Tento článok sa dotkne témy, ako sú vesmírne lode budúcnosti: fotografia, popis a technické vlastnosti. Predtým, ako prejdeme priamo k téme, ponúkame čitateľovi krátky exkurz do histórie, ktorý pomôže posúdiť súčasný stav vesmírneho priemyslu.

Priestor v období studená vojna bola jednou z arén, v ktorých sa bojovalo o konfrontáciu USA a ZSSR. Hlavným stimulom rozvoja vesmírneho priemyslu v týchto rokoch bola práve geopolitická konfrontácia medzi superveľmocami. Programom prieskumu vesmíru bolo venovaných obrovské množstvo zdrojov. Napríklad na implementáciu projektu s názvom „Apollo“, ktorého hlavným cieľom je vylodiť osobu na mesačnom povrchu, vynaložila vláda USA zhruba 25 miliárd dolárov. Táto suma pre sedemdesiate roky bola jednoducho obrovská. Rozpočet Sovietskeho zväzu, lunárny program, ktorý sa nikdy nemal naplniť, stál 2,5 miliardy rubľov. Vývoj kozmickej lode Buran stál 16 miliónov rubľov. Zároveň bol predurčený vykonať iba jeden vesmírny let.

Program raketoplánu

Jeho americký náprotivok mal oveľa viac šťastia. Raketoplán uskutočnil 135 štartov. Tento „raketoplán“ však netrval večne. Jeho posledné spustenie sa uskutočnilo 8. júla 2011. Počas implementácie programu Američania vydali 6 „raketoplánov“. Jedným z nich bol prototyp, ktorý nikdy nevykonával lety do vesmíru. Ďalší dvaja utrpeli katastrofu úplne.

Program Space Shuttle možno z ekonomického hľadiska len ťažko považovať za úspešný. Jednorazové lode sa ukázali byť oveľa ekonomickejšie. Pochybnosti navyše vyvolávala bezpečnosť letov raketoplánov. V dôsledku dvoch katastrof, ktoré sa stali počas ich prevádzky, zahynulo 14 astronautov. Dôvod takýchto nejednoznačných cestovných výsledkov však nespočíva v technickej nedokonalosti lodí, ale v zložitosti samotného konceptu kozmickej lode na opakované použitie.

Hodnota kozmickej lode Sojuz dnes

Výsledkom je, že Sojuz, ruská vesmírna loď na jedno použitie, ktorá bola vyvinutá v šesťdesiatych rokoch minulého storočia, sa stala jedinou kozmickou loďou, ktorá dnes vykonáva lety s posádkou na ISS. Treba poznamenať, že to neznamená, že sú nadradení raketoplánu. Majú množstvo významných nevýhod. Napríklad ich nosnosť je obmedzená. Používanie takýchto zariadení tiež vedie k akumulácii orbitálnych trosiek, ktoré zostávajú po ich prevádzke. Vesmírne lety na Sojuzu sa čoskoro stanú históriou. K dnešnému dňu nie skutočné alternatívy... Kozmické lode budúcnosti sú stále vo vývoji, fotky z ktorých sú uvedené v tomto článku. Obrovský potenciál obsiahnutý v koncepcii opätovného použitia lodí často zostáva technicky nerealizovateľný dokonca aj v našej dobe.

Vyhlásenie Baracka Obamu

Barack Obama v júli 2011 oznámil, že hlavným cieľom astronautov z USA na nasledujúce desaťročia je let na Mars. Vesmírny program „Súhvezdie“ sa stal jedným z programov, ktoré NASA realizuje v rámci letu na Mars a prieskumu Mesiaca. Na tieto účely sú samozrejme potrebné nové vesmírne lode budúcnosti. Čo ich vývoj?

Kozmická loď Orion

Hlavné nádeje sa vkladajú do vytvorenia novej vesmírnej lode Orion, nosných rakiet Ares-5 a Ares-1 a lunárneho modulu Altair. V roku 2010 sa vláda USA rozhodla obmedziť program Constellation, ale napriek tomu NASA stále dostala príležitosť ďalej rozvíjať Orion. V blízkej budúcnosti sa plánuje vykonať prvý testovací let bez posádky. Predpokladá sa, že zariadenie sa počas tohto letu vzdiali od Zeme o 6 000 km. To je asi 15 -krát väčšia vzdialenosť, ako je ISS od našej planéty. Po skúšobnom lete loď zamieri na Zem. Nové zariadenie môže vstúpiť do atmosféry a vyvinúť rýchlosť 32 000 km / h. Podľa tohto ukazovateľa Orion prekonáva legendárne Apollo o 1,5 tisíc km / h. Prvé spustenie s posádkou je naplánované na rok 2021.

V úlohe nosných rakiet tejto kozmickej lode budú podľa plánov NASA pôsobiť Atlas-5 a Delta-4. Bolo rozhodnuté opustiť vývoj „Ares“. Na prieskum hlbokého vesmíru navyše Američania navrhujú SLS, novú nosnú raketu.

Koncept Orion

Orion je čiastočne opakovane použiteľná loď. Je koncepčne bližšie k Sojuzu ako k raketoplánu. Väčšina vesmírne lode budúcnosť je čiastočne opakovane použiteľná. Tento koncept predpokladá, že tekutú kapsulu lode je možné po pristátí na Zemi znova použiť. To umožní skĺbiť ekonomickú efektívnosť prevádzky Apollo a Sojuz s funkčnou praktickosťou opakovane použiteľných lodí. Toto rozhodnutie je prechodným obdobím. Zdá sa, že vo vzdialenej budúcnosti budú všetky vesmírne lode budúcnosti znova použiteľné. Toto je trend vo vývoji vesmírneho priemyslu. Preto môžeme povedať, že sovietsky Buran je prototypom kozmickej lode budúcnosti, rovnako ako americký raketoplán. Predbehli dobu.

CST-100

Zdá sa, že slová „opatrnosť“ a „praktickosť“ charakterizujú Američanov čo najlepšie. Vláda tejto krajiny sa rozhodla, že nenesie na plecia Oriona všetky vesmírne ambície. Dnes, poverených NASA, niekoľko súkromných spoločností vyvíja svoje kozmické lode budúcnosti, ktoré sú navrhnuté tak, aby nahradili dnes používané vozidlá. Boeing napríklad vyvíja CST-100, čiastočne opakovane použiteľnú kozmickú loď s posádkou. Je určený na krátke výlety na obežnú dráhu Zeme. Jeho hlavnou úlohou bude doručiť náklad a posádku na ISS.

Plánované spustenie CST-100

Posádku lode môže tvoriť až sedem ľudí. Pri vývoji CST-100 bola osobitná pozornosť venovaná komfortu astronautov. Jeho životný priestor bol v porovnaní s loďami predchádzajúcej generácie výrazne zvýšený. CST-100 bude pravdepodobne vypustený pomocou nosných rakiet Falcon, Delta alebo Atlas. Atlas-5 je zároveň najvhodnejšou možnosťou. Loď pristane pomocou airbagov a padáka. Podľa plánov spoločnosti Boeing bude CST-100 uvedený na trh v roku 2015 so sériou testovacích štartov. Prvé 2 lety budú bez posádky. Ich hlavnou úlohou je vypustiť prístroj na obežnú dráhu a otestovať bezpečnostné systémy. Na tretí let je naplánované dokovanie posádkou s ISS s posádkou. V prípade úspešných testov CST-100 čoskoro nahradí ruské lietadlá Progress a Sojuz, ktoré dnes majú monopol na lety s posádkou na ISS.

Vývoj "draka"

Ďalšou súkromnou vesmírnou loďou určenou na doručenie posádky a nákladu na ISS bude zariadenie vyvinuté spoločnosťou SpaceX. Toto je „Dragon“ - monobloková loď, čiastočne opakovane použiteľná. Plánuje sa výstavba 3 modifikácií tohto zariadenia: autonómnych, nákladných a s posádkou. Rovnako ako CST-100 môže byť posádka až sedem ľudí. Loď v úprave nákladu môže vziať na palubu 4 osoby a 2,5 tony nákladu.

„Draka“ chcú v budúcnosti využiť aj na let na Mars. Za týmto účelom vzniká špeciálna verzia tejto lode s názvom Červený drak. Bezpilotný let tohto zariadenia na Červenú planétu sa uskutoční podľa plánov americkej vesmírnej správy v roku 2018.

Dizajnový prvok „draka“ a prvé lety

Opätovné použitie je jednou z vlastností „draka“. Po lete zostúpia palivové nádrže a časť energetických systémov spolu so živou kapsulou na Zem. Potom môžu byť opäť použité na vesmírne lety. Tento dizajnový prvok priaznivo odlišuje „draka“ od väčšiny ostatných sľubných vývojov. „Dragon“ a CST-100 sa v blízkej budúcnosti budú navzájom dopĺňať a budú slúžiť ako „záchranná sieť“. Ak jeden z týchto typov lodí nemôže z nejakého dôvodu dokončiť úlohy, ktoré mu boli pridelené, časť jeho práce prevezme iná.

Drak bol prvýkrát vypustený na obežnú dráhu v roku 2010. Testovací let bez posádky bol úspešne dokončený. A v roku 2012, 25. mája, sa toto zariadenie pripojilo k ISS. V tom čase už na lodi nebol žiadny automatický dokovací systém a na jeho implementáciu bolo potrebné použiť manipulátor vesmírnej stanice.

"Chaser snov"

Dream Chaser je iný názov pre vesmírne lode budúcnosti. Nie je možné nespomenúť tento projekt spoločnosti SpaceDev. Na jeho vývoji sa zúčastnilo aj 12 partnerov spoločnosti, 3 americké univerzity a 7 centier NASA. Táto loď sa výrazne líši od ostatných vesmírnych vývojov. Pripomína miniatúrny raketoplán a môže pristáť rovnako ako bežné lietadlo. Jeho hlavné úlohy sú podobné tým, ktorým čelia CST-100 a „Dragon“. Zariadenie je určené na doručenie posádky a nákladu na obežnú dráhu blízko Zeme a bude tam vypustené pomocou Atlasu-5.

Čo máme?

A čo môže Rusko odpovedať? Aké sú ruské vesmírne lode budúcnosti? V roku 2000 začala spoločnosť RSC Energia s navrhovaním vesmírneho komplexu Clipper, ktorý je viacúčelovým. Táto kozmická loď je opakovane použiteľná, navonok sa podobá niečomu „raketoplánu“, zmenšenej veľkosti. Je určený na riešenie rôznych úloh, ako je doručovanie nákladu, vesmírna turistika, evakuácia posádky stanice, lety na iné planéty. Do tohto projektu boli vložené určité nádeje.

Predpokladalo sa, že vesmírne lode budúcnosti Ruska budú čoskoro postavené. Vzhľadom na nedostatok financií som sa však s týmito nádejami musel rozlúčiť. Projekt bol ukončený v roku 2006. Technológie, ktoré boli vyvinuté v priebehu rokov, sa plánujú použiť na návrh PPTS, známeho aj ako projekt „Rus“.

Vlastnosti PPTS

Podľa expertov z Ruska sú najlepšie vesmírne lode budúcnosti PPTS. Práve tento vesmírny systém je predurčený stať sa novou generáciou vesmírnych lodí. Bude môcť nahradiť Progress a Unions, ktoré rýchlo zastarávajú. Dnes sa RSC Energia, podobne ako v minulosti Clipper, zaoberá vývojom tejto kozmickej lode. Základnou úpravou tohto komplexu sa stane PTK NK. Jeho hlavnou úlohou bude opäť dodanie posádky a nákladu na ISS. Vo vzdialenej budúcnosti je však vývoj modifikácií, ktoré budú schopné lietať na Mesiac a tiež vykonávať rôzne výskumné misie, a to dlhodobo.

Samotná loď by mala byť čiastočne opakovane použiteľná. Tekutá kapsula bude po pristátí znova použitá, ale motorový priestor nie. Zaujímavosťou tejto lode je možnosť pristátia bez padáku. Reaktívny systém bude slúžiť na brzdenie a pristávanie na zemskom povrchu.

Nový kozmodróm

Na rozdiel od Sojuzu, ktorý štartuje z kozmodrómu Bajkonur nachádzajúceho sa v Kazachstane, plánovanie štartu nových lodí je z budovaného kozmodrómu Vostočnyj v oblasti Amur. Posádku bude tvoriť 6 ľudí. Zariadenie unesie aj zaťaženie až 500 kg. Loď bez posádky môže dodať náklad s hmotnosťou až 2 tony.

Výzvy, s ktorými sa stretávajú vývojári PPTS

Jedným z hlavných problémov, ktorým projekt PPTS čelí, je nedostatok nosných rakiet s požadovanými vlastnosťami. Hlavné technické aspekty kozmickej lode boli dnes vypracované, ale nedostatok nosnej rakety stavia jej vývojárov do veľmi ťažkej situácie. Predpokladá sa, že sa bude svojimi vlastnosťami približovať „Angare“, ktorá bola vyvinutá už v 90. rokoch.

Ďalším vážnym problémom, napodiv, je účel návrhu PPTS. Rusko si dnes len ťažko môže dovoliť vykonávať ambiciózne programy na prieskum Marsu a Mesiaca, podobné tým, ktoré realizujú Spojené štáty. Aj keď sa vesmírny komplex úspešne vyvinie, s najväčšou pravdepodobnosťou jeho jedinou úlohou zostane dodanie posádky a nákladu ISS. Začiatok testovania PPTS bol odložený na rok 2018. Do tejto doby sľubné vozidlá zo Spojených štátov s najväčšou pravdepodobnosťou už prevezmú funkcie, ktoré dnes vykonáva ruská vesmírna loď Progress a Sojuz.

Neisté vyhliadky na vesmírny let

Je faktom, že dnešný svet zostáva bez romantiky vesmírnych letov. Tu, samozrejme, nejde o vesmírny turizmus a vypúšťanie satelitov. S týmito oblasťami astronautiky si netreba robiť starosti. Lety na ISS sú pre vesmírny priemysel veľmi dôležité, ale pobyt na obežnej dráhe samotnej ISS ​​je obmedzený. Likvidácia tejto stanice je naplánovaná na rok 2020. A vesmírne lode s ľudskou posádkou budúcnosti sú neoddeliteľnou súčasťou konkrétneho programu. Je nemožné vyvinúť nový aparát bez predstavy o úlohách, pred ktorými stojí. Nielen pre dodávku posádok ISS a nákladu sa v USA navrhujú nové vesmírne lode budúcnosti, ale aj pre lety na Mesiac a Mars. Tieto úlohy sú však natoľko vzdialené každodenným pozemským starostiam, že v nadchádzajúcich rokoch môžeme len ťažko očakávať výrazné objavy v oblasti astronautiky. Vesmírne hrozby zostávajú fantáziou, a preto nemá zmysel navrhovať vojnové lode budúcnosti. A samozrejme, sily Zeme majú okrem boja medzi sebou aj ďalšie miesto o miesto na obežnej dráhe a iných planétach, mnoho ďalších starostí. Konštrukcia takých zariadení, akými sú vojnové lode budúcnosti, je preto tiež nepraktická.

V roku 2011 USA prestali prevádzkovať vesmírny dopravný systém s opakovane použiteľným raketoplánom, v dôsledku čoho sa ruské vesmírne plavidlo z rodiny Sojuz stalo jediným prostriedkom na doručovanie astronautov na Medzinárodnú vesmírnu stanicu. Pre niekoľko ďalšie roky táto situácia bude pokračovať a potom sa očakáva, že nové lode budú schopné konkurovať Sojuzu. Nový vývoj v oblasti astronautiky s posádkou sa vytvára u nás aj v zahraničí.

Ruská federácia"

Za posledné desaťročia sa ruský vesmírny priemysel niekoľkokrát pokúsil vytvoriť sľubnú kozmickú loď s posádkou vhodnú na výmenu Sojuzu. Tieto projekty však zatiaľ nepriniesli očakávané výsledky. Najnovším a najsľubnejším pokusom nahradiť Sojuz je projekt Federácie, ktorý navrhuje vybudovanie opakovane použiteľného systému pri poprave s posádkou a nákladom.

Modely lode Federácie. Fotografia Wikimedia Commons

V roku 2009 dostala spoločnosť Energia Rocket and Space Corporation objednávku na projekt kozmickej lode označenej ako „pokročilý dopravný systém s posádkou“. Názov „Federácia“ sa objavil až o niekoľko rokov neskôr. RSC Energia sa donedávna podieľala na vývoji požadovanej dokumentácie. S výstavbou prvej lode nového typu sa začalo v marci minulého roka. Hotová vzorka čoskoro začne testovanie na stojanoch a testovacích miestach.

V súlade s najnovšími oznámenými plánmi sa prvý vesmírny let Federácie uskutoční v roku 2022 a vesmírna loď pošle náklad na obežnú dráhu. Prvý let s posádkou na palube je naplánovaný na rok 2024. Po vykonaní požadovaných kontrol bude loď schopná vykonávať odvážnejšie misie. V druhej polovici nasledujúceho desaťročia teda môže dôjsť k preletu Mesiaca bez posádky a človeka.

Kozmická loď, ktorá pozostáva z opakovane použiteľnej vratnej kabíny pre náklad a cestujúcich a jednorazového motorového priestoru, môže vážiť až 17-19 ton. V závislosti od cieľov a užitočného zaťaženia bude schopná vziať na palubu až šesť kozmonautov alebo 2 tony. nákladu. Pri návrate môže zostupové vozidlo obsahovať až 500 kg nákladu. Je známe o vývoji niekoľkých verzií lode na riešenie rôznych problémov. S príslušnou konfiguráciou bude Federácia schopná posielať ľudí alebo náklad na ISS alebo pracovať na obežnej dráhe sama. Loď by mala byť použitá aj pri budúcich letoch na Mesiac.

Americký vesmírny priemysel, ktorý pred niekoľkými rokmi zostal bez Shuttles, vkladá veľké nádeje do sľubného projektu Orion, ktorý je rozvinutím myšlienok uzavretého programu Constellation. Na vývoji tohto projektu sa podieľalo niekoľko popredných organizácií, amerických i zahraničných. Európska vesmírna agentúra je teda zodpovedná za vytvorenie agregátu a Airbus bude tieto výrobky vyrábať. Americkú vedu a priemysel zastupujú NASA a Lockheed Martin.

Model lode Orion. Foto NASA

Projekt Orion v súčasnej podobe bol zahájený v roku 2011. Do tejto doby sa NASA podarilo dokončiť časť prác na programe Constellation, ale bolo od neho treba upustiť. Určitý vývoj bol presunutý z tohto projektu do nového. Už 5. decembra 2014 sa americkým špecialistom podarilo uskutočniť prvé testovacie spustenie sľubnej vesmírnej lode v bezpilotnej konfigurácii. Zatiaľ neboli vykonané žiadne nové spustenia. V súlade so stanovenými plánmi musia autori projektu dokončiť potrebné práce a až potom bude možné začať nová etapa testy.

Podľa súčasných plánov sa nový let kozmickej lode Orion v konfigurácii vesmírneho nákladného vozidla uskutoční až v roku 2019, po objavení sa nosnej rakety Space. Spustiť systém... Bezpilotná verzia kozmickej lode bude musieť pracovať od ISS, ako aj lietať okolo Mesiaca. Astronauti budú na palube Orionov od roku 2023. V druhej polovici nasledujúceho desaťročia sú naplánované lety s dlhou posádkou vrátane letov s preletom Mesiaca. V budúcnosti nie je vylúčená možnosť použitia systému Orion v programe Marsu.

Loď s maximálnou štartovacou hmotnosťou 25,85 ton dostane zapečatený priestor s objemom tesne pod 9 kubických metrov, čo jej umožní prepraviť dostatočne veľký náklad alebo ľudí. Na obežnú dráhu Zeme bude možné dopraviť až šesť ľudí. Mesačná posádka bude obmedzená na štyroch astronautov. Nákladná úprava lode zdvihne až 2-2,5 tony s možnosťou bezpečného vrátenia menšej hmotnosti.

CST-100 Starliner

Ako alternatívu k kozmickej lodi Orion možno považovať CST-100 Starliner, vyvinutý spoločnosťou Boeing v rámci programu NASA Commercial Crew Transportation Capability. Projekt počíta s vytvorením kozmickej lode s posádkou, ktorá je schopná dopraviť niekoľko ľudí na obežnú dráhu a vrátiť sa na Zem. Vzhľadom na množstvo konštrukčných prvkov, vrátane tých, ktoré sú spojené s jednorazovým využitím technológie, sa plánuje vybaviť loď siedmimi miestami pre astronautov naraz.

CST-100 je na obežnej dráhe, zatiaľ iba z pohľadu umelca. Kresba NASA

Spoločnosť Starliner je od roku 2010 založená spoločnosťami Boeing a Bigelow Aerospace. Konštrukcia trvala niekoľko rokov a v polovici tohto desaťročia bolo naplánované prvé uvedenie novej lode na trh. Napriek tomu bol kvôli niektorým ťažkostiam štart testu niekoľkokrát odložený. Podľa nedávneho rozhodnutia NASA by sa prvé vypustenie kozmickej lode CST-100 s nákladom na palube malo uskutočniť v auguste tohto roku. V novembri okrem toho dostal Boeing povolenie na let s posádkou. Sľubná loď bude podľa všetkého pripravená na testovanie vo veľmi blízkej budúcnosti a nové zmeny harmonogramu už nebudú potrebné.

Starliner sa od ostatných projektov sľubných kozmických lodí s americkým a americkým vývojom líši skromnejšími cieľmi. Podľa koncepcie tvorcov bude musieť táto loď dodať ľudí na ISS alebo na ďalšie sľubne vyvíjané stanice. Žiadne lety mimo obežnú dráhu Zeme sa neplánujú. To všetko znižuje požiadavky na loď a v dôsledku toho vám umožňuje dosiahnuť významné úspory. Nižšie náklady na projekt a nižšie náklady na dopravu astronautov môžu byť dobrou konkurenčnou výhodou.

Charakteristickou črtou lode CST-100 je jej pomerne veľká veľkosť. Obyvateľná kapsula bude mať priemer niečo cez 4,5 m a celková dĺžka lode presiahne 5 m. Celková hmotnosť je 13 ton. Treba poznamenať, že na získanie maximálneho vnútorného objemu budú použité veľké rozmery. Uzavretý priestor s objemom 11 kubických metrov bol vyvinutý na umiestnenie zariadenia a osôb. Pre astronautov bude možné nainštalovať sedem stoličiek. V tomto ohľade by sa loď Starliner - ak sa jej podarí uviesť do prevádzky - mohla stať jedným z lídrov.

Dragon v2

NASA pred pár dňami stanovila aj termíny nových testovacích letov vesmírnych lodí od SpaceX. Prvé testovacie spustenie kozmickej lode s posádkou typu Dragon V2 je teda naplánované na december 2018. Tento produkt je prepracovanou verziou existujúceho „nákladného auta“ Dragon, ktoré môže prepravovať ľudí. Vývoj projektu sa začal už veľmi dávno, ale až teraz sa blíži k testovaniu.

Predstieraný čas prezentácie lode Dragon V2 dj. Foto NASA

Projekt Dragon V2 predpokladá použitie prepracovaného nákladného priestoru prispôsobeného na prepravu osôb. V závislosti od požiadaviek zákazníka vraj takáto loď dokáže na obežnú dráhu zdvihnúť až sedem ľudí. Rovnako ako jeho predchodca, aj nový „drak“ bude opakovane použiteľný a po menších opravách bude môcť vykonávať nové lety. Vývoj projektu prebieha pre niekoľko v posledných rokoch ale skúšky ešte nezačali. Len v auguste 2018 SpaceX prvýkrát vypustí Dragon V2 do vesmíru; tento let sa uskutoční bez astronautov na palube. Plný let s posádkou podľa pokynov NASA je naplánovaný na december.

SpaceX je známy svojimi odvážnymi plánmi pre akýkoľvek sľubný projekt a vesmírna loď s posádkou nie je výnimkou. Dragon V2 sa mal pôvodne používať iba na odosielanie ľudí na ISS. Takúto loď je možné použiť aj na niekoľko dní trvajúce nezávislé orbitálne misie. V ďalekej budúcnosti sa plánuje vyslanie lode na Mesiac. Navyše s jej pomocou chcú zorganizovať novú „trasu“ vesmírnej turistiky: vozidlá s pasažiermi na komerčnom základe budú lietať okolo Mesiaca. To všetko je však stále otázkou ďalekej budúcnosti a samotná loď ani nestihla absolvovať všetky potrebné testy.

Pri strednej veľkosti má Dragon V2 zapečatený priestor s objemom 10 metrov kubických a priestor s objemom 14 metrov kubických bez zapečatenia. Podľa vývojovej spoločnosti bude schopná dodať ISS o niečo viac ako 3,3 tony nákladu a vrátiť 2,5 tony na Zem. V pilotovanej konfigurácii sa navrhuje nainštalovať do kokpitu sedem ubytovacích miest. Nový „drak“ teda nebude môcť byť prinajmenšom nižší ako konkurencia, pokiaľ ide o nosnosť. Ekonomické výhody sa navrhujú získať opätovným použitím.

Vesmírna loď India

Spolu s poprednými krajinami vesmírneho priemyslu sa ostatné štáty pokúšajú vytvoriť svoje vlastné verzie kozmických lodí s posádkou. V blízkej budúcnosti sa teda môže uskutočniť prvý let nádejnej indickej vesmírnej lode s astronautmi na palube. Indická organizácia pre výskum vesmíru (ISRO) pracuje na vlastnom projekte vesmírnych lodí od roku 2006 a časť požadovaných prác už dokončila. Z nejakého dôvodu tento projekt ešte nedostal úplné označenie a stále je známy ako „vesmírna loď ISRO“.

Nádejná indická loď a jej nosič. Obrázok Timesofindia.indiatimes.com

Podľa známych údajov, nový projekt ISRO zabezpečuje stavbu relatívne jednoduchého, kompaktného a ľahkého vozidla s posádkou, podobného prvým lodiam zo zahraničia. Zvlášť existuje určitá podobnosť s americkou technológiou rodiny Mercury. Časť projekčných prác bola dokončená pred niekoľkými rokmi a 18. decembra 2014 sa uskutočnilo prvé spustenie lode s balastovým nákladom. Kedy nová kozmická loď vynesie prvých kozmonautov na obežnú dráhu, nie je známe. Načasovanie tejto udalosti bolo niekoľkokrát posunuté a zatiaľ nie sú k dispozícii žiadne údaje o tomto skóre.

Projekt ISRO navrhuje výstavbu kapsuly s hmotnosťou najviac 3,7 tony s vnútorným objemom niekoľko metrov kubických. S jeho pomocou sa plánuje dodanie troch kozmonautov na obežnú dráhu. Autonómia je vyhlásená na úrovni týždňa. Prvé misie vesmírnej lode budú súvisieť s pobytom na obežnej dráhe, manévrovaním atď. V budúcnosti plánujú indickí vedci dvojité štarty so stretnutím a dokovaním lodí. To je však ešte veľmi ďaleko.

Po vývoji letov na obežnú dráhu blízko Zeme plánuje Indická organizácia pre výskum vesmíru vytvoriť niekoľko nových projektov. Plánuje sa vytvorenie opakovane použiteľnej kozmickej lode novej generácie, ako aj lety s posádkou na Mesiac, ktoré sa pravdepodobne uskutočnia v spolupráci so zahraničnými kolegami.

Projekty a perspektívy

V niekoľkých krajinách teraz vznikajú sľubné vesmírne lode s posádkou. V tomto prípade hovoríme o rôznych predpokladoch vzniku nových lodí. India teda plánuje vyvinúť svoj prvý vlastný projekt, Rusko nahradí existujúci „Sojuz“ a Spojené štáty potrebujú domáce lode so schopnosťou prepravovať ľudí. V druhom prípade sa problém prejavuje tak jasne, že NASA je nútená vyvinúť alebo sprevádzať niekoľko projektov sľubných vesmírnych technológií naraz.

Napriek rôznym predpokladom na tvorbu majú sľubné projekty takmer vždy podobné ciele. Všetky vesmírne veľmoci uvedú do prevádzky novú vlastnú kozmickú loď s posádkou, vhodnú prinajmenšom na orbitálne lety. Súčasne je väčšina súčasných projektov vytváraná s prihliadnutím na dosiahnutie nových cieľov. Po určitých vylepšeniach budú musieť niektoré nové lode vyjsť z obežnej dráhy a ísť aspoň na Mesiac.

Je zvláštne, že väčšina prvých spustení novej technológie je naplánovaná na rovnaké obdobie. Od konca tohto desaťročia do polovice dvadsiatych rokov má niekoľko krajín v úmysle otestovať svoj najnovší vývoj v praxi. Ak sa dosiahnu požadované výsledky, vesmírny priemysel sa do konca nasledujúceho desaťročia výrazne zmení. Vďaka predvídavosti vývojárov novej technológie bude navyše astronautika schopná nielen pracovať na obežnej dráhe Zeme, ale aj letieť na Mesiac alebo sa dokonca pripravovať na odvážnejšie misie.

Perspektívne projekty kozmických lodí s posádkou vytvorené v roku rozdielne krajiny, sa ešte nedostali do štádia plného testovania a letov s posádkou na palube. Napriek tomu sa niekoľko takýchto štartov uskutoční už v tomto roku a takéto lety budú pokračovať aj v budúcnosti. Rozvoj vesmírneho priemyslu pokračuje a prináša požadované výsledky.

Na základe materiálov zo stránok:
http://tass.ru/
http://ria.ru/
https://energia.ru/
http://space.com/
https://roscosmos.ru/
https://nasa.gov/
http://boeing.com/
http://spacex.com/
http://hindustantimes.com/

Vo februári Space X uviedol na trh svoju ťažkú ​​nosnú raketu Falcon Heavy. Šéf spoločnosti Elon Musk je považovaný za génia a „vizionára“, ale aj jeho fantázie o kolonizácii Marsu blednú v porovnaní s projektmi, ktoré sú už v plnom prúde.

Baníci na meteorite

Zarábanie peňazí vo vesmíre je relatívne nová myšlienka. Je ťažké očakávať, že veľký biznis bude mať záujem o čisto vedecký výskum, takže budúcnosť vesmírneho priemyslu spočíva práve v náraste komerčných projektov - koniec koncov, rozvoj rozsiahlosti Ameriky nebol ani tak diktovaný túžba po poznaní ako po smäde po zisku.

Extrakcia zdrojov na asteroide je najtrúfalejšia a najambicióznejšia zo všetkých možných myšlienok, ako sa obohatiť na úkor mimozemských zdrojov. Najmarkantnejším príkladom vzniku nového priemyslu sú americké spoločnosti Deep Space Industries a Planetary Resources, na ktorých projekty luxemburská vláda vyčlenila 200 miliónov dolárov.

V rámci existujúcich projektov bude ťažba na asteroidoch prebiehať v niekoľkých fázach: detekcia potenciálne „zaujímavých“ nebeských telies, diaľková analýza / vzorkovanie a v prípade, že sa asteroid považuje za „stojaci“, ťažba na ňom.

Vývoj zdrojov meteoritu nie je len fantázia: Sonda Arkyd-6 spoločnosti Planetary Resources bola na začiatku roka na obežnú dráhu Zeme úspešná. Je to druh modulu, ktorý vyvinie technológiu na detekciu potenciálne vhodných na vývoj nebeských telies. Ďalej spoločnosť plánuje vypustiť Arkyd-100 na obežnú dráhu-plnohodnotný satelit, plne vybavený na detekciu meteoritov, po ktorom budú Arkyd-200 a Arkyd-300 odoslané priamo do nebeského telesa, ktorých účelom bude prieskum v tesnej blízkosti nebeského telesa.

Po týchto predbežných prípravách sa plánuje vyslanie banských lodí k nebeskému telu, ktoré budú pracovať v automatickom režime. Podľa predpovedí Planetary Resources sa ľudstvo bude môcť pochváliť prvou skúsenosťou s vesmírnym vŕtaním do roku 2030.

Aké sú výhody priemyselného vývoja asteroidov? Po prvé, môžu vyrábať vodu a látky obsahujúce vodu - nevyhnutné suroviny na výrobu raketového paliva priamo vo vesmíre.

A za druhé, také nebeské telá môžu obsahovať veľa prvkov, ktoré sú na Zemi extrémne vzácne. Napríklad asteroid 2011 UW158, ktorý preletel okolo našej planéty v roku 2015, obsahoval 5 biliónov dolárov v platine.

Lunárny pohreb

Človek nie je večný a jeho cestu životom je potrebné prehodnotiť vesmírny vek... V každom prípade je o tom presvedčený Elysium Space, ktorý plánuje ponúknuť službu na odoslanie popola mŕtvych na Mesiac.

Namiesto toho, aby sme sa pozerali na svoje nohy, spomínali na svojich blízkych a priateľov, môžeme vzhliadnuť k večným divom nočnej oblohy s vedomím, že naši drahí ľudia sú vždy s nami, uvádza sa na webovej stránke spoločnosti.

Aby spoločnosť využila túto neobvyklú službu, vyvinula špeciálne mini urny, kde je umiestnená časť popola, ktoré sú následne vypustené do vesmíru.

Elysium Space ponúka dve možnosti „vesmírneho pohrebu“: prvý za cenu 2 500 dolárov s názvom „Shooting Star“ zahŕňa vloženie popola na obežnú dráhu Zeme, kde strávi asi dva roky a bude k dispozícii v reálnom čase sledovanie pomocou aplikácie pre smartfóny. Druhým je doručenie popola na Mesiac, kde bude odpočívať „po celú večnosť“.

Dátum vypustenia kozmickej lode Star II, ktorá vynesie mini-urny na obežnú dráhu, nebol stanovený, zatiaľ čo sonda Lunar I by sa mala na satelit Zeme rútiť už v roku 2019.

Dron a ponorka na satelite Saturn

Na rozdiel od vyššie diskutovaných projektov a spoločností sa americká letecká a kozmická agentúra NASA viac zameriava na výskumné misie, ktoré, ako sa ukázalo, vyžadujú stále väčšiu predstavivosť a odvahu. K takýmto projektom patrí vyslanie drona a ponorky na Saturnov mesiac Titan, nebeské teleso, na ktorom je ako vedcov najpravdepodobnejší vznik a vývoj života.

Projekt „Dragonfly“ bol vyvinutý v Laboratóriu aplikovanej fyziky Univerzity Johna Hopkinsa a je jedným z dvoch finalistov najlepšieho projektu. vesmírne misie v rámci výskumného programu Slnečná sústava Nové hranice.

Na rozdiel od štandardných „roverov“, ktoré sú poháňané kolesami, Dragonfly je lietajúca sonda, ktorá cestuje hustou atmosférou Titanu pomocou vrtúľ, ktoré zdvíhajú plavidlo nad povrch satelitu.

Ďalšou charakteristickou črtou projektu je, že sonda bude pracovať v jadrovej elektrárni.

Na povrchu Titanu sú rieky, jazerá a celé oceány uhľovodíkov. Štúdium tajomstiev Saturnovho mesiaca je nemysliteľné bez toho, aby sme sa ponorili do tejto priepasti.

Preto NASA plánuje vytvorenie a vybavenie „vesmírnej ponorky“. Práce na projekte vykonávajú špecialisti z Washingtonskej univerzity, ktorí obnovili podmienky, ktorým bude zariadenie na Titane čeliť, aby vyšetrili možný vplyv málo študovaného satelitného prostredia na zariadenie.

Vedcom sa už podarilo predovšetkým zistiť, že „zásobníky uhľovodíkov“ mrznú pri teplote -198 ° C, čo znamená, že šanca, že sa ponorka zrazí s podobou ľadovca, je minimálna - čo výrazne zjednodušuje úlohu projektovanie ponorky, ktorej štart je naplánovaný na nasledujúcich 20 rokov.

Prvý medzihviezdny let

Hľadanie života alebo jeho znakov v slnečnej sústave je jednou z primárnych úloh moderná veda, ale to neznamená, že ľudstvo navždy opustí lety ku hviezdam.

