, de 118 m înălțime, capabilă să livreze 188 de tone de marfă pe orbita joasă a Pământului. Racheta Ares V urma să fie baza oricărei misiuni pe Lună sau Marte. (Deși dezvoltarea lui Ares a încetat, ar fi bine să salvezi măcar ceva din program pentru utilizare viitoare; se vorbește despre asta.)

Prin încheierea programului Constellation, președintele Obama a lăsat deschise mai multe opțiuni. Nava spațială Orion, care trebuia să ducă din nou astronauții americani pe Lună și înapoi, a început să fie considerată un vehicul care salvează vieți pentru Stația Spațială Internațională. Poate că în viitor, când economia își va reveni din criză, o altă administrație va dori să revină la programul lunar, inclusiv la proiectul de creare a unei baze lunare.

Stabilirea unei baze locuibile permanente pe Lună se va confrunta inevitabil cu multe obstacole. Primul dintre aceștia este micrometeoriții. Deoarece nu există aer pe Lună, pietrele din cer cad nestingherite pe suprafața ei. Acest lucru este ușor de verificat prin simpla privire la suprafața satelitului nostru, complet punctată cu urme de ciocniri de lungă durată cu meteoriți; unele dintre ele au miliarde de ani.

Cu mulți ani în urmă, când eram student la Universitatea din California din Berkeley, am văzut acest pericol cu ​​ochii mei. Adus de astronauți la începutul anilor 1970. solul lunar a creat o adevărată senzație în lumea științifică. Am fost invitat la laboratorul unde analizau solul lunar la microscop. La început am văzut o piatră - după cum mi s-a părut, o piatră cu totul obișnuită (rocile lunare sunt foarte asemănătoare cu cele terestre), dar imediat ce m-am uitat prin microscop... am rămas șocată! Întreaga stâncă era acoperită de mici cratere de meteoriți, în interiorul cărora puteau fi văzute și cratere mai mici. Nu am mai văzut așa ceva până acum. Mi-am dat seama că într-o lume fără atmosferă, chiar și cea mai mică bucată de praf, lovind cu o viteză de peste 60.000 km/h, poate ucide cu ușurință - și dacă nu ucide, atunci fă o gaură într-un costum spațial. (Oamenii de știință își imaginează pagubele enorme cauzate de micrometeoriți, deoarece pot simula coliziunile cu aceștia. Laboratoarele special concepute pentru a studia natura unor astfel de coliziuni au arme uriașe capabile să tragă bile de metal la viteze enorme.)

O soluție posibilă este construirea unei baze lunare sub suprafață. Se știe că în antichitate Luna era activă din punct de vedere vulcanic, iar astronauții ar putea găsi un tub de lavă care pătrunde adânc în subteran. (Tuburile de lavă sunt urme ale fluxurilor de lavă străvechi care au mestecat structuri ca peșteri și tuneluri în adâncuri.) În 2009, astronomii au descoperit de fapt un tub de lavă de dimensiunea unui zgârie-nori pe Lună care ar putea servi drept bază pentru o bază lunară permanentă.

O astfel de peșteră naturală ar putea oferi astronauților protecție ieftină împotriva razelor cosmice și a erupțiilor solare. Chiar și atunci când zburăm de la un capăt la altul al continentului (de la New York la Los Angeles, de exemplu), suntem expuși la radiații la niveluri de aproximativ un milibar pe oră (echivalentul unei radiografii la stomatolog). Pe Lună, radiația ar putea fi atât de puternică încât spațiile de locuit ale bazei ar trebui să fie situate adânc sub suprafață. În mediile fără atmosferă, ploaia mortală de erupții solare și razele cosmice ar pune astronauții în pericol direct de îmbătrânire prematură și chiar de cancer.

Imponderabilitate este, de asemenea, o problemă, mai ales pe perioade lungi. La centrul de instruire al NASA din Cleveland, Ohio, se desfășoară diverse experimente pe astronauți. Am văzut odată un subiect suspendat într-o poziție orizontală folosind un ham special rulat pe o bandă de alergare instalată vertical. Oamenii de știință au încercat să determine rezistența subiectului în condiții de gravitate zero.

După ce am discutat cu medicii de la NASA, mi-am dat seama că imponderabilitate este mult mai puțin inofensivă decât pare la prima vedere. Un medic mi-a explicat că, de-a lungul mai multor decenii, zborurile de lungă durată ale astronauților americani și ale cosmonauților ruși în condiții de imponderabilitate au arătat clar: în gravitate zero, apar modificări semnificative în corpul uman, țesutul muscular, oasele și sistemul cardiovascular se degradează. Corpul nostru este rezultatul a milioane de ani de dezvoltare în câmpul gravitațional al Pământului. În condiții de expunere prelungită la un câmp gravitațional mai slab, procesele biologice eșuează.

Cosmonauții ruși se întorc pe pământ după aproximativ un an de gravitate zero, atât de slabi încât abia se pot târâ. În spațiu, chiar și cu antrenamentul zilnic, mușchii se atrofiază, oasele pierd calciu, iar sistemul cardiovascular slăbește. După un zbor, unele necesită câteva luni pentru a se recupera, iar unele modificări pot fi ireversibile. Călătoria către Marte ar putea dura doi ani, iar astronauții vor sosi atât de slăbiți încât nu vor mai putea lucra. (O soluție la această problemă este să învârți nava interplanetară, creând gravitația artificială în ea. Mecanismul de aici este același ca atunci când se rotește o găleată pe o frânghie, când apa nu se revarsă din ea nici măcar într-o poziție răsturnată. Dar acest lucru este foarte costisitor, deoarece pentru menținerea rotației va fi nevoie de utilaje grele și voluminoase, iar fiecare kilogram de greutate suplimentară înseamnă o creștere de 10.000 USD a costului proiectului.)

Una dintre descoperirile recente ar putea schimba serios condițiile jocului lunar: gheața antică a fost descoperită pe Lună, probabil rămasă din ciocniri de demult cu cometele. În 2009, sonda lunară LCROSS a NASA și etapa sa superioară Centaurus s-au prăbușit în Lună în apropierea polului său sudic. Viteza de coliziune a fost de aproape 2500 m/s; Drept urmare, materialul de la suprafață a fost aruncat la o înălțime de peste un kilometru și a apărut un crater de aproximativ 20 m în diametru. Telespectatorii au fost probabil puțin dezamăgiți de faptul că coliziunea nu a produs frumoasa explozie promisă, dar oamenii de știință au fost mulțumiți: coliziunea s-a dovedit a fi foarte informativă. Astfel, în substanța aruncată de la suprafață s-au găsit aproximativ 100 de litri de apă. Și în 2010, a fost făcută o nouă declarație șocantă: în materialul lunar, apa reprezintă mai mult de 5% din masă, așa că este probabil mai multă umiditate pe Lună decât în ​​unele zone din Sahara.

Această descoperire ar putea avea implicații enorme: este posibil ca viitorii astronauți să folosească depozitele de gheață sublunară pentru a face combustibil pentru rachete (prin extragerea hidrogenului din apă), pentru respirație (prin extragerea oxigenului), pentru protecție (deoarece apa absoarbe radiațiile) și pentru băut ( în mod natural, în formă purificată). Deci, această descoperire va ajuta la reducerea costului oricărui program lunar de mai multe ori.

Rezultatele obținute pot însemna și că în timpul construcției și în viitor la aprovizionarea bazei, astronauții vor putea folosi resursele locale - apă și tot felul de minerale.

În 2010, președintele Obama, în vizită în Florida, nu numai că a anunțat închiderea programului lunar, dar a sprijinit și o misiune pe Marte și finanțarea unui vehicul de lansare grea încă nespecificat, care ar putea într-o zi să transporte astronauți în spațiul profund, dincolo de orbita lunară. El a dat de înțeles că speră să aștepte ziua – poate cândva la mijlocul anilor 2030 – când astronauții americani pun piciorul pe suprafața lui Marte. Unii astronauți, precum Buzz Aldrin, au susținut cu căldură planul lui Obama, tocmai pentru că s-a propus să rateze Luna. Aldrin mi-a spus odată că, din moment ce americanii fuseseră deja pe Lună, acum singura realizare reală ar fi un zbor spre Marte.

Dintre toate planetele din sistemul solar, numai Marte pare suficient de asemănător cu Pământul, încât o formă de viață ar fi putut avea originea acolo. (Mercur, ars de Soare, este probabil prea ostil pentru a susține viața așa cum o cunoaștem noi. Giganții gazosi Jupiter, Saturn, Uranus și Neptun sunt prea reci pentru a susține viața. Venus este în multe privințe geamăna Pământului, dar mai sălbatică Efectul de seră a făcut acolo condiții pur și simplu infernale: temperaturile ajung la +500 ° C, o atmosferă formată în principal din dioxid de carbon este de 100 de ori mai densă decât cea a Pământului, iar acidul sulfuric plouă din cer. Încercarea de a merge pe suprafața venusiană se va sufoca și va fi zdrobită de moarte , iar rămășițele tale vor fi prăjite și dizolvate în acid sulfuric.)

Marte, pe de altă parte, a fost cândva o planetă destul de umedă. Acolo, ca pe Pământ, au fost oceane și râuri care au dispărut cu mult timp în urmă. Astăzi este un deșert înghețat, fără viață. Este posibil, totuși, ca odată ca niciodată — în urmă cu miliarde de ani — microviața să fi înflorit pe Marte; Este chiar posibil ca bacteriile să mai trăiască undeva în izvoarele termale.

Odată ce Statele Unite vor decide ferm să efectueze o expediție cu echipaj pe Marte, va mai dura 20-30 de ani pentru ao implementa. Dar trebuie menționat că va fi mult mai dificil pentru o persoană să ajungă pe Marte decât pe Lună. Marte în comparație cu Luna reprezintă un salt calitativ în complexitate. Puteți zbura pe Lună în trei zile; ajungerea pe Marte va dura de la șase luni până la un an.

În iulie 2009, oamenii de știință de la NASA au estimat cum ar putea arăta o adevărată expediție pe Marte. Astronauții vor zbura pe Marte timp de aproximativ șase luni, apoi vor petrece 18 luni pe Planeta Roșie, apoi încă șase luni pentru a se întoarce.

În total, aproximativ 700 de tone de echipamente vor trebui trimise pe Marte - aceasta este mai mult decât Stația Spațială Internațională la un cost de 100 de miliarde de dolari. Pentru a economisi alimente și apă, în timp ce călătoresc și lucrează pe Marte, astronauții vor trebui să își purifice propriile deșeuri și să le folosească pentru a fertiliza plantele. Pe Marte nu există oxigen, sol, apă, animale, plante, așa că totul va trebui adus de pe Pământ. Nu va fi posibilă utilizarea resurselor locale. Atmosfera lui Marte este formată aproape în întregime din dioxid de carbon, iar presiunea atmosferică este de doar 1% din cea a Pământului. Orice gaură în costum va însemna o scădere rapidă a presiunii și moarte.

Expediția va fi atât de complexă încât va trebui împărțită în mai multe etape. Deoarece ar fi prea costisitor să transportați combustibil în călătoria de întoarcere de pe Pământ, este posibil ca o rachetă separată cu combustibil să fie trimisă pe Marte pentru a alimenta vehiculul interplanetar. (Sau, dacă se pot extrage suficient oxigen și hidrogen din gheața marțiană, aceasta ar putea fi folosită ca combustibil pentru rachete.)

Odată ce ajung pe Marte, astronauții vor trebui probabil să petreacă câteva săptămâni adaptându-se la viața de pe o altă planetă. Ciclul zilei și nopții acolo este aproximativ același ca pe Pământ (ziua marțiană este puțin mai lungă și este de 24,6 ore), dar anul pe Marte este de două ori mai lung decât pe Pământ. Temperatura aproape niciodată nu crește peste punctul de îngheț. Furtuni violente de praf năvălesc acolo. Nisipurile de pe Marte sunt la fel de fine ca talcul, iar furtunile de praf acoperă adesea întreaga planetă.

Să presupunem că până la mijlocul secolului, astronauții vor vizita Marte și vor înființa acolo o bază primitivă. Dar acest lucru nu este suficient. În general, omenirea va lua în considerare în mod serios proiectul de terraformare a lui Marte - transformându-l într-o planetă mai plăcută pentru viață. Lucrările la acest proiect vor începe cel mai bine la sfârșitul secolului XXI, cel mai probabil chiar la începutul celui de-al doilea.

Oamenii de știință au luat deja în considerare câteva modalități de a face Marte un loc mai primitor. Probabil cel mai simplu dintre acestea este să adăugați metan sau alt gaz cu efect de seră în atmosfera Planetei Roșii. Metanul este un gaz cu efect de seră mai puternic decât dioxidul de carbon, așa că o atmosferă de metan va capta lumina soarelui și va încălzi treptat suprafața planetei. Temperaturile vor crește peste punctul de îngheț. Pe lângă metan, alte gaze cu efect de seră, cum ar fi amoniacul și freonul, sunt de asemenea considerate opțiuni.

Pe măsură ce temperaturile cresc, permafrostul va începe să se topească pentru prima dată în miliarde de ani, permițând canalelor râurilor să se umple din nou cu apă. În timp, pe măsură ce atmosfera devine mai densă, lacuri și chiar oceane se pot forma din nou pe Marte. Ca rezultat, va fi eliberat și mai mult dioxid de carbon - va apărea o buclă de feedback pozitiv.

În 2009, s-a descoperit că metanul a fost eliberat în mod natural de pe suprafața lui Marte. Sursa acestui gaz este încă un mister. Pe Pământ, metanul provine în principal din degradarea materialelor organice, dar pe Marte poate fi un produs secundar al unor procese geologice. Dacă oamenii de știință reușesc să stabilească sursa acestui gaz, atunci poate că vor putea să-și mărească producția și, prin urmare, să schimbe atmosfera planetei.

O altă posibilitate este trimiterea unei comete în atmosfera marțiană. Dacă este posibil să interceptați o cometă suficient de departe de Soare, chiar și un mic impact - o împingere de la un motor special de rachetă, o coliziune în unghi drept cu o navă spațială sau chiar doar atracția gravitațională a acestui aparat - poate fi suficient. pentru a schimba orbita hulk-ului spațial după cum este necesar. Cometele sunt compuse în principal din apă și există multe dintre ele în sistemul solar. (De exemplu, nucleul cometei Halley are forma unei alune, cu o lungime de aproximativ 30 km și constă în principal din gheață și rocă.) Pe măsură ce cometa se apropie de Marte, va începe să experimenteze frecare cu atmosfera și să se desprindă încet, eliberând apă sub formă de abur în atmosfera planetei.

Dacă nu se găsește o cometă potrivită, ar putea fi folosită în schimb una dintre lunile de gheață ale lui Jupiter sau, să zicem, un asteroid care conține gheață precum Ceres (oamenii de știință cred că este format din 20% apă). Desigur, va fi mai dificil să direcționăm luna sau un asteroid în direcția de care avem nevoie, deoarece, de regulă, astfel de corpuri cerești se află pe orbite stabile. Și apoi există două opțiuni: va fi posibil să lăsați cometa, luna sau asteroidul dat pe orbita lui Marte și să îi permiteți să se prăbușească încet, eliberând vapori de apă în atmosferă sau să aduceți acest corp ceresc pe unul dintre calotele polare ale lui Marte. Regiunile polare ale Planetei Roșii sunt dioxid de carbon înghețat, care dispare în lunile de vară, și gheață, care formează baza și nu se topește niciodată. Dacă o cometă, lună sau asteroid lovește o calotă glaciară, cantități enorme de energie vor fi eliberate și gheața carbonică se va evapora. Gazele cu efect de seră vor intra în atmosferă și vor accelera procesul de încălzire globală pe Marte. În această opțiune, poate apărea și feedback-ul pozitiv. Cu cât se eliberează mai mult dioxid de carbon din regiunile polare ale planetei, cu atât temperatura va crește mai mult și, prin urmare, și mai mult dioxid de carbon va fi eliberat.

O altă propunere este detonarea mai multor bombe nucleare pe calotele polare. Dezavantajul acestei metode este evident: este posibil ca apa eliberată să fie radioactivă. Sau poți încerca să construiești acolo un reactor termonuclear care va topi gheața din regiunile polare.

Principalul combustibil pentru un reactor de fuziune este apa și există multă apă înghețată pe Marte.

Când temperatura crește peste punctul de îngheț, la suprafață se vor forma corpuri de apă puțin adânci, care pot fi colonizate de unele forme de alge care se dezvoltă în Antarctica pe Pământ. Probabil că le va plăcea atmosfera lui Marte, care este 95% dioxid de carbon. De asemenea, este posibil să se modifice genetic algele pentru a se asigura că acestea cresc cât mai repede posibil. Iazurile cu alge vor accelera teraformarea în mai multe moduri. În primul rând, algele vor transforma dioxidul de carbon în oxigen. În al doilea rând, vor schimba culoarea suprafeței lui Marte și, în consecință, reflectivitatea acesteia. O suprafață mai întunecată va absorbi mai multă radiație solară. În al treilea rând, deoarece algele vor crește singure, fără ajutor din exterior, această metodă de a schimba situația de pe planetă va fi relativ ieftină. În al patrulea rând, algele pot fi folosite ca hrană. De-a lungul timpului, aceste lacuri de alge vor acumula pământ vegetal și nutrienți; Plantele pot profita de acest lucru și pot accelera și mai mult producția de oxigen.

Oamenii de știință iau în considerare și posibilitatea de a înconjura Marte cu sateliți care să colecteze lumina solară și să o direcționeze către suprafața planetei. Este posibil ca astfel de sateliți, chiar și singuri, să poată ridica temperatura de pe suprafața lui Marte până la punctul de îngheț și mai sus. De îndată ce se întâmplă acest lucru și permafrostul începe să se topească, planeta se va încălzi de la sine, în mod natural.

Nu trebuie să ne facem iluzii și să ne gândim că colonizarea Lunii și Marte va aduce imediat nenumărate beneficii economice omenirii. Când Columb a navigat în Lumea Nouă în 1492, el a deschis accesul la comori fără precedent în istorie. Foarte curând, conchistadorii au început să trimită în patria lor aur, jefuit de la indienii locali, în cantități uriașe din locurile nou descoperite, iar coloniștii - materii prime și produse agricole valoroase. Costurile expedițiilor în Lumea Nouă au fost mai mult decât compensate de nenumăratele comori care se puteau găsi acolo.

Dar coloniile de pe Lună și Marte sunt o chestiune diferită. Nu există aer, apă lichidă sau sol fertil, așa că tot ceea ce aveți nevoie va trebui să fie livrat de pe Pământ prin rachete, ceea ce este incredibil de scump. Mai mult, nu există un sens militar deosebit în colonizarea Lunii, cel puțin pe termen scurt. Este nevoie în medie de trei zile pentru a ajunge de la Pământ la Lună sau înapoi, iar un război nuclear poate începe și se poate termina în doar o oră și jumătate - din momentul în care sunt lansate primele rachete balistice intercontinentale și până la ultimele explozii. Cavaleria spațială de pe Lună pur și simplu nu va avea timp să ia vreo parte reală la evenimentele de pe Pământ. Drept urmare, Pentagonul nu finanțează niciun program major de militarizare a Lunii.

Aceasta înseamnă că orice operațiuni pe scară largă pentru a explora alte lumi vor avea ca scop beneficiul nu al Pământului, ci al noilor colonii spațiale. Coloniștii vor trebui să extragă metale și alte minerale pentru propriile nevoi, deoarece transportul lor de pe Pământ (și pe Pământ) este prea costisitor. Exploatarea minieră în centura de asteroizi va deveni viabilă din punct de vedere economic doar dacă există colonii autosuficiente care pot folosi materialele exploatate în sine, iar acest lucru se va întâmpla în cel mai bun caz la sfârșitul acestui secol sau, mai probabil, mai târziu.

Dar când va putea un civil obișnuit să zboare în spațiu? Unii oameni de știință, cum ar fi regretatul Gerard O'Neill de la Universitatea Princeton, au visat la o colonie spațială sub forma unei roți uriașe, care să găzduiască compartimente locuibile, fabrici de purificare a apei, compartimente de regenerare a aerului etc. Semnificația unor astfel de stații - în rezolvarea problemei suprapopulării. Cu toate acestea, în secolul 21, ideea că coloniile spațiale ar putea rezolva sau măcar atenua această problemă va rămâne în continuare o fantezie. Pentru cea mai mare parte a umanității, Pământul va fi singura lor casă timp de cel puțin încă 100-200 de ani.

Cu toate acestea, există încă o modalitate prin care omul obișnuit poate zbura efectiv în spațiu: ca turist. Există antreprenori care critică NASA pentru ineficiența și birocrația sa teribilă și sunt gata să investească ei înșiși bani în tehnologia spațială, crezând că mecanismele de piață vor ajuta investitorii privați să reducă costul călătoriilor în spațiu. Burt Rutan și investitorii săi câștigaseră deja premiul Ansari X de 10 milioane de dolari pe 4 octombrie 2004, lansând SpaceShipOne de două ori în decurs de două săptămâni la puțin peste 100 km deasupra suprafeței pământului. SpaceShipOne este prima navă-rachetă care a călătorit cu succes în spațiu folosind fonduri private. Dezvoltarea sa a costat aproximativ 25 de milioane de dolari. Garantul împrumuturilor a fost miliardarul Microsoft Paul Allen.

În prezent, nava spațială SpaceShipTwo este aproape gata. Rutan crede că foarte curând va fi posibilă începerea testării, după care o navă spațială comercială va deveni realitate. Miliardarul Richard Branson de la Virgin Atlantic a creat Virgin Galactic, cu un port spațial în New Mexico și o listă lungă de oameni dispuși să cheltuiască 200.000 de dolari pentru a-și realiza visul de o viață de a merge în spațiu. Virgin Galactic, care va fi probabil prima companie importantă care va oferi zboruri comerciale către spațiu, a comandat deja cinci nave SpaceShipTwo. Dacă totul decurge conform planului, costul călătoriilor în spațiu va scădea cu un factor de zece.

SpaceShipTwo oferă mai multe modalități de a economisi bani. În loc să folosească vehicule de lansare uriașe concepute pentru a lansa încărcături utile în spațiu direct de pe Pământ, Rutan își plasează nava spațială pe un avion și o propulsează folosind motoare cu reacție atmosferice convenționale. În acest caz, oxigenul este utilizat în atmosferă. Apoi, la o altitudine de aproximativ 16 km deasupra solului, nava se separă de aeronavă și pornește propriile motoare cu reacție. Nava nu poate intra pe orbita joasă a Pământului, dar rezerva de combustibil de pe ea este suficientă pentru a se ridica la mai mult de 100 de kilometri deasupra suprafeței pământului - acolo unde aproape nu există atmosferă și unde pasagerii pot vedea cerul devenind treptat în negru. Motoarele sunt capabile să accelereze nava la o viteză corespunzătoare lui M=3, adică de până la trei ori viteza sunetului (aproximativ 3500 km/h). Acest lucru, desigur, nu este suficient pentru a-l pune pe orbită (aici, după cum am menționat deja, este nevoie de o viteză de cel puțin 28.500 km/h, ceea ce corespunde la 7,9 km/s), dar va fi suficient pentru a livra pasagerii către marginea atmosferei terestre și a spațiului cosmic. Este foarte posibil ca, în viitorul foarte apropiat, un zbor turistic în spațiu să nu coste mai mult decât un safari în Africa.

(Totuși, pentru a zbura în jurul Pământului, va trebui să plătești mult mai mult și să mergi la bordul unei stații spațiale. Odată l-am întrebat pe miliardarul Microsoft Charles Simonyi cât l-a costat un bilet la ISS. Rapoartele de presă au inversat cifra la 20 de milioane de dolari . Mi-a răspuns, că nu ar vrea să numească suma exactă, dar că rapoartele din ziare nu sunt foarte greșite. I-a plăcut atât de mult în spațiu, încât puțin mai târziu a zburat din nou la gară. Deci turismul spațial, chiar și în viitorul apropiat, va rămâne privilegiul oamenilor foarte bogați.)

În septembrie 2010, turismul spațial a primit un impuls suplimentar de la Corporația Boeing, care și-a anunțat intrarea pe această piață și a planificat primele zboruri pentru turiștii spațiali încă din 2015. Acest lucru ar fi destul de în concordanță cu planurile președintelui Obama de a transfera zborul spațial cu echipaj în privat. mâinile. Planul Boeing prevede lansarea unei capsule cu patru membri ai echipajului și trei locuri libere pentru turiștii spațiali către Stația Spațială Internațională de la Cap Canaveral. Cu toate acestea, Boeing a fost destul de simplu în ceea ce privește finanțarea proiectelor spațiale private: majoritatea banilor vor trebui plătiți de contribuabili. „Este o piață incertă”, spune John Elbon, directorul programului de lansare spațială comercială. „Dacă ar fi să ne bazăm doar pe fondurile Boeing, având în vedere toți factorii de risc, nu am fi capabili să finalizăm cu succes cazul.”

Costul extrem de ridicat al călătoriilor în spațiu împiedică atât progresul comercial, cât și cel științific, așa că omenirea are acum nevoie de o tehnologie complet nouă, revoluționară. Până la jumătatea secolului, oamenii de știință și inginerii trebuie să perfecționeze noi vehicule de lansare pentru a reduce costurile de lansare.

Fizicianul Freeman Dyson a identificat printre numeroasele propuneri mai multe tehnologii care se află în prezent în stadiu experimental, dar într-o zi ar putea face spațiul accesibil chiar și pentru omul obișnuit. Niciuna dintre aceste propuneri nu garantează succesul, dar dacă va avea succes, costul livrării mărfurilor în spațiu ar scădea. Prima dintre aceste propuneri este sistemele de propulsie laser: un fascicul laser puternic de la o sursă externă (de exemplu, de pe Pământ) este direcționat către baza rachetei, unde provoacă o mini-explozie, a cărei undă de șoc stabilește rachetă în mișcare. Un flux constant de impulsuri laser evaporă apa, iar aburul rezultat propulsează racheta în spațiu. Principalul avantaj al unui motor cu jet laser este că energia pentru acesta provine dintr-o sursă externă - de la un laser staționar. O rachetă laser în esență nu transportă combustibil. (În contrast, rachetele chimice cheltuiesc o parte semnificativă a energiei lor pentru ridicarea și transportul combustibilului pentru propriile motoare.)

Tehnologia de propulsie cu laser a fost deja demonstrată în laborator, unde un model a fost testat cu succes în 1997. Leik Mirabo de la Institutul Politehnic Rensselaer din New York a creat un prototip funcțional al unei astfel de rachete și a numit-o un demonstrator al tehnologiei navei luminoase. Unul dintre primele sale modele zburătoare cântărea 50 de grame și era o „placă” cu un diametru de aproximativ 15 cm.Un laser de 10 kW a generat o serie de explozii laser la baza rachetei; undele de șoc aerian l-au accelerat cu o accelerație de 2 g (care este de două ori accelerația căderii libere pe Pământ și este de aproximativ 19,6 m/s 2) și sunete care amintesc de focul de mitralieră. Rachetele lui Mirabeau s-au ridicat la peste 30 m în aer (aproximativ echivalent cu primele rachete cu propulsie lichidă ale lui Robert Goddard din anii 1930).

Dyson visează la ziua în care sistemele de propulsie cu laser pot lansa sarcini utile grele pe orbita Pământului pentru doar cinci dolari pe liră, ceea ce cu siguranță ar revoluționa industria spațială. El își imaginează un laser gigantic de 1.000 de megawați (puterea unei unități nucleare standard) capabil să propulseze o rachetă de două tone pe orbită, constând dintr-o sarcină utilă și un rezervor de apă la bază. Apa se scurge încet prin porii mici din peretele de jos al rezervorului. Atât sarcina utilă, cât și rezervorul cântăresc o tonă. Când fasciculul laser lovește partea de jos a rachetei, apa se evaporă instantaneu, creând o serie de unde de șoc care propulsează racheta în spațiu. Racheta atinge o accelerație de 3 g și intră pe orbita joasă a Pământului șase minute mai târziu.

Deoarece racheta în sine nu transportă combustibil, nu există pericolul unei explozii catastrofale a transportatorului. Pentru rachetele chimice, chiar și astăzi, la 50 de ani după Sputnik 1, probabilitatea de eșec este de aproximativ 1%. Și aceste eșecuri, de regulă, arată foarte impresionante - oxigenul și hidrogenul explodează în bile de foc uriașe, iar resturile plouă pe rampa de lansare. Sistemul laser, dimpotriva, este simplu, sigur si poate fi folosit de mai multe ori la intervale foarte scurte; Tot ce aveți nevoie pentru ca acesta să funcționeze este apă și un laser.

În plus, în timp, acest sistem se va amortiza de la sine. Dacă este folosit pentru a lansa o jumătate de milion de nave spațiale pe an, taxa de lansare va acoperi cu ușurință atât costurile de operare, cât și costurile de dezvoltare și construcție. Dyson, însă, înțelege că va mai trece un deceniu până când acest vis se va realiza. Cercetarea fundamentală în domeniul laserelor de mare putere va necesita mult mai mulți bani decât poate aloca orice universitate. Cu excepția cazului în care guvernul sau o mare corporație finanțează dezvoltarea, sistemele de propulsie cu laser nu vor fi niciodată construite.

Acesta este locul în care Premiul Fundației ar putea fi foarte util. Am vorbit odată cu Peter Diamandis, care a fondat-o în 1996, și am constatat că el cunoștea bine limitările rachetelor chimice. Chiar și cu SpaceShipTwo, mi-a recunoscut el, ne-am confruntat cu faptul că rachetele chimice sunt o modalitate foarte costisitoare de a scăpa de efectele gravitației. Drept urmare, următorul X Premiu va reveni persoanei care poate crea o rachetă propulsată de un fascicul de energie. (Dar în loc de un fascicul laser, ar trebui să folosească un alt fascicul de energie electromagnetică similar cu un laser - un fascicul de microunde.)

Zgomotul din jurul premiului și al premiului de mai multe milioane de dolari în sine ar putea fi o ademenire suficientă pentru a stârni interesul pentru problema rachetelor nechimice, cum ar fi racheta cu microunde, în rândul antreprenorilor și inventatorilor.

Există și alte modele experimentale de rachete, dar dezvoltarea lor prezintă riscuri diferite. Una dintre opțiuni este un tun cu gaz care trage un fel de proiectile dintr-un butoi uriaș, ceva ca proiectilul din romanul lui Jules Verne „De la Pământ la Lună”. Proiectilul lui Verne, însă, nu ar fi ajuns pe Lună, deoarece praful de pușcă nu a fost capabil să-l accelereze până la viteza de 11 km/s necesară pentru a scăpa de câmpul gravitațional al Pământului. Într-un pistol cu ​​gaz, în loc de praf de pușcă, proiectilele vor fi împinse cu viteză mare de gaz, comprimate la presiune ridicată într-un tub lung. Regretatul Abraham Hertzberg de la Universitatea Washington din Seattle a construit un prototip al unui astfel de pistol, de aproximativ 10 cm în diametru și aproximativ 10 m lungime.Gazul din interiorul pistolului este un amestec de metan și aer, comprimat la 25 de atmosfere. Gazul este aprins și proiectilul este accelerat în butoi la 30.000 g, ceea ce aplatizează majoritatea obiectelor metalice.

Herzberg a dovedit că un pistol cu ​​gaz poate funcționa. Dar pentru a arunca un proiectil în spațiu, țeava acestuia trebuie să fie mult mai lungă, aproximativ 230 m; În plus, diferite gaze trebuie să lucreze de-a lungul traiectoriei de accelerație în țeava pistolului. Pentru ca sarcina utilă să atingă prima sa viteză de evacuare, este necesar să se organizeze cinci secțiuni în butoi cu diferite gaze de lucru.

Costul lansării dintr-un pistol cu ​​gaz poate fi chiar mai mic decât utilizarea unui sistem laser. Cu toate acestea, este prea periculos să lansați vehicule cu echipaj în spațiu în acest fel: doar o sarcină solidă poate rezista accelerației intense din butoi.

Al treilea design experimental este un „slingatron”, care, ca o praștie, ar trebui să rotească o sarcină și apoi să o arunce în aer.

Prototipul acestui dispozitiv a fost construit de Derek Tidman; modelul său de masă este capabil să rotească un obiect în câteva secunde și să-l arunce cu viteze de până la 100 m/s. Prototipul slingatron este un tub în formă de gogoașă cu un diametru de aproximativ un metru. Tubul în sine are aproximativ 2,5 cm în diametru și conține o bilă mică de oțel. Bila se rostogolește de-a lungul unui tub inel, iar motoarele mici o împing și o forțează să accelereze.

Un adevărat slingatron, a cărui sarcină va fi să arunce mărfurile pe orbita joasă a Pământului, ar trebui să aibă o dimensiune mult mai mare - aproximativ o sută de kilometri în diametru; în plus, el trebuie să pompeze energie în minge până când aceasta accelerează la 11,2 km/s. Mingea va zbura din slingatron cu o accelerație de 1000 g, care este, de asemenea, mult. Nu orice sarcină poate rezista la o asemenea accelerație. Multe probleme tehnice trebuie rezolvate înainte de a putea fi construit un adevărat slingatron, dintre care cea mai importantă este reducerea la minimum a frecării dintre bilă și tub.

Pentru a finaliza fiecare dintre cele trei proiecte numite, chiar și în cel mai bun scenariu, va fi nevoie de mai mult de o duzină de ani, iar apoi doar dacă guvernul sau afacerea privată preia finanțarea. În caz contrar, aceste prototipuri vor rămâne pentru totdeauna pe mesele inventatorilor lor.

Este posibil ca până la sfârșitul acestui secol dezvoltarea nanotehnologiei să facă posibil chiar și faimosul lift spațial. Omul, la fel ca Jack pe tulpina de fasole, poate să-l urce pe nori și mai departe. Vom intra în lift, vom apăsa butonul „sus” și vom urca pe fibra, care este un nanotub de carbon lung de mii de kilometri. Este clar că un astfel de produs nou ar putea revoluționa economia călătoriei în spațiu și ar putea întoarce totul pe cap.

În 1895, fizicianul rus Konstantin Ciolkovski, inspirat de construcția Turnului Eiffel, cea mai înaltă clădire din lume la acea vreme, și-a pus o întrebare simplă: de ce nu poate fi construit un astfel de turn la fel de înalt ca spațiul? Dacă este suficient de mare, a calculat el, nu va cădea niciodată, conform legilor fizicii. El a numit această structură „palat ceresc”.

Imaginați-vă o minge. Dacă începeți să o învârți pe o sfoară, forța centrifugă va fi suficientă pentru a împiedica mingea să cadă. La fel, dacă cablul este suficient de lung, forța centrifugă va împiedica greutatea atașată la capăt să cadă pe pământ. Rotația Pământului va fi suficientă pentru a menține cablul pe cer. Odată ce cablul liftului spațial se întinde în ceruri, orice vehicul capabil să se deplaseze de-a lungul acestuia va putea călători în siguranță în spațiu.

Pe hârtie, acest truc pare să funcționeze. Dar, din păcate, dacă încercați să aplicați legile mișcării lui Newton și să calculați tensiunea din cablu, se dovedește că această tensiune depășește rezistența oțelului: orice cablu se va rupe pur și simplu, ceea ce face ca liftul spațial să fie imposibil.

De-a lungul multor ani și chiar decenii, ideea unui lift spațial a fost fie uitată, fie discutată din nou, doar pentru a fi respinsă încă o dată din același motiv. În 1957, omul de știință rus Yuri Artsutanov a propus propria sa versiune a proiectului, conform căreia trebuia să construiască un lift nu de jos în sus, ci, dimpotrivă, de sus în jos. S-a propus trimiterea unei nave spațiale pe orbită, care să coboare apoi o legătură de acolo; Rămâne doar să-l reparăm pe pământ. Scriitorii de science fiction au contribuit și ei la popularizarea acestui proiect. Arthur C. Clarke și-a imaginat un lift spațial în romanul său din 1979 Fântânile raiului și Robert Heinlein în romanul său din 1982 Frida.

Nanotuburile de carbon au reînviat această idee. După cum am văzut deja, ele au cea mai mare rezistență dintre toate materialele cunoscute. Sunt mai puternice decât oțelul, iar rezistența potențială a nanotuburilor ar putea rezista la sarcinile care apar în proiectarea unui lift spațial.

Problema este, totuși, crearea unei legături de nanotuburi de carbon pur de 80.000 km lungime. Aceasta este o sarcină incredibil de dificilă, deoarece până acum oamenii de știință au reușit să obțină doar câțiva centimetri de nanotuburi de carbon pur în laborator. Puteți, desigur, să răsuciți împreună miliarde de nanofibre, dar aceste fibre nu vor fi solide. Scopul este de a crea un nanotub lung în care fiecare atom de carbon să fie strict în locul său.

În 2009, oamenii de știință de la Universitatea Rice au anunțat o descoperire importantă: fibrele rezultate nu sunt pure, ci compozite, dar au dezvoltat o tehnologie suficient de flexibilă pentru a crea nanotuburi de carbon de orice lungime. Prin încercări și erori, cercetătorii au descoperit că nanotuburile de carbon ar putea fi dizolvate în acid clorosulfonic și apoi stoarse dintr-o duză ca o seringă. Folosind această metodă, este posibil să se producă fibre din nanotuburi de carbon de orice lungime, iar grosimea acesteia este de 50 de microni.

Una dintre aplicațiile comerciale ale fibrei de nanotuburi de carbon este liniile electrice, deoarece nanotuburile conduc electricitatea mai bine decât cuprul, sunt mai ușoare și mai puternice. Profesorul de inginerie de la Universitatea Rice, Matteo Pasquali, spune: „Pentru liniile electrice, aveți nevoie de tone de această fibră și încă nu există nicio modalitate de a o produce. Trebuie doar să vii cu un singur miracol.”

Deși fibrele rezultate nu sunt suficient de pure pentru a se potrivi într-un lift spațial, aceste studii oferă speranța că într-o zi vom putea crește nanotuburi de carbon pur suficient de puternice pentru a ne ridica în cer.

Dar chiar dacă presupunem că problema producerii nanotuburilor lungi este rezolvată, oamenii de știință se vor confrunta cu alte probleme practice. De exemplu, un cablu de lift spațial ar trebui să se ridice cu mult deasupra orbitelor majorității sateliților. Aceasta înseamnă că orbita unui satelit se va intersecta într-o zi cu traseul ascensorului spațial și va provoca un accident. Deoarece sateliții mici zboară cu viteze de 7–8 km/s, o coliziune ar putea fi catastrofală. De aici rezultă că liftul va trebui să fie echipat cu motoare speciale de rachetă, care vor muta cablul ascensorului din calea sateliților zburători și a resturilor spațiale.

