Бачення на віки, а не десятиліття
Чи повинні ми подорожувати відкритим космосом? Зручна відповідь – ні. Однак, враховуючи все, що загрожує нам як людству та цивілізації, було б нерозумно відмовлятися від освоєння космосу, пілотованих польотів і, зрештою, шукати інших місць для життя, крім Землі.
Кілька місяців тому НАСА оголосило докладну Національний план космічних дослідженьдля досягнення високих цілей, викладених у директиві президента Трампа з космічної політики у грудні 2017 р. Ці сміливі плани включають: планування висадки на Місяць, довгострокове розміщення людей на Місяці і навколо нього, зміцнення лідерства США в космосі, а також зміцнення приватних космічних компаній та розробка способу безпечної посадки американських астронавтів на поверхню Марса.
Будь-які оголошення щодо здійснення марсіанських прогулянок до 2030 року, як опубліковано в новому звіті НАСА, мають, однак, досить гнучкий характер і можуть бути змінені, якщо станеться щось, чого вчені не помітили на даний момент. Тому перед уточненням бюджету пілотованої місії планується, наприклад, врахувати результати Місія Марс 2020, в якому інший марсохід буде збирати та аналізувати зразки з поверхні Червоної планети,
Місячний космічний порт
Графік НАСА має пережити проблеми з фінансуванням, типові для будь-якої нової президентської адміністрації США. На даний момент інженери НАСА у Космічному центрі Кеннеді у Флориді збирають космічний корабель, який доставить людей назад на Місяць, а потім у найближчі кілька років на Марс. Він називається Оріон і трохи схожий на капсулу, в якій астронавти Аполлона літали на Місяць майже чотири десятиліття тому.
Відзначаючи своє 60-річчя, НАСА сподівається, що у 2020 році навколо Місяця, а у 2023 році з астронавтами на борту знову направить його на орбіту нашого супутника.
Місяць взагалі знову популярний. У той час як адміністрація Трампа давно визначила напрямок НАСА на Марс, план полягає в тому, щоб спочатку побудувати космічна станція на орбіті Місяця, Так звана брама або порт, споруда, схожа на Міжнародну космічну станцію, але обслуговуюча польоти на поверхню Місяця і, зрештою, на Марс. це теж є у планах постійна база на нашому природному супутнику. НАСА та адміністрація президента поставили собі за мету підтримати будівництво безпілотного роботизованого комерційного посадкового модуля на Місяці не пізніше 2020 року.
Корабель Оріон наближається до станції на орбіті Місяця.
Про це у серпні у Космічному центрі Джонсона у Х'юстоні заявив віце-президент Майк Пенс. Пенс є головою нещодавно оновленого Національна космічна рада. Понад половину запропонованого НАСА бюджету у розмірі 19,9 млрд доларів на майбутній фінансовий рік було виділено на дослідження Місяця, і Конгрес, схоже, може схвалити ці заходи.
Агентство запросило ідеї та проекти для шлюзової станції на орбіті Місяця. У припущеннях йдеться про плацдарм космічних зондів, ретранслятори зв'язку, а також базу для автоматизованої роботи пристроїв на місячній поверхні. Lockheed Martin, Boeing, Airbus, Bigelow Aerospace, Sierra Nevada Corporation, Orbital ATK, Northrop Grumman та Nanoracks вже представили свої проекти у НАСА та ЕКА.
НАСА та ЄКА прогнозують, що вони будуть на борту Місячний космічний порт астронавти зможуть бути там приблизно до шістдесяти днів. Об'єкт повинен бути оснащений універсальними шлюзами, які дозволять здійснювати як вихід екіпажу у відкритий космос, так і стиковку приватних космічних апаратів, що беруть участь у видобувних місіях, у тому числі, як слід розуміти, комерційних.
Якщо не радіація, то смертельна невагомість
Навіть якщо ми побудуємо цю інфраструктуру, ті проблеми, пов'язані з далекими подорожами людей у космосі, поки що не зникнуть. Наш вид продовжує погано впоратися з умовами невагомості. Механізми просторової орієнтації можуть спричинити великі проблеми зі здоров'ям і т.зв. Космічна хвороба.
Чим далі від безпечного кокона атмосфери та магнітного поля Землі, тим він більший радіаційна проблема - ризик раку він росте там із кожним додатковим днем. Крім раку, це може викликати катаракту і, можливо, Хвороба Альцгеймера. Більш того, коли радіоактивні частинки ударяються об атоми алюмінію в корпусах кораблів, частки вибиваються у вторинне радіаційне випромінювання.