Iniciatíva Breakthrough Starshot od ruského miliardára Jurija Milnera a slávneho britského astrofyzika Stephena Hawkinga zahŕňa odosielanie nanosatelitov na laserových plachtách do Alfa Centauri, najbližšieho hviezdneho systému k Slnku.

Alpha Centauri je vzdialená asi 4,37 svetelných rokov. Nanosatelity, na rozdiel od veľkých lodí, budú schopné vďaka svojej extrémne nízkej hmotnosti prekonať obrovské medzihviezdne vzdialenosti pri oveľa vyššej rýchlosti - asi 20% rýchlosti svetla.

Na premietnutie projektu do reality vyčlenil Milner 100 miliónov dolárov. Potrebné technológie ešte neexistujú, ale podľa vedcov má ľudstvo každú príležitosť dostať sa do Alpha Centauri pred koncom 21. storočia.

Vesmírny výťah

Jeden z najambicióznejších projektov budúcnosti, ktorý radikálne a navždy zmení osud a prístup ľudstva k videniu seba samého, je vesmírny výťah.

Prvýkrát myšlienku vesmírneho výťahu sformuloval ruský vedec Konstantin Tsiolkovsky. Vesmírny výťah je obvykle konštrukcia, na ktorej je kábel držaný jedným koncom na povrchu planéty a druhým v bode fixnom voči Zemi na obežnej dráhe.

Ťažisko takéhoto výťahu by malo byť vo výške asi 36 tisíc kilometrov. Kábel výťahu musí byť vyrobený z materiálu, ktorý má extrémne vysoký pomer pevnosti v ťahu k špecifickej hmotnosti - najvhodnejším materiálom na stavbu vesmírneho výťahu sú uhlíkové nanorúrky, často označované ako materiál 21. storočia.

Napriek tomu sa technológia výroby nanorúrok v priemyselných množstvách a ich následné opletenie do kábla ešte len začína vyvíjať.

Prečo je vesmírny výťah na zozname ambicióznych, ale stále viac -menej blízko realizačných projektov?

Obayashi sľubuje, že do roku 2050 vytvorí vesmírny výťah.

Hviezdne lode a skúmanie vesmíru boli vždy jednou z hlavných tém sci -fi. Spisovatelia a filmári sa za tie roky pokúšali fantazírovať o tom, čoho sú vesmírne lode schopné, a snívali o tom, čím by sa mohli v budúcnosti stať. Tento prehľad obsahuje niektoré z najzaujímavejších a najznámejších hviezdnych lodí, ktoré sa dajú vidieť v sci -fi.

1. Pokoj

séria "Firefly"
Loď „Serenity“ („Serenity“) pod vedením kapitána Malcolma Reynoldsa môžete vidieť v televíznom seriáli Firefly („Firefly“). The Serenity je loď triedy Firefly, ktorú prvýkrát získal Reynolds krátko po galaktike občianska vojna... Charakteristickým znakom lode je nedostatok zbraní. Keď sa posádka dostane do problémov, musí použiť všetku svoju vynaliezavosť, aby sa z toho dostala.

2. Opustený

franšíza „Alien“
Mimozemská vesmírna loď, ktorá dostala prezývku „Opustený“ a dostala kódové označenie Pôvod, bola nájdená na LV-426 vo filme Alien. Najprv ho objavila spoločnosť Weyland-Yutani Corporation a potom ho vyšetroval tím Nostromo. Nikto nevie, ako sa dostal na planétu, ani kto ho pilotoval. Jediným zvyškom, ktorý mohol byť potenciálnym pilotom, bolo skamenené stvorenie. V tejto zlovestnej lodi sa nachádzali vajíčka xenomorfov.

3. Objav 1

film "Vesmírna odysea"
Film z roku 2001 je sci -fi klasikou a vesmírna loď Discovery 1 je v ňom takmer rovnako ikonická. Discovery 1 bol postavený na misiu s posádkou na Jupiter a nebol neozbrojený, ale mal jeden z najpokročilejších systémov umelej inteligencie, aký je človeku známy (HAL 9000).

4. Battlestar Galactica

film „Battlestar Galaktika“
„Battlestar Galactica“ z rovnomenného filmu („Battlestar Galactica“) má podobu skutočného vraha a legendárna história... Bola považovaná za relikviu a mala byť vyradená z prevádzky, ale stala sa jediným ochrancom ľudstva po Cylonovom útoku na dvanásť kolónií.

5. Dravý vták

Franšíza Star Trek
Dravý vták bol v r vojnovou loďou Klingonskej ríše Star Trek“(„ Star Trek “). Aj keď sa jeho palebná sila líšila od lode k lodi, Vtáky spravidla používali fotónové torpéda. Boli považovaní za najnebezpečnejších kvôli tomu, že boli vybavené maskovacím zariadením.

6. Normandia SR-2

videohra „Mass Effect 2“
Normandy SR-2 má obzvlášť chladný vonkajší dizajn. Ako nástupca modelu SR-1 bol postavený tak, aby pomohol veliteľovi Shepardovi zastaviť únos ľudí zberateľskou rasou. Loď je vybavená špičkovými zbraňami a ochranným vybavením a v priebehu hry sa neustále vylepšuje.

7. USS Enterprise

Franšíza Star Trek
Ako nemôžete do tohto zoznamu zahrnúť „USS Enterprise“ („Enterprise“) zo „Star Trek“ („Star Trek“). Mnoho fanúšikov tejto ságy samozrejme bude zaujímať, akú verziu lode by si mali vybrať. Prirodzene to bude jedinečný NCC-1701 pod vedením kapitána samotného Jamesa Kirka.

8. Imperial Star Destroyer

Franšíza Star Wars
Imperial Star Destroyer bol súčasťou obrovskej flotily Impéria, ktorá udržiavala kontrolu a poriadok v celej galaxii. So svojou obrovskou veľkosťou a veľkým počtom zbraní roky symbolizoval dominantnú moc ríše.

9. Tie Fighter

Franšíza Star Wars
Tie Fighter je jednou z najlepších a najunikátnejších lodí v galaxii. Napriek tomu, že nemá štíty, hyperpohon ani systémy na podporu života, rýchly motor a manévrovateľnosť z neho robia ťažký cieľ pre nepriateľa.

10. X-krídlo

Franšíza Star Wars
Tie Fighter, ktorý používajú niektorí z najlepších stíhacích pilotov v galaxii, je hviezdnou loďou zvolenou pre rebelov v Hviezdne vojnyÓ ". Bol to on, kto zohral kľúčovú úlohu v bitke o Yavin a bitke o Endor. Krídla tohto bojovníka vyzbrojené štyrmi laserovými delami a protónovými torpédami sa pri útoku rozšírili do tvaru „X“.

11. Milano

Franšíza Guardians of the Galaxy
V Guardians of the Galaxy bola Milano hviezdnou loďou triedy M-Ship, ktorú Star-Lord použil na nájdenie tajomnej gule a jej predaj, aby sa zbavil Yonda a jeho gangu. Neskôr hral kľúčovú úlohu v bitke pri Xandare. Hviezdny lord pomenoval loď v priateľke z detstva Alyssa Milano.

12. USCSS Nostromo

Franšíza Star Wars
Vesmírny remorkér USCSS Nostromo pod vedením kapitána Arthura Dallasa preskúmal Derelict, čo viedlo k prípadnému zrodu osamoteného xenomorfa.

13. Millenium Falcon

Franšíza Star Wars
Millenium Falcon je bezpochyby najlepšia kozmická loď v celej sci -fi. Jeho super chladný dizajn, opotrebovaný vzhľad, neuveriteľná rýchlosť a skutočnosť, že ho pilotuje Han Solo, ho odlišuje od ostatných. Lando Calrissian, ktorý prišiel o loď kvôli Han Solovi, povedal: „Toto je najrýchlejší kus odpadu v galaxii.“

14. Trimaxion Drone

film „Let navigátora“
„Trimaxion Drone“ - vesmírna loď vo filme „Let navigátora“. Je pilotovaný počítačom s umelou inteligenciou a vyzerá ako chrómová škrupina. Schopnosti lode sú celkom vynikajúce, je schopná lietať rýchlejšie ako rýchlosť svetla a cestovať v čase.

15. Otrok I

Franšíza Star Wars
„Slave I“ („Slave 1“)-Hliadková útočná loď „Firebug-31“, ktorú použil slávny Boba Fett vo „Hviezdnych vojnách“. V Impériu vracia úder, Slave I priniesol Han Sola zmrazeného v karbonite do Jabby Hutt. Väčšina charakteristický znak„Slave I“ je jeho zvislá poloha počas letu a vodorovná počas pristávania.

BONUS

Pokračovanie témy, príbeh o. Je ťažké uveriť, že je to realita.

Čo sa stalo? Veľa vecí, vrátane vojny vo Vietname, škandálu Watergate atď. Ale keď sa pozriete na koreň a zbavíte sa všetkého dočasného a nepodstatného, ​​ukáže sa, že dôvod je skutočne jeden: peniaze.

Niekedy zabúdame, že cestovanie do vesmíru je veľmi drahé. Umiestnenie iba jednej libry čohokoľvek na obežnú dráhu Zeme stojí 10 000 dolárov. Predstavte si sochu Johna Glenna v životnej veľkosti vyrobenú z masívneho zlata a získate predstavu o cene takýchto projektov. Let na Mesiac by si vyžiadal asi 100 000 dolárov za libru užitočného zaťaženia. Let na Mars by stál 1 milión dolárov za libru (zhruba hmotnosť diamantov).

Potom, v šesťdesiatych rokoch minulého storočia, sa otázka ceny prakticky neuvažovala: všetko bolo pokryté všeobecným nadšením a rastom vesmírnych pretekov s Rusmi. Veľkolepé úspechy odvážnych astronautov skryli náklady na lety do vesmíru, najmä preto, že obe strany boli pripravené urobiť veľa pre podporu národného ocenenia. Ale ani superveľmoci nedokážu uniesť takú záťaž po mnoho desaťročí.

Je to všetko smutné! Uplynulo viac ako 300 rokov, odkedy Sir Isaac Newton prvýkrát zapísal zákony pohybu, a stále sme v zajatí jednoduchých výpočtov. Na vrhnutie predmetu na obežnú dráhu blízko zeme musí byť zrýchlený na rýchlosť 7,9 km / s. Na odoslanie predmetu na medziplanetárnu cestu a jeho vyňatie z dosahu gravitačného poľa Zeme je potrebné dať mu rýchlosť 11,2 km / s (A aby sme dosiahli tento magický údaj - 11,2 km / s, musíme použiť Newtonov tretí zákon dynamiky: každá akcia To znamená, že raketa sa môže zrýchliť vysunutím horúcich plynov v opačnom smere, podobne ako balón letí po miestnosti, ak ju nafúknete a uvoľníte ventil.) Nie je teda ťažké vypočítať náklady na cestu do vesmíru podľa Newtonových zákonov. Neexistuje jediný prírodný zákon (fyzický ani inžiniersky), ktorý by nám zakazoval skúmať slnečnú sústavu; všetko je to o nákladoch.

Ale to nestačí. Raketa musí niesť palivo, čo výrazne zvyšuje jej zaťaženie. Lietadlá môžu tento problém obísť tak, že zachytia kyslík z atmosféry a odošlú ho do motorov. Vo vesmíre však nie je vzduch a raketa musí so sebou uniesť všetok kyslík a vodík.

Okrem toho, že táto skutočnosť robí z cestovania vesmírom veľmi drahé potešenie, je to hlavný dôvod, prečo nemáme raketové balíky a lietajúce autá. Autori sci -fi (ale nie učenci) si radi naplánujú deň, keď si všetci nasadneme raketové balíky a odletíme do práce - alebo pôjdeme na nedeľný piknik do rodinného lietajúceho auta. Ľudia sú často frustrovaní z futuristov, pretože ich predpovede sa nikdy nesplnia. (Preto je v okolí toľko článkov a kníh s cynickými názvami ako „Kde je môj raketový balíček?“ Raketové balíky existujú; navyše sa ich nacisti dokonca pokúsili využiť počas 2. svetovej vojny. Peroxid vodíka, v takýchto prípadoch bežné palivo, však rýchlo dochádza, takže priemerný let v raketovom balení trvá iba niekoľko minút. Rovnako tak lietajúce autá s vrtuľami helikoptér spaľujú desivé množstvo paliva, čo ich robí pre bežného človeka príliš drahými.

Koniec lunárneho programu

Sú to nehorázne ceny za vesmírne lety, ktoré môžu za súčasnú neistotu budúcnosti vesmírneho cestovania s posádkou. George W. Bush ako prezident v roku 2004 predstavil jasný, ale dosť ambiciózny projekt vesmírneho programu. Po prvé, raketoplán mal byť v roku 2010 vyradený a do roku 2015 nahradený novým raketovým systémom s názvom Constellation. Za druhé, do roku 2020 sa mal vrátiť na Mesiac a nakoniec vytvoriť trvalú obývateľnú základňu na satelite našej planéty. Po tretie, toto všetko malo pripraviť cestu pre let s posádkou na Mars.

Avšak aj po Bushovom pláne sa ekonomika vesmírneho prieskumu podstatne zmenila, a to predovšetkým preto, že veľká recesia vyprázdnila peňaženku budúceho vesmírneho cestovania. V správe Augustínovej komisie pre prezidenta Baracka Obamu z roku 2009 je pôvodný program vzhľadom na úroveň dostupných financií neuskutočniteľný. V roku 2010 prezident Obama prijal praktické opatrenia na uzavretie programu Space Shuttle a vývoja náhradného raketoplánu, ktorý by pripravil pôdu pre návrat na Mesiac. V blízkej budúcnosti sa bude NASA bez vlastných rakiet na vysielanie našich astronautov do vesmíru musieť spoľahnúť na Rusov. Na druhej strane táto situácia stimuluje úsilie súkromných spoločností o vytvorenie rakiet potrebných na pokračovanie vesmírneho programu s posádkou. NASA, ktorá opustí svoju slávnu minulosť, nikdy nevybuduje rakety pre program s posádkou. Priaznivci Obamovho plánu tvrdia, že je to začiatok Nová éra prieskum vesmíru, kde bude prevládať súkromná iniciatíva. Kritici tvrdia, že implementácia tohto plánu urobí z NASA „agentúru bez cieľa“.

Pristátie na asteroide

Správa Augustínovej komisie navrhla takzvanú flexibilnú cestu vrátane niekoľkých pomerne skromných cieľov, ktoré nevyžadujú šialenú spotrebu rakety: napríklad výlet na blízky asteroid, ktorý náhodou preletí okolo Zeme, alebo výlet na mesiace na Marse . Správa naznačila, že cieľový asteroid môže na našich mapách zatiaľ jednoducho chýbať: možno ide o neznáme putujúce telo, ktoré sa má objaviť v blízkej budúcnosti.

Podľa správy Komisie je problém v tom, že pohonné hmoty na pristátie na Mesiaci, najmä na Marse, a na vzlet a návrat budú neúmerne drahé. Pretože je však gravitačné pole na asteroide a satelitoch Marsu veľmi slabé, bude potrebné oveľa menej paliva. Augustínova správa spomenula aj možnosť návštevy Lagrangeových bodov, teda takých miest na voľnom priestranstve, kde je vzájomne kompenzovaná gravitačná príťažlivosť Zeme a Mesiaca. (Je celkom možné, že tieto body slúžia ako vesmírna skládka, kde sa všetky úlomky zozbierané slnečnou sústavou a uväznené v blízkosti Zeme nahromadili odpradávna; astronauti tam mohli nájsť zaujímavé kamene pochádzajúce z vzniku Systém Zem-Mesiac.)

Pristátie na asteroide je skutočne lacnou úlohou, pretože asteroidy majú extrémne slabé gravitačné pole. (To je tiež dôvod, prečo sú asteroidy skôr nepravidelné ako okrúhle. Všetky veľké objekty vo vesmíre - hviezdy, planéty a satelity - sú okrúhle, pretože gravitačná sila ich rovnomerne ťahá smerom k stredu. Akákoľvek nepravidelnosť tvaru planéta sa postupne vyhladzuje. Gravitačná sila na asteroide je však taká slabá, že nemôže stlačiť asteroid do gule.)

Jedným z možných cieľov takéhoto letu je asteroid Apophis, ktorý by v roku 2029 mal prejsť nebezpečne blízko Zeme. Tento skalný blok s priemerom asi 300 metrov, veľký ako veľké futbalové ihrisko, prejde tak blízko planéty, že ponechá vonku niektoré z našich umelých satelitov. Z interakcie s našou planétou sa zmení dráha asteroidu, a ak nemáte šťastie, v roku 2036 sa môže opäť vrátiť na Zem; je dokonca malá pravdepodobnosť (1 z 100 000), že sa vráti na Zem. Ak by sa to skutočne stalo, sila nárazu by sa rovnala 100 000 bombám Hirošimy; Pritom by búrky, nárazové vlny a žiarovky mohli úplne zničiť oblasť veľkú ako Francúzsko. (Na porovnanie: oveľa menší predmet, pravdepodobne veľkosti bytového domu, spadol v blízkosti sibírskej rieky Podkamennaya Tunguska v roku 1908 a explodoval silou tisíc Hirošimských bômb a zrazil 2500 km 2 lesov. Rázová vlna z tento výbuch bol cítiť Okrem toho pri páde vznikla neobvyklá žiara oblohy nad Áziou a Európou, takže v noci v Londýne na ulici ste si mohli prečítať noviny.)

Návšteva Apophisu nebude príliš veľkou záťažou pre rozpočet NASA, pretože asteroid by mal každopádne letieť veľmi blízko, ale pristátie na ňom môže byť problém. Vzhľadom na slabé gravitačné pole asteroidu na ňom loď nebude musieť pristáť v tradičnom zmysle, ale skôr pristáť. Navyše sa neotáča rovnomerne, takže pred pristátím bude potrebné vykonať presné merania všetkých parametrov. Vo všeobecnosti by bolo zaujímavé sledovať, ako je asteroid pevný. Niektorí vedci špekulujú, že to môže byť len veľa skál držaných pohromade slabým gravitačným poľom; ostatným to pripadá pevné. Jedného dňa sa môže stať, že znalosti o hustote asteroidov budú pre ľudstvo životne dôležité; je možné, že jedného dňa budeme musieť asteroid rozdrviť na kúsky pomocou jadrových zbraní. Ak sa blok kameňa lietajúceho vo vesmíre, namiesto toho, aby sa rozpadol na prášok, rozpadne na niekoľko veľkých kúskov, ich pád na Zem môže byť ešte nebezpečnejší ako pád celého asteroidu. Možno bude lepšie postrčiť asteroid, aby mierne zmenil svoju obežnú dráhu, než sa dostane blízko k Zemi.

Pristátie na satelite Marsu

Aj keď Augustínska komisia neodporučila projekt týkajúci sa misie s posádkou na Mars na realizáciu, stále máme ďalšiu veľmi zaujímavú príležitosť - poslať astronautov na satelity Marsu, Phobosu a Deimosu. Tieto satelity sú oveľa menšie ako zemský Mesiac, a preto, podobne ako asteroidy, majú veľmi slabé gravitačné pole. Okrem toho, že je návšteva satelitu na Marse relatívne lacná, má aj niekoľko ďalších výhod:

1. Po prvé, tieto satelity by mohli byť použité ako dočasné vesmírne stanice. Z nich môžete analyzovať planétu bez špeciálnych nákladov bez toho, aby ste klesli na jej povrch.

2. Za druhé, jedného dňa môžu prísť vhod ako medzistupeň expedície na Mars. Z Phobosu do centra Červenej planéty je necelých 10 000 km, takže odtiaľ môžete letieť dole len za niekoľko hodín.

3. Pravdepodobne tieto satelity majú jaskyne, ktoré by bolo možné použiť na organizáciu stálej obývateľnej základne a na jej ochranu pred meteoritmi a kozmickým žiarením. Najmä na ostrove Phobos je obrovský kráter Stickney; pravdepodobne je to stopa dopadu obrovského meteoritu, ktorý takmer rozdelil satelit. Postupne však gravitácia stiahla trosky opäť k sebe a družicu prestavala. Možno po tejto dlhotrvajúcej zrážke zostalo na Phobose veľa jaskýň a trhlín.

Návrat na Mesiac

Augustínova správa hovorí aj o novej expedícii na Mesiac, ale iba vtedy, ak sa zvýši financovanie vesmírnych programov a ak bude na tento program na nasledujúcich desať rokov vyčlenených najmenej 30 miliárd dolárov. Pretože je to veľmi nepravdepodobné, lunárny program možno v skutočnosti považovať za uzavretý, prinajmenšom na nasledujúce roky.

Zrušený lunárny program s názvom Súhvezdie obsahoval niekoľko hlavných zložiek. Po prvé, ide o nosnú raketu Ares V, prvú americkú superťažkú ​​nosnú raketu od odchodu Saturnu na začiatku 70. rokov minulého storočia. Za druhé, ťažká raketa „Ares I“ a vesmírna loď „Orion“, schopné dopraviť šesť astronautov na vesmírnu stanicu blízko zeme alebo štyroch na Mesiac. A nakoniec pristávač Altair, ktorý v skutočnosti mal zostúpiť na povrch Mesiaca.

Konštrukcia raketoplánu, kde bola loď upevnená na boku, mala niekoľko významných nevýhod vrátane tendencie nosiča stratiť počas letu kúsky tepelne izolačnej peny. Pre vesmírnu loď Columbia sa to ukázalo ako katastrofa: pri návrate na Zem zhorela a vzala so sebou sedem odvážnych astronautov - a to všetko preto, že počas štartu zasiahol kus penovej izolácie odtrhnutý z vonkajšej palivovej nádrže okraj krídla a vyrazil do neho dieru ... Po vstupe do atmosféry vtrhli do trupu Kolumbie horúce plyny, ktoré zabili všetkých vo vnútri a spôsobili zrútenie lode. V projekte Constellation, kde mal byť obývateľný modul umiestnený priamo na vrchu rakety, by tento problém nevznikol.

Tlač nazvala projekt súhvezdia „program Apollo na steroidoch“ - veľmi podobne ako lunárny program sedemdesiatych rokov minulého storočia. Raketa „Ares I“ mala mať dĺžku takmer 100 m proti 112, 5 m pre „Saturn V“. Predpokladalo sa, že táto raketa vypustí do vesmíru pilotovanú kozmickú loď Orion, čím nahradí zastarané raketoplány. Na spustenie modulu Altair a skladovanie paliva na let na Mesiac mala NASA v úmysle použiť raketu Ares V s výškou 118 m, schopnú vstreknúť 188 ton nákladu na obežnú dráhu Zeme. Raketa Ares V sa mala stať chrbticou každej misie na Mesiac alebo Mars. (Aj keď je vývoj „Ares“ ukončený, bolo by dobré nechať si z programu aspoň niečo na budúce použitie; hovorí sa o tom.)

Stála mesačná základňa

Po uzavretí programu súhvezdia nechal prezident Obama niekoľko možností otvorených. Sonda Orion, ktorá mala opäť dopraviť amerických astronautov na Mesiac a späť, sa stala považovaná za záchranné vozidlo pre Medzinárodnú vesmírnu stanicu. Možno sa v budúcnosti, keď sa ekonomika zotaví z krízy, bude chcieť nejaká iná administratíva vrátiť k lunárnemu programu vrátane projektu vytvorenia lunárnej základne.

Vybudovanie stálej obývateľnej základne na Mesiaci nevyhnutne narazí na mnohé prekážky. Prvým z nich sú mikrometeority. Keďže na Mesiaci nie je vzduch, kamene z neba padajú na jeho povrch bez prekážok. Je ľahké sa o tom presvedčiť, keď sa pozriete na povrch našej družice, úplne posiate stopami starých zrážok s meteoritmi; niektoré z nich majú miliardy rokov.

Pred mnohými rokmi, keď som bol na Kalifornskej univerzite v Berkeley, som mal možnosť vidieť toto nebezpečenstvo na vlastné oči. Prinesené astronautmi na začiatku 70. rokov minulého storočia. lunárna pôda vyprodukovaná v vedecký svet skutočná senzácia. Bol som pozvaný do laboratória, kde analyzovali mesačnú pôdu pod mikroskopom. Najprv som videl kameň - ako sa mi zdal, úplne obyčajný kameň (mesačné skaly veľmi pripomínajú pozemské skaly), ale oplatilo sa pozrieť sa cez mikroskop ... Bol som šokovaný! Celá skala bola pokrytá drobnými meteoritovými krátermi, vo vnútri ktorých boli viditeľné ešte menšie krátery. Nikdy predtým som nič podobné nevidel. Uvedomil som si, že vo svete bez atmosféry je aj tá najmenšia čiastočka prachu, ktorá zasiahne rýchlosťou viac ako 60 000 km / h, schopná ľahko zabiť - a ak nie, tak potom urobiť diery v skafandri. (Vedci si predstavujú obrovské škody spôsobené mikrometeoritmi, pretože s nimi môžu simulovať zrážky. Laboratóriá špeciálne na skúmanie povahy takýchto zrážok majú obrovské delá, ktoré dokážu strieľať kovové gule obrovskou rýchlosťou.)

Jedným z možných riešení je vybudovanie lunárnej základne pod povrchom. Je známe, že v staroveku bol Mesiac vulkanicky aktívny a astronauti mohli nájsť lávovú trubicu, ktorá siaha hlboko pod zem. (Lávové trubice sú stopami dávnych lávových prúdov, ktoré sa hrýzli hlboko v kavernóznych štruktúrach a tuneloch.) V roku 2009 astronómovia našli na Mesiaci lávovú trubicu veľkosti mrakodrapu, ktorá by mohla slúžiť ako základ pre trvalú lunárnu základňu.

Takáto prírodná jaskyňa by mohla astronautom poskytnúť lacnú ochranu pred kozmickým žiarením a slnečnými erupciami. Dokonca aj pri lete z jedného konca kontinentu na druhý (napríklad z New Yorku do Los Angeles) sme vystavení žiareniu na úrovni asi jeden milibar za hodinu (čo je ekvivalentné röntgenovému žiareniu z zubár). Na Mesiaci môže byť žiarenie také silné, že obytné miestnosti základne budú musieť byť umiestnené hlboko pod povrchom. Bez atmosféry by smrtiaci dážď slnečných erupcií a kozmických lúčov vystavil astronautov priamemu riziku predčasného starnutia a dokonca aj rakoviny.

Beztiažová situácia je tiež problémom, najmä počas dlhých období. Vo výcvikovom stredisku NASA v Clevelande v štáte Ohio prebiehajú na astronautoch rôzne experimenty. Raz som uvidel predmet, zavesený v horizontálnej polohe pomocou špeciálneho postroja, bežiaceho po zvislo nainštalovanom bežiacom páse. Vedci sa pokúsili určiť vytrvalosť subjektu v podmienkach nulovej gravitácie.

Po rozhovore s lekármi z NASA som si uvedomil, že beztiažová situácia je oveľa menej neškodná, ako sa na prvý pohľad zdá. Jeden lekár mi vysvetlil, že počas niekoľkých desaťročí dlhodobé lety amerických astronautov a ruských kozmonautov v nulovej gravitácii jasne ukázali: v nulovej gravitácii dochádza k výrazným zmenám v ľudskom tele, svalových tkanivách, kostiach a kardiovaskulárnom systéme. Naše telo je výsledkom miliónov rokov vývoja v gravitačnom poli Zeme. V podmienkach dlhodobého pobytu v slabšom gravitačnom poli dochádza k zlyhaniu biologických procesov.

Asi po roku v nulovej gravitácii sa ruskí kozmonauti vracajú na Zem tak slabí, že sa môžu len plaziť. Vo vesmíre, aj pri každodennom cvičení, svaly atrofujú, kosti strácajú vápnik a kardiovaskulárny systém oslabuje. Po lete niektorí ľudia potrebujú niekoľko mesiacov na zotavenie a niektoré zmeny môžu byť nevratné. Cesta na Mars mohla trvať dva roky a astronauti dorazili takí slabí, že nemohli pracovať. (Jedným z riešení tohto problému je roztočiť medziplanetárnu loď a vytvoriť v nej umelú gravitáciu. Mechanizmus je tu rovnaký, ako keď sa vedro otáča na lane, keď z neho voda nevyteká ani naruby pozícia. Je to však veľmi drahé, pretože na to, aby sa udržala rotácia, bude vyžadovať ťažké a ťažkopádne vybavenie a každá libra dodatočnej hmotnosti znamená zvýšenie nákladov na projekt o 10 000 dolárov.)

Voda na mesiaci

Jeden z nedávnych objavov by mohol vážne zmeniť podmienky lunárnej hry: na Mesiaci bol objavený staroveký ľad, ktorý pravdepodobne zostal po dlhodobých zrážkach s kométami. V roku 2009 mesačná sonda NASA LCROSS a jej horný stupeň Centaurus narazili na mesiac v blízkosti jeho južného pólu. Rýchlosť zrážky bola takmer 2500 m / s; V dôsledku toho bola hmota z povrchu vyhodená do viac ako kilometrovej výšky a bol vytvorený kráter s priemerom asi 20 m. Diváci boli zrejme trochu sklamaní, že k sľubovanému nádhernému výbuchu nedošlo počas zrážky, ale vedcov to potešilo: zrážka sa ukázala ako veľmi informatívna. V látke vyhodenej z povrchu bolo nájdených asi 100 litrov vody. A v roku 2010 padlo nové šokujúce tvrdenie: v mesačnom materiáli je voda viac ako 5% hmotnosti, takže na Mesiaci je pravdepodobne viac vlhkosti ako v niektorých častiach Sahary.

Tento objav by mohol mať nesmierny význam: je úplne možné, že budúci astronauti môžu sublunárne ľadové usadeniny využívať na výrobu raketového paliva (extrakciou vodíka z vody), na dýchanie (získavaním kyslíka), na ochranu (pretože voda absorbuje žiarenie) ) a na pitie (prirodzene, v čistenej forme). Tento objav teda pomôže niekoľkokrát znížiť náklady na akýkoľvek lunárny program.

Získané výsledky môžu tiež znamenať, že počas výstavby a ďalších dodávok základne budú astronauti schopní využívať miestne zdroje - vodu a všetky druhy minerálov.

Polovica storočia

(2030 - 2070)

Let na Mars

V roku 2010 prezident Obama na návšteve Floridy nielen oznámil uzavretie lunárneho programu, ale namiesto toho podporil misiu na Mars a financovanie zatiaľ ťažkého vozidla, ktoré by jedného dňa mohlo dopraviť astronautov do hlbokého vesmíru mimo lunárnej obežnej dráhy. Naznačil, že dúfa, že počká do dňa - možno niekedy v polovici 20. rokov 20. storočia -, keď americkí astronauti vstúpia na povrch Marsu. Niektorí astronauti, ako napríklad Buzz Aldrin, Obamov plán dôrazne podporovali, a to práve preto, že bolo navrhnuté, aby bol Mesiac vynechaný. Aldrin mi kedysi povedal, že keďže Američania už boli na Mesiaci, teraz bude jediným skutočným úspechom let na Mars.

Zo všetkých planét slnečnej sústavy sa iba Mars javí dostatočne podobný Zemi, mohla tam vzniknúť nejaká forma života. (Merkúr, spálený slnkom, je pravdepodobne príliš nepriateľský voči životu, ako ho poznáme. Plynní obri - Jupiter, Saturn, Urán a Neptún - sú príliš chladní na to, aby podporili život. Venuša je v mnohých ohľadoch dvojnásobkom Zeme, ale pri potulkách skleníkovým efektom sú tam podmienky jednoducho pekelné: teplota dosahuje +500 ° C, atmosféra pozostávajúca hlavne z oxidu uhličitého je 100 -krát hustejšia ako Zem a z neba sa valí kyselina sírová. vaše pozostatky sa vyprážajú a rozpúšťajú v kyseline sírovej.)

Na druhej strane Mars bol kedysi dosť vlhkou planétou. Tam, rovnako ako na Zemi, existovali oceány a rieky, ktoré dávno zmizli. Dnes je to mrazivá, neživá púšť. Je však možné, že svojho času - pred miliardami rokov - na Marse prekvital mikroživot; je dokonca možné, že v dnešnej dobe baktérie žijú niekde v horúcich prameňoch.

Potom, čo sa USA pevne rozhodnú uskutočniť expedíciu s posádkou na Mars, bude jej implementácia trvať ďalších 20-30 rokov. Treba však poznamenať, že pre človeka bude oveľa ťažšie dostať sa na Mars ako na Mesiac. Mars je kvantový skok v zložitosti v porovnaní s Mesiacom. Na Mesiac môžete letieť za tri dni - na Mars sa budete musieť dostať od šiestich mesiacov do roka.

V júli 2009 vedci z NASA prišli na to, ako by mohla vyzerať skutočná marťanská expedícia. Astronauti budú lietať na Mars asi šesť mesiacov, potom strávia 18 mesiacov na Červenej planéte a potom ďalších šesť mesiacov strávia na návrate.

Na Mars bude musieť byť celkovo odoslaných asi 700 ton zariadenia - to je viac ako Medzinárodná vesmírna stanica za cenu 100 miliárd dolárov. Aby ušetrili na jedle a vode, pri cestovaní a práci na Marse budú musieť astronauti očistiť svoje vlastné odpadové produkty a použiť ich na hnojenie rastlín. Na Marse nie je žiadny kyslík, žiadna pôda, voda, žiadne zvieratá, žiadne rastliny, takže všetko bude potrebné transportovať zo Zeme. Miestne zdroje nemožno použiť. Atmosféra Marsu je takmer výlučne oxidom uhličitým a atmosférický tlak je iba 1% Zeme. Akákoľvek medzera v obleku bude znamenať rýchly pokles tlaku a smrť.

Expedícia bude taká ťažká, že bude musieť byť rozdelená do niekoľkých etáp. Pretože by bolo príliš nákladné prenášať palivo späť zo Zeme, je možné, že na doplnenie paliva do medziplanetárneho vozidla bude musieť byť na Mars vyslaná samostatná raketa s palivom. (Alebo ak z marťanský ľad je možné extrahovať dostatok kyslíka a vodíka, môžu sa použiť ako pohonná látka.)

Akonáhle sa dostanú na Mars, astronauti sa možno budú musieť niekoľko týždňov prispôsobiť životu na inej planéte. Cyklus dňa a noci je tam približne rovnaký ako na Zemi (marťanský deň je o niečo dlhší a má 24,6 hodiny), ale rok na Marse je dvakrát dlhší ako na Zemi. Teploty takmer nikdy nevystúpia nad bod mrazu. Zúria tam prudké prachové búrky. Piesky na Marse sú malé ako mastenec a prachové búrky často pokrývajú celú planétu.

Terraform Mars?

Predpokladajme, že v polovici storočia astronauti navštívia Mars a zorganizujú tam primitívnu základňu. Ale to nestačí. Všeobecne povedané, ľudstvo bude pravdepodobne vážne zvažovať projekt terraformácie Marsu - jeho premeny na príjemnejšiu planétu pre život. Práce na tomto projekte sa začnú na úplnom konci 21. storočia, v lepšom prípade dokonca na začiatku nasledujúceho.

Vedci už zvážili niekoľko spôsobov, ako z Marsu urobiť pohostinnejšie miesto. Pravdepodobne najjednoduchšie z nich je pridať metán alebo iný skleníkový plyn do atmosféry Červenej planéty. Metán je silnejší skleníkový plyn ako oxid uhličitý, takže metánová atmosféra zachytí slnečné svetlo a postupne zohreje povrch planéty. Teplota vystúpi nad bod mrazu. Okrem metánu sa ako možnosti zvažujú aj ďalšie skleníkové plyny, ako napríklad amoniak a freón.

Hneď ako teplota stúpne, permafrost sa začne topiť prvýkrát za miliardy rokov, vďaka čomu sa riečne kanály opäť naplnia vodou. V priebehu času, keď je atmosféra hustejšia, sa na Marse môžu znova vytvoriť jazerá a dokonca aj oceány. V dôsledku toho sa uvoľní ešte viac oxidu uhličitého - bude pozitívna spätná väzba.

V roku 2009 sa zistilo, že metán je prirodzene emitovaný z povrchu Marsu. Zdroj tohto plynu zostáva záhadou. Na Zemi vzniká metán predovšetkým z rozpadu organických materiálov, ale na Marse môže byť vedľajším produktom nejakého geologického procesu. Ak sa vedcom podarí zistiť zdroj tohto plynu, možno bude možné zvýšiť jeho výkon, čo znamená zmeniť atmosféru planéty.

Ďalšou možnosťou je poslať kométu do atmosféry Marsu. Ak sa vám podarí zachytiť kométu dostatočne ďaleko od Slnka, aj malý náraz - stlačenie špeciálnym raketovým motorom, zrážka v pravom uhle s kozmickou loďou alebo dokonca len gravitačná príťažlivosť tohto zariadenia - môžu stačiť na zmeňte dráhu vesmírneho tuláka správnym spôsobom. Kométy sú väčšinou tvorené vodou a v slnečnej sústave je ich mnoho. (Napríklad jadro Halleyovej kométy má tvar arašidového orieška s priemerom asi 30 km a pozostáva hlavne z ľadu a kameňa.) Keď sa kométa priblíži k Marsu, začne pociťovať trenie o atmosféru a pomaly sa zrúti a uvoľní vodu. forma pary do atmosféry planéty ...

Ak nenájdete vhodnú kométu, môžete namiesto nej použiť jeden z ľadových mesiacov Jupitera alebo napríklad asteroid obsahujúci ľad, akým je Ceres (vedci sa domnievajú, že ide o 20% vody). Mesiac alebo asteroid bude samozrejme ťažšie nasmerovať v smere, ktorý potrebujeme, pretože takéto nebeské telesá sú spravidla na stabilných dráhach. A potom sú tu dve možnosti: bude možné nechať zmenšenú kométu, mesiac alebo asteroid na obežnej dráhe Marsu a nechať ho, aby sa pomaly rozpadal, uvoľňovať do atmosféry vodné pary, alebo zhodiť toto nebeské teleso na jednu z polárne čiapky Marsu. Polárnymi oblasťami Červenej planéty sú mrazený oxid uhličitý, ktorý v letných mesiacoch mizne, a ľad, ktorý tvorí základ a nikdy sa neroztopí. Ak kométa, mesiac alebo asteroid narazia na ľadovú čiapočku, uvoľní sa obrovské množstvo energie a suchý ľad sa odparí. Skleníkový plyn sa dostane do atmosféry a urýchli globálne otepľovanie na Marse. Pri tejto možnosti môže dôjsť aj k pozitívnej spätnej väzbe. Čím viac oxidu uhličitého sa uvoľní z cirkumpolárnych oblastí planéty, tým vyššia bude teplota stúpať, a preto sa bude uvoľňovať viac oxidu uhličitého.

Ďalším návrhom je odpálenie niekoľkých jadrových bômb na polárnych ľadovcoch. Nevýhoda tejto metódy je zrejmá: je možné, že uvoľnená voda bude rádioaktívna. Alebo tam môžete skúsiť postaviť termonukleárny reaktor, ktorý rozpustí ľad v polárnych oblastiach.

Hlavným palivom pre fúzny reaktor je voda a na Marse je dostatok mrazenej vody.

Keď teploty vystúpia nad bod mrazu, na povrchu sa vytvoria plytké vodné plochy, ktoré môžu byť osídlené niektorými formami rias, ktorým sa na Zemi v Antarktíde darí. Atmosféra Marsu, ktorá tvorí 95% oxidu uhličitého, sa jej zrejme bude páčiť. Môžete tiež geneticky modifikovať riasy, aby rástli čo najrýchlejšie. Rybníky na riasy urýchlia terraformáciu niekoľkými spôsobmi. Riasy najskôr premenia oxid uhličitý na kyslík. Za druhé, zmenia farbu povrchu Marsu a podľa toho aj jeho odrazivosť. Tmavší povrch absorbuje viac slnečného žiarenia. Po tretie, pretože riasy budú rásť samy, bez akejkoľvek vonkajšej pomoci, bude taký spôsob, ako zmeniť situáciu na planéte, relatívne lacný. Po štvrté, riasy môžu byť použité ako potrava. Tieto jazerá s riasami časom vytvoria pôdu a živiny; rastliny to môžu využiť, čo ešte viac urýchli produkciu kyslíka.

Vedci tiež zvažujú možnosť obklopenia Marsu satelitmi, ktoré budú zbierať slnečné svetlo a posielať ho na povrch planéty. Je možné, že takéto satelity, dokonca samy o sebe, budú schopné zvýšiť teplotu na povrchu Marsu na bod mrazu a vyššie. Akonáhle sa to stane a začne sa topenie permafrost Potom sa planéta zahreje sama, prirodzeným spôsobom.

Ekonomický prínos?

Nie je potrebné vytvárať si ilúzie a myslieť si, že kolonizácia Mesiaca a Marsu okamžite prinesie ľudstvu nevýslovné ekonomické výhody. Keď sa Kolumbus v roku 1492 plavil do Nového sveta, otvoril tým prístup k pokladom v histórii neviditeľným. Veľmi skoro začali dobyvatelia posielať obrovské množstvo zlata vyplieneného od miestnych Indiánov z novoobjavených miest do svojej vlasti a osadníkov - cenné suroviny a poľnohospodárske výrobky. Náklady na expedície do Nového sveta boli viac ako zaplatené nespočetnými pokladmi, ktoré sa tam dali nájsť.

Kolónie na Mesiaci a Marse sú však odlišné. Neexistuje žiadny vzduch, tekutá voda ani úrodná pôda, takže všetko potrebné budete musieť zo Zeme doručiť raketami, čo je neskutočne drahé. Kolonizácia Mesiaca má aspoň malý vojenský zmysel, aspoň v krátkodobom horizonte. Cesta zo Zeme na Mesiac alebo späť trvá v priemere tri dni a jadrová vojna sa môže začať a skončiť len za hodinu a pol - od spustenia prvých medzikontinentálnych balistických zbraní do posledných výbuchov. Vesmírna kavaléria z Mesiaca jednoducho nebude mať čas zúčastniť sa skutočných udalostí na Zemi. V dôsledku toho Pentagon nefinancuje žiadne veľké programy na militarizáciu Mesiaca.

To znamená, že akékoľvek rozsiahle operácie na rozvoj iných svetov nebudú zamerané na prospech Zeme, ale nových vesmírnych kolónií. Kolonisti budú musieť ťažiť kovy a ďalšie minerály pre svoje vlastné potreby, pretože ich preprava zo Zeme (a aj na Zem) je príliš nákladná. Ťažba v páse asteroidov sa stane ekonomicky životaschopnou iba vtedy, ak budú existovať sebestačné kolónie, ktoré budú môcť využívať extrahované materiály samy, a to sa stane na samom konci tohto storočia alebo, pravdepodobnejšie, neskôr.

Vesmírna turistika

Kedy však bude môcť bežný civilista letieť do vesmíru? Niektorí vedci, napríklad zosnulý Gerard O'Neill z Princetonskej univerzity, snívali o obrovskej vesmírnej kolónii v tvare kolies, v ktorej by boli obytné miestnosti, továrne na čistenie vody, oddelenia na regeneráciu vzduchu atď. - pri riešení problému preľudnenia. V 21. storočí však predstava, že vesmírne kolónie môžu tento problém vyriešiť alebo aspoň zmierniť, zostáva fantáziou. Pre väčšinu ľudstva bude Zem jediným domovom najmenej ďalších 100-200 rokov.

Stále však existuje spôsob, akým môže bežný človek skutočne letieť do vesmíru: ako turista. Existovali podnikatelia, ktorí kritizujú NASA za jej strašnú neefektivitu a byrokraciu a sú pripravení investovať do vesmírnych technológií sami, pretože veria, že trhové mechanizmy pomôžu súkromným investorom znížiť náklady na vesmírne cesty. Burt Rutan a jeho investori už 4. októbra 2004 získali Cenu Ansari X v hodnote 10 miliónov dolárov, keď dvakrát za dva týždne vypustili svoj SpaceShipOne, niečo viac ako 100 km nad zemským povrchom. SpaceShipOne je prvou raketovou loďou, ktorá úspešne cestovala do vesmíru so súkromnými peniazmi. Jeho vývoj stál približne 25 miliónov dolárov. Pôžičku sponzoroval miliardár Microsoftu Paul Allen.

V súčasnosti je vesmírna loď SpaceShipTwo takmer pripravená. Rutan verí, že veľmi skoro bude možné začať s testami, po ktorých sa komerčné vesmírne plavidlo stane realitou. Miliardár Virgin Atlantic Richard Branson vytvoril spoločnosť Virgin Galactic s vesmírnym prístavom v Novom Mexiku a dlhým zoznamom ľudí ochotných minúť 200 000 dolárov na dlho držaný sen o lete do vesmíru. Virgin Galactic, ktorá bude pravdepodobne prvou významnou spoločnosťou, ktorá bude ponúkať komerčné lety do vesmíru, si už objednala päť vesmírnych lodí SpaceShipTwo. Ak pôjde všetko podľa plánu, náklady na vesmírne cesty klesnú desaťnásobne.

Existuje niekoľko spôsobov, ako ušetriť peniaze na SpaceShipTwo. Namiesto toho, aby Rutan používal obrovské nosné rakety určené na odosielanie užitočných nákladov do vesmíru priamo zo Zeme, umiestňuje svoju vesmírnu loď do lietadla a poháňa ju konvenčnými atmosférickými prúdovými motormi. V tomto prípade sa kyslík používa v atmosfére. Potom sa vo výške asi 16 km nad zemou loď oddelí od lietadla a zapne vlastné prúdové motory. Vesmírna loď nemôže vstúpiť na obežnú dráhu Zeme, ale dostupná zásoba paliva stačí na to, aby sa zdvihla viac ako 100 kilometrov nad zemský povrch - tam, kde nie je takmer žiadna atmosféra a kde môžu cestujúci vidieť, ako obloha postupne sčerná. Motory sú schopné akcelerovať loď na rýchlosť zodpovedajúcu M = 3, teda až trojnásobok rýchlosti zvuku (asi 3 500 km / h). To samozrejme nestačí na to, aby sme sa dostali na obežnú dráhu (tu, ako už bolo uvedené, je potrebná rýchlosť najmenej 28 500 km / h, čo zodpovedá 7, 9 km / s), ale dostatočne na to, aby sa cestujúci dostali na okraj zemskej atmosféry a otvorený priestor ... Je celkom možné, že vo veľmi blízkej budúcnosti nebude turistický let do vesmíru stáť viac ako safari v Afrike.

(Ak však chcete lietať okolo Zeme, budete musieť zaplatiť oveľa viac a letieť na palubu vesmírnej stanice. Raz som sa miliardára Microsoftu Charlesa Simonyiho spýtal, koľko ho to stálo lístok na ISS. V tlačových správach to bolo 20 miliónov dolárov. Odpovedal, že nechcem menovať presnú sumu, ale že správy v novinách sa veľmi nemýlia. Vesmír sa mu natoľko páčil, že o niečo neskôr opäť odletel na stanicu. Takže vesmírna turistika, dokonca aj v blízkom okolí budúcnosť, zostane výsadou veľmi bohatých ľudí.)

V septembri 2010 získal vesmírny turizmus ďalšiu podporu od spoločnosti Boeing Corporation, ktorá oznámila svoj vstup na tento trh a prvé lety pre vesmírnych turistov naplánovala už na rok 2015. To by bolo v súlade s plánmi prezidenta Obamu preniesť prieskum vesmíru s posádkou do súkromné ​​ruky. Plán Boeingu počíta s vypustením kapsúl na Medzinárodnú vesmírnu stanicu z miesta štartu na Myse Canaveral so štyrmi členmi posádky a tromi voľnými priestormi pre vesmírnych turistov. Boeing sa však k financovaniu projektov súkromného vesmíru staval dosť tupo: väčšinu peňazí bude potrebné zaplatiť daňovým poplatníkom. "Toto je nespoľahlivý trh," hovorí John Elbon, programový manažér pre uvedenie komerčných priestorov na trh. "Ak by sme sa pri všetkých existujúcich rizikových faktoroch museli spoliehať iba na finančné prostriedky spoločnosti Boeing, neboli by sme schopní prípad úspešne dokončiť."

Temné kone

Extrémne vysoké náklady na vesmírne cesty brzdia komerčný aj vedecký pokrok, takže ľudstvo teraz potrebuje úplne novú, revolučnú technológiu. Do polovice storočia musia vedci a inžinieri zdokonaliť nové nosné rakety, aby sa náklady na štart znížili.

Fyzik Freeman Dyson spomedzi mnohých návrhov vybral niekoľko technológií, ktoré sú v súčasnej dobe v experimentálnom štádiu, ale jedného dňa snáď priestor sprístupní aj bežnému človeku. Žiadny z týchto návrhov nezaručuje úspech, ale ak budú úspešné, náklady na doručenie nákladu do vesmíru prudko klesnú. Prvým z týchto návrhov sú pohonné systémy laserových prúdov: výkonný laserový lúč z vonkajšieho zdroja (napríklad zo Zeme) je nasmerovaný na základňu rakety, kde spôsobí mini výbuch, ktorého rázová vlna sa spustí. raketa v pohybe. Stály prúd laserových impulzov odparuje vodu a výsledná para tlačí raketu do vesmíru. Hlavnou výhodou laserového prúdového motora je, že jeho energia pochádza z externého zdroja - zo stacionárneho laseru. Laserová raketa v podstate nenesie žiadne palivo. (Naproti tomu chemické rakety vynakladajú značnú časť svojej energie na zdvíhanie a prepravu paliva pre vlastné motory.)

Technológia pohonu laserovým prúdom bola už demonštrovaná v laboratóriu, kde bol model v roku 1997 úspešne testovaný. Leik Mirabo od Rensselaer polytechnický inštitút v New Yorku vytvoril funkčný prototyp takejto rakety a nazval ju demonštrátorom technológie ľahkých lodí. Jeden z jeho prvých lietajúcich modelov vážil 50 gramov a bol „tanierikom“ s priemerom asi 15 cm. 10 kW laser generoval sériu laserových výbuchov na základni rakety; vzduchové rázové vlny ho urýchlili zrýchlením 2 g (čo je dvojnásobok zrýchlenia voľný pád na Zemi a je približne 19,6 m / s 2) a zvuky pripomínajúce automatické výbuchy. Mirabeauove ľahké rakety vystúpili do vzduchu viac ako 30 metrov (čo zhruba zodpovedá prvým raketám na kvapalné palivo od Roberta Goddarda v 30. rokoch 20. storočia).

Dyson sníva o dni, kedy budú laserové pohonné systémy schopné vynášať na obežnú dráhu Zeme ťažké užitočné zaťaženie už od 5 dolárov za libru, čo by určite znamenalo revolúciu vo vesmírnom priemysle. Predstavuje obrovský 1000-megawattový (čo zodpovedá výkonu štandardnej jadrovej energetickej jednotky) laseru, ktorý je schopný poháňať dvojtonovú raketu na obežnú dráhu pozostávajúcu z užitočného zaťaženia a vodnej nádrže na základni. Voda pomaly presakuje cez drobné póry v spodnej stene nádrže. Užitočné zaťaženie aj nádrž vážia tonu. Keď laserový lúč dopadne na dno rakety, voda sa okamžite vyparí a vytvorí sériu rázových vĺn, ktoré raketu vytlačia do vesmíru. Raketa dosahuje zrýchlenie 3 g a na obežnú dráhu Zeme sa dostane za šesť minút.

Keďže samotná raketa nenesie palivo, nehrozí katastrofický výbuch nosiča. V prípade chemických rakiet je aj dnes, 50 rokov po prvom satelite, pravdepodobnosť zlyhania asi 1%. A tieto zlyhania spravidla vyzerajú veľmi pôsobivo - kyslík a vodík explodujú v obrovských ohnivých guľách a na ne padajú trosky štartovacia rampa... Naproti tomu laserový systém je jednoduchý, bezpečný a môže byť použitý viac ako raz vo veľmi krátkych intervaloch; na jeho prevádzku je potrebná iba voda a laser.

Tento systém sa navyše časom vyplatí. Ak vypustí pol milióna vesmírnych lodí ročne, štartovací poplatok bez problémov pokryje prevádzkové náklady aj náklady na vývoj a stavbu. Dyson však chápe, že než si tento sen splní, uplynie viac ako desať rokov. Základný výskum v oblasti vysokovýkonných laserov bude vyžadovať oveľa viac peňazí, ako si môže dovoliť každá univerzita. Pokiaľ vláda alebo nejaká veľká spoločnosť neprevezme financovanie vývoja, laserové tryskové pohonné systémy nebudú nikdy postavené.

Tu môže byť veľmi užitočná cena fondov Ceny. Raz som hovoril s Petrom Diamandisom, ktorý ho založil v roku 1996, a zistil som, že si je dobre vedomý obmedzení chemických rakiet. Dokonca aj pri SpaceShipTwo, priznal sa mi, sme čelili skutočnosti, že chemické rakety sú veľmi nákladným spôsobom, ako uniknúť účinkom gravitácie. Výsledkom bude, že budúcu cenu X získa ten, komu sa podarí vytvoriť raketu poháňanú lúčom energie. (Ale namiesto laserového lúča má použiť iný, podobný laserovému lúču elektromagnetickej energie - mikrovlnný lúč.)

Hluk okolo ceny a samotná cena za niekoľko miliónov dolárov môže byť dostatočnou návnadou na zvýšenie záujmu nechemických rakiet, akými sú mikrovlnné rakety, medzi podnikateľmi a vynálezcami.

Existujú aj iné experimentálne konštrukcie rakiet, ale ich vývoj je spojený s rôznymi rizikami. Jednou z možností je plynové delo vystreľujúce niektoré škrupiny z obrovského suda - niečo ako škrupina v románe Julesa Verna zo Zeme na Mesiac. Verneov projektil by sa však na Mesiac nedostal, pretože pušný prach ho nedokáže zrýchliť na rýchlosť 11 km / s potrebnú na únik z gravitačného poľa Zeme. V plynovom dele projektily namiesto strelného prachu vytlačia plyn stlačený pod vysokým tlakom v dlhej trubici vysokou rýchlosťou. Zosnulý Abraham Hertzberg z Washingtonskej univerzity v Seattli zostrojil prototyp takéhoto dela s priemerom asi 10 cm a dĺžkou asi 10 m. Plyn vo vnútri dela je zmesou metánu a vzduchu, stlačeného na 25 atmosfér . Plyn sa zapáli a strela sa v sude zrýchli na zrýchlenie 30 000 g, pri ktorom sa väčšina kovových predmetov sploští.

Herzberg dokázal, že plynové delo môže fungovať. Ale aby sa hodila strela do vesmíru, jej hlaveň musí byť oveľa dlhšia, asi 230 m; okrem toho musia v hlavni pištole pôsobiť rôzne plyny pozdĺž trajektórie zrýchlenia. Aby užitočné zaťaženie dosiahlo prvú vesmírnu rýchlosť, je potrebné v šachte zorganizovať päť sekcií s rôznymi pracovnými plynmi.

Náklady na štart z plynového dela môžu byť ešte nižšie ako pri použití laserového systému. Je však príliš nebezpečné vypúšťať do vesmíru tieto pilotované vozidlá: iba solídny náklad je schopný odolať intenzívnemu zrýchleniu v hlavni.

Tretím experimentálnym návrhom je „slingatron“, ktorý, podobne ako popruh, musí rozvinúť náklad a potom ho vyhodiť do vzduchu.

Prototyp tohto zariadenia zostrojil Derek Tidman; jeho stolový model je schopný otočiť predmet za niekoľko sekúnd a hodiť ho rýchlosťou až 100 m / s. Prototypom slingatronu je trubica v tvare šišky s priemerom asi meter. Samotná trubica má priemer asi 2,5 cm a obsahuje malú oceľovú guličku. Lopta sa valí na kruhovej trubici a malé motory ju tlačia a nútia zrýchľovať.

Skutočný slingatron, ktorého úlohou bude vrhať bremená na obežnú dráhu Zeme, by mal mať oveľa väčšiu veľkosť - priemer asi sto kilometrov; okrem toho musí pumpovať energiu do lopty, kým nezrýchli na 11,2 km / s. Lopta vyletí zo slingatronu so zrýchlením 1000 g, čo je tiež veľa. Takéto zrýchlenie nevydrží každý náklad. Predtým, ako sa postaví skutočný slingatron, je potrebné vyriešiť mnoho technických problémov, z ktorých najdôležitejším je minimalizácia trenia medzi loptou a trubicou.

Dokončenie každého z troch menovaných projektov bude trvať aj v tom najlepšom prípade viac ako tucet rokov, a to iba vtedy, ak sa na financovaní podieľa vláda alebo súkromný podnik. V opačnom prípade tieto prototypy navždy zostanú na stole svojich vynálezcov.

Vzdialená budúcnosť

(2070 - 2100)

Vesmírny výťah

Je možné, že do konca tohto storočia rozvoj nanotechnológií umožní aj slávny vesmírny výťah. Muž, ako Jack na stonke fazule, ho bude môcť vyliezť do oblakov a vyššie. Vstúpime do výťahu, stlačíme tlačidlo hore a vystúpime na vlákno, čo je uhlíková nanorúrka dlhá tisíce kilometrov. Je zrejmé, že takáto novinka by mohla obrátiť ekonomiku cestovania vesmírom a prevrátiť všetko naruby.

V roku 1895 si ruský fyzik Konstantin Tsiolkovsky, inšpirovaný stavbou Eiffelovej veže, v tej dobe najvyššej budovy sveta, položil jednoduchú otázku: prečo nepostaviť takú vežu vysokú ako vesmír? Ak je dostatočne vysoký, vypočítal, podľa fyzikálnych zákonov nikdy nespadne. Túto stavbu nazval „nebeský palác“.

Predstavte si loptu. Ak ho začnete krútiť na šnúrke, odstredivá sila bude stačiť na to, aby loptička nespadla. Rovnako tak, ak je lano dostatočne dlhé, odstredivá sila zabráni pádu závažia pripevneného na jeho konci na zem. Rotácia Zeme bude stačiť na to, aby uviazalo na oblohe. Akonáhle sa kábel vesmírneho výťahu natiahne do neba, akékoľvek vozidlo, ktoré sa môže pohybovať po ňom, môže bezpečne ísť do vesmíru.

Na papieri sa zdá, že tento trik funguje. Ale bohužiaľ, ak sa pokúsite uplatniť Newtonove zákony pohybu a vypočítať z nich napätie kábla, ukáže sa, že toto napätie prevyšuje pevnosť ocele: akýkoľvek kábel sa jednoducho zlomí, čo znemožňuje vesmírny výťah.

Na mnoho rokov a dokonca desaťročí sa niekedy zabúdalo na myšlienku vesmírneho výťahu, potom sa o nej opäť diskutovalo, aby sa z rovnakého dôvodu opäť odmietli. V roku 1957 ruský vedec Jurij Artsutanov navrhol svoju vlastnú verziu projektu, podľa ktorej mal byť výťah postavený nie zdola nahor, ale naopak, zhora nadol. Bolo navrhnuté vyslanie vesmírnej lode na obežnú dráhu, ktorá by odtiaľ potom spustila kábel; na zemi, zostáva len opraviť. Na popularizácii tohto projektu mali podiel aj spisovatelia sci -fi. Arthur Clarke predstavil vesmírny výťah v románe Fontány ráje z roku 1979 a Robert Heinlein v románe Frida z roku 1982.

Uhlíkové nanorúrky túto myšlienku opäť oživili. Ako sme už videli, majú najvyššiu pevnosť zo všetkých známych materiálov. Sú silnejšie ako oceľ a nanorúrky by potenciálne z hľadiska pevnosti mohli vydržať napätie, ktoré vzniká v štruktúre vesmírneho výťahu.

Úlohou však je vytvoriť 80 000 km dlhý kábel z čistých uhlíkových nanorúrok. Je to neuveriteľne náročná úloha, pretože vedcom sa doteraz podarilo získať v laboratóriu iba niekoľko centimetrov čistej uhlíkovej nanorúrky. Môžete samozrejme stočiť miliardy nanovlákien dohromady, ale tieto vlákna nebudú celé. Úlohou je vytvoriť dlhú nanorúrku, v ktorej bude každý atóm uhlíka striktne na svojom mieste.

V roku 2009 vedci z Rice University oznámili dôležitý objav: získané vlákna nie sú čisté, ale kompozitné, ale vyvinuli technológiu, ktorá je dostatočne flexibilná a vytvára uhlíkové nanorúrky akejkoľvek dĺžky. Prostredníctvom pokusov a omylov vedci zistili, že uhlíkové nanorúrky je možné rozpustiť v kyseline chlórsulfónovej a potom ich vytlačiť z trysky ako injekčnú striekačku. Túto metódu je možné použiť na výrobu vlákna z uhlíkových nanorúrok ľubovoľnej dĺžky s hrúbkou 50 mikrónov.

Jedna z komerčných aplikácií uhlíkových nanorúrkových vlákien je v elektrických vedeniach, pretože nanorúrky vedú elektrický prúd lepšie ako meď, sú ľahšie a pevnejšie. Matteo Pasquali, profesor inžinierstva na univerzite v Rice, hovorí: „Elektrické vedenie spotrebuje veľa tohto vlákna a zatiaľ sa nedá vyrobiť. Musíte len prísť na jeden zázrak. “

Aj keď výsledné vlákna nie sú dostatočne čisté na to, aby ich bolo možné použiť vo vesmírnom výťahu, tieto štúdie poskytujú nádej, že sa jedného dňa naučíme pestovať čisté uhlíkové nanorúrky dostatočne silné, aby nás zdvihli do neba.

Ale aj keď predpokladáme, že problém výroby dlhých nanorúrok bude vyriešený, vedci budú čeliť ďalším praktickým problémom. Kábel vesmírneho výťahu by napríklad musel stúpať vysoko nad obežné dráhy väčšiny satelitov. To znamená, že obežná dráha nejakého satelitu určite niekedy skríži dráhu vesmírneho výťahu a spôsobí nehodu. Keďže nízke satelity lietajú rýchlosťou 7-8 km / s, zrážka môže byť katastrofálna. Z toho vyplýva, že výťah bude musieť byť vybavený špeciálnymi raketovými motormi, ktoré vytlačia kábel výťahu mimo cestu okolo satelitov a vesmírneho odpadu.

Ďalším problémom je počasie, tj hurikány, búrky a silný vietor. Vesmírny výťah musí byť ukotvený k zemi, možno na lietadlovej lodi alebo na ropnej plošine Pacifiku, ale aby netrpel rozbujnenými živlami, musí byť flexibilný.

Kokpit by navyše mal mať panické tlačidlo a záchrannú kapsulu pre prípad, že by sa kábel zlomil. Ak sa káblu niečo stane, kabína výťahu musí skĺznuť alebo zoskočiť padákom na zem, aby zachránila cestujúcich.

Aby NASA urýchlila štart výskumu vesmírnych výťahov, vyhlásila niekoľko súťaží. Na pretekoch Space Elevator Race pod záštitou NASA sa udeľujú ceny za celková čiastka 2 milióny dolárov. Podľa pravidiel by na víťazstvo v súťaži o výťahy pracujúce na úkor energie prenášanej lúčom malo byť postavené zariadenie s hmotnosťou nepresahujúcou 50 kg, schopné vyliezť na kábel do výšky 1 km pri rýchlosti 2 m / s. Zložité je, že toto zariadenie by nemalo mať palivo, batérie ani elektrické káble. Energia na jeho pohyb musí byť prenášaná zo Zeme pozdĺž lúča.

Na vlastné oči som videl nadšenie a energiu inžinierov, ktorí pracujú na vesmírnom výťahu a snívajú o zisku ceny. Dokonca som letel do Seattlu, aby som sa stretol s dobrodružnými mladými inžiniermi zo skupiny s názvom LaserMotive. Keď počuli „pieseň sirén“ - príťažlivosť NASA, začali vyvíjať prototypy zariadenia, ktoré sa pravdepodobne stane srdcom vesmírneho výťahu.

Vstúpil som do veľkého hangáru prenajatého mladými ľuďmi na testovanie. Na jednom konci hangáru som videl veľký laser schopný vyžarovať silný energetický lúč. Druhý obsahoval skutočný vesmírny výťah. Bola to asi meter široká škatuľka s veľkým zrkadlom. Zrkadlo odrážalo laserový lúč, ktorý naň dopadal, na celý rad solárnych článkov, ktoré premieňali jeho energiu na elektrickú energiu. Do motora bola dodávaná elektrina a kabína výťahu sa pomaly plazila po krátkom kábli. Pri takom zariadení nemusí búdka s elektromotorom ťahať elektrický kábel. Stačí na to nasmerovať laserový lúč zo zeme a výťah sa sám plazí po kábli.

Laser v hangári bol taký silný, že si ľudia počas jeho prevádzky museli chrániť oči špeciálnymi okuliarmi. Po mnohých pokusoch sa mladým konečne podarilo dostať svoje auto k plazeniu. Jeden aspekt problému s vesmírnym výťahom bol vyriešený, aspoň teoreticky.

Úloha bola spočiatku taká ťažká, že ju nikto z účastníkov nedokázal splniť a vyhrať sľúbenú cenu. V roku 2009 však spoločnosť LaserMotive získala cenu. Súťaž sa uskutočnila na leteckej základni Edwards v kalifornskej púšti Mojave. Nad púšťou visela helikoptéra s dlhým káblom a zariadenia účastníkov sa pokúsili zdvihnúť pozdĺž tohto kábla. Výťahu LaserMotive sa to podarilo dvakrát za dva dni; najlepší čas, ktorý predviedol, bol 228 sekúnd. Práca mladých inžinierov, ktorú som videl v tom hangári, priniesla svoje ovocie.

Hviezdne lode

Na konci tohto storočia budú mať Mars a možno aj niekde v páse asteroidov pravdepodobne vedeckých staníc napriek súčasnej kríze financovania astronautiky s posádkou. Ďalší v poradí bude skutočná hviezda. Dnes by bola medzihviezdna sonda úplne beznádejné úsilie, ale o sto rokov sa situácia môže zmeniť.

Aby sa myšlienka medzihviezdneho cestovania stala realitou, je potrebné vyriešiť niekoľko zásadných výziev. Prvým z nich je hľadanie nového princípu pohybu. Konvenčnej chemickej rakete by trvalo asi 70 000 rokov, kým by sa dostala k najbližšej hviezde. Napríklad dva sondy Voyager vypustené v roku 1977 vytvorili rekord v najvzdialenejšej vzdialenosti od Zeme. V súčasnej dobe (máj 2011) sa prvý z nich vzdialil od Slnka o 17,5 miliardy km, ale vzdialenosť, ktorú prejde, je len nepatrným zlomkom cesty k hviezdam.

Bolo navrhnutých niekoľko návrhov a princípov pohybu medzihviezdnych vozidiel. To:

Slnečná plachta;

Jadrová raketa;

Raketa s ramjetovým fúznym motorom;

Nanoshipy.

Na stanici Plum Brook NASA v Clevelande v štáte Ohio som stretol jedného z snílkov a horlivých zástancov myšlienky slnečnej plachty. Na tomto testovacom mieste bola postavená najväčšia vákuová komora na svete na testovanie satelitov. Rozmery tejto komory sú úžasné; je to skutočná jaskyňa s priemerom asi 30 m a výškou 38 m, do ktorej by sa dalo bez problémov umiestniť niekoľko poschodových obytných budov. Je tiež dostatočne veľký na testovanie satelitov a častí rakiet vo vákuu. Rozsah projektu je úžasný. Cítil som, že sa mi dostalo zvláštnej pocty: bol som na úplnom mieste, kde bolo testovaných mnoho najdôležitejších amerických satelitov, medziplanetárnych sond a rakiet.

Tak som sa stretol s jedným z popredných zástancov slnečnej plachty, vedcom NASA Les Johnsonom. Povedal mi, že od detstva čítal sci -fi a sníval o stavaní rakiet, ktoré môžu lietať k hviezdam. Johnson dokonca napísal základný kurz o stavbe slnečných plachiet. Verí, že tento princíp bude možné uplatniť v najbližších desaťročiach, ale je pripravený na to, že skutočná hviezdna loď bude postavená s najväčšou pravdepodobnosťou mnoho rokov po jeho smrti. Rovnako ako kamenári, ktorí stavali veľké stredoveké katedrály, si aj Johnson uvedomuje, že postaviť lietadlo k hviezdam môže trvať niekoľko ľudských životov.

Princíp činnosti slnečnej plachty je založený na skutočnosti, že hoci svetlo nemá pokojovú hmotnosť, má hybnosť, čo znamená, že môže vyvíjať tlak. Tlak, ktorý slnečné svetlo vyvíja na všetky objekty, s ktorými sa stretneme, je extrémne malý, jednoducho to necítime, ale ak je slnečná plachta dostatočne veľká a sme ochotní čakať dostatočne dlho, potom tento tlak môže urýchliť medzihviezdnu loď (vo vesmíre, intenzita slnečného svetla v priemere osemkrát vyššia ako na Zemi).

Johnson mi povedal, že jeho cieľom je vytvoriť obrovskú slnečnú plachtu z veľmi tenkého, ale pružného a pružného plastu. Táto plachta má mať priemer niekoľko kilometrov a má byť postavená na voľnom priestranstve. Keď je zostavený, bude sa pomaly otáčať okolo Slnka a postupne naberá na rýchlosti. Po niekoľko rokov zrýchlenia sa plachta vyšplhá von zo slnečnej sústavy a ponáhľa sa ku hviezdam. Slnečná plachta, ako mi povedal Johnson, je vo všeobecnosti schopná urýchliť medzihviezdnu sondu na 0,1% rýchlosti svetla; podľa toho za týchto podmienok dosiahne najbližšiu hviezdu o 400 rokov.

Johnson sa snaží prísť s niečím, čo by slnečnej plachte poskytlo ďalšie zrýchlenie a skrátenie letových časov. Jednou z možností je umiestniť na Mesiac batériu výkonných laserov. Laserové lúče, ktoré zasiahnu plachtu, naň prenesú dodatočnú energiu a podľa toho aj dodatočnú rýchlosť pri lete k hviezdam.

Jeden z problémov slnečnej plachetnice je, že je mimoriadne ťažké riadiť a je takmer nemožné zastaviť a nasmerovať opačným smerom, pretože slnečné svetlo cestuje iba jedným smerom - od Slnka. Jedným z riešení tohto problému je rozložiť plachtu a na spomalenie použiť svetlo cieľovej hviezdy. Ďalšou možnosťou je urobiť gravitačný manéver v blízkosti tejto vzdialenej hviezdy a pomocou závesného efektu zrýchliť na spiatočnú cestu. Treťou možnosťou je pristáť na nejakom mesiaci tej hviezdnej sústavy, postaviť na ňu batériu laserov a vyraziť na cestu späť, pričom využije svetlo hviezdy a laserové lúče.

Johnson sníva o hviezdach, ale uvedomuje si, že realita v súčasnosti vyzerá oveľa skromnejšie ako jeho sny. V roku 1993 Rusi nasadili 25-lavsanový reflektor na loď odpojenú od stanice Mir, ale účelom experimentu bolo len demonštrovať systém nasadenia. Druhý pokus zlyhal. V roku 2004 Japonci úspešne vypustili dva prototypy slnečných plachiet, ale opäť bolo cieľom otestovať systém nasadenia, nie pohon. V roku 2005 sa uskutočnil ambiciózny pokus o nasadenie skutočnej slnečnej plachty s názvom Cosmos 1, ktorý organizovala Planetárna spoločnosť, verejná organizácia Cosmos Studios a Ruská akadémia vied. Plachta bola vypustená z ruskej ponorky, ale štart rakety Volna bol neúspešný a slnečná plachta sa nedostala na obežnú dráhu.

A v roku 2008, keď sa tím z NASA pokúsil vypustiť slnečnú plachtu NanoSail-D, sa rovnaký príbeh stal s raketou Falcon 1.

V máji 2010 Japonská agentúra pre prieskum vesmíru úspešne spustila IKAROS, prvé vesmírne plavidlo, ktoré používa technológiu slnečných plachiet v medziplanetárnom vesmíre. Zariadenie bolo nasadené na trajektóriu letu k Venuši, úspešne nasadilo hranatú plachtu s uhlopriečkou 20 m a preukázalo schopnosť ovládať svoju orientáciu a meniť rýchlosť letu. V budúcnosti plánujú Japonci vypustiť ďalšiu medziplanetárnu sondu so slnečnou plachtou na Jupiter.

Jadrová raketa

Vedci zvažujú aj možnosť využitia jadrovej energie na medzihviezdne cesty. V roku 1953 začala americká komisia pre atómovú energiu seriózny vývoj rakiet s jadrovými reaktormi, ktorý sa začal projektom Rover. V päťdesiatych a šesťdesiatych rokoch minulého storočia. experimenty s jadrovými raketami skončili väčšinou neúspešne. Jadrové motory boli nestabilné a spravidla sa ukázali byť príliš komplikované pre vtedajšie riadiace systémy. Navyše je ľahké ukázať, že energetický výnos konvenčného atómového štiepneho reaktora je pre medzihviezdnu vesmírnu loď úplne nedostatočný. Stredne priemyselný nukleárny reaktor produkuje asi 1000 MW energie, čo je málo na to, aby sme sa dostali k hviezdam.

Avšak už v päťdesiatych rokoch minulého storočia. vedci navrhli použiť atómové a vodíkové bomby na medzihviezdne vozidlá, nie na reaktory. V projekte Orion mal napríklad rozptýliť raketu s výbuchovými vlnami z atómových bômb. Hviezdna loď mala za sebou zhodiť sériu atómových bômb, ktorých výbuchy budú generovať silné záblesky Röntgenové žiarenie. Tlaková vlna z týchto výbuchov mala urýchliť vesmírnu loď.

V roku 1959 fyzici z General Atomics odhadli, že pokročilá verzia Orionu s priemerom 400 metrov by mala vážiť 8 miliónov ton a mala by byť poháňaná 1 000 vodíkovými bombami.

Horlivým podporovateľom projektu Orion bol fyzik Freeman Dyson. "Orion pre mňa znamenal dostupnosť celej slnečnej sústavy na šírenie života." Mohol by zmeniť beh dejín, hovorí Dyson. Okrem toho by to bol pohodlný spôsob, ako sa zbaviť atómových bômb. „Pri jednom lete by sme sa zbavili 2 000 bômb.“

Koncom projektu Orion však bola Zmluva o obmedzení jadrových skúšok z roku 1963, ktorá zakázala pozemné výbuchy. Bez testovania nebolo možné pripomenúť dizajn Orionu a projekt bol uzavretý.

Termonukleárny motor s priamym tokom

Ďalší projekt jadrovej rakety predložil v roku 1960 Robert W. Bussard; navrhol vybaviť raketu termonukleárnym motorom, podobne ako konvenčný letecký prúdový motor. Ramjetový motor vo všeobecnosti zachytáva vzduch počas letu a mieša ho s palivom vo vnútri. Zmes vzduchu a paliva sa potom zapáli a dôjde k chemickému výbuchu, ktorý vytvára hnaciu silu. Boussard navrhol uplatniť rovnaký princíp na fúzny motor. Ramjetový fúzny motor namiesto toho, aby odoberal vzduch z atmosféry, ako to robí letecký motor, bude zbierať dostupný vodík v medzihviezdnom priestore. Zhromaždený plyn má byť stlačený a zahrievaný pomocou elektrických a magnetických polí pred začiatkom termonukleárnej reakcie fúzie hélia, pri ktorej sa uvoľní obrovské množstvo energie. Nastane výbuch a raketa bude zatlačená. A pretože zásoby vodíka v medzihviezdnom vesmíre sú nevyčerpateľné, pravdepodobne bude rametový jadrový motor fungovať navždy.

Dizajn lode s ramjetovým fúznym motorom pripomína kornútok zmrzliny. Lievik zachytáva plynný vodík, ktorý potom vstupuje do motora, zahrieva sa a vstupuje do fúznej reakcie s inými atómami vodíka. Boussard vypočítal, že ramjetový jadrový motor s hmotnosťou asi 1 000 ton je schopný udržať konštantné zrýchlenie asi 10 m / s 2 (to znamená približne rovnaké ako gravitačné zrýchlenie na Zemi); v tomto prípade do roka vesmírna loď zrýchli na asi 77% rýchlosti svetla. Pretože ramjetový jadrový motor nie je obmedzený zásobami paliva, hviezdna loď s takýmto motorom by teoreticky mohla prekročiť hranice našej Galaxie a za pouhých 23 rokov by sa podľa lodných hodín dostala k hmlovine Andromeda, ktorá sa nachádza vo vzdialenosti 2 milióny svetelné roky od nás. (Podľa Einsteinovej teórie relativity sa čas na zrýchľujúcej lodi spomaľuje, takže astronauti na hviezdnej lodi budú mať iba 23 rokov, aj keď na Zemi uplynuli milióny rokov.)

Tu sú však aj vážne problémy. Po prvé, v medzihviezdnom médiu sú väčšinou jednotlivé protóny, takže termonukleárny motor by musel spaľovať čistý vodík, aj keď táto reakcia nedáva veľa energie. (Fúzia vodíka môže prebiehať rôznymi spôsobmi. V súčasnosti na Zemi vedci preferujú verziu vplyvu deutéria a trícia, v ktorej sa uvoľňuje oveľa viac energie. V medzihviezdnom prostredí je však vodík vo forme jednotlivých protónov. , preto iba fúzná reakcia protón-protón, pri ktorej sa uvoľní oveľa menej energie ako pri reakcii deutérium-tritium.) Bussard však ukázal, že ak bola palivová zmes upravená pridaním určitého množstva uhlíka, potom uhlíka, práca ako katalyzátor by poskytla obrovské množstvo energie, úplne postačujúcej pre hviezdnu loď ...

Za druhé, lievik pred hviezdnou loďou musí byť obrovský, aby mohol zhromaždiť dostatok vodíka - v priemere asi 160 km, takže sa bude musieť zhromaždiť vo vesmíre.

Je tu ešte jeden nevyriešený problém. V roku 1985 inžinieri Robert Zubrin a Dana Andrews ukázali, že environmentálna záťaž by zabránila tomu, aby sa hviezdna loď poháňaná fúziou zrýchlila na rýchlosť blízkeho svetla. Tento odpor je spôsobený pohybom lode a lievika v oblasti atómov vodíka. Ich výpočty však vychádzajú z niektorých predpokladov, ktoré v budúcnosti nemusia byť použiteľné pre lode s náporovými motormi.

V súčasnosti, aj keď nemáme jasné znalosti o procese fúzie protónov s protónmi (ako aj o odolnosti vodíkových iónov v medzihviezdnom médiu), vyhliadky na ramjetový jadrový motor zostávajú neisté. Ale ak sú tieto technické problémy riešiteľné, tento návrh sa určite ukáže ako jeden z najlepších.

Rakety antihmoty

Ďalšou možnosťou je použiť antihmotu, najväčší zdroj energie vo vesmíre, na napájanie hviezdnej lode. Antihmota je opačná k hmote v tom zmysle, že všetky základné časti atómu majú opačné náboje. Napríklad elektrón má negatívny náboj, ale antielektrón (pozitrón) má kladný náboj. Pri kontakte s hmotou sa antihmota zničí. Súčasne sa uvoľní toľko energie, že by na zničenie celého New Yorku stačila čajová lyžička antihmoty.

Antihmota je taká silná, že darebáci v anjeloch a démonoch Dana Browna z nej vyrobia bombu a chystajú sa vyhodiť do vzduchu Vatikán; antihmoty podľa sprisahania, ktoré ukradnú v najväčšom európskom centre jadrový výskum CERN, ktorý sa nachádza vo Švajčiarsku neďaleko Ženevy. Na rozdiel od vodíkovej bomby, ktorá je účinná iba 1%, bude antihmotová bomba 100% účinná. Pri zničení hmoty a antihmoty sa energia uvoľňuje v plnom súlade s Einsteinovou rovnicou: E = mc 2.

V zásade je antihmota ideálnym raketovým palivom. Podľa Geralda Smitha z Pensylvánskej štátnej univerzity by na let na Mars stačili 4 mg antihmoty a sto gramov by loď dopravilo k blízkym hviezdam. Anihilácia antihmoty uvoľní miliardkrát viac energie, ako je možné získať z rovnakého množstva moderného raketového paliva. Motor s antihmotou by vyzeral celkom jednoducho. Častice antihmoty, jednu po druhej, môžete jednoducho vstreknúť do špeciálnej raketovej komory. Tam ničia bežnou látkou, čo spôsobuje titanický výbuch. Vyhrievané plyny sa potom vypúšťajú z jedného konca komory, čím sa vytvára prúdový ťah.

K splneniu tohto sna sme ešte veľmi ďaleko. Vedcom sa podarilo získať antielektróny a antiprotóny, ako aj atómy vodíka, v ktorých antielektrón cirkuluje okolo antiprotónu. To sa uskutočnilo v CERN aj vo Fermi National Accelerator Laboratory (častejšie nazývanej Fermilab) neďaleko Chicaga na Tevatrone, druhom najväčšom urýchľovači častíc na svete (iba väčším ako Veľký hadrónový urýchľovač v CERNe). V oboch laboratóriách fyzici poslali prúd vysokoenergetických častíc k cieľu a prijali prúd fragmentov, medzi ktorými boli antiprotóny. Pomocou silných magnetov sa antihmota oddelila od bežnej hmoty. Výsledné antiprotóny sa potom spomalili a nechali sa zmiešať s antielektrónmi, čo viedlo k antihydrogénnym atómom.

Dave McGinnis, jeden z Fermilabových fyzikov, veľa premýšľal o praktickom použití antihmoty. Stáli sme spolu s Tevatronom a Dave mi vysvetľoval skľučujúcu ekonomiku antihmoty. Jediný známy spôsob, ako získať akékoľvek významné množstvo antihmoty, je podľa neho použiť silný urýchľovač, akým je Tevatron; ale tieto stroje sú extrémne drahé a produkujú len veľmi malé množstvo antihmoty. Napríklad v roku 2004 urýchľovač v CERNe poskytol vedcom niekoľko biliónov gramu antihmoty a toto potešenie stálo vedcov 20 miliónov dolárov. Za túto cenu by svetová ekonomika zbankrotovala, než by mohla získať dostatok antihmoty na jednu hviezdnu expedíciu. Motory antihmoty samy o sebe, zdôraznila McGinnis, nie sú nijako zvlášť komplikované a rozhodne nie sú v rozpore s prírodnými zákonmi. Náklady na takýto motor však nedovolia, aby bol v blízkej budúcnosti skutočne vyrobený.

Jedným z dôvodov takých šialene vysokých nákladov na antihmotu sú obrovské sumy, ktoré je potrebné vynaložiť na stavbu urýchľovačov a zrážačov. Samotné urýchľovače sú univerzálne stroje a nepoužívajú sa hlavne na výrobu antihmoty, ale na výrobu všetkých druhov exotických elementárnych častíc. Je to nástroj fyzického výskumu, nie priemyselné zariadenie.

Dá sa predpokladať, že vývoj nového typu urýchľovača, navrhnutého špeciálne na výrobu antihmoty, by mohol výrazne znížiť jeho náklady. Potom by hromadná výroba takýchto strojov vyrobila značné množstvo antihmoty. Harold Gerrish z NASA je presvedčený, že cena antihmoty by mohla nakoniec klesnúť až na 5 000 dolárov za mikrogram.

Ďalšou príležitosťou na použitie antihmoty ako raketového paliva je nájdenie meteoritu antihmoty vo vesmíre. Ak by sa taký objekt našiel, jeho energia by s najväčšou pravdepodobnosťou stačila na viac ako jednu hviezdnu loď. Je potrebné povedať, že v roku 2006 bol európsky prístroj PAMELA vypustený ako súčasť ruského satelitu Resurs-DK, ktorého účelom je vyhľadávanie prírodnej antihmoty vo vesmíre.

Ak je možné detekovať antihmotu vo vesmíre, potom ju bude ľudstvo musieť zhromaždiť a vytvoriť niečo ako elektromagnetickú sieť.

Aj keď sú medzihviezdne kozmické lode na antihmote veľmi reálnym nápadom a nie sú v rozpore s prírodnými zákonmi, s najväčšou pravdepodobnosťou sa neobjavia v 21. storočí, pokiaľ na samom konci storočia nebudú vedci schopní znížiť náklady na antihmotu. na nejakú rozumnú hodnotu. Ak sa to však podarí, projekt hviezdnej lode s antihmotou bude určite považovaný za jeden z prvých.

Nanoshipy

Už dlho sme si zvykli na špeciálne efekty vo filmoch ako Hviezdne vojny a Star Trek; myšlienka na hviezdne lode vyvoláva predstavy o obrovských futuristických strojoch, ktoré sú po všetkých stránkach plné najnovších vynálezov v oblasti high-tech pomôcok. Medzitým je tu ešte jedna možnosť: pomocou nanotechnológie vytvárať malé hviezdne lode, nie väčšie ako náprstok alebo ihla, ani menšie. Vopred sme presvedčení, že hviezdne lode musia byť obrovské, podobne ako Enterprise, a musia mať celú posádku astronautov. Ale pomocou nanotechnológie je možné stanoviť hlavné funkcie hviezdnej lode v minimálnom objeme a potom k hviezdam nepôjde jedna obrovská loď, v ktorej bude musieť posádka prežiť mnoho rokov, ale milióny malé nanoshipy. Snáď iba malá časť z nich dorazí do cieľa, ale hlavná vec bude vykonaná: po dosiahnutí jedného zo satelitov cieľového systému tieto lode postavia závod a zabezpečia výrobu neobmedzeného počtu vlastných kópií.

Vint Cerf verí, že nanoshipy môžu byť použité ako na štúdium slnečnej sústavy, tak časom aj na lety k hviezdam. Hovorí: „Ak navrhneme malé, ale výkonné nanozariadenia, ktoré možno ľahko transportovať a dodávať na povrch, pod povrch a do atmosféry našich susedných planét a satelitov, skúmanie slnečnej sústavy bude oveľa efektívnejšie ... Rovnaké možnosti je možné rozšíriť aj na medzihviezdny prieskum “.

Je známe, že v prírode cicavce porodia iba niekoľko potomkov a starajú sa o to, aby všetky prežili. Hmyz, naopak, produkuje veľké množstvo mláďatá, ale len malá časť z nich prežije. Obe stratégie sú dostatočne úspešné, aby umožnili existencii druhov na planéte mnoho miliónov rokov. Rovnako tak môžeme do vesmíru poslať jednu veľmi drahú hviezdnu loď - alebo milióny malých hviezdnych lodí, z ktorých každá stojí cent a spotrebuje veľmi málo paliva.

Samotný koncept nanoshipov je založený na veľmi úspešnej stratégii, ktorá je v prírode široko používaná: stratégii kŕdľa. Vtáky, včely a im podobné často lietajú v kŕdľoch alebo rojoch. Ide nielen o to, že bezpečnosť zaručuje veľký počet príbuzných; stádo navyše funguje ako systém včasného varovania. Ak sa na jednom konci stáda stane niečo nebezpečné - napríklad útok dravca, celé stádo o tom okamžite dostane informácie. Kŕdeľ je veľmi efektívny a energický. Vtáky, letiace v charakteristickom tvare písmena V - klin, používajú turbulentné prúdy z krídla suseda vpredu a uľahčujú im tak let.

Vedci hovoria o rodine rojov, stád alebo mravcov ako o „superorganizme“, ktorý má v niektorých prípadoch vlastnú myseľ, nezávislú na schopnostiach jej jednotlivých tvoriacich sa jedincov. Nervový systém mravca je napríklad veľmi jednoduchý a mozog je veľmi malý, ale spolu je rodina mravcov schopná vybudovať najzložitejšiu štruktúru - mravenisko. Vedci dúfajú, že lekcie prírody využijú pri vývoji robotov „stáda“, ktoré jedného dňa možno budú musieť absolvovať dlhú cestu na iné planéty a hviezdy.

V niektorých ohľadoch to všetko pripomína koncept „inteligentného prachu“, ktorý vyvíja Pentagon: miliardy častíc vybavené malými snímačmi sa rozptyľujú vo vzduchu a vykonávajú prieskum. Každý senzor sám o sebe nemá žiadny dôvod a poskytuje iba malé zrnko informácií, ale spoločne môžu svojim majiteľom poskytnúť kopec všetkých druhov údajov. DARPA sponzoruje výskum v tejto oblasti s ohľadom na budúce vojenské aplikácie - napríklad pomocou inteligentného prachu sledovať nepriateľské pozície na bojisku. V rokoch 2007 a 2009. Americké vojenské letectvo zverejnilo podrobné plány zbraní na niekoľko desaťročí; má všetko od pokročilých verzií bezpilotných lietadiel Predator (dnes stojí 4,5 milióna dolárov) až po obrovské kŕdle drobných, lacných senzorov veľkosti špendlíkovej hlavičky.

O tento koncept sa zaujímajú aj vedci. Roje inteligentného prachu by boli užitočné na monitorovanie hurikánu v reálnom čase z tisícov rôznych bodov; rovnakým spôsobom bolo možné pozorovať búrky, sopečné erupcie, zemetrasenia, záplavy, lesné požiare a ďalšie prírodné javy. V Tornáde napríklad sledujeme tím odvážnych lovcov hurikánov, ktorí riskujú svoje životy a zdravie umiestnením senzorov okolo tornáda. Nielenže je to veľmi riskantné, ale aj málo účinné. Namiesto riskovania života umiestnenia niekoľkých senzorov okolo sopečného krátera počas erupcie alebo okolo piliera tornáda kráčajúceho po stepi a získavania informácií o teplote, vlhkosti a rýchlosti vetra od nich by bolo oveľa efektívnejšie rozptýliť inteligentný prach do vzduchu. a získavajte údaje súčasne s tisíckami rôznych bodov roztrúsených na ploche stoviek kilometrov štvorcových. V počítači budú tieto údaje pridané do trojrozmerného obrázku, ktorý vám v reálnom čase ukáže vývoj hurikánu alebo rôzne fázy erupcie. Komerčné podniky už pracujú na prototypoch týchto malých senzorov a niektoré z nich skutočne nie sú väčšie ako špendlíková hlavička.

Ďalšou výhodou nanorozchodných lodí je, že na to, aby sa dostali do vesmíru, vyžadujú veľmi málo paliva. Napriek tomu, že obrovské nosné rakety môžu zrýchliť iba na rýchlosť 11 km / s, malé objekty, ako sú nanoroboty, sa dajú do vesmíru relatívne ľahko vypustiť neuveriteľne vysokou rýchlosťou. Napríklad elementárne častice je možné urýchliť na rýchlosti podsvietenia pomocou konvenčného elektrického poľa. Ak dáte nanočasticom malý nabíjačka, môžu byť tiež ľahko rozptýlené elektrickým poľom.

Namiesto toho, aby ste vynakladali obrovské množstvo peňazí na odosielanie medziplanetárnych sond, môžete každému nanoshipu poskytnúť schopnosť samoreplikácie; teda aj jeden nanobot mohol postaviť továreň na nanoboty alebo dokonca lunárnu základňu. Potom sa nové samokopírovacie sondy vydajú na prieskum iných svetov. (Problém je vytvoriť prvého nanobota schopného samokopírovania, čo je stále záležitosť veľmi vzdialenej budúcnosti.)

V roku 1980 NASA vzala myšlienku samoreprodukujúceho sa robota natoľko vážne, že si objednala špeciálnu štúdiu z Santa Clara University s názvom „Advanced Automation for Space Problems“ a podrobne zvážila niekoľko možných možností. Jeden zo scenárov, ktorý vedci z NASA zvažovali, zahŕňal vyslanie malých samokopírovacích robotov na Mesiac. Tam roboti museli zo šrotu založiť výrobu vlastného druhu.

Správa o tomto programe bola venovaná predovšetkým vytvoreniu chemického závodu na spracovanie lunárnej pôdy (regolit). Predpokladalo sa napríklad, že robot pristane na Mesiaci, rozdelí sa na jeho jednotlivé časti a potom z nich zostaví novú konfiguráciu - rovnako ako robot transformujúci hračky. Robot napríklad môže zostaviť veľké parabolické zrkadlá, aby zaostril slnečné svetlo a začal roztaviť regolit. Potom pomocou kyseliny fluorovodíkovej extrahuje použiteľné kovy a ďalšie látky z taveniny regolitu. Mesačná základňa by mohla byť postavená z kovov. V priebehu času by robot vybudoval malú lunárnu továreň na výrobu vlastných kópií.

Na základe údajov z tejto správy Inštitút pokročilých koncepcií NASA spustil sériu projektov založených na použití samoreprodukujúcich sa robotov. Mason Peck z Cornell University bol jedným z tých, ktorí myšlienku malých hviezdnych lodí brali vážne.

Navštívil som Pecka v laboratóriu a na vlastné oči som videl pracovný stôl posiaty všetkými druhmi súčiastok, ktoré sú jedného dňa možno predurčené na to, aby sa dostali do vesmíru. Vedľa pracovného stola sa nachádzala aj malá čistá miestnosť s plastovými stenami, kde sa montovali chúlostivé súčasti budúcich satelitov.

Peckova vízia prieskumu vesmíru sa veľmi líši od všetkého, čo vidíme v hollywoodskych filmoch. Predpokladá možnosť vytvorenia mikroobvodu s veľkosťou centimeter po centimetri s hmotnosťou jeden gram, ktorý je možné urýchliť na 1% rýchlosti svetla. Môže napríklad využiť efekt praku, pomocou ktorého NASA zrýchľuje svoje medziplanetárne stanice na obrovské rýchlosti. Táto gravitačná pomoc zahŕňa lietanie po planéte; približne ten istý kameň v závese, držaný gravitačným pásom, zrýchľuje, letí v kruhu a strieľa požadovaným smerom. Tu gravitácia planéty pomáha dodať kozmickej lodi dodatočnú rýchlosť.

Peck však chce namiesto gravitácie využívať magnetické sily. Očakáva, že prinúti mikrohviezdu popísať slučku v magnetickom poli Jupitera, ktorá je 20 000 -násobkom intenzity magnetického poľa Zeme a je celkom porovnateľná s poľami v urýchľovačoch Zeme schopných urýchliť elementárne častice na energie biliónov elektrónvoltov.

Ukázal mi vzorku - mikroobvod, ktorý by podľa jeho návrhu mohol jedného dňa ísť na dlhú cestu okolo Jupitera. Bol to malý štvorček, menej ako prst, a doslova plný všetkých druhov vedeckých vecí. Peckova medzihviezdna vesmírna loď bude vo všeobecnosti veľmi jednoduchá. Čip má na jednej strane solárnu batériu, ktorá mu musí poskytovať energiu na komunikáciu, na druhej strane rádiový vysielač, videokameru a ďalšie senzory. Toto zariadenie nemá motor a magnetické pole Jupitera ho bude musieť urýchliť. (Bohužiaľ, v roku 2007 bol Inštitút pokročilých koncepcií NASA, ktorý financoval tento a ďalšie inovatívne projekty pre vesmírny program od roku 1998, zatvorený z dôvodu zníženia rozpočtu.)

Vidíme, že Peckov koncept hviezdnych lodí je veľmi odlišný od konceptu prijatého vo sci -fi, kde obrovské hviezdne lode prechádzajú rozľahlosťou vesmíru pod kontrolou tímu odvážnych astronautov. Pokiaľ by sa napríklad na jednom z mesiacov Jupitera objavila vedecká základňa, mohli by sa na obežnú dráhu okolo plynového obra dostať desiatky takýchto malých lodí. Ak by sa okrem iného na tomto mesiaci objavila batéria laserových kanónov, drobné lode by bolo možné urýchliť na zlomok rýchlosti svetla ich zrýchlením laserovým lúčom.

O niečo neskôr som Peckovi položil jednoduchú otázku: dokáže pomocou nanotechnológií zmenšiť svoj čip na veľkosť molekuly? Potom nebude potrebné ani magnetické pole Jupitera - dajú sa urýchliť na subluminálne rýchlosti v konvenčnom urýchľovači postavenom na Mesiaci. Povedal, že je to možné, ale zatiaľ nespracoval detaily.

Vzali sme teda kúsok papiera a spoločne sme začali písať rovnice a zisťovať, čo z toho bude. (Takto vedci spolu komunikujeme - ideme kriedou k tabuli alebo si vezmeme papier a pokúsime sa problém vyriešiť pomocou rôznych vzorcov.) Pre Lorentzovu silu sme napísali rovnicu, ktorú Peck mieni použiť na zrýchliť svoje lode v blízkosti Jupitera. Potom sme mentálne zmenšili lode na veľkosť molekúl a mentálne ich umiestnili do hypotetického urýchľovača, akým je Veľký hadrónový urýchľovač. Rýchlo sme si uvedomili, že pomocou konvenčného urýchľovača umiestneného na Mesiaci by sa naše nanoshipy dali bez problémov zrýchliť na rýchlosť blízku rýchlosti svetla. Zmenšením veľkosti hviezdnej lode z centimetrovej platne na molekulu sme dokázali znížiť urýchľovač potrebný na ich zrýchlenie; teraz by sme namiesto Jupitera mohli použiť tradičný urýchľovač častíc. Tá predstava sa nám zdala celkom reálna.

Po opätovnej analýze rovníc sme však dospeli k všeobecnému záveru: jediným problémom je stabilita a sila nanorozmerných hviezd. Roztrhne urýchľovač naše molekuly? Rovnako ako lopta na šnúrke, tieto nanoshipy pri akcelerácii na rýchlosti blízke svetlu zažijú pôsobenie odstredivých síl. Navyše budú elektricky nabité, takže aj elektrické sily ohrozia ich celistvosť. Všeobecný záver: áno, nanoshipy sú reálnou možnosťou, ale bude trvať desaťročia výskumu, kým sa Peckov čip podarí zmenšiť na veľkosť molekuly a zosilniť tak, aby ho zrýchlenie na rýchlosť blízkeho svetla nemohlo nijako poškodiť.

Mason Peck medzitým sníva o tom, že pošle k najbližšej hviezde roj nanosvetových lodí v nádeji, že aspoň niektoré z nich prekonajú medzihviezdny priestor, ktorý nás oddeľuje. Čo však budú robiť, keď dorazia do cieľa?

Tu vstupuje do hry projekt Pei Zhanga z Carnegie Mellon University v Silicon Valley. Vytvoril celú flotilu mini-helikoptér, ktoré sú jedného dňa pravdepodobne predurčené vstúpiť do atmosféry cudzej planéty. Hrdo mi ukázal svoj roj mini-robotov, ktorí pripomínajú hračkárske helikoptéry. Vonkajšia jednoduchosť však klame. Úplne dobre som videl, že každý z nich má čip nabitý prepracovanou elektronikou. Zhang stlačením tlačidla zdvihol do vzduchu štyri miniboty, ktoré okamžite leteli rôznymi smermi a začali k nám prenášať informácie. Veľmi skoro som bol zo všetkých strán obklopený minibotmi.

Také helikoptéry, povedal mi Zhang, by mali poskytovať pomoc v kritických situáciách, ako je požiar alebo výbuch; ich úlohou je zhromažďovanie informácií a inteligencia. Miniboty môžu byť časom vybavené televíznymi kamerami a snímačmi teploty, tlaku, smeru vetra atď.; v prípade prírodnej katastrofy alebo katastrofy spôsobenej ľuďmi môžu byť tieto informácie životne dôležité. Na bojisko je možné vypustiť tisíce minibotov, lesný požiar alebo (prečo nie?) nad neprebádanou mimozemskou krajinou. Všetci spolu nepretržite komunikujú. Ak jeden minibot narazí na prekážku, ostatní o tom okamžite budú vedieť.

Jeden zo scenárov medzihviezdneho cestovania je teda fotografovať v smere najbližšej hviezdy s tisíckami lacných jednorazových čipov, podobných Masonovi Peckovi, ktoré letia rýchlosťou blízkou svetlu. Ak sa čo i len malá časť z nich dostane do cieľa, minihviezdy uvoľnia krídla alebo vrtule a podobne ako mechanický roj Pei Zhanga preletia bezprecedentnou mimozemskou krajinou. Informácie budú vysielať rádiom priamo na Zem. Hneď ako sa objavia sľubné planéty, vyrazí na cestu druhá generácia minihviezd; ich úlohou už bude stavať továrne na výrobu všetkých rovnakých minihviezd pri vzdialenej hviezde, ktorá potom pôjde k ďalšej hviezde. Proces sa bude nekonečne vyvíjať.

Exodus zo Zeme?

Do roku 2100 pravdepodobne pošleme astronautov na Mars a pás asteroidov, preskúmame mesiace Jupitera a zvážime vyslanie sondy k hviezdam.

Ale čo ľudstvo? Budeme mať vesmírne kolónie a budú schopné vyriešiť problém preľudnenia? Nájdeme vo vesmíre nový domov? Začne ľudská rasa opúšťať Zem do roku 2100?

Nie Vzhľadom na náklady na vesmírne cesty väčšina ľudí v roku 2100, alebo dokonca oveľa neskôr, nenastúpi na kozmickú loď ani neuvidí vzdialené planéty. Niekoľko astronautov možno do tejto doby stihne vytvoriť niekoľko malých základní ľudstva na iných planétach a satelitoch, ale ľudstvo ako celok zostane pripútané k Zemi.

Keďže Zem bude domovom ľudstva viac ako jedno storočie, položme si otázku: Ako sa bude vyvíjať ľudská civilizácia? Aký vplyv bude mať veda na životný štýl, prácu a spoločnosť? Veda je motorom prosperity, preto stojí za zváženie, ako v budúcnosti zmení ľudskú civilizáciu a naše blaho.

Poznámky:

Základom pre určovanie súradníc používateľa nie je meranie frekvenčných posunov, ale iba čas prechodu signálov z niekoľkých satelitov umiestnených v rôznych (ale známych v každom okamihu) vzdialenosti od neho. Na určenie troch priestorových súradníc v zásade stačí spracovať signály zo štyroch satelitov, aj keď zvyčajne prijímač „zohľadňuje“ všetky pracovné satelity, ktoré v danej chvíli počuje. Existuje aj presnejšia (ale aj ťažšie implementovateľná) metóda založená na meraní fázy prijatého signálu. - Približne. za.

Alebo v inom pozemskom jazyku, podľa toho, kde bol film natočený. - Približne. za.

Projekt TPF skutočne figuruje v dlhodobých plánoch NASA už dlho, ale vždy zostal „papierovým projektom“ ďaleko od štádia praktickej implementácie. Návrh rozpočtu na rozpočtový rok 2012 neobsahuje ani jeho, ani druhý návrh tematická oblasť- „Fotograf planét podobných Zemi“ (TPI). Možno bude ich nástupcom misia Nových svetov získať obrazy a spektroskopiu planét podobných Zemi, ale nič sa nedá povedať o načasovaní jej spustenia. - Približne. za.

V skutočnosti nešlo o citlivosť, ale o kvalitu zrkadlového povrchu. - Približne. za.

Tento projekt bol vybraný vo februári 2009 na spoločnú implementáciu agentúrami NASA a European vesmírna agentúra... Začiatkom roku 2011 Američania pre nedostatok financií z projektu odstúpili a Európa svoje rozhodnutie zúčastniť sa na ňom odložila na február 2012. Projekt Ice Clipper uvedený nižšie bol navrhnutý do súťaže NASA ešte v roku 1997 a nebol prijatý. . - Približne. za.

Žiaľ, aj tento text je zastaraný. Rovnako ako EJSM, aj tento spoločný projekt stratil americkú podporu začiatkom roku 2011 a je v štádiu revízie, pričom si nárokuje rovnaký rozpočet EKA ako EJSM a medzinárodné röntgenové observatórium IXO. Iba jeden z týchto troch projektov v obmedzenej forme môže byť schválený na implementáciu v roku 2012 a spustenie sa môže uskutočniť po roku 2020 - približne. za.

A niektorí z nich sú spochybnení. - Približne. za.

Presne povedané, to bol názov Program NASA, navrhnuté tak, aby spĺňali požiadavky spoločnosti Bush, ktorých hlavné ustanovenia autor opisuje nižšie. - Približne. za.

Spojené štáty majú rakety a nemusia byť vynájdené od začiatku: kozmickú loď Orion je možné vypustiť pomocou ťažkého variantu - nosiča Delta IV a ľahších súkromných lodí - na rakety Atlas V alebo Falcon -9. Neexistuje však ani jedna pripravená kozmická loď s posádkou a v najbližších troch alebo štyroch rokoch nebude ani jedna pripravená kozmická loď s ľudskou posádkou. - Približne. za.

Nejde, samozrejme, o vzdialenosť, ale o získanie a zníženie rýchlosti potrebnej na lety. Je tiež žiaduce obmedziť trvanie expedície, aby sa minimalizovalo vystavenie posádky žiareniu. Stručne povedané, tieto obmedzenia môžu mať za následok letovú schému s veľmi vysokou spotrebou paliva a podľa toho s vysokou hmotnosťou expedičného komplexu a jeho nákladmi. - Približne. za.

To nie je pravda. Horúce plyny prenikli do ľavého krídla Columbie a po dlhšom zahrievaní ho pripravili o silu. Krídlo bolo zdeformované, loď stratila pri brzdení vo vyšších vrstvách atmosféry jedinú správnu orientáciu a bola zničená aerodynamickými silami. Astronautov zabilo odtlakovanie a neznesiteľné nárazy. - Približne. za.

Vo februári 2010 Obamova administratíva oznámila úplné uzavretie programu Constellation vrátane vesmírnej lode Orion, v apríli však súhlasila s jeho zachovaním ako záchranného prostriedku pre ISS. V roku 2011 sa dosiahol konsenzus v súvislosti s okamžitým začatím financovania superťažkého dopravcu SLS na základe prvkov raketoplánu a pokračovaním prác na Orione bez formálneho oznámenia cieľov sľubného programu s posádkou. - Približne. za.

Nič také! Po prvé, Rusi a Američania, ktorí lietajú spolu šesť mesiacov, teraz pristávajú v dobrom zdraví a v deň pristátia sú schopní, aj keď opatrne, chodiť. Za druhé, ten istý bol stav sovietskych a Ruskí kozmonauti po rekordných letoch trvajúcich 366 a 438 dní, pretože prostriedky, ktoré sme vyvinuli na boj proti účinkom faktorov vesmírnych letov, na také obdobia stačia. Po tretie, Andriyan Nikolaev a Vitaly Sevastyanov sa ledva plazili po rekordnom 18-dňovom lete na Sojuz-9 v roku 1970, keď ešte neboli prijaté prakticky žiadne preventívne opatrenia. - Približne. za.

Roztočenie lode alebo jej časti okolo osi je pomerne jednoduché a nevyžaduje takmer žiadnu dodatočnú spotrebu paliva. Iná vec je, že posádke nemusí byť veľmi vhodné pracovať v takýchto podmienkach. Neexistujú však prakticky žiadne experimentálne údaje o tomto skóre. - Približne. za.

Tento populárny odhad nákladov na ISS je nesprávny, pretože umelo zahŕňa náklady na všetky lety raketoplánom počas jeho výstavby a prevádzky. Konštrukcia a výroba komponentov staníc, vedeckého vybavenia a riadenia letov sa v súčasnosti odhaduje na približne 58 miliárd dolárov za takmer 30 rokov (1984 - 2011). - Približne. za.

Vesmírny výťah nemôže končiť vo výške geostacionárnej obežnej dráhy - aby nehybne visel a slúžil ako podpora pohybu dopravných kabín, musí byť systém vybavený protizávažím vo výške až 100 000 km. - Približne. za.

Druhá inštancia tejto vesmírnej lode, NanoSail-D2, bola vypustená 20. novembra 2010 spolu so satelitom Fastsat, oddelila sa od nej 17. januára 2011 a úspešne nasadila 10 m2 vesmírnu plachtu. - Približne. za.

V máji 2011 boli na ISS dodané tri experimentálne „čipové satelity“ Peckovho tímu na skúšky života vo vesmíre. - Približne. za.

Tento prenos je sám o sebe skľučujúcou úlohou. - Približne. za.