O altă problemă este vremea, adică uraganele, furtunile și vânturile puternice. Un lift spațial trebuie să fie ancorat la sol, poate pe un portavion sau pe o platformă petrolieră din Pacific, dar trebuie să fie flexibil pentru a supraviețui elementelor.

În plus, cabina trebuie să aibă un buton de panică și o capsulă de evacuare în cazul în care cablul se rupe. Dacă se întâmplă ceva cu cablul, vagonul liftului trebuie să alunece sau să se parașute la sol pentru a salva pasagerii.

Pentru a accelera demararea cercetării lifturilor spațiale, NASA a anunțat mai multe competiții. Space Elevator Race, sponsorizată de NASA, oferă premii în valoare totală de 2 milioane de dolari. Conform regulilor, pentru a câștiga o competiție pentru ascensoare care funcționează folosind energia transmisă de-a lungul unui fascicul, trebuie să construim un dispozitiv cu o greutate de cel mult 50 kg, capabil să urce un cablu la o înălțime de 1 km cu o viteză de 2 m. /s. Dificultatea este că acest dispozitiv nu trebuie să aibă combustibil, baterii sau cablu electric. Energia pentru mișcarea sa trebuie transmisă de pe Pământ de-a lungul unui fascicul.

Am văzut cu ochii mei pasiunea și energia inginerilor care lucrează la liftul spațial și visează să câștige premiul. Am zburat chiar și la Seattle pentru a-i întâlni pe tinerii ingineri întreprinzători ai unui grup numit LaserMotive. Auzind „cântecul sirenelor” - apelul NASA, s-au apucat să dezvolte prototipuri ale unui dispozitiv care, foarte posibil, va deveni inima unui lift spațial.

Am intrat într-un hangar mare închiriat de tineri pentru testare. La un capăt al hangarului am văzut un laser mare capabil să emită un fascicul de energie puternic. Celălalt găzduia liftul spațial însuși. Era o cutie lată de aproximativ un metru cu o oglindă mare. Oglinda a reflectat raza laser care a lovit-o pe o întreagă baterie de celule solare, care i-a transformat energia în electricitate. Electricitatea a fost furnizată motorului, iar vagonul liftului s-a târât încet pe un cablu scurt. Cu acest aranjament, cabina cu motor electric nu trebuie să tragă împreună cu ea un cablu electric. Este suficient să direcționați un fascicul laser către acesta de la sol, iar liftul se va târâ singur de-a lungul cablului.

Laserul din hangar era atât de puternic încât oamenii trebuiau să-și protejeze ochii cu ochelari speciali în timp ce funcționa. După multe încercări, tinerii au reușit în sfârșit să-și facă mașina să se târască în sus. Un aspect al problemei liftului spațial a fost rezolvat, cel puțin în teorie.

Inițial, sarcina a fost atât de dificilă încât niciunul dintre participanți nu a reușit să o ducă la bun sfârșit și să câștige premiul promis. Cu toate acestea, în 2009, LaserMotive a primit un premiu. Competiția a avut loc la baza Edwards Air Force din deșertul Mojave din California. Un elicopter cu un cablu lung atârna deasupra deșertului, iar dispozitivele participanților au încercat să urce de-a lungul acestui cablu. Liftul echipei LaserMotive a reușit să facă acest lucru de patru ori în două zile; cel mai bun timp al său a fost de 228 de secunde. Deci munca tinerilor ingineri pe care i-am observat în acel hangar a dat roade.

Până la sfârșitul acestui secol, stațiile de cercetare vor apărea cel mai probabil pe Marte și poate undeva în centura de asteroizi, în ciuda crizei actuale în finanțarea explorării spațiului cu echipaj. Următorul în rând va fi o adevărată vedetă. Astăzi, o sondă interstelară ar fi un efort complet fără speranță, dar peste o sută de ani situația se poate schimba.

Pentru ca ideea călătoriei interstelare să devină realitate, mai multe probleme fundamentale trebuie rezolvate. Prima dintre ele este căutarea unui nou principiu de mișcare. O rachetă chimică tradițională ar dura aproximativ 70.000 de ani pentru a ajunge la cea mai apropiată stea. De exemplu, două Voyager lansate în 1977 au stabilit un record pentru cea mai mare distanță față de Pământ. În prezent (mai 2011), prima dintre ele se află la 17,5 miliarde de km distanță de Soare, dar distanța pe care a parcurs-o este doar o mică parte din drumul până la stele.

Au fost propuse mai multe modele și principii de mișcare pentru vehiculele interstelare. Acest:

Velă solară;

Rachetă nucleară;

Racheta cu motor termonuclear ramjet;

Nanonave.

În timp ce mă aflau la Plum Brook Station de la NASA din Cleveland, Ohio, l-am întâlnit pe unul dintre vizionarii și susținătorii înfocați ai ideii velei solare. La acest site a fost construită cea mai mare cameră cu vid din lume pentru testarea sateliților. Dimensiunile acestei camere sunt uimitoare; aceasta este o adevărată peșteră de aproximativ 30 m diametru și 38 m înălțime, care ar putea adăposti cu ușurință mai multe clădiri rezidențiale cu mai multe etaje. De asemenea, este suficient de mare pentru a testa sateliți și părți ale rachetei în vidul spațiului. Amploarea proiectului este uimitoare. M-am simțit deosebit de privilegiat să mă aflu chiar în locul în care erau testați mulți dintre cei mai importanți sateliți, sonde interplanetare și rachete din America.

Așa că m-am întâlnit cu unul dintre cei mai importanți susținători ai velei solare, omul de știință al NASA Les Johnson. Mi-a spus că încă din copilărie, în timp ce citea science fiction, a visat să construiască rachete care ar putea ajunge la stele. Johnson a scris chiar și un curs de bază despre cum să construiești vele solare. El crede că acest principiu poate fi implementat în următoarele câteva decenii, dar este pregătit pentru faptul că adevărata navă va fi construită, cel mai probabil, la mulți ani după moartea sa. Asemenea zidarilor care au construit marile catedrale din Evul Mediu, Johnson înțelege că poate fi nevoie de mai multe vieți umane pentru a construi un vehicul care să ajungă la stele.

Principiul de funcționare al unei vele solare se bazează pe faptul că lumina, deși nu are masă de repaus, are impuls, ceea ce înseamnă că poate exercita presiune. Presiunea pe care lumina soarelui o exercită asupra tuturor obiectelor întâlnite este extrem de mică, pur și simplu nu o simțim, dar dacă vela solară este suficient de mare și suntem dispuși să așteptăm suficient, atunci această presiune poate accelera nava interstelară (în spațiu, intensitatea medie a luminii solare este de opt ori mai mare decât pe Pământ).

Johnson mi-a spus că scopul lui este să creeze o velă solară gigantică din plastic foarte subțire, dar flexibil și rezistent. Această velă ar trebui să aibă câțiva kilometri în diametru și ar trebui să fie construită în spațiul cosmic. Odată asamblat, se va învârti încet în jurul Soarelui, câștigând treptat o viteză mai mare. Pe parcursul câțiva ani de accelerare, vela va ieși în spirală din sistemul solar și se va repezi spre stele. În general, o velă solară, după cum mi-a spus Johnson, este capabilă să accelereze o sondă interstelară la 0,1% din viteza luminii; În consecință, în astfel de condiții va ajunge la cea mai apropiată stea în 400 de ani.

Johnson încearcă să vină cu ceva care să ofere velei solare o accelerație suplimentară și să reducă timpul de zbor. O modalitate posibilă este plasarea unei baterii de lasere puternice pe Lună. Razele laser care lovesc vela îi vor transfera energie suplimentară și, în consecință, o viteză suplimentară atunci când zboară către stele.

Una dintre problemele cu o navă sub o vela solară este că este extrem de dificil de controlat și este aproape imposibil să te oprești și să conduci în direcția opusă, deoarece lumina soarelui călătorește doar într-o singură direcție - departe de Soare. O soluție la această problemă este de a desfășura vela și de a folosi lumina de la steaua țintă pentru a o încetini. O altă posibilitate este să efectuați o manevră gravitațională în apropierea acestei stele îndepărtate și, folosind efectul de praștie, să accelerați pentru călătoria de întoarcere. A treia opțiune este să aterizezi pe o lună a acelui sistem stelar, să construiești o baterie de lasere pe ea și să pornești în călătoria de întoarcere, folosind lumina stelei și razele laser.

Johnson visează la vedete, dar înțelege că realitatea în acest moment pare mult mai modestă decât visele lui. În 1993, rușii au desfășurat un reflector în 25 de puncte făcut din lavsan pe o navă neacostat de la stația Mir, dar scopul experimentului a fost doar acela de a demonstra sistemul de desfășurare. A doua încercare s-a încheiat cu eșec. În 2004, japonezii au lansat cu succes două prototipuri de vele solare, dar din nou, scopul a fost testarea sistemului de desfășurare, nu propulsia. În 2005, a existat o încercare ambițioasă de a desfășura o velă solară adevărată numită Cosmos 1, organizată de Planetary Society, organizația publică Cosmos Studios și Academia Rusă de Științe. Vela a fost lansată dintr-un submarin rus, dar lansarea rachetei Volna a fost eșuată, iar vela solară nu a ajuns pe orbită.

Și în 2008, când o echipă de la NASA a încercat să lanseze vela solară NanoSail-D, același lucru s-a întâmplat și cu racheta Falcon 1.

În cele din urmă, în mai 2010, Agenția Japoneză de Explorare Aerospațială a lansat cu succes IKAROS, prima navă spațială care a folosit tehnologia velelor solare în spațiul interplanetar. Dispozitivul a fost plasat pe o traiectorie de zbor spre Venus, a desfășurat cu succes o velă pătrată cu o diagonală de 20 m și a demonstrat capacitatea de a-și controla orientarea și de a-și schimba viteza de zbor. În viitor, japonezii plănuiesc să lanseze o altă sondă interplanetară cu o velă solară către Jupiter.

Oamenii de știință iau în considerare și posibilitatea utilizării energiei nucleare pentru călătoriile interstelare. În 1953, Comisia pentru Energie Atomică din SUA a început dezvoltarea serioasă de rachete cu reactoare nucleare, care a început cu proiectul Rover. În anii 1950 și 1960. experimentele cu rachete nucleare s-au încheiat în mare parte fără succes. Motoarele nucleare s-au comportat instabil și, în general, s-au dovedit a fi prea complexe pentru sistemele de control din acea vreme. Mai mult decât atât, este ușor de demonstrat că producția de energie a unui reactor convențional de fisiune atomică este complet insuficientă pentru o navă spațială interstelară. Reactorul nuclear industrial mediu produce aproximativ 1.000 de megawați de energie, ceea ce nu este suficient pentru a ajunge la stele.

Cu toate acestea, în anii 1950. oamenii de știință au propus să folosească bombe atomice și cu hidrogen, mai degrabă decât reactoare, pentru navele spațiale interstelare. Proiectul Orion, de exemplu, trebuia să accelereze o rachetă cu valuri de explozie de la bombe atomice. Nava ar fi trebuit să arunce o serie de bombe atomice în spatele ei, ale căror explozii ar genera explozii puternice de radiații X. Unda de șoc de la aceste explozii trebuia să accelereze nava.

În 1959, fizicienii de la General Atomics estimau că o versiune avansată a lui Orion, cu un diametru de 400 m, va cântări 8 milioane de tone și ar fi alimentată de 1.000 de bombe cu hidrogen.

Fizicianul Freeman Dyson a fost un susținător înfocat al proiectului Orion. „Pentru mine, Orion a însemnat accesibilitatea întregului sistem solar pentru răspândirea vieții. El ar putea schimba cursul istoriei, spune Dyson. În plus, ar fi o modalitate convenabilă de a scăpa de bombele atomice. „Într-un zbor am scăpa de 2.000 de bombe.”

Sfârșitul proiectului Orion a fost însă Tratatul de limitare a testelor nucleare încheiat în 1963, care a interzis exploziile la sol. Fără testare, a fost imposibil să se realizeze designul Orion și proiectul a fost închis.

Un alt proiect de rachete nucleare a fost propus în 1960 de Robert W. Bussard; el a propus echiparea rachetei cu un motor termonuclear, asemănător unui motor cu reacție convențional de avion. În general, un motor ramjet captează aer în timpul zborului și îl amestecă cu combustibilul din interior. Amestecul combustibil/aer este apoi aprins, creând o explozie chimică care creează propulsie. Bussard a propus aplicarea aceluiași principiu la un motor de fuziune. În loc să extragă aer din atmosferă, așa cum o face un motor de avion, un motor de fuziune ramjet va colecta hidrogen din spațiul interstelar. Gazul colectat ar trebui să fie comprimat și încălzit folosind câmpuri electrice și magnetice înainte de a începe reacția de fuziune termonucleară a heliului, care va elibera cantități enorme de energie. Va avea loc o explozie și racheta va primi un impuls. Și din moment ce rezervele de hidrogen din spațiul interstelar sunt inepuizabile, un motor nuclear ramjet ar putea funcționa pentru totdeauna.

Designul navei cu un motor de fuziune ramjet seamănă cu un cornet de înghețată. Pâlnia captează hidrogenul gazos, care apoi intră în motor, se încălzește și suferă o reacție de fuziune cu alți atomi de hidrogen. Bussard a calculat că un motor nuclear ramjet care cântărește aproximativ 1000 de tone este capabil să mențină o accelerație constantă de aproximativ 10 m/s 2 (adică aproximativ egală cu accelerația gravitației pe Pământ); în acest caz, în decurs de un an, nava spațială va accelera până la aproximativ 77% din viteza luminii. Întrucât un motor nuclear ramjet nu este limitat de rezervele de combustibil, o navă cu un astfel de motor ar putea teoretic să depășească granițele galaxiei noastre și în doar 23 de ani, conform ceasului navei, să ajungă în Nebuloasa Andromeda, situată la o distanță de 2. milioane de ani lumină de noi. (Conform teoriei relativității a lui Einstein, timpul încetinește pe o navă care accelerează, astfel încât astronauții dintr-o navă va îmbătrâni doar 23 de ani, chiar dacă au trecut milioane de ani pe Pământ în acest timp.)

Totuși, există și aici probleme serioase. În primul rând, mediul interstelar conține în mare parte protoni individuali, așa că un motor de fuziune ar trebui să ardă hidrogen pur, deși această reacție nu produce multă energie. (Fuziunea hidrogenului poate merge în moduri diferite. În prezent, pe Pământ, oamenii de știință preferă varianta influenței deuteriului și tritiului, care eliberează mult mai multă energie. Cu toate acestea, în mediul interstelar, hidrogenul este sub formă de protoni individuali, deci în motoarele nucleare ramjet numai fuziunea proton-proton poate fi folosită o reacție de fuziune care eliberează mult mai puțină energie decât reacția deuteriu-tritiu.) Cu toate acestea, Bussard a arătat că dacă modificați amestecul de combustibil adăugând ceva carbon, atunci carbonul, funcționând ca un catalizator, va produce o cantitate imensă de energie, destul de suficientă pentru o navă.

În al doilea rând, pâlnia din fața navei spațiale, pentru a colecta suficient hidrogen, trebuie să fie uriașă - aproximativ 160 km în diametru, așa că va trebui să fie colectată în spațiu.

Mai este o problemă nerezolvată. În 1985, inginerii Robert Zubrin și Dana Andrews au arătat că rezistența mediului ar împiedica o navă cu propulsie ramjet să accelereze la viteze apropiate de lumina. Această rezistență se datorează mișcării navei și a pâlniei în câmpul atomilor de hidrogen. Cu toate acestea, calculele lor se bazează pe unele ipoteze care în viitor ar putea să nu fie aplicabile navelor cu motoare ramjet.

În prezent, deși nu avem idei clare despre procesul de fuziune proton-proton (precum și despre rezistența ionilor de hidrogen în mediul interstelar), perspectivele pentru un motor nuclear ramjet rămân incerte. Dar dacă aceste probleme de inginerie pot fi rezolvate, acest design va fi probabil unul dintre cele mai bune.

O altă opțiune este utilizarea antimateriei, cea mai mare sursă de energie din Univers, pentru navă. Antimateria este opusul materiei, în sensul că toate părțile constitutive ale unui atom de acolo au sarcini opuse. De exemplu, un electron are o sarcină negativă, dar un antielectron (pozitron) are o sarcină pozitivă. La contactul cu materia, antimateria se anihilează. Acest lucru eliberează atât de multă energie încât o linguriță de antimaterie ar fi suficientă pentru a distruge întregul New York.

Antimateria este atât de puternică încât răufăcătorii din Îngerii și Demonii lui Dan Brown o folosesc pentru a construi o bombă și plănuiesc să arunce în aer Vaticanul; În poveste, ei fură antimaterie din cel mai mare centru european de cercetare nucleară CERN, situat în Elveția, lângă Geneva. Spre deosebire de o bombă cu hidrogen, care are doar 1% eficientă, o bombă cu antimaterie ar fi 100% eficientă. În timpul anihilării materiei și antimateriei, energia este eliberată în deplină conformitate cu ecuația lui Einstein: E=mc 2.

În principiu, antimateria este un combustibil ideal pentru rachete. Potrivit lui Gerald Smith de la Universitatea de Stat din Pennsylvania, 4 miligrame de antimaterie ar fi suficiente pentru a zbura pe Marte, iar o sută de grame ar duce nava către cele mai apropiate stele. Anihilarea antimateriei eliberează de un miliard de ori mai multă energie decât se poate obține din aceeași cantitate de combustibil modern pentru rachete. Un motor de antimaterie ar părea destul de simplu. Puteți injecta pur și simplu particule de antimaterie, una după alta, într-o cameră specială a rachetei. Acolo se anihilează cu materie obișnuită, provocând o explozie titanică. Gazele încălzite sunt apoi expulzate de la un capăt al camerei, creând propulsie de jet.

Suntem încă foarte departe de a realiza acest vis. Oamenii de știință au reușit să obțină antielectroni și antiprotoni, precum și atomi de antihidrogen, în care antielectronul circulă în jurul antiprotonului. Acest lucru a fost făcut atât la CERN, cât și la Laboratorul Național de Accelerator Fermi (numit mai frecvent Fermilab) lângă Chicago, la Tevatron, al doilea accelerator de particule din lume (mai mare decât Large Hadron Collider de la CERN). În ambele laboratoare, fizicienii au direcționat un flux de particule de înaltă energie către o țintă și au obținut un flux de fragmente, inclusiv antiprotoni. Folosind magneți puternici, antimateria a fost separată de materia obișnuită. Antiprotonii rezultați au fost apoi încetiniți și lăsați să se amestece cu antielectroni, rezultând atomi de antihidrogen.