Рішення було б пластмаси. Вони легкі та міцні, сповнені атомів водню, крихітні ядра яких не виробляють багато вторинного випромінювання. НАСА тестує види пластику, які можуть зменшити радіацію у космічних кораблях чи скафандрах. Інша ідея протирадіаційні екранинаприклад, магнітне, що створює замінник поля, що захищає нас на Землі. Вчені з European Space Radiation Superconducting Shield працюють над надпровідником на основі дибориду магнію, який створюючи магнітне поле, відображатиме заряджені частинки від корабля. Щит працює при температурі -263 ° C, що не здається чимось особливим з огляду на те, що в космосі вже дуже холодно.
Нове дослідження показує, що сонячної радіації зростають на 10% швидше, ніж вважалося раніше, і що радіаційна обстановка в космосі з часом погіршуватиметься. Нещодавній аналіз даних приладу CRaTER на місячному орбітальному апараті LRO показав, що радіаційна обстановка між Землею та Сонцем з часом погіршилася і незахищений космонавт може отримати на 20% більше доз радіації, ніж вважалося раніше. Вчені припускають, що більшість цього додаткового ризику походить від низькоенергетичних частинок космічних променів. Проте, вони підозрюють, що ці додаткові 10% можуть накласти серйозні обмеження на освоєння космосу в майбутньому.
Невагомість руйнує тіло. Серед іншого це призводить до того, що деякі імунні клітини не можуть виконувати свою роботу, а еритроцити помирають. Це також викликає каміння у нирках та послаблює серце. Астронавти на МКС борються з м'язовою слабкістю, зниженням серцево-судинної системи та втратою кісткової маси, які продовжуються по дві-три години на день. Проте вони все ще втрачають кісткову масу, перебуваючи на борту.
Астронавт Суніта Вільямс під час навчань на МКС
Рішення було б штучна гравітація. У Массачусетському технологічному інституті колишній астронавт Лоуренс Янг тестує центрифугу, яка чимось скидається на бачення з фільму. Люди лежать на боці, на платформі, штовхаючи інерційну конструкцію, що обертається. Іншим перспективним рішенням є канадський проект з негативного тиску нижньої частини тіла (LBNP). Сам пристрій створює баласт навколо талії людини, створюючи відчуття тяжкості у нижній частині тіла.
Найпоширенішим ризиком для здоров'я на МКС є дрібні предмети, що плавають у кабінах. Вони вражають очі космонавтів та викликають садна. Однак це не найстрашніша проблема для очей у відкритому космосі. Невагомість змінює форму очного яблука та впливає на нього зниження зору. Це серйозна проблема, яка ще не вирішена.
Здоров'я взагалі стає складною проблемою на космічному кораблі. Якщо ми застудимося на Землі, ми залишимося вдома та все. У щільно упакованому, закритому середовищі, наповненому рециркуляційним повітрям і безліччю дотиків загальних поверхонь, де важко добре помитися, все виглядає зовсім по-іншому. У цей час імунна система людини погано працює, тому учасники місії ізолюються за кілька тижнів до від'їзду, щоб убезпечити себе від хвороб. Ми точно не знаємо чому, але бактерії стають небезпечнішими. Крім того, якщо ви чхає в космосі, всі краплі вилітають назовні і продовжують летіти далі. Коли хтось має грип, він буде у всіх на борту. І шлях до поліклініки чи лікарні довгий.
Екіпаж 48 експедицій на борту МКС – реалії життя на борту космічного корабля
Наступна велика проблема космічних подорожей вирішено немає комфорту життя. По суті позаземні експедиції складаються з перетину нескінченного вакууму в герметичному контейнері, в якому підтримується життя екіпажем машин, що обробляють повітря і воду. Там мало місця і живеш у постійному страху перед радіацією та мікрометеоритами. Якщо ми далеко від будь-якої планети, зовні немає жодних видів, тільки глибока чорнота космосу.
Вчені шукають ідеї, як оживити цю жахливу одноманітність. Один з них є Віртуальна реальністьде космонавти могли тусуватися. Річ, інакше відома, хоч і під іншою назвою, із роману Станіслава Лема.
Дешевше на ліфті?
Космічні подорожі — це нескінченна низка екстремальних ситуацій, на які зазнають люