Видения на века, а не десятилетия
Должны ли мы путешествовать через открытый космос? Удобный ответ — нет. Однако, учитывая все, что угрожает нам как человечеству и цивилизации, было бы неразумно отказываться от освоения космоса, пилотируемых полетов и, в конечном счете, искать другие места для жизни, кроме Земли.
Несколько месяцев назад НАСА объявило подробную Национальный план космических исследованийдля достижения высоких целей, изложенных в директиве президента Трампа по космической политике в декабре 2017 г. Эти смелые планы включают в себя: планирование высадки на Луну, долгосрочное размещение людей на Луне и вокруг нее, укрепление лидерства США в космосе, а также укрепление частных космических компаний и разработка способа безопасной посадки американских астронавтов на поверхность Марса.
Любые объявления относительно осуществления марсианских прогулок к 2030 году — как опубликовано в новом отчете НАСА — носят, однако, достаточно гибкий характер и могут быть изменены, если произойдет что-то, чего ученые не заметили в данный момент. Поэтому перед уточнением бюджета пилотируемой миссии планируется, например, учесть результаты Миссия Марс 2020, в котором другой марсоход будет собирать и анализировать образцы с поверхности Красной планеты,
Лунный космический порт
График НАСА должен будет пережить проблемы с финансированием, типичные для любой новой президентской администрации США. На данный момент инженеры НАСА в Космическом центре Кеннеди во Флориде собирают космический корабль, который доставит людей обратно на Луну, а затем в ближайшие несколько лет на Марс. Он называется Орион и немного похож на капсулу, в которой астронавты Аполлона летали на Луну почти четыре десятилетия назад.
Отмечая свое 60-летие, НАСА надеется, что в 2020 году вокруг Луны, а в 2023 году — с астронавтами на борту снова направит ее на орбиту нашего спутника.
Луна вообще снова популярна. В то время как администрация Трампа давно определила направление НАСА на Марс, план состоит в том, чтобы сначала построить космическая станция на орбите Луны, так называемой ворота или порт, сооружение, похожее на Международную космическую станцию, но обслуживающее полеты на поверхность Луны и, в конечном счете, на Марс. это тоже есть в планах постоянная база на нашем естественном спутнике. НАСА и администрация президента поставили перед собой цель поддержать строительство беспилотного роботизированного коммерческого посадочного модуля на Луне не позднее 2020 года.
Корабль Орион приближается к станции на орбите Луны — визуализация
Об этом в августе в Космическом центре Джонсона в Хьюстоне заявил вице-президент Майк Пенс. Пенс является председателем недавно обновленного Национальный космический совет. Более половины предложенного НАСА бюджета в размере 19,9 млрд долларов на предстоящий финансовый год было выделено на исследования Луны, и Конгресс, похоже, может одобрить эти меры.
Агентство запросило идеи и проекты для шлюзовой станции на орбите Луны. В предположениях говорится о плацдарме космических зондов, ретрансляторах связи, а также базе для автоматизированной работы устройств на лунной поверхности. Lockheed Martin, Boeing, Airbus, Bigelow Aerospace, Sierra Nevada Corporation, Orbital ATK, Northrop Grumman и Nanoracks уже представили свои проекты в НАСА и ЕКА.
НАСА и ЕКА прогнозируют, что они будут на борту Лунный космический порт астронавты смогут находиться там примерно до шестидесяти дней. Объект должен быть оснащен универсальными шлюзами, которые позволят осуществлять как выход экипажа в открытый космос, так и стыковку частных космических аппаратов, участвующих в добывающих миссиях, в том числе, как следует понимать, коммерческих.
Если не радиация, то смертельная невесомость
Даже если мы построим эту инфраструктуру, те самые проблемы, связанные с дальними путешествиями людей в космосе, пока не исчезнут. Наш вид продолжает плохо справляться с условиями невесомости. Механизмы пространственной ориентации могут привести к большим проблемам со здоровьем и т.н. космическая болезнь.
Чем дальше от безопасного кокона атмосферы и магнитного поля Земли, тем он больше радиационная проблема – риск рака он растет там с каждым дополнительным днем. Помимо рака, это также может вызвать катаракту и, возможно, Болезнь Альцгеймера. Более того, когда радиоактивные частицы ударяются об атомы алюминия в корпусах кораблей, частицы выбиваются во вторичное радиационное излучение.
Решение было бы пластмассы. Они легкие и прочные, полны атомов водорода, крошечные ядра которых не производят много вторичного излучения. НАСА тестирует виды пластика, которые могут уменьшить радиацию в космических кораблях или скафандрах. Другая идея противорадиационные экраны, например, магнитное, создающее заменитель поля, защищающего нас на Земле. Ученые из European Space Radiation Superconducting Shield работают над сверхпроводником на основе диборида магния, который, создавая магнитное поле, будет отражать заряженные частицы от корабля. Щит работает при температуре -263 °C, что не кажется чем-то особенным, учитывая, что в космосе уже очень холодно.
Новое исследование показывает, что уровни солнечной радиации растут на 10% быстрее, чем считалось ранее, и что радиационная обстановка в космосе со временем будет ухудшаться. Недавний анализ данных прибора CRaTER на лунном орбитальном аппарате LRO показал, что радиационная обстановка между Землей и Солнцем со временем ухудшилась и что незащищенный космонавт может получить на 20% больше доз радиации, чем считалось ранее. Ученые предполагают, что большая часть этого дополнительного риска исходит от низкоэнергетических частиц космических лучей. Однако они подозревают, что эти дополнительные 10% могут наложить серьезные ограничения на освоение космоса в будущем.
Невесомость разрушает тело. Среди прочего, это приводит к тому, что некоторые иммунные клетки не могут выполнять свою работу, а эритроциты умирают. Это также вызывает камни в почках и ослабляет сердце. Астронавты на МКС борются с мышечной слабостью, снижением сердечно-сосудистой системы и потерей костной массы, которые продолжаются по два-три часа в день. Тем не менее, они все еще теряют костную массу, находясь на борту.
Астронавт Сунита Уильямс во время учений на МКС
Решение было бы искусственная гравитация. В Массачусетском технологическом институте бывший астронавт Лоуренс Янг тестирует центрифугу, которая чем-то напоминает видение из фильма. Люди лежат на боку, на платформе, толкая инерционную конструкцию, которая вращается. Другим многообещающим решением является канадский проект по отрицательному давлению нижней части тела (LBNP). Само устройство создает балласт вокруг талии человека, создавая ощущение тяжести в нижней части тела.
Распространенным риском для здоровья на МКС являются мелкие предметы, плавающие в кабинах. Они поражают глаза космонавтов и вызывают ссадины. Однако это не самая страшная проблема для глаз в открытом космосе. Невесомость меняет форму глазного яблока и влияет на него снижение зрения. Это серьезная проблема, которая еще не решена.
Здоровье вообще становится сложной проблемой на космическом корабле. Если мы простудимся на Земле, мы останемся дома и все. В плотно упакованной, закрытой среде, наполненной рециркуляционным воздухом и множеством прикосновений общих поверхностей, где трудно как следует помыться, все выглядит совсем по-другому. В это время иммунная система человека плохо работает, поэтому участники миссии изолируются за несколько недель до отъезда, чтобы защитить себя от болезней. Мы точно не знаем почему, но бактерии становятся более опасными. Кроме того, если вы чихаете в космосе, все капли вылетают наружу и продолжают лететь дальше. Когда у кого-то грипп, он будет у всех на борту. И путь в поликлинику или больницу долог.
Экипаж 48 экспедиций на борту МКС – реалии жизни на борту космического корабля
Следующая большая проблема космических путешествий решена нет комфорта ycia. По сути, внеземные экспедиции состоят из пересечения бесконечного вакуума в герметичном контейнере, в котором поддерживается жизнь экипажем машин, обрабатывающих воздух и воду. Там мало места и живешь в постоянном страхе перед радиацией и микрометеоритами. Если мы находимся далеко от какой-либо планеты, снаружи нет никаких видов, только глубокая чернота космоса.
Ученые ищут идеи, как оживить это жуткое однообразие. Один из них является Виртуальная реальностьгде космонавты могли тусоваться. Вещь, иначе известная, хотя и под другим названием, из романа Станислава Лема.
Дешевле на лифте?
Космические путешествия — это бесконечная череда экстремальных ситуаций, которым подвергаются люди и оборудование. С одной стороны, борьба с гравитацией, перегрузками, радиацией, газами, токсинами и агрессивными веществами. С другой стороны, электростатические разряды, пыль, быстро меняющиеся температуры по обе стороны шкалы. К тому же все это удовольствие стоит жутко дорого.
Сегодня нам нужно около 20 тысяч. долларов, чтобы отправить килограмм массы на низкую околоземную орбиту. Большая часть этих затрат связана с проектированием и эксплуатацией. загрузочная система. Частые и длительные миссии требуют значительного количества расходных материалов, топлива, запчастей, расходных материалов. В космосе ремонт и обслуживание системы дорого и сложно.
Космический лифт – визуализация
Идея финансового облегчения, по крайней мере частично, является концепцией космический лифтсоединение определенной точки на нашем земном шаре со станцией назначения, расположенной где-то в космосе по всему миру. Продолжающийся эксперимент ученых из Университета Сидзуока в Японии является первым в своем роде в микромасштабе. В рамках проекта Космический привязанный автономный роботизированный спутник (STARS) два небольших спутника STARS-ME будут соединены 10-метровым кабелем, по которому будет двигаться небольшое роботизированное устройство. Это предварительная минимодель космического крана. В случае успеха он может перейти к следующему этапу проекта космического лифта. Его создание позволило бы значительно сократить расходы на транспортировку людей и предметов в космос и из космоса.
Вы также должны помнить, что в космосе нет GPS, а пространство огромно и навигация непростая. Deep Space Network — коллекция антенных решеток в Калифорнии, Австралии и Испании — пока это единственный имеющийся у нас внеземной навигационный инструмент. Практически все, от спутников-“студентов” до космического аппарата “Новые горизонты”, который сейчас пронзает пояс Койпера, опирается на эту систему. А этот перегружен, и НАСА подумывает ограничить его доступность для менее важных миссий.
Конечно, есть идеи альтернативного GPS для космоса. Джозеф Гуинн, эксперт по навигации, задался целью разработать автономную систему, которая собирала бы изображения целей и близлежащих объектов, используя их относительное местоположение для триангуляции координат космического корабля — без необходимости наземного контроля. Для краткости он называет это системой позиционирования в дальнем космосе (DPS).
Несмотря на оптимизм лидеров и провидцев — от Дональда Трампа до Илона Маска — многие эксперты все же считают, что реальная перспектива колонизации Марса — это не десятилетия, а века. Есть официальные даты и планы, но многие реалисты признают, что ступить на Красную планету человеку будет хорошо до 2050 года. А дальнейшие пилотируемые экспедиции — чистая фантазия. Ведь, кроме вышеперечисленных проблем, необходимо решить еще одну фундаментальную проблему – нет драйва для действительно быстрого космического путешествия.