Dave McGinnis, unul dintre fizicienii de la Fermilab, s-a gândit mult timp la utilizarea practică a antimateriei. El și cu mine am stat lângă Tevatron, iar Dave mi-a explicat economia deconcertantă a antimateriei. Singura modalitate cunoscută de a obține orice cantitate semnificativă de antimaterie, a spus el, a fost să folosești un colisionator puternic precum Tevatron; dar aceste mașini sunt extrem de scumpe și pot produce antimaterie doar în cantități foarte mici. De exemplu, în 2004, un ciocnitor de la CERN a dat oamenilor de știință câteva trilioane de grame de antimaterie, iar această plăcere a costat oamenii de știință 20 de milioane de dolari. La acest preț, economia mondială ar intra în faliment înainte ca suficientă antimaterie să poată fi produsă pentru o expediție stelară. Motoarele de antimaterie în sine, a subliniat McGinnis, nu sunt deosebit de complicate și cu siguranță nu contrazic legile naturii. Dar costul unui astfel de motor nu va permite să fie construit efectiv în viitorul apropiat.

Unul dintre motivele pentru care antimateria este atât de incredibil de scumpă este sumele enorme care trebuie cheltuite pentru construcția de acceleratoare și colisionare. Cu toate acestea, acceleratoarele în sine sunt mașini universale și sunt utilizate în principal nu pentru producerea de antimaterie, ci pentru producerea de tot felul de particule elementare exotice. Acesta este un instrument de cercetare fizică, nu un aparat industrial.

Se poate presupune că dezvoltarea unui nou tip de ciocnitor, conceput special pentru producerea de antimaterie, ar putea reduce considerabil costul acestuia. Producția în masă a unor astfel de mașini ar produce apoi cantități semnificative de antimaterie. Harold Gerrish de la NASA este încrezător că prețul antimateriei ar putea scădea în cele din urmă la 5.000 de dolari pe microgram.

O altă posibilitate de utilizare a antimateriei ca combustibil pentru rachete este găsirea unui meteorit de antimaterie în spațiul cosmic. Dacă s-ar găsi un astfel de obiect, energia lui ar fi cel mai probabil suficientă pentru a alimenta mai mult de o navă spațială. Trebuie spus că în 2006, în cadrul satelitului rus Resurs-DK, a fost lansat instrumentul european PAMELA, al cărui scop este căutarea antimateriei naturale în spațiul cosmic.

Dacă antimateria este descoperită în spațiu, atunci omenirea va trebui să vină cu ceva de genul unei rețele electromagnetice pentru a o colecta.

Deci, deși navele spațiale antimaterie interstelare sunt o idee foarte reală și nu contrazic legile naturii, cel mai probabil ele nu vor apărea în secolul 21, cu excepția cazului în care la sfârșitul secolului oamenii de știință vor putea reduce costul antimateriei pentru o sumă rezonabilă. Dar dacă acest lucru se poate face, proiectul navei stelare cu antimaterie va fi cu siguranță unul dintre primele care vor fi luate în considerare.

Ne-am obișnuit de mult timp cu efectele speciale în filme precum Star Wars și Star Trek; Când te gândești la nave spațiale, apar imagini cu mașini futuriste uriașe, pline din toate părțile cu cele mai recente invenții din domeniul dispozitivelor de înaltă tehnologie. Între timp, există o altă posibilitate: folosirea nanotehnologiei pentru a crea nave spațiale minuscule, nu mai mari decât un degetar sau un ac, sau chiar mai mici. Suntem deja siguri că navele vor trebui să fie uriașe, precum Enterprise, și să poarte un întreg echipaj de astronauți. Dar, cu ajutorul nanotehnologiei, funcțiile principale ale unei nave spațiale pot fi conținute într-un volum minim, iar apoi nu o navă uriașă, în care echipajul va trebui să trăiască mulți ani, va merge spre stele, ci milioane de mici. nanonave. Poate că doar o mică parte dintre ele vor ajunge la destinație, dar principalul lucru va fi făcut: după ce au ajuns la unul dintre sateliții sistemului de destinație, aceste nave vor construi o fabrică și vor asigura producția unui număr nelimitat de copii proprii.

Vint Cerf crede că nanonavele pot fi folosite atât pentru studiul sistemului solar, cât și, în timp, pentru zborurile către stele. El spune: „Dacă putem proiecta nanodispozitive mici, dar puternice, care pot fi ușor transportate și livrate la suprafață, sub suprafață și în atmosfera planetelor și lunilor noastre vecine, explorarea sistemului solar va deveni mult mai eficientă... Aceleași capacități pot fi extinse la explorarea interstelară "

Se știe că în natură, mamiferele dau naștere doar câțiva pui și se asigură că toți supraviețuiesc. Insectele, pe de altă parte, produc un număr mare de pui, dar doar un număr mic dintre ei supraviețuiesc. Ambele strategii au suficient succes pentru a permite speciilor să existe pe planetă timp de multe milioane de ani. În același mod, putem trimite în spațiu o navă spațială foarte scumpă - sau milioane de nave stelare minuscule, fiecare dintre acestea va costa un ban și va consuma foarte puțin combustibil.

Însuși conceptul de nanonave se bazează pe o strategie de mare succes care este utilizată pe scară largă în natură: strategia roiului. Păsările, albinele și altele asemenea zboară adesea în stoluri sau roi. Nu doar că un număr mare de rude garantează siguranța; În plus, turma acționează ca un sistem de avertizare timpurie. Dacă se întâmplă ceva periculos la un capăt al turmei - de exemplu, un atac al unui prădător, întregul turmă primește instantaneu informații despre acesta. Turma este foarte eficientă și energică. Păsările, care zboară într-o figură caracteristică în formă de V - o pană, folosesc fluxuri turbulente din aripa unui vecin din față și, astfel, își fac zborul mai ușor.

Oamenii de știință vorbesc despre un roi, roi sau familie de furnici ca pe un „superorganism”, care în unele cazuri are propria sa inteligență, independentă de abilitățile indivizilor individuali care îl alcătuiesc. Sistemul nervos al unei furnici, de exemplu, este foarte simplu, iar creierul este foarte mic, dar împreună o familie de furnici este capabilă să construiască o structură foarte complexă - un furnicar. Oamenii de știință speră să profite de lecțiile naturii atunci când dezvoltă roboți „roi” care ar putea într-o zi să plece în călătorii lungi către alte planete și stele.

Într-un fel, toate acestea amintesc de conceptul de „praf inteligent”, care este dezvoltat de Pentagon: miliarde de particule echipate cu senzori minusculi sunt împrăștiate în aer și efectuează recunoașteri. Fiecare senzor în sine nu are inteligență și oferă doar o mică parte de informații, dar împreună își pot oferi proprietarilor munți de tot felul de date. DARPA a sponsorizat cercetarea în acest domeniu cu privire la viitoarele aplicații militare - de exemplu, folosind praf inteligent pentru a monitoriza pozițiile inamice pe câmpul de luptă. În 2007 și 2009 Forțele aeriene americane au lansat planuri detaliate de arme pentru următoarele câteva decenii; există totul, de la versiuni avansate ale avionului drone Predator (costând astăzi 4,5 milioane de dolari) până la roiuri uriașe de senzori minusculi și ieftini de mărimea unui cap de ac.

Oamenii de știință sunt și ei interesați de acest concept. Roiuri de praf inteligent ar fi utile pentru monitorizarea în timp real a unui uragan din mii de locații diferite; în același mod s-ar putea observa furtuni, erupții vulcanice, cutremure, inundații, incendii de pădure și alte fenomene naturale. În filmul Twister, de exemplu, urmărim o echipă de vânători de uragane curajoși care riscă viața și membrele prin plasarea senzorilor în jurul tornadelor. Nu numai că este foarte riscant, dar și nu este foarte eficient. În loc să vă riscați viața prin plasarea mai multor senzori în jurul unui crater vulcanic în timpul unei erupții sau în jurul unei tornade care traversează stepa și să primiți informații de la aceștia despre temperatură, umiditate și viteza vântului, ar fi mult mai eficient să împrăștiați praful inteligent în aer. și obțineți simultan date mii de puncte diferite împrăștiate pe o suprafață de sute de kilometri pătrați. Într-un computer, aceste date vor fi compilate într-o imagine tridimensională care vă va arăta în timp real evoluția unui uragan sau diferitele faze ale unei erupții. Întreprinderile comerciale lucrează deja la exemple ale acestor senzori minusculi, iar unii dintre ei sunt de fapt mai mici decât capul unui ac.

Un alt avantaj al nanonavelor este că necesită foarte puțin combustibil pentru a ajunge în spațiul cosmic. În timp ce vehiculele de lansare uriașe pot accelera doar la viteze de 11 km/s, obiectele mici precum nanonavele sunt relativ ușor de lansat în spațiu la viteze incredibil de mari. De exemplu, particulele elementare pot fi accelerate la viteze subluminii folosind un câmp electric convențional. Dacă dați nanoparticulelor o mică sarcină electrică, acestea pot fi, de asemenea, accelerate cu ușurință de un câmp electric.

În loc să cheltuiți sume uriașe de bani pentru trimiterea de sonde interplanetare, este posibil să oferim fiecărei nanonave capacitatea de a se replica; astfel, chiar și un nanobot ar putea construi o fabrică de nanoboți sau chiar o bază lunară. După aceasta, noi sonde cu auto-replicare vor porni să exploreze alte lumi. (Problema este de a crea primul nanobot capabil să se autocopie, iar aceasta este încă o chestiune de viitor foarte îndepărtat.)

În 1980, NASA a luat în serios ideea unui robot cu auto-replicare, încât a comandat un studiu special de la Universitatea Santa Clara numit „Automatizare avansată pentru sarcini spațiale” și a examinat mai multe opțiuni posibile în detaliu. Unul dintre scenariile luate în considerare de oamenii de știință de la NASA a implicat trimiterea pe Lună a unor mici roboți autoreplicatori. Acolo, roboții trebuiau să organizeze producția de felul lor din materiale vechi.

Raportul despre acest program a fost dedicat în principal creării unei fabrici chimice de prelucrare a solului lunar (regolit). S-a presupus, de exemplu, că robotul va ateriza pe Lună, va fi împărțit în părțile sale constitutive și apoi va asambla o nouă configurație din ele - exact ca un robot de jucărie care se transformă. Deci, robotul ar putea asambla oglinzi parabolice mari pentru a concentra lumina soarelui și a începe să topească regolitul. El ar folosi apoi acidul fluorhidric pentru a extrage metale utilizabile și alte substanțe din topitura regolitului. Metalele ar putea fi folosite pentru a construi o bază lunară. De-a lungul timpului, robotul avea să construiască și o mică fabrică lunară pentru a-și produce propriile copii.

Pe baza datelor din acest raport, Institutul pentru Concepte Avansate al NASA a lansat o serie de proiecte bazate pe utilizarea roboților cu auto-replicare. Mason Peck de la Universitatea Cornell a fost unul dintre cei care au luat în serios ideea unor nave stelare mici.

Am vizitat laboratorul lui Peck și am văzut cu ochii mei un banc de lucru presărat cu tot felul de componente care ar putea într-o zi să fie destinate să meargă în spațiu. Lângă bancul de lucru era și o mică cameră curată cu pereți de plastic, unde erau asamblate componente subțiri ale viitorilor sateliți.

Viziunea lui Peck despre explorarea spațiului este foarte diferită de orice vedem în filmele de la Hollywood. Acesta sugerează posibilitatea creării unui cip care măsoară un centimetru cu centimetru și cântărește un gram, care poate fi accelerat la 1% din viteza luminii. De exemplu, el poate profita de efectul sling, cu care NASA își accelerează stațiile interplanetare la viteze enorme. Această manevră gravitațională implică înconjurarea planetei; cam în același mod, o piatră într-o praștie, ținută de o centură gravitațională, accelerează, zboară în cerc și este trasă în direcția dorită. Aici gravitația planetei ajută să ofere navei spațiale viteză suplimentară.

Dar Peck vrea să folosească forțele magnetice în loc de gravitație. El speră să forțeze micronava să descrie o buclă în câmpul magnetic al lui Jupiter, care este de 20.000 de ori mai intensă decât câmpul magnetic al Pământului și destul de comparabilă cu câmpurile din acceleratoarele Pământului capabile să accelereze particulele elementare la energii de trilioane de electroni volți.

Mi-a arătat o mostră - un microcircuit care, conform planului său, ar putea într-o zi să facă o lungă călătorie în jurul lui Jupiter. Era un pătrat mic, mai mic decât vârful degetului, plin literalmente cu tot felul de lucruri științifice. În general, aparatul interstelar al lui Peck va fi foarte simplu. Pe de o parte, cipul are o baterie solară, care ar trebui să îi furnizeze energie pentru comunicare, iar pe de altă parte, un transmițător radio, cameră video și alți senzori. Acest dispozitiv nu are motor, iar câmpul magnetic al lui Jupiter va trebui să-l accelereze. (Din păcate, în 2007, Institutul de Concepte Avansate al NASA, care finanțase acest proiect și alte proiecte inovatoare pentru programul spațial din 1998, a fost închis din cauza reducerilor bugetare.)

Vedem că ideea lui Peck despre nave este foarte diferită de cea acceptată în science fiction, unde nave stelare uriașe cutreieră vastitatea Universului sub controlul unei echipe de astronauți curajoși. De exemplu, dacă pe una dintre lunile lui Jupiter ar apărea o bază științifică, zeci de astfel de nave mici ar putea fi lansate pe orbită în jurul gigantului gazos. Dacă, printre altele, pe această lună ar apărea o baterie de tunuri laser, navele minuscule ar putea fi accelerate până la o fracțiune notabilă din viteza luminii, oferindu-le accelerație folosind un fascicul laser.

Puțin mai târziu, i-am pus lui Peck o întrebare simplă: ar putea el să-și micșoreze cipul până la dimensiunea unei molecule folosind nanotehnologia? Atunci nici măcar câmpul magnetic al lui Jupiter nu va fi necesar - ele pot fi accelerate la viteze subluminii într-un accelerator convențional construit pe Lună. A spus că este posibil, dar încă nu a stabilit detaliile.

Așa că am luat o bucată de hârtie și împreună am început să scriem ecuații pe ea și să ne dăm seama ce va rezulta din ea. (Așa comunicăm noi, oamenii de știință, unii cu alții - mergem cu o cretă la o tablă sau luăm o bucată de hârtie și încercăm să rezolvăm o problemă folosind diverse formule.) Am scris o ecuație pentru forța Lorentz, pe care Peck își propune să o folosească să-și accelereze navele lângă Jupiter. Apoi am redus mental navele la dimensiunea moleculelor și le-am plasat mental într-un accelerator ipotetic precum Large Hadron Collider. Am realizat rapid că, cu ajutorul unui accelerator convențional plasat pe Lună, nanonavele noastre ar putea fi accelerate la viteze apropiate de viteza luminii fără probleme. Prin reducerea dimensiunii navei stelare de la o placă centimetrică la o moleculă, am reușit să reducem acceleratorul necesar pentru a le accelera; Acum, în loc de Jupiter, am putea folosi un accelerator de particule tradițional. Ideea ni s-a părut destul de realistă.

Cu toate acestea, după ce am analizat din nou ecuațiile, am ajuns la o concluzie generală: singura problemă aici este stabilitatea și puterea nanonavelor. Va sparge acceleratorul moleculele noastre? Ca o minge pe o sfoară, aceste nanonave vor experimenta forțe centrifuge atunci când accelerează la viteze aproape de lumină. În plus, acestea vor fi încărcate electric, astfel încât chiar și forțele electrice le vor amenința integritatea. Concluzia generală: da, nanonavele sunt o posibilitate reală, dar va fi nevoie de zeci de ani de cercetare înainte ca cipul lui Peck să poată fi micșorat la dimensiunea moleculară și amplificat suficient pentru ca apropierea de viteza luminii să nu-i afecteze în niciun fel.

Între timp, Mason Peck visează să trimită un roi de nanonave la cea mai apropiată stea, în speranța că măcar unele dintre ele vor depăși spațiul interstelar care ne separă. Dar ce vor face când vor ajunge la destinație?

Aici intervine proiectul lui Pei Zhang de la Universitatea Carnegie Mellon din Silicon Valley. El a creat o întreagă flotilă de mini-elicoptere, care într-o zi ar putea fi destinate să zboare în atmosfera unei planete extraterestre. Mi-a arătat cu mândrie roiul său de miniboți care semănau cu elicoptere de jucărie. Cu toate acestea, simplitatea exterioară este înșelătoare. Am văzut clar că fiecare dintre ei avea un cip plin cu cea mai complexă electronică. Cu o singură apăsare a unui buton, Zhang a ridicat patru miniboți în aer, care s-au împrăștiat imediat în direcții diferite și au început să ne transmită informații. Foarte curând am fost înconjurat de miniboți din toate părțile.

Astfel de elicoptere, mi-a spus Zhang, ar trebui să ofere asistență în circumstanțe critice, cum ar fi un incendiu sau o explozie; sarcina lor este colectarea de informații și recunoașterea. De-a lungul timpului, miniboții pot fi echipați cu camere de televiziune și senzori pentru temperatură, presiune, direcția vântului etc.; În cazul unui dezastru natural sau provocat de om, astfel de informații pot fi vitale. Mii de miniboți ar putea fi lansați peste un câmp de luptă, un incendiu de pădure sau (de ce nu?) peste un peisaj extraterestru neexplorat. Toți comunică în mod constant între ei. Dacă un minibot întâlnește un obstacol, ceilalți vor afla imediat despre acesta.

Așadar, un scenariu pentru călătoriile interstelare este de a trage mii de cipuri ieftine de unică folosință, similare cipului lui Mason Peck, către cea mai apropiată stea, zburând cu viteza luminii. Dacă chiar și o mică parte dintre ele ajunge la destinație, mini-navele își vor elibera aripile sau elicele și, la fel ca roiul mecanic al lui Pei Zhang, vor zbura deasupra unui peisaj extraterestru fără precedent. Ei vor trimite informații prin radio direct pe Pământ. Odată ce planetele promițătoare vor fi descoperite, a doua generație de mininave va porni; sarcina lor va fi să construiască fabrici lângă o stea îndepărtată pentru a produce aceleași mini-nave, care vor merge apoi la următoarea stea. Procesul se va dezvolta la nesfârșit.

Până în 2100, probabil că vom trimite astronauți pe Marte și centura de asteroizi, vom explora lunile lui Jupiter și vom lua în serios trimiterea de sonde către stele.

Dar cum rămâne cu umanitatea? Vom avea colonii spațiale și vor putea ele să rezolve problema suprapopulării? Vom găsi o nouă casă în spațiu? Va începe rasa umană să părăsească Pământul până în 2100?

Nu. Având în vedere costul călătoriilor în spațiu, majoritatea oamenilor nu se vor îmbarca la bordul unei nave spațiale și nu vor vedea planete îndepărtate în 2100, sau chiar mult mai târziu. Poate că câțiva astronauți vor fi reușit să creeze câteva avanposturi minuscule ale umanității pe alte planete și sateliți până în acest moment, dar umanitatea în ansamblu va rămâne limitată la Pământ.

Întrucât Pământul va fi casa umanității pentru multe alte secole, să ne întrebăm: cum se va dezvolta civilizația umană? Ce impact va avea știința asupra stilului de viață, muncii și societății? Știința este motorul prosperității, așa că merită să ne gândim cum va schimba civilizația umană și bunăstarea noastră în viitor.

Note:

Baza pentru determinarea coordonatelor utilizatorului nu este măsurarea schimbărilor de frecvență, ci doar timpul de călătorie al semnalelor de la mai mulți sateliți aflați la distanțe diferite (dar cunoscute în fiecare moment) față de acesta. Pentru a determina trei coordonate spațiale, în principiu, este suficient să procesați semnale de la patru sateliți, deși, de obicei, receptorul „ține cont” de toți sateliții de lucru pe care îi aude în acest moment. Există și o metodă mai precisă (dar și mai dificil de implementat) bazată pe măsurarea fazei semnalului primit. - Aprox. BANDĂ

Sau într-o altă limbă pământească, în funcție de locul în care a fost filmat. - Aprox. BANDĂ

Proiectul TPF a fost inclus într-adevăr în planurile pe termen lung ale NASA de multă vreme, dar a rămas întotdeauna un „proiect pe hârtie”, departe de stadiul implementării practice. Nici acesta, nici un al doilea proiect din aceeași arie tematică, Fotograful Planetei Terestre (TPI), nu este inclus în propunerea de buget pentru anul fiscal 2012. Poate că succesorul lor va fi misiunea Lumii Noi pentru imagistica și spectroscopia planetelor asemănătoare Pământului, dar nu se poate spune nimic despre momentul lansării sale. - Aprox. BANDĂ

În realitate, nu era vorba de sensibilitate, ci de calitatea suprafeței oglinzii. - Aprox. BANDĂ

Acest proiect a fost selectat în februarie 2009 pentru implementare comună de către NASA și Agenția Spațială Europeană. La începutul anului 2011, americanii s-au retras din proiect din lipsă de fonduri, iar Europa și-a amânat decizia de a participa la el până în februarie 2012. Proiectul Ice Clipper menționat mai jos a fost propus pentru un concurs NASA încă din 1997 și nu a fost acceptat. . - Aprox. BANDĂ

Din păcate, textul este depășit și în asta. La fel ca EJSM, acest proiect comun a pierdut sprijinul SUA la începutul lui 2011 și este în curs de revizuire, pretinzând aceleași fonduri în bugetul EKA ca EJSM și Observatorul Internațional de Raze X IXO. Doar unul dintre aceste trei proiecte, în formă redusă, poate fi aprobat pentru implementare în 2012, iar lansarea poate avea loc după 2020 – Notă. BANDĂ

Și unii dintre ei sunt chestionați. - Aprox. BANDĂ

Strict vorbind, acesta a fost numele programului NASA conceput pentru a îndeplini cerințele lui Bush, ale căror principale prevederi sunt descrise de autor mai jos. - Aprox. BANDĂ

SUA au rachete și nu trebuie să fie inventate de la zero: nava spațială Orion poate fi lansată de o versiune grea - transportatorul Delta IV și nave private mai ușoare - pe rachete Atlas V sau Falcon-9. Dar nu există o singură navă spațială cu echipaj și nu va exista în următorii trei-patru ani. - Aprox. BANDĂ

Ideea, desigur, nu este distanța, ci creșterea și scăderea vitezei necesare zborurilor. De asemenea, este recomandabil să se limiteze durata expediției pentru a minimiza expunerea la radiații a echipajului. În total, aceste restricții pot avea ca rezultat un model de zbor cu un consum de combustibil foarte mare și, în consecință, o masă mare a complexului expediționar și costul acestuia. - Aprox. BANDĂ

Nu este adevarat. Gazele fierbinți au pătruns în aripa stângă a Columbia și, după o încălzire prelungită, l-au lipsit de puterea sa. Aripa a fost deformată, nava și-a pierdut singura orientare corectă la frânarea în atmosfera superioară și a fost distrusă de forțele aerodinamice. Astronauții au fost uciși din cauza depresurizării și a supraîncărcărilor de șocuri insuportabile. - Aprox. BANDĂ

În februarie 2010, administrația Obama a anunțat închiderea completă a programului Constellation, inclusiv a navei spațiale Orion, dar deja în aprilie a fost de acord să-l mențină ca vehicul de salvare pentru ISS. În 2011, s-a ajuns la un consens cu privire la începerea imediată a finanțării pentru lansarea super-grea SLS pe ​​baza elementelor navetei și continuarea lucrărilor la Orion fără un anunț oficial al obiectivelor promițătorului program cu echipaj. - Aprox. BANDĂ

Nimic de genul asta! În primul rând, rușii și americanii care acum zboară împreună timp de șase luni o dată aterizează sănătoși și sunt capabili să meargă, deși cu precauție, în ziua aterizării. În al doilea rând, starea cosmonauților sovietici și ruși a fost aceeași după zboruri record care au durat 366 și 438 de zile, deoarece mijloacele pe care le-am dezvoltat pentru a combate efectele factorilor de zbor spațial sunt suficiente pentru astfel de perioade. În al treilea rând, Andriyan Nikolaev și Vitaly Sevastyanov abia s-au putut târâ după un zbor record de 18 zile pe Soyuz-9 în 1970, când practic nu fuseseră încă aplicate măsuri preventive. - Aprox. BANDĂ

Învârtirea unei nave sau a unei părți din ea în jurul axei sale este destul de simplă și nu necesită aproape niciun consum suplimentar de combustibil. Un alt lucru este că poate să nu fie foarte convenabil pentru echipaj să lucreze în astfel de condiții. Cu toate acestea, practic nu există date experimentale în acest sens. - Aprox. BANDĂ

Această estimare populară a costului ISS este incorectă, deoarece include în mod artificial costurile tuturor zborurilor navetei în timpul construcției și exploatării sale. Proiectarea și fabricarea componentelor stației, instrumentele științifice și controlul misiunii sunt acum evaluate la aproximativ 58 de miliarde de dolari în aproape 30 de ani (1984–2011). - Aprox. BANDĂ

Ascensorul spațial nu se poate termina la altitudinea orbitei geostaționare - pentru ca acesta să atârne nemișcat și să poată servi drept suport pentru deplasarea cabinelor de transport, sistemul trebuie să fie echipat cu o contragreutate la o altitudine de până la 100.000 km. . - Aprox. BANDĂ

A doua copie a acestei nave spațiale, NanoSail-D2, a fost lansată pe 20 noiembrie 2010 împreună cu satelitul Fastsat, separat de acesta la 17 ianuarie 2011 și a desfășurat cu succes o velă spațială cu o suprafață de 10 m2. - Aprox. BANDĂ

În mai 2011, trei „sateliți cip” experimentali ai echipei lui Peck au fost livrați la ISS pentru testare de anduranță în condițiile spațiului cosmic. - Aprox. BANDĂ

Un astfel de transfer în sine este o sarcină descurajantă. - Aprox. BANDĂ

Cu toate acestea, Interstellar este doar science fiction, iar Dr. White, la rândul său, lucrează în domeniul foarte real al dezvoltării de tehnologii avansate pentru călătoriile în spațiu într-un laborator NASA. Nu mai este loc pentru science fiction aici. Există știință adevărată aici. Și dacă lăsăm deoparte toate problemele asociate cu bugetul redus al agenției aerospațiale, atunci următoarele cuvinte ale lui White par destul de promițătoare:

„Poate că experiența Star Trek din timpul nostru nu este o posibilitate atât de îndepărtată.”

Cu alte cuvinte, ceea ce vrea să spună dr. White este că el și colegii săi nu sunt ocupați cu crearea unor filme ipotetice, sau simple schițe 3D și idei legate de warp drive. Ei nu cred doar că construirea unei unități warp în viața reală este teoretic posibilă. Ei dezvoltă de fapt prima unitate warp:

„Lucrând în laboratorul Eagleworks, în adâncul Centrului Spațial Johnson al NASA, Dr. White și echipa sa de oameni de știință încearcă să găsească lacune care ar face visul să devină realitate. Echipa a „creat deja un stand de simulare pentru a testa un interferometru special, prin care oamenii de știință vor încerca să genereze și să detecteze bule de urzeală microscopice. Dispozitivul se numește interferometru cu câmp warp White-Judy.”

Aceasta poate părea acum o realizare minoră, dar descoperirile din spatele acestei invenții s-ar putea dovedi nesfârșit utile în cercetările viitoare.

„În ciuda faptului că acesta este doar un mic avans în această direcție, ar putea fi deja o dovadă a existenței înseși posibilității de antrenare warp, așa cum a fost demonstrat la un moment dat Chicago Woodpile (primul reactor nuclear artificial). În decembrie 1942, a fost efectuată prima demonstrație a unei reacții nucleare în lanț controlate și autosusținute, producând până la jumătate de watt de energie electrică. La scurt timp după demonstrație, în noiembrie 1943, a fost lansat un reactor cu o capacitate de aproximativ patru megawați. Oferirea de dovezi ale existenței este un moment critic pentru o idee științifică și poate fi punctul de plecare pentru dezvoltarea tehnologiei.”

Dacă munca oamenilor de știință va avea succes în cele din urmă, atunci, potrivit Dr. White, va fi creat un motor care ne poate duce la Alpha Centauri „în decurs de două săptămâni în timpul Pământului”. În acest caz, trecerea timpului pe navă va fi la fel ca pe Pământ.

„Forțele de maree din interiorul bulei warp nu vor cauza probleme unei persoane, iar întreaga călătorie va fi percepută de acesta ca și cum ar fi în condiții de accelerație zero. Când câmpul warp este pornit, nimeni nu va fi atras cu o forță enormă către corpul navei, nu, în acest caz călătoria ar fi foarte scurtă și tragică.”

Multe țări dezvoltate tehnologic, în special țările Uniunii Europene (inclusiv Franța, Germania, Marea Britanie), precum și Japonia, China, Ucraina, India, au efectuat și efectuează cercetări menite să creeze propriile mostre de sisteme spațiale reutilizabile. (Hermes, HOPE, „Zenger-2”, HOTOL, ASSTS, RLV, Skylon, „Shenlong”, „Sura”, etc.) Din păcate, dificultățile economice transformă în roșu aceste proiecte, de multe ori după ce s-au efectuat lucrări semnificative de proiectare. efectuate.

Hermes -dezvoltat de Agenția Spațială Europeană proiect nava spatiala. Dezvoltarea a început oficial în noiembrie 1987, deși proiectul a fost aprobat de guvernul francez încă din 1978. Proiectul trebuia să lanseze prima navă în 1995, dar schimbarea situațiilor politice și dificultățile de finanțare au dus la închiderea proiectului în 1993. Nici o navă nu a fost construită așa.

Nava spațială europeană Hermes

HORE - Naveta spațială a Japoniei. Proiectat de la începutul anilor 80. A fost planificat ca un avion spațial reutilizabil cu patru locuri cu lansare verticală pe un vehicul de lansare N-2 de unică folosință. A fost considerată principala contribuție a Japoniei la ISS.

Nava spațială japoneză HOPE
Firmele aerospațiale japoneze au început în 1986 să implementeze un program de cercetare și dezvoltare în domeniul tehnologiei hipersonice. Una dintre direcțiile principale ale programului a fost crearea unei aeronave aerospațiale cu aripi fără pilot „Hope” (HOPE - tradus ca „Speranță”), lansată pe orbită folosind vehiculul de lansare H-2 (H-2), care urma să fie introdus în exploatare în 1996
Scopul principal al navei este de a furniza periodic laboratorul multifuncțional japonez „JEM” (JEM) ca parte a stației spațiale americane (acum modulul ISS Kibo).
Dezvoltatorul principal este Administrația Națională a Spațiului (NASDA). Cercetările de proiectare a unei nave spațiale avansate cu echipaj au fost efectuate de Laboratorul Național Aerospațial (NAL) împreună cu firmele industriale Kawasaki, Fuji și Mitsubishi. Opțiunea propusă de laboratorul NAL a fost acceptată anterior ca cea de bază.
Până în 2003, au fost construite complexele de lansare, machete de dimensiune completă cu toate instrumentele, au fost selectați cosmonauți și au fost testate modele prototip ale navei spațiale HIMES în zbor orbital. Dar în 2003, programul spațial al Japoniei a fost complet revizuit și proiectul a fost închis.

X-30 National Aero-Space Plane (NASP) - un proiect al unei nave spațiale reutilizabile promițătoare- un sistem aerospațial-navă spațială cu o singură etapă (AKS) de nouă generație cu lansare și aterizare orizontală, dezvoltat de Statele Unite pentru a crea un mijloc fiabil și simplu de lansare în masă a oamenilor și a mărfurilor în spațiu. Proiectul a fost suspendat, iar cercetările sunt în curs de desfășurare pe vehicule aeriene experimentale fără pilot hipersonice (Boeing X-43) pentru a crea un motor hipersonic ramjet.
Dezvoltarea NASP a început în 1986. În discursul său din 1986, președintele SUA Ronald Reagan a declarat:
...Orient Express, care va fi construit în următorul deceniu, va putea decola de pe Aeroportul Dulles și, accelerând până la o viteză de 25 de ori viteza sunetului, va intra pe orbită sau va zbura spre Tokyo în 2 ore.
Programul NASP, finanțat de NASA și Departamentul de Apărare al SUA, a fost desfășurat cu participarea McDonnell Douglas și Rockwell International, care au lucrat la crearea unei structuri și echipamente pentru un avion spațial hipersonic cu o singură etapă. Rocketdyne și Pratt & Whitney au lucrat la crearea motoarelor hipersonice ramjet.

Nava spațială reutilizabilă X-30
Conform cerințelor Departamentului de Apărare al SUA, X-30 trebuia să aibă un echipaj de 2 persoane și să poarte o încărcătură ușoară. Un avion spațial cu echipaj cu echipaj de control și sisteme de susținere a vieții s-a dovedit prea mare, greu și costisitor pentru un demonstrator de tehnologie experimentat. Drept urmare, programul X-30 a fost oprit, dar cercetările în domeniul vehiculelor de lansare cu o singură etapă cu lansare orizontală și motoare hipersonice ramjet din Statele Unite nu s-au oprit. În prezent, se lucrează la un mic vehicul fără pilot Boeing X-43 „Hyper-X” pentru testarea unui motor ramjet.
X-33 - prototip de vehicul aerospațial reutilizabil într-o singură etapă, construit în baza unui contract NASA de către Lockheed Martin ca parte a programului Venture Star. Lucrările la program au fost efectuate în perioada 1995-2001. Ca parte a acestui program, s-a planificat dezvoltarea și testarea unui model hipersonic al unui viitor sistem cu o singură etapă și, în viitor, crearea unui sistem de transport cu drepturi depline bazat pe acest concept tehnic.

Nava spațială reutilizabilă cu o singură etapă X-33

Programul de creare a aparatului experimental X-33 a fost lansat în iulie 1996. Contractorul NASA a fost divizia de dezvoltare Skunk Works a Lockheed Martin Corporation, care a câștigat contractul pentru crearea unei nave spațiale fundamental nouă, numită Venture Star. Ulterior, modelul său îmbunătățit a fost testat, numit „X-33” și înconjurat de un văl dens de secret. Sunt cunoscute doar câteva caracteristici ale dispozitivului. Greutate la decolare -123 tone, lungime -20 metri, latime -21,5 metri. Două motoare cu un design fundamental nou permit lui X-33 să depășească viteza sunetului de 1,5 ori. Dispozitivul este o încrucișare între o navă spațială și o aeronavă stratosferică. Evoluții au fost realizate sub steagul reducerii costului de lansare a încărcăturii utile în spațiu de zece ori, de la actualul 20 de mii de dolari pe kilogram la puțin peste două mii. Programul a fost însă închis în 2001, construcția unui prototip experimental nu a fost finalizată.

Pentru Venture Star (X-33), a fost dezvoltat un așa-numit motor rachetă cu aer cu pană.
Motor rachetă cu aer cu pană(ing. Motor Aerospike, Aerospike, KVRD) - un tip de motor de rachetă cu o duză în formă de pană care menține eficiența aerodinamică pe o gamă largă de altitudini deasupra suprafeței Pământului cu diferite presiuni atmosferice. CVRD aparține unei clase de motoare rachetă ale căror duze sunt capabile să modifice presiunea jetului de gaz care se scurge în funcție de modificările presiunii atmosferice odată cu creșterea altitudinii de zbor (duză de compensare a altitudinii). Un motor cu acest tip de duză folosește cu 25-30% mai puțin combustibil la altitudini mici, unde de obicei este necesară cea mai mare forță. Motoarele cu aer cu pană au fost studiate de mult timp ca opțiune principală pentru sistemele spațiale cu o singură etapă (SSTO), adică sistemele de rachete care folosesc doar o etapă pentru a livra o sarcină utilă pe orbită. Motoarele de acest tip au fost un candidat serios pentru a fi utilizate ca motoare principale pe naveta spațială în timpul creării acesteia (vezi: SSME). Cu toate acestea, din 2012, nici un singur motor de acest tip nu este folosit sau produs. Cele mai de succes opțiuni sunt în stadiul de dezvoltare.

În stânga este un motor de rachetă convențional, în dreapta este un motor de rachetă cu aer cu pană.

Skylon este numele proiectului companiei engleze Reaction Engines Limited, conform căreia în viitor poate fi creată o navă spațială reutilizabilă fără pilot, care, așa cum presupun dezvoltatorii săi, va face posibil accesul ieftin și de încredere la spațiu. O examinare preliminară a acestui proiect a recunoscut că nu existau erori tehnice sau de proiectare în el. Potrivit estimărilor, Skylon va reduce costul de îndepărtare a încărcăturii de 15-50 de ori. În prezent, compania caută finanțare.
Conform proiectului Skylon, acesta va fi capabil să livreze aproximativ 12 tone de marfă în spațiu (pentru orbita ecuatorială joasă)
Skylon va putea decola ca un avion obișnuit și, după ce a atins o viteză hipersonică de 5,5 M și o altitudine de 26 de kilometri, va trece la oxigen din propriile rezervoare pentru a intra pe orbită. De asemenea, va ateriza ca un avion. Astfel, nava spațială britanică nu numai că trebuie să meargă în spațiu fără a folosi trepte de amplificare, propulsoare externe sau rezervoare de combustibil care se pot arunca, ci și să efectueze întregul zbor folosind aceleași motoare (două la număr) în toate etapele, începând cu rularea de-a lungul aerodromului. și se termină cu secțiunea orbitală.
O parte cheie a proiectului este o centrală unică - un motor cu reacție multimodal(ing. motor rachetă hibrid cu prerăcire hipersonică cu respirație de aer - motor hipersonic combinat aer-respirație/rachetă cu prerăcire).
În ciuda faptului că proiectul are deja mai mult de 10 ani, nu a fost încă creat un singur prototip de lucru de dimensiune completă al motorului viitorului dispozitiv și în prezent proiectul „există” doar sub forma unui concept, deoarece Dezvoltatorii nu au reușit să găsească finanțarea necesară pentru a începe faza de dezvoltare și construcție; în 1992, valoarea proiectului a fost stabilită la aproximativ 10 miliarde de dolari. Potrivit dezvoltatorilor, Skylon își va recupera costurile de producție, întreținere și utilizare și va putea obține profit în viitor.

„Skylon” este o navă spațială engleză reutilizabilă promițătoare.
Sistem aerospațial multifuncțional (MAKS)- un proiect al unui complex spațial în două etape care folosește metoda de lansare aeriană, care constă dintr-o aeronavă de transport (An-225 Mriya) și o navă spațială orbitală-avion rachetă (cosmoplan), numit plan orbital. Un avion-rachetă orbital poate fi fie cu echipaj, fie fără pilot. În primul caz, este instalat împreună cu un rezervor extern de combustibil de unică folosință. În al doilea, rezervoarele cu componente de combustibil și oxidant sunt plasate în interiorul avionului rachetei. O variantă a sistemului permite, de asemenea, instalarea, în locul unei aeronave orbitale reutilizabile, a unei etape de rachetă de unică folosință cu combustibil criogenic și componente oxidante.
Dezvoltarea proiectului a fost realizată la NPO Molniya încă de la începutul anilor 1980 sub conducerea lui G. E. Lozino-Lozinsky. Proiectul a fost prezentat publicului larg la sfârșitul anilor 1980. Odată cu dezvoltarea la scară largă a lucrărilor, proiectul ar putea fi implementat înainte de începerea testelor de zbor deja în 1988.

Ca parte a activității de inițiativă a NPO Molniya, în cadrul proiectului au fost create dimensiuni mai mici și la scară largă și modele de greutate ale rezervorului de combustibil extern, dimensiuni și greutate și modele tehnologice ale avionului spațial. Până în prezent, aproximativ 14 milioane de dolari au fost deja cheltuiți pentru proiect. Proiectul este încă posibil dacă există investitori.
„Clipper” - o navă spațială reutilizabilă multifuncțională cu echipaj, proiectat la RSC Energia din 2000 pentru a înlocui nava spațială din seria Soyuz.

Model Clipper la expoziția aeriană din Le Bourget.
În a doua jumătate a anilor 1990, a fost propusă o nouă navă în conformitate cu designul „cocă portantă” - o opțiune intermediară între naveta cu aripi și capsula balistică Soyuz. Aerodinamica navei a fost calculată, iar modelul acesteia a fost testat într-un tunel de vânt. În 2000-2002, dezvoltarea ulterioară a navei era în curs, dar situația dificilă din industrie nu a lăsat nicio speranță pentru implementare. În cele din urmă, în 2003, proiectul a primit un început.
În 2004, a început promovarea Clipper. Din cauza finanțării bugetare insuficiente, accentul principal a fost pus pe cooperarea cu alte agenții spațiale. În același an, ESA și-a arătat interesul pentru Clipper, dar a cerut o reelaborare radicală a conceptului pentru a se potrivi nevoilor sale - nava trebuia să aterizeze pe aerodromuri ca un avion. La mai puțin de un an mai târziu, în colaborare cu Sukhoi Design Bureau și TsAGI, a fost dezvoltată o versiune înaripată a Clipper-ului. În același timp, RKK a creat un model la scară reală al navei și au început lucrările la asamblarea echipamentului.
În 2006, pe baza rezultatelor concursului, proiectul a fost trimis oficial de către Roscosmos pentru revizuire, iar apoi oprit din cauza încheierii concursului. La începutul anului 2009, RSC Energia a câștigat concursul pentru dezvoltarea unei nave spațiale mai versatile PPTS-PTKNP („Rus”).
„Parom” - remorcher reutilizabil interorbital, proiectat la RSC Energia din anul 2000, și care este de așteptat să înlocuiască nave spațiale de transport de unică folosință de tip Progress.
„Fericul” trebuie să se ridice de pe o orbită joasă de referință (200 km) pe orbita ISS (350,3 km) containere - relativ simple, cu un minim de echipamente, lansate în spațiu folosind Soyuz sau Protoni și transportându-le, respectiv, de la 4 la 13 tone de marfă. „Fericul” are două puncte de andocare: unul pentru container, al doilea pentru acostarea la ISS. După ce containerul este lansat pe orbită, feribotul, folosind sistemul său de propulsie, coboară la el, se acostează cu el și îl ridică la ISS. Și după descărcarea containerului, „Parom” îl coboară pe o orbită inferioară, unde se dezaoculează și frânează singur (are și motoare mici) pentru a arde în atmosferă. Remorcherul va trebui să aștepte un nou container pentru remorcarea ulterioară către ISS. Și de atâtea ori. Parom este alimentat din containere și, în timp ce este de serviciu ca parte a ISS, este supus unor reparații preventive după cum este necesar. Containerul poate fi lansat pe orbită de aproape orice transportator intern sau străin.

Corporația spațială rusă Energia plănuia să lanseze în spațiu primul remorcher interorbital de tip Parom în 2009, însă, din 2006, nu au existat anunțuri oficiale sau publicații dedicate dezvoltării acestui proiect.

Zarya - navă spațială multifuncțională reutilizabilă, dezvoltat de RSC Energia în 1986-1989, a cărui producție nu a fost niciodată începută din cauza unei reduceri a finanțării pentru programele spațiale.
Dispunerea generală a navei este similară cu navele din seria Soyuz.
Principala diferență față de navele spațiale existente este metoda de aterizare verticală folosind motoare cu reacție care funcționează cu kerosen drept combustibil și peroxid de hidrogen ca oxidant (această combinație a fost aleasă datorită toxicității scăzute a componentelor și a produselor de ardere). 24 de motoare de aterizare au fost plasate în jurul circumferinței modulului, duzele au fost îndreptate în unghi față de peretele lateral al navei.
În stadiul inițial de coborâre, s-a planificat să se efectueze frânarea datorită frânării aerodinamice la o viteză de aproximativ 50-100 m/s, apoi au fost pornite motoarele de aterizare, restul vitezei a fost planificată să fie amortizată din cauza amortizoarele deformabile ale navei și scaunele echipajului.
Lansarea pe orbită a fost planificată să fie efectuată folosind un vehicul de lansare Zenit modernizat.

Nava spațială Zarya.
Diametrul navei trebuia să fie de 4,1 m, lungimea de 5 m. Masa de lansare a navei era de 15 tone, masa încărcăturii livrate pe orbită era de 3 tone sau un echipaj de 8 persoane, masa încărcăturii returnate pe Pământ a fost 2,5 tone.Durata zborului împreună cu stația orbitală a fost de 195 -270 de zile.

V-am împărtășit informațiile pe care le-am „dezgropat” și le-am sistematizat. În același timp, nu este deloc sărăcit și este gata să împartă mai departe, cel puțin de două ori pe săptămână. Dacă găsiți erori sau inexactități în articol, vă rugăm să ne anunțați. Voi fi foarte recunoscător.

Nu există postări înrudite.

Comentarii

Recenziile (10) despre Dezvoltarea navelor spațiale promițătoare s-au oprit la jumătatea drumului.”

E-mail: [email protected]
Kolpakov Anatoli Petrovici
Călătorie pe Marte
Conţinut
1. Rezumat
2. Levitator pentru o navă spațială
3. SE – energie static pentru o centrală electrică
4. Zboruri spre Marte
5. Rămâi pe Marte

adnotare
Navele cu reacție (RSV) nu sunt potrivite pentru călătorii lungi în spațiul adânc. Acestea necesită o cantitate mare de combustibil, care reprezintă cea mai mare parte a masei RSC. RSC-urile au o secțiune de accelerație foarte mică cu depășirea suprasarcinii excesive și o secțiune de mișcare foarte mare în gravitate zero. Acceleră până la doar 3 viteze cosmice de 14,3 km/s. Acest lucru clar nu este suficient. Cu această viteză, poți zbura spre Marte (150 de milioane de km), ca o piatră aruncată, în doar 120 de zile. În plus, RKK trebuie să aibă și o centrală electrică pentru a genera electricitatea necesară satisfacerii tuturor nevoilor acestei nave. Această centrală necesită și combustibil și oxidant, dar de alt tip. Pentru prima dată în lume, ofer două dispozitive importante: polilevitatorul și SE - un energie static. Polilevitatorul este un dispozitiv de propulsie fără suport, iar SE este o centrală electrică. Ambele dispozitive folosesc principii de funcționare noi, necunoscute anterior. Nu au nevoie de combustibil, pentru că folosesc Sursa de forță descoperită de mine. Sursa forțelor este eterul Universului. Un polilevitator (denumit în continuare levitator) este capabil să creeze forță liberă de orice magnitudine pentru o lungă perioadă de timp. Este destinat să propulseze nava spațială, iar energoidul este destinat să conducă generatorul de energie electrică pentru nevoile navei spațiale. Navele spațiale cu levitare Marte (MLK) capabile să ajungă pe Marte în 2,86 zile. În același timp, efectuează doar zbor activ pe toată durata călătoriei. În prima jumătate a traseului accelerează cu o accelerație egală cu + 9,8 m/s2, iar în a doua jumătate a traseului decelerează cu o decelerație egală cu – 9,8 m/s2. Astfel, călătoria pe Marte se dovedește a fi scurtă și confortabilă (fără supraîncărcări și imponderabilitate) pentru echipajul MLK. MLK are o capacitate mare, deci este dotat cu tot ce este necesar. Pentru a furniza energie electrică, acesta este alimentat cu un EPS - o centrală de energie energoid, care include un energoid și un generator de energie electrică. MLK-urile vor fi trimise pe Marte în diverse scopuri: științifice, de marfă și turistice. Oamenii de știință vor fi echipați cu instrumentele și echipamentele necesare pentru a studia această planetă. De asemenea, vor transporta oameni de știință acolo. Cargo MLK va livra pe Marte diverse mașini și mecanisme necesare pentru realizarea de structuri de construcție în diverse scopuri, precum și pentru extracția de resurse utile civilizației pământești. MLK-urile turistice vor livra turiști și vor zbura peste Marte pentru a se familiariza cu obiectivele acestei planete. Pe lângă utilizarea MLK-urilor în diverse scopuri, se are în vedere utilizarea DRAV-urilor - aeronave cu levitație cu două locuri care vor fi utilizate pentru: cartografierea suprafeței lui Marte, instalarea structurilor de construcție, prelevarea de mostre de sol marțian, controlul instalațiilor de foraj și altele. . Ele vor fi, de asemenea, utilizate pentru controlul de la distanță al vehiculelor marțiane, răzuitoarelor, buldozerelor, excavatoarelor în timpul construcției structurilor de construcție pe Marte și în multe alte scopuri. Spațiul reprezintă un mare pericol pentru oamenii care călătoresc în el pe nave spațiale. Acest pericol sub formă de raze gamma și raze X vine de la Soare. Radiațiile dăunătoare provin și din spațiul cosmic. Până la o anumită înălțime deasupra Pământului, protecția este asigurată de câmpul magnetic al Pământului, dar mișcarea ulterioară devine periculoasă. Cu toate acestea, dacă profitați de umbra magnetică a Pământului, puteți evita acest pericol. Marte are o atmosferă foarte mică și nu are deloc un câmp magnetic, care ar putea proteja în mod fiabil oamenii care stau acolo de efectele nocive ale razelor gamma și X emanate de Soare, precum și de radiațiile dăunătoare din spațiu. Pentru a restabili câmpul magnetic al lui Marte, îmi propun să-l echipăm mai întâi cu o atmosferă. Acest lucru se poate face prin transformarea materialelor solide de pe el în gaze. Acest lucru va necesita o cantitate mare de energie, dar aceasta nu este o problemă mare. Poate fi produs de EPS, prefabricat în fabrici de pe Pământ și apoi livrat pe Marte de MLK-uri de marfă. Dacă există o atmosferă, aceasta trebuie să fie astfel încât să poată crea și acumula electricitate statică, care, după ce a atins o anumită limită, ar trebui să producă autodescărcări sub formă de fulger. Fulgerul va magnetiza miezul lui Marte și va crea un câmp magnetic al planetei, care va proteja toată viața de pe ea de radiațiile dăunătoare.

Levitator pentru turismul spațial
Aproape totul este disponibil pentru turismul spațial.Singurul lucru care lipsește este un dispozitiv de propulsie nesuportat. Am inventat un astfel de dispozitiv de propulsie fără suport, simplu, ieftin și absolut sigur, extrem de eficient, pentru o navă spațială și am testat deja principiul funcționării sale experimental. I-am dat numele de levitator. Pentru prima dată în lume, un levitator este capabil să creeze forță (împingere) de orice magnitudine fără utilizarea combustibilului. Pentru a oferi mișcare, levitatorul folosește principii necunoscute anterior. Nu necesita energie.In loc de o sursa de energie, levitatorul foloseste o sursa de forta pe care am descoperit-o, omniprezenta pe Pamant si in Spatiu. O astfel de sursă de forță este eterul Universului, puțin cunoscut științei. Am făcut 60 de descoperiri științifice aplicate ale proprietăților eterului Universului, care nu sunt încă protejate de documente de securitate. Tot ce trebuie știut despre eterul Universului este acum pe deplin cunoscut, dar până acum doar pentru mine. Eterul nu este deloc ceea ce știința își imaginează că este. O navă spațială echipată cu un levitator este capabilă să zboare în spațiu cu orice viteză, la orice altitudine, la orice distanță, fără suprasarcini vizibile și imponderabilitate. În plus, poate pluti deasupra oricărui obiect spațial: Pământ, Luna, Marte, o minge de foc, o cometă atât timp cât se dorește și să aterizeze pe suprafața lor în locuri potrivite. O navă spațială cu levitare poate intra în spațiul deschis de sute de mii de ori și se poate întoarce înapoi fără supraîncărcări vizibile și imponderabilitate. Poate efectua zborul activ atâta timp cât se dorește, adică se poate deplasa în spațiu cu forță constantă. Este capabil să creeze o accelerație pentru o navă spațială, de obicei egală cu cea de pe Pământ, de exemplu. 10 m/s2, cu oameni la bord și atinge viteze de multe ori mai mari decât viteza luminii. „Interdicțiile” STR – teoria specială a relativității a lui A. Einstein – nu se aplică mișcării nesuportate. Prima rută turistică spațială, se pare, va fi un zbor în jurul Pământului cu o navă spațială levitatoare cu câteva zeci de turiști la bord, în spațiul apropiat, la o altitudine de 50-100 km, unde nu există „junk” spațial.
Pe scurt: care este esența? Conform mecanicii clasice, în sistemele mecanice deschise forța rezultată din toate forțele care acționează nu este egală cu zero. Pentru a crea această forță, în mod paradoxal, energia oricărui purtător de energie nu este consumată. Un levitator reprezintă un astfel de sistem mecanic deschis. Levitatorul creează o forță rezultantă, care este împingerea levitatorului. Legea conservării energiei nu se aplică în ea. Astfel, mecanica sistemelor mecanice deschise se dovedește a fi fără costuri - gratuită, iar acest lucru este extrem de important. Levitatorul este un dispozitiv simplu - o legătură multiplă. Legăturile sale sunt supuse forțelor inițiate de forța de deformare a arcurilor disc sau a unei perechi de șuruburi. Forța lor rezultată este împingerea. Levitatorul poate crea forță de orice mărime, de exemplu 250 kN.

În același timp, aterizarea navelor spațiale promițătoare ar trebui să fie efectuată și pe teritoriul Rusiei; în prezent, nava spațială Soyuz decolează din Baikonur și aterizează și pe teritoriul Kazahstanului.

SE – energie static pentru o centrală electrică
Am inventat un motor, căruia i-am dat numele - energoid. Mai mult, un astfel de energieoid în care legăturile nu efectuează mișcare regulată unul față de celălalt, de aceea se numește static. Și întrucât legăturile nu au mișcare relativă, nu au uzură în perechi cinematice. Cu alte cuvinte, pot lucra atâta timp cât vor - pentru totdeauna. Un energoid static (SE) este doar o legătură multiplă. Acesta, fiind un dispozitiv închis în interiorul rotorului, este un motor rotativ mecanic. Deci, Energoidul Static, un motor rotativ mecanic, a fost în sfârșit inventat. O forță este stabilită pe una dintre legăturile sale folosind arcuri cu disc deformate foarte rigide sau o pereche de șuruburi.Este important să acordăm o atenție deosebită faptului că deformarea acestor arcuri rămâne neschimbată, adică energia sa redusă nu este cheltuită pentru performanță. opera SE. Forțele se propagă prin toate legăturile SE. Forțele acționează asupra tuturor legăturilor, modulele lor suferă transformări de la o legătură la alta și creează momente cu un cuplu calculat rezultat. Energoidul static (SE) este un dispozitiv multifuncțional. Îndeplinește simultan rolurile de foarte eficientă: 1 – sursă de energie mecanică liberă; 2 - motor mecanic; 3 – transmisie automată continuu variabilă, cu orice gamă largă de modificări ale rapoartelor de transmisie; 4 – frână dinamică fără uzură (recuperator de energie). SE poate alimenta orice mașină mobilă și staționară. Celula solară poate fi proiectată pentru orice putere de până la 150 mii kW. SE are o viteză a prizei de putere a arborelui (rotorului) de putere de până la 10 mii pe minut, raportul optim de transformare este de 4-5 (gama de schimbare a rapoartelor de viteză). SE are o resursă de operare continuă egală cu infinitul. Deoarece părțile SE nu suferă mișcare relativă cu viteze liniare sau unghiulare mari sau mici și, prin urmare, nu se uzează în perechi cinematice. Funcționarea unui energieiid static, spre deosebire de toate motoarele termice existente, nu este însoțită de niciun proces de lucru (combustia hidrocarburilor, fisiunea sau sinteza substanțelor radioactive etc.). În scopul stabilirii și controlului puterii, SE este echipat cu un dispozitiv simplu - o oprire, care creează două momente de mărime egală, dar opusă în direcție. Când se specifică o oprire în dispozitivul său (un sistem mecanic deschis), apare un moment rezultat. Conform teoremei privind mișcarea centrului de inerție a mecanicii clasice, acest moment poate avea o valoare diferită de zero. Reprezintă cuplul SE. Pe lângă oprire, SE este echipat cu un design simplu ARC-KM - un regulator automat de frecvență și cuplu, care potrivește automat cuplul SE cu momentul rezistenței la sarcină. În timpul funcționării, SE nu necesită nicio întreținere. Costurile de funcționare a acestuia sunt reduse la zero. Când se utilizează SE pentru a conduce mașini mobile sau staționare, înlocuiește: un motor și o transmisie automată. SE nu necesită combustibil și, prin urmare, nu are gaze nocive. În plus, SE are cele mai bune caracteristici de a lucra împreună cu orice mașină mobilă sau staționară. În plus, SE are o structură și un principiu de funcționare simple.
Am făcut deja calcule ale eficienței energetice a întregii game standard de capacități: de la 3,75 kW la 150 mii kW. Deci, de exemplu, cu o putere de 3,75 kW, celula solară are un diametru de 0,24 m și o lungime de 0,12 m, iar cu o putere maximă de 150 mii kW, celula solară are un diametru de 1,75 m și o lungime de 0,85 m. Aceasta înseamnă că celula solară are cele mai mici dimensiuni dintre toate centralele electrice cunoscute în prezent. Prin urmare, puterea sa specifică este o valoare mare, ajungând la 100 kW per kilogram de greutate proprie. SE este cea mai sigură și mai eficientă centrală electrică. Se pare că SE vor fi cele mai utilizate pe scară largă în sectorul energetic. Pe baza acesteia se va crea EPS - centrale energetice, care vor include celule solare și orice generator de energie electrică. EPS va putea salva omenirea de teama de moarte iminentă din cauza deficitului de energie în creștere. Sistemul de economisire a energiei va face posibilă rezolvarea completă și pentru totdeauna a problemei energetice, indiferent cât de rapid crește nevoia de energie nu numai în Federația Rusă, ci și în întreaga umanitate, precum și problema de mediu asociată - eliminarea emisiilor nocive atunci când obtinerea energiei. Mai am: „Fundamentals of the theory of solar cells” și „Theory of ideal external speed features of solar cells”, care ne permit să calculăm parametrii optimi ai ambelor celule solare pentru orice putere nominală, precum și caracteristicile de viteză ale acesteia. operare în comun cu orice mașină agregată cu aceasta. Am testat deja experimental principiul de funcționare al SE. Rezultatele obținute confirmă pe deplin „Fundamentele teoriei energiei statice (SE)”. Am Know-how (invenții încă nebrevettate în principal din cauza lipsei de finanțare) pe SE și EPS. SE se bazează pe descoperirea mea științifică fundamentală a unei noi surse de energie necunoscută anterior, care este eterul puțin studiat al Universului, precum și pe descoperirile mele științifice aplicate ale proprietăților sale fizice, care împreună determină principiul funcționării statiei. energeticoid și, în consecință, EES. Strict vorbind, eterul Universului nu este o sursă de energie. El este sursa puterii. Forțele lui pun în mișcare toată materia Universului și astfel o înzestrează cu energie mecanică. Prin urmare, această sursă poate fi numită o sursă condiționat omniprezentă de energie mecanică liberă pe Pământ și în Spațiu doar cu o rezervă. Cu toate acestea, deoarece nu există energie în ea, se dovedește a fi o sursă inepuizabilă de energie. Apropo, conform descoperirilor mele, toată materia Universului se dovedește a fi cufundată în acest eter (acest lucru este încă necunoscut științei academice). Prin urmare, eterul Universului este sursa omniprezentă de forțe (o sursă condiționată de energie). Este necesar să se acorde o atenție deosebită faptului că statul direcționează toate eforturile și o cotă echitabilă a finanțării către căutarea unei surse inepuizabile de energie. Totuși, acum am găsit deja o astfel de sursă, poate spre marea lui surprindere. O astfel de sursă, așa cum am menționat mai sus, s-a dovedit a fi nu o sursă de energie, ci o sursă de forțe - eterul Universului. Eterul Universului este singura sursă condițională omniprezentă de energie mecanică liberă care este cea mai convenabilă pentru utilizare practică și există în natură (în Univers). Toate sursele cunoscute de energie sunt doar intermediari în obținerea energiei din eterul Universului, de care se poate renunța. Prin urmare, statele trebuie să înceteze imediat finanțarea cercetării pentru noi surse de energie pentru a evita risipa de bani.
Pe scurt: care este esența descoperirilor mele științifice? Baza mecanicii tuturor tehnologiilor cunoscute sunt așa-numitele sisteme mecanice închise, în care momentul rezultat este egal cu zero. Pentru a fi diferit de zero, a trebuit să fim sofisticați în a crea dispozitive speciale (motoare, turbine, reactoare) și, în același timp, să consumăm puțină energie. Numai în astfel de cazuri în sistemele mecanice închise a fost posibil să se obțină un moment (cuplu) rezultat diferit de zero. Prin urmare, mecanica sistemelor mecanice închise se dovedește a fi costisitoare. Dar aceasta, la rândul său, s-a dovedit a fi plină, după cum se știe, de costuri financiare mari pentru obținerea energiei prin toate metodele existente în prezent. Principiul de funcționare al unui energoid static (SE) se bazează pe o altă mecanică - o parte puțin cunoscută a mecanicii clasice, așa-numitele sisteme mecanice neînchise (deschise). În aceste sisteme speciale, momentul rezultat din toate forțele care acționează nu este egal cu zero. Dar, paradoxal, energia oricărui purtător de energie nu este consumată pentru a crea acest moment. SE reprezintă un astfel de sistem mecanic deschis. Acest lucru poate fi înțeles din următorul exemplu. SE creează un moment rezultat, care este cuplul. Prin urmare, din acest motiv, SE, în special, se dovedește a fi un motor rotativ mecanic perpetuu. Din aceasta devine, de asemenea, clar că în sistemele mecanice deschise (nu închise) legea conservării energiei nu este respectată. Astfel, mecanica sistemelor mecanice deschise se dovedește a fi fără costuri - gratuită, iar acest lucru este extrem de important. Acest lucru se explică, în primul rând, prin faptul că în SE, datorită specificului său, acţionează doar forţe care sunt determinate de sursa de forţe, şi nu de sursa de energie.
SE este un dispozitiv simplu. Legăturile sale sunt afectate, după cum sa indicat mai sus, de forțele și momentele inițiate de forța de deformare a arcurilor disc sau a unei perechi de șuruburi. Momentul lor rezultat se dovedește a fi cuplul, iar SE, în special, se transformă într-un motor rotativ. Cel mai uimitor lucru este că acest dispozitiv simplu nu ar fi putut fi inventat de sute de mii de inventatori de-a lungul a aproape trei secole. Doar pentru că inventatorii și-au făcut invențiile, de regulă, fără justificare teoretică. Acest lucru continuă până în zilele noastre. Un exemplu în acest sens sunt numeroasele încercări de a inventa așa-numita „mașină cu mișcare perpetuă”. SE este o mașină cu mișcare perpetuă, dar are diferențe semnificative față de faimoasa „mașină cu mișcare perpetuă” și este mult superioară acesteia. SE are o structură simplă și un principiu de funcționare. Nu are niciun flux de lucru. Are o resursă de funcționare continuă egală cu infinitul. Nu folosește o sursă de energie, ci folosește o sursă de putere. În același timp, este o transmisie automată variabilă continuu. Are o densitate de putere extrem de mare, ajungând la 100 kW per kilogram de greutate proprie. Și așa mai departe, așa cum este deja descris în detaliu mai sus. Astfel, sistemul de energie solară se dovedește a fi superior în toate privințele tuturor centralelor electrice existente: motoare, turbine și reactoare nucleare, i.e. Sistemul de energie solară se dovedește a fi în esență nu un motor, ci o centrală electrică ideală. Am testat deja experimental principiul de funcționare al SE. S-a obținut un rezultat pozitiv, care este pe deplin în conformitate cu „Fundamentele teoriei SE”. Dacă este necesar, voi oferi dovezi prin demonstrarea unui exemplu de funcționare de EPS - o centrală energetică cu energie și, în consecință, un ESS, care va fi dezvoltat de mine conform cerințelor tehnice convenite cu Agenția Spațială. Dacă Agenția Spațială este interesată să dobândească Know-how-ul SE și EPS, voi furniza Procedura de vânzare a Know-how-ului. În plus, Agenției Spațiale vor fi eliberate: 1 – know-how SE; 2 – Fundamentele teoriei SE; 3 – Teoria caracteristicilor ideale de viteză externă ale celulelor solare; 4 – un exemplu de lucru de EPS – o centrală energetică cu energie; 5 – desene pentru el.

Zboruri spre Marte
Spațiul reprezintă un mare pericol pentru oamenii care călătoresc în el pe nave spațiale. Acest pericol sub formă de raze gamma și raze X vine de la Soare. Radiațiile dăunătoare provin și din spațiul cosmic. Până la o anumită înălțime deasupra Pământului (până la 24.000 de kilometri), protecția este asigurată de câmpul magnetic al Pământului, dar mișcarea ulterioară devine periculoasă. Cu toate acestea, dacă profitați de umbra magnetică a Pământului, puteți evita acest pericol. Umbra magnetică de pe Pământ nu acoperă întotdeauna Marte. Apare doar atunci când există o poziție relativă foarte clară a acestor planete în spațiu, dar din moment ce Marte și Pământul se mișcă constant pe orbite diferite, acesta este un caz extrem de rar. Pentru a evita această dependență este necesar să folosiți alte mijloace. Puteți folosi „plastic spațial”, carcasa complet metalică a unei nave spațiale, precum și protecție magnetică sub formă de magnet toroidal și alte mijloace de protecție care este posibil să fi fost inventate cu succes de-a lungul timpului.
Marte are o atmosferă foarte mică și nu pare să aibă deloc un câmp magnetic, care ar putea proteja în mod fiabil oamenii care stau acolo de efectele nocive ale razelor gamma și X emanate de Soare, precum și de radiațiile dăunătoare din spațiu. Pentru a restabili câmpul magnetic al lui Marte, îmi propun să-l echipăm mai întâi cu o atmosferă. Acest lucru se poate face prin conversia materialelor solide corespunzătoare prezente pe acesta în gaze. Acest lucru va necesita o cantitate mare de energie, dar acest lucru nu reprezintă o problemă. Poate fi produs de EPS fabricat în fabrici de pe Pământ și apoi livrat pe Marte folosind MLK. Dacă există o atmosferă, această atmosferă trebuie să fie astfel încât să poată crea și acumula electricitate statică, care, după ce a atins o anumită limită, ar trebui să producă autodescărcări sub formă de fulger. Acest proces trebuie să fie continuu. Pe o perioadă lungă de timp, fulgerul va magnetiza miezul lui Marte și va crea un câmp magnetic al planetei, care o va proteja de radiațiile dăunătoare. Prezența unui nucleu este indicată de dovezile existenței odată pe această planetă a unei atmosfere și a unei civilizații dezvoltate similare cu cea a Pământului.
Pentru a zbura pe Marte și înapoi, trebuie să aveți o navă spațială levitator cu protecție împotriva radiațiilor dăunătoare emanate din spațiu. S-a indicat deja mai sus că o astfel de navă spațială, atunci când este complet încărcată, va avea o masă de 100 de tone. O navă spațială cu levitare pe Marte (MLS) complet încărcată ar trebui să includă: 1 – navă spațială levitatoare; 2 – polilevitatoare principale și de rezervă, inclusiv 60 de levitatoare, fiecare dintre ele fiind capabil să creeze o forță de tracțiune maximă de 20 de tone; 3 – trei EPS – centrale energeticoide (una de funcționare și două de rezervă), fiecare având o putere nominală de 100 kW și o tensiune nominală trifazată de 400 V, inclusiv un ESS și un generator trifazat asincron; 4 – trei sisteme (unul de lucru și două de rezervă) pentru a asigura o atmosferă standard: în compartimentul de control al zborului MLK, în compartimentul de odihnă, în compartimentul de agrement, în compartimentul cafenea-restaurant, în compartimentul de control al tuturor sistemelor MLK; 5 – depozitarea alimentelor cu rezerva pentru asigurarea hranei pentru 12 persoane timp de 3-4 luni; 6 – depozitarea recipientelor cu apă potabilă pentru 25 metri cubi; 7 – depozitare pentru două avioane cu dublu levitator (DLLA); 8 – un laborator pentru determinarea proprietăților fizice și a compoziției chimice a solului marțian, a mineralelor și a tot felul de lichide care pot fi găsite probabil pe Marte; 9 – două instalații de foraj; 10 – două telescoape pentru urmărirea lui Marte în timp ce se deplasează spre el sau urmărirea Pământului în timp ce se deplasează spre el. Toate compartimentele MLK sunt echipate cu echipamente radio, echipamente video și calculatoare.
Este de la sine înțeles că controlul zborului MLK ar trebui efectuat automat printr-un program special conceput - pilotul automat, iar rolul piloților ar trebui să fie doar acela de a-l implementa cu precizie. Piloții trebuie să preia controlul manual al zborului MLK numai în cazul defecțiunilor în programul autopilotului, precum și în timpul lansării, zborurilor peste planetele Marte și Pământ și la aterizarea pe suprafața acestora, i.e. în același mod în care avioanele sunt controlate în spațiul aerian al Pământului. Echipajul MLK include: 2 piloți care controlează simultan zborul acestuia și 10 specialiști. Printre specialiști ar trebui să fie doi piloți de rezervă, iar restul să fie ingineri de întreținere pentru toate echipamentele, atât MLK, cât și restul echipamentelor menționate mai sus. În plus, fiecare membru al echipajului trebuie să aibă cel puțin 2 specialități. Acest lucru este necesar pentru ca, luați împreună, toți să poată rezolva orice probleme asociate cu obținerea de resurse în cazul descoperirii de minerale sau altceva pe Marte și să extragă apă, oxigen, dioxid de carbon, alte lichide și gaze utile, precum și metale. , dacă vor fi găsiți legați pe Marte. Făcând acest lucru, ei înșiși vor putea într-o oarecare măsură, cel puțin parțial, să scape de dependența lor de resursele pământești.
Când zboară spre Marte în spațiul cosmic, apare problema determinării vitezei de mișcare. Informațiile despre ea sunt foarte importante. Fără acesta, va fi imposibil să se calculeze cu exactitate sosirea la destinația finală a traseului. Acele instrumente care sunt folosite la avioanele care zboară în spațiul aerian al Pământului sunt complet nepotrivite pentru aeronavele care se deplasează în spațiu. Pentru că nu există nimic în Spațiu care ar putea determina această viteză. Cu toate acestea, având în vedere că viteza depinde în cele din urmă de accelerația mișcării MLK, prin urmare, această dependență ar trebui utilizată pentru a crea un vitezometru pentru navă spațială. Vitezometrul trebuie să fie un dispozitiv integral care trebuie să țină cont atât de magnitudinea accelerațiilor MLK, cât și de durata acestora pe parcursul întregului zbor al navei spațiale și, pe baza lor, să producă viteza finală de mișcare în orice moment.
Polilevitatorul este capabil să creeze forța de tracțiune necesară a MLK, astfel încât va efectua zbor activ tot timpul, adică mișcare accelerată sau lentă și, astfel, eliberează tot personalul de imponderabilitate dăunătoare și supraîncărcări excesive. Prima jumătate a călătoriei în spațiu spre Marte va fi cu mișcare accelerată, iar a doua jumătate a călătoriei va fi cu mișcare lentă. Teoretic, acest lucru va permite să ajungă pe Marte cu viteză zero. În practică, apropierea de suprafața sa va fi la o viteză foarte clară, dar mică. Dar, în orice caz, acest lucru va permite o aterizare sigură pe suprafața sa într-un loc potrivit.
Cunoscând distanța până la Marte și accelerația mișcării MLK, este ușor de calculat atât durata mișcării pentru a acoperi calea de la Pământ la Marte (sau, dimpotrivă, de la Marte la Pământ), cât și viteza maximă de mișcare. În funcție de poziția relativă a Pământului și a lui Marte în spațiul cosmic, distanța dintre ele se modifică. Dacă se găsesc pe o parte a Soarelui, distanța devine minimă și egală cu 150 de milioane de kilometri, iar dacă sunt pe părți opuse, atunci distanța devine cea mai mare și egală cu 450 de milioane de kilometri. Dar acestea sunt doar cazuri speciale care se întâmplă extrem de rar. Pentru fiecare zbor către Marte, distanța până la acesta va trebui clarificată - solicitată de la autoritățile competente relevante.
Cu o mișcare uniform accelerată în prima jumătate a traseului și o mișcare uniform decelerată în a doua jumătate a traseului MLK, durata călătoriei către Marte se dovedește a fi diferită. Calculele la o distanță până la Marte de 150 de milioane de kilometri se dovedesc a fi egale cu doar 2,86 zile, iar la o distanță de 450 de milioane de kilometri se dovedesc a fi egale cu 4,96 zile. În prima jumătate a călătoriei, MLK accelerează cu o accelerație sigură egală cu cea a pământului, iar în a doua jumătate a călătoriei, decelerează cu o decelerație sigură egală cu accelerația pământului atunci când zboară de pe Pământ pe Marte sau, dimpotrivă, de pe Marte pe Pământ. Astfel de accelerații și decelerații lungi fac posibilă eliminarea supraîncărcărilor excesive pentru echipaj și călătoria de pe Pământ pe Marte sau în direcția opusă în condiții confortabile.
Astfel, cu o distanță minimă între Pământ și Marte de 150 de milioane de kilometri, MLK o depășește în 2,86 zile pământești. Accelerează la jumătatea drumului până la o viteză de 4,36 milioane de kilometri pe oră (1212,44 km/s). Cu o distanță maximă între Pământ și Marte de 450 de milioane de kilometri, MLK o depășește în 4,96 zile pământești. Accelerând la jumătatea drumului până la o viteză de 7,56 milioane de kilometri pe oră (2100 km/s). O atenție deosebită trebuie acordată faptului că astfel de rezultate grandioase nu pot fi obținute folosind nave spațiale moderne cu reacție. Este semnificativ faptul că, cu ajutorul navelor spațiale cu reacție, călătoria către Marte este avută în vedere la o distanță minimă până la acesta în decurs de 120 de zile pământești. În acest caz, va fi necesar să experimentați o imponderabilitate inconfortabilă. Cu ajutorul MLK, călătoria va dura doar 2,86 zile, adică de 42 de ori mai rapid, dar va fi însoțită de condiții confortabile echivalente cu cele de pe pământ (fără suprasarcini și imponderabilitate), întrucât cu accelerație egală cu cea pământească pe MLK și, în consecință, echipajul va fi supus unei forțe de inerție egală cu forța de gravitație a Pământului. Aceasta înseamnă că fiecare membru al echipajului va experimenta o forță inerțială care acționează asupra lui, egală cu forța greutății de pe Pământ.
Trebuie avut în vedere faptul că în momentul în care MLK părăsește Pământul și se deplasează spre Marte, poate părea iluzoriu că Pământul va fi dedesubt și Marte deasupra. Această impresie este similară cu cea a unei persoane care se deplasează în liftul unei clădiri cu mai multe etaje. Mai mult, va fi incomod să privești Marte cu capul sus. Prin urmare, va fi necesar să se prevadă un sistem de oglinzi situate la un unghi de 450 în compartimentele din care va fi observat Marte. Toate aceste măsuri vor fi la fel de potrivite pentru observarea Pământului la întoarcere - de la Marte la Pământ. Prin urmare, pentru a nu greși în alegerea direcției de mișcare către acesta, este necesar să se lanseze spre Marte doar noaptea când este vizibil pe cer. În acest caz, este necesar să folosiți o astfel de noapte când va fi observată aproape de locația zenitală. Cabina pilotului ar trebui să fie situată în fața MLK, iar baza acestuia (podeaua) ar trebui să se poată roti la 90 de grade. Acest lucru este necesar pentru ca atunci când zboară deasupra suprafețelor corpurilor cerești, acesta să ocupe o poziție orizontală, iar atunci când se deplasează în spațiu, acesta să fie perpendicular pe axa longitudinală a MLK, adică să fie rotit cu 90 de grade față de această axă.

Rămâi pe Marte
Primul MLK care sosește pe Marte nu va ateriza imediat pe suprafața sa. Inițial, va efectua mai multe zboruri de recunoaștere a lui Marte la o altitudine convenabilă pentru vizualizarea suprafeței sale, pentru a selecta cel mai potrivit loc de aterizare. MLK nu necesită atingerea primei viteze de evadare marțiană pentru a fi pe o orbită eliptică în jurul lui Marte. Nu este nevoie de o astfel de orbită. MLK poate pluti la orice altitudine sau poate orbita Marte la acea altitudine de câte ori dorește. Totul este determinat doar prin stabilirea forței de tracțiune a polilevitatorului, care în acest caz se dovedește a fi o forță de ridicare cu o componentă bine definită a forței de mișcare orizontală la orice viteză. Aceste forțe sunt ușor de stabilit prin reglarea polilevitatorului. După ce a determinat astfel o locație potrivită, MLK va ateriza în sfârșit pe suprafața lui Marte. Din acest moment, MLK devine o casă rezidențială și un birou pentru personalul său, care a fost echipajul său în timpul zborului MLK.
Pentru cercetarea și studiul reliefului lui Marte, precum și pentru explorarea resurselor utile, sunt destinate DLLA-uri, pre-create și complet echipate cu tot ceea ce este necesar pe Pământ - avioane levitatoare cu două locuri. Cu ajutorul DLLA, va fi posibil să se creeze, în special, o hartă fizică detaliată a lui Marte în cel mai scurt timp posibil. Care, aparent, va fi prima prioritate pentru prima echipă care va sosi. Pentru a face acest lucru, conform programului, 2 DLLA vor zbura în mod regulat pe rutele desemnate și vor efectua această lucrare. În fiecare DLLA, harta va fi reprezentată conform unui program dezvoltat anterior pe Pământ. Pentru aceasta, DLLA va avea echipamentul necesar. DLLA este capabil să se miște la diferite viteze, inclusiv viteze mari, ceea ce va permite studierea lui Marte într-un ritm ridicat și în cel mai scurt timp posibil. Echipajele DLLA trebuie să lucreze în costume spațiale echipate cu containere cu aportul necesar de aer (oxigen) pentru respirația a două persoane timp de cel puțin 4-5 ore. Din cauza condițiilor insuficient de confortabile, ziua de lucru a echipajului DLLA va fi cel mai probabil de aproximativ 1-2 ore. Apoi, ținând cont de experiența acumulată, se va clarifica programul de lucru al operatorilor.
Deoarece Marte are o atmosferă ușoară și nu pare să aibă deloc un câmp magnetic, a fi pe ea este la fel de periculos ca și a fi în spațiu deschis. Prin urmare, este necesar în primul rând să îi asigurăm o atmosferă, de preferință similară cu cea a pământului, și să reabilitați câmpul magnetic. Cu toate acestea, pentru aceasta este necesar să existe un număr mare de oameni și echipamente pe această planetă. Pentru ei. Este necesar să se folosească atât echipament de protecție individuală, cât și echipament de protecție colectivă. Acest lucru este imposibil de a obține un rezultat suficient de 100%, așa că șederea fiecărei persoane pe Marte ar trebui să fie de scurtă durată. În primul rând, este necesar să selectați persoane care sunt complet rezistente la radiații. Accidentul centralei nucleare de la Cernobîl a dezvăluit astfel de abilități la unii oameni. Cu toate acestea, există foarte puțini oameni cu astfel de abilități și nu există modalități de a le testa. Pentru grupuri mari de specialiști, mijloacele de protecție pot include baze cu scuturi de radiații electrostatice și adăposturi subterane. Ca echipament de protecție personală, pot fi utilizate bio-costume (Bio-Suit), folii subțiri de aluminiu, precum și filme speciale durabile pulverizate pe corp. Cu toate acestea, ochii, mâinile și picioarele trebuie să aibă protecție separată. Mișcarea pe Marte în cele mai multe cazuri ar trebui să fie efectuată folosind DLLA echipat cu magneți toroidali care protejează echipajul de radiațiile dăunătoare. Fiind în magnetul toroidal DLLA, echipajul poate controla de la distanță diverse mașini și mecanisme care funcționează în exterior. Acest lucru împiedică complet echipajul să părăsească DLLA și împiedică echipajul să fie expus la radiații. După finalizarea lucrărilor, DLLA se întoarce la adăpost.
Operatorii MLT și DLLA vor controla de la distanță instalarea structurilor de construcție, a instalațiilor de foraj și a altor mașini marțiane: mașini, raclete, buldozere, excavatoare. Aceste vehicule vor fi livrate pe Marte de către MLT-uri de marfă, după cum este necesar. MLT și DLLA pot fi folosite ca macarale. Mai mult, primele au o capacitate mare de ridicare - până la 100 de tone (când al doilea polilevitator de rezervă este pornit), iar al doilea au o capacitate de încărcare mică - până la 5 tone (când este pornit și polilevitatorul de rezervă) .
Toate lucrările pe Marte vor fi aparent organizate pe o bază de rotație. Acest lucru va fi recomandabil din diferite puncte de vedere. În primul rând, multe probleme care apar vor trebui rezolvate de o echipă mare. Această echipă poate include câteva sute, iar mai târziu câteva mii de oameni. Prin urmare, va fi necesar să se atragă un contingent suplimentar de specialiști dispăruți. În al doilea rând, va fi necesară livrarea suplimentară a echipamentelor lipsă pe Marte, ceea ce va deveni necesar, ceea ce este greu de prevăzut prima dată. În al treilea rând, specialiștii care au lucrat pe Marte au nevoie de odihnă. În al patrulea rând, o parte din lucrări vor fi efectuate de un număr mare de specialiști pe Pământ, așa că această lucrare trebuie coordonată cu specialiști care lucrează pe Marte. În al cincilea rând, resursele extrase de pe Marte vor trebui să fie livrate pe Pământ. În al șaselea rând, este necesar să se trimită tot mai multe MLK-uri cu oameni pe Marte pentru a popula teritoriile dezvoltate și, cu ajutorul lor, pentru a dezvolta teritorii suplimentare. În al șaptelea rând, nu există nicio îndoială că resursele utile Pământului vor fi descoperite pe Marte; în primul rând, acestea vor fi minerale rare care vor trebui dezvoltate și echipamentele necesare vor trebui livrate pe Marte. În acest sens, va fi nevoie de a crea MLK-uri de marfă echipate cu dispozitive de ridicare capabile să funcționeze în condiții marțiane, care, la fel ca MLK-urile pentru pasageri, să poată călători pe Marte în zone specificate și, încărcate cu minerale sau alte resurse utile pământenilor, să livreze ei pe Pământ.
Pe întreaga sa suprafață, Marte este în esență un deșert neinteresant, fără viață, care va plictisi în curând pe fiecare persoană care vine aici. Prin urmare, după ce s-au familiarizat cu puținele sale atracții, toți oamenii care ajung aici ar trebui să aibă timp liber decent și să se odihnească în locuri sigure după o zi de lucru. Cele mai sigure locuri, mai ales la început, pot fi diferite tipuri de temnițe. În zonele muntoase, orașe întregi ar trebui create treptat în subteran. Cu diverse centre de divertisment bine proiectate, facilități sportive, clădiri rezidențiale care formează străzi întregi cu magazine, birouri, diverse instituții, instituții culturale și instituții medicale - centre medicale, clinici, spitale și multe altele. Întrucât acesta este cazul pe Pământ. La fel ca pe Pământ cu cinematografe, biblioteci, paturi de flori, pomi decorativi și pitici fructiferi, fântâni, alei, trotuare, drumuri cu două sensuri de-a lungul cărora se va deplasa transportul levitat, care este ceva asemănător mașinilor pământești. Dacă nu există sol pe Marte, atunci acesta poate fi împrumutat de pe Pământ. Orașele subterane ar trebui să includă nu numai zone rezidențiale, ci și industriale, după imaginea și asemănarea celor pământești. Trebuie asigurat spațiu suficient pentru ca aeronavele fără aripi cu un singur loc și cu mai multe locuri cu levitație să poată zbura la altitudini joase. Orașele subterane trebuie să fie dotate cu alimentare cu apă, conducte de aer și canalizare. Presiunea aerului ar trebui să fie apropiată de cea atmosferică, compoziția aerului este similară cu cea de pe Pământ. Numeroase intrări în orașele subterane trebuie să aibă sase speciale pentru a preveni scurgerile de aer din aceste orașe atunci când oamenii îmbrăcați în costume de protecție intră și ies afară. Trebuie creată infrastructura urbană necesară pentru ca marțienii să poată lucra la suprafață și să-și petreacă timpul liber și recreerea în subteran. Adică, de cele mai multe ori trăiesc în subteran fără costume spațiale. Aparent, dacă există sau a existat o civilizație pe Marte, aceasta va fi descoperită în curând sau vor fi descoperite urme ale acesteia. Aparent, majoritatea acestor urme vor fi sub pământ. Asta înseamnă la o anumită adâncime a planetei Marte. Trebuie să presupunem că una dintre intrările în orașul subteran, dacă, desigur, există acolo, este indicată de „Sfinxul marțian”.
MLK are o gamă largă de capabilități. Pe langa zborurile pe orice distanta, rolul de acasa si birou, poate fi folosit ca statie spatiala, fiind la orice altitudine mare sau mica fata de suprafata planetei in modul hovering. În special, poate fi folosit, așa cum sa menționat mai sus, ca macara pentru construcția de structuri înalte de orice înălțime, atât pe Marte, cât și pe orice altă planetă, de exemplu pe Pământ, sau satelitul său natural, de exemplu pe luna. Mai mult, trebuie menționat că acest lucru nu necesită ca planeta să aibă aer sau alt gaz, deoarece polilevitatorul MLK nu are nevoie de niciun suport. Apropo, pentru a garanta o comunicație radio stabilă cu Pământul, pentru a implementa televiziunea și a transmite o cantitate mare de informații, va fi necesar să fim printre primii care au construit pe Marte o antenă ajurata din metal (oțel) ușoară, cu o înălțime de câteva sute și poate mii de metri. Acest lucru va fi foarte posibil cu ajutorul MLK. Mai mult, o astfel de antenă poate fi fabricată la Uzina de Inginerie Pământului și sub formă de secțiuni prefabricate. Apoi a fost livrat cu cargo MLK pe Marte și montat acolo. Un bloc poate fi apoi introdus în partea inferioară a acestei antene, inclusiv secțiuni de încăperi cu diverse echipamente similare cu cele de pe pământ. Singura diferență va fi că echipamentul suplimentar va include: EPS de puterea necesară; un sistem care creează o atmosferă standard; sistem de aer condiționat modernizat; frigider pentru provizii alimentare. Există și un depozit pentru produse alimentare, care necesită măsuri speciale pentru conservarea lor pe termen lung. La fel și depozite pentru depozitarea echipamentelor speciale și eventual altceva care va deveni clar mai târziu.
Tot mai multe MLK vor sosi pe Marte, crescând populația acestei planete. Practic, ei vor fi angajați în extracția de minerale, metale, rare pe Pământ și, eventual, altceva. În plus, turismul marțian va fi dezvoltat pe scară largă deoarece mulți pământeni visează să viziteze această planetă. Mai mult, o astfel de călătorie pe MLK va fi mai ieftină decât călătoria cu nave spațiale cu reacție cu mai multe ordine de mărime (aproximativ 3-4 ordine de mărime). Două sculpturi despre care se crede că au fost create de creaturi inteligente au fost descoperite pe Marte. O sculptură a fost descoperită cu mult timp în urmă, așa-numitul „porc marțian”, iar a doua, tot recent, este și o sculptură a capului unei creaturi umanoide. Pe Marte sunt munți și văi, iar la poli sunt calote de zăpadă acoperite cu praf. Toate acestea vor fi de interes pentru turiști. În timp, se pare că pe Marte vor apărea noi atracții care vor fi interesante pentru turiști. Este de la sine înțeles că vor fi amplasate la distanțe mari unul de celălalt. Cu toate acestea, acest lucru nu va reprezenta o problemă pentru turiști să le viziteze. MLK-urile turistice sunt capabile să se miște foarte repede. Prin urmare, zborurile pe distanțe lungi vor dura puțin timp.
O atenție deosebită trebuie acordată faptului că, având în vedere numeroasele utilizări ale diferitelor tipuri de MLK: zborurile de pasageri, marfă și turistice către Marte și înapoi vor fi foarte frecvente, mai ales când această planetă este echipată cu o atmosferă, un câmp magnetic și orașe subterane. Adică, atunci când este protejat în mod fiabil de radiațiile solare și radiațiile dăunătoare din spațiu. Aparent, cel puțin o navă spațială zbor pe săptămână. Și pe măsură ce populația acestei planete continuă în fiecare an, zborurile către Marte vor deveni și mai frecvente.

În februarie, Space X a lansat vehiculul de lansare Falcon Heavy. Șeful companiei, Elon Musk, este considerat a fi un geniu și un „vizionar”, dar până și fanteziile lui de a coloniza Marte palid în comparație cu proiectele care sunt deja în plină desfășurare.

Mineri pe un meteorit

A face bani în spațiu este o idee relativ nouă. Este greu de așteptat ca marile afaceri să fie interesate de cercetarea pur științifică, așa că viitorul industriei spațiale constă tocmai în creșterea proiectelor comerciale - la urma urmei, explorarea vastelor întinderi ale Americii a fost, de asemenea, dictată nu atât de setea de cunoaştere ca de către setea de profit.

Exploatarea resurselor pe un asteroid este cea mai îndrăzneață și ambițioasă dintre toate ideile posibile de a se îmbogăți în detrimentul resurselor extraterestre. Cel mai frapant exemplu de apariție a unei noi industrii îl reprezintă companiile americane Deep Space Industries și Planetary Resources, pentru proiectele cărora guvernul luxemburghez a alocat 200 de milioane de dolari.

Conform proiectelor existente, exploatarea asteroizilor se va desfășura în mai multe etape: detectarea corpurilor cerești potențial „interesante”, teledetecție/prelevare de probe și, dacă asteroidul este considerat „meritător”, extragerea mineralelor de pe el.

Exploatarea resurselor de pe un meteorit nu este doar o fantezie: sonda Planetary Resources, Arkyd-6, a intrat cu succes pe orbita Pământului la începutul acestui an. Este un fel de modul care va dezvolta tehnologia de detectare a corpurilor cerești potențial potrivite pentru dezvoltare. În continuare, compania intenționează să lanseze pe orbită dispozitivul Arkyd-100 - un satelit cu drepturi depline, complet echipat pentru detectarea meteoriților, după care Arkyd-200 și Arkyd-300 vor fi trimise direct către corpul ceresc, al cărui scop va fi fi de recunoaștere în imediata apropiere a corpului ceresc.

După aceste pregătiri preliminare, este planificată trimiterea navelor miniere care operează în mod automat către corpul ceresc. Potrivit Planetary Resources, omenirea se va putea lăuda cu prima sa experiență de foraj spațial până în 2030.

Care sunt beneficiile exploatării industriale de asteroizi? În primul rând, pot fi folosite pentru extragerea apei și a substanțelor care conțin apă - materii prime necesare pentru producerea combustibilului pentru rachete direct în spațiu.

Și în al doilea rând, astfel de corpuri cerești pot conține o mulțime de elemente care sunt extrem de rare pe Pământ. De exemplu, asteroidul 2011 UW158, care a zburat pe lângă planeta noastră în 2015, conținea 5 trilioane de dolari în platină.

Înmormântarea lunară

Omul nu este etern, iar calea lui după viață trebuie reconsiderată în epoca spațială. În orice caz, aceasta este credința companiei Elysium Space, care intenționează să ofere serviciul de trimitere a cenușii defunctului pe Lună.

În loc să ne uităm în jos la picioarele noastre, să ne amintim de cei dragi și de prietenii noștri, putem privi minunile eterne ale cerului nopții, știind că oamenii la care ținem sunt mereu alături de noi, spune site-ul companiei.

Pentru a profita de acest serviciu neobișnuit, compania a dezvoltat mini-urne speciale în care este pusă o parte din cenușă, care este apoi lansată în spațiu.

Elysium Space oferă două opțiuni pentru o „înmormântare în spațiu”: prima, la prețul de 2.500 USD, numită „Shooting Star”, implică lansarea cenușii pe orbita Pământului, unde vor petrece aproximativ doi ani și pot fi urmărite în timp real folosind un smartphone. aplicația. A doua este livrarea cenușii pe Lună, unde se vor odihni „pentru veșnicie”.

Data de lansare a navei spațiale Star II, care va lansa mini-urne pe orbită, nu a fost specificată, în timp ce sonda Lunar I ar trebui să se grăbească către satelitul Pământului în 2019.

Dronă și submarin pe luna lui Saturn

Spre deosebire de proiectele și companiile discutate mai sus, agenția aerospațială americană NASA se concentrează mai mult pe misiuni de cercetare, care, după cum se dovedește, necesită din ce în ce mai multă imaginație și curaj. Astfel de proiecte includ trimiterea unei drone și a unui submarin pe luna lui Saturn, Titan, corpul ceresc pe care oamenii de știință sunt cel mai probabil să aibă viață.

Proiectul Dragonfly a fost dezvoltat la Laboratorul de Fizică Aplicată al Universității Johns Hopkins și este unul dintre cei doi finaliști în competiția programului de explorare a sistemului solar New Frontiers pentru cel mai bun proiect de misiune spațială.

Spre deosebire de roverele standard, care se deplasează cu ajutorul unor roți, Dragonfly este o sondă zburătoare; se mișcă în atmosfera densă a Titanului, folosind elice care ridică dispozitivul deasupra suprafeței satelitului.

O altă caracteristică distinctivă a proiectului este că sonda va funcționa pe o centrală nucleară.

Pe suprafața Titanului există râuri, lacuri și oceane întregi formate din hidrocarburi. Explorarea misterelor satelitului lui Saturn este de neconceput fără a te scufunda în acest abis.

De aceea, NASA intenționează să creeze și să echipeze un „submarin spațial”. Proiectul este condus de specialiști de la Universitatea din Washington, care au recreat condițiile pe care le va întâlni nava spațială pe Titan pentru a studia posibilul impact al mediului puțin studiat al satelitului asupra dispozitivului.

În special, oamenii de știință au reușit deja să afle că „rezervoarele de hidrocarburi” îngheață la o temperatură de –198 °C, ceea ce înseamnă că șansa ca un submarin să se ciocnească cu ceva ca un aisberg este minimă - acest lucru simplifică semnificativ sarcina de proiectare. un submarin, a cărui lansare este programată pentru Titan în viitorul apropiat.20 de ani.

Primul zbor interstelar

Căutarea vieții sau a semnelor acesteia în Sistemul Solar este una dintre sarcinile principale ale științei moderne, dar asta nu înseamnă că omenirea abandonează pentru totdeauna zborurile către stele.

Inițiativa Breakthrough Starshot, condusă de miliardarul rus Yuri Milner și celebrul astrofizician britanic Stephen Hawking, implică trimiterea de nanosateliți pe pânze laser către Alpha Centauri, cel mai apropiat sistem stelar de Soare.

Alpha Centauri se află la aproximativ 4,37 ani lumină distanță. Nanosateliții, spre deosebire de navele mari, vor putea depăși distanțe interstelare uriașe datorită masei lor ultra-scăzute la o viteză mult mai mare - aproximativ 20% din viteza luminii.

Pentru ca proiectul să devină realitate, Milner a alocat 100 de milioane de dolari. Tehnologiile necesare nu există încă, dar, conform oamenilor de știință, omenirea are toate șansele să ajungă la Alpha Centauri înainte de sfârșitul secolului XXI.

Lift spațial

Unul dintre cele mai ambițioase proiecte ale viitorului, care va schimba radical și pentru totdeauna soarta și abordarea umanității de a se vedea pe sine, este ascensorul spațial.

Ideea unui lift spațial a fost formulată pentru prima dată de omul de știință rus Konstantin Tsiolkovsky. În mod convențional, un ascensor spațial este o structură în care un cablu este ținut la un capăt pe suprafața planetei și la celălalt într-un punct staționar în raport cu Pământul pe orbită.

Centrul de masă al unui astfel de lift ar trebui să fie la o altitudine de aproximativ 36 de mii de kilometri. Cablul liftului trebuie să fie realizat dintr-un material care are o rezistență la tracțiune extrem de mare față de raportul densității specifice - cel mai potrivit material pentru construirea unui lift spațial sunt nanotuburile de carbon, adesea numite materialul secolului XXI.

Cu toate acestea, tehnologia de producere a nanotuburilor în cantități industriale și apoi de țesut în cabluri abia începe să fie dezvoltată.

De ce a fost liftul spațial pe lista proiectelor ambițioase, dar totuși mai mult sau mai puțin apropiate de implementare?

Obayashi promite să creeze un lift spațial până în 2050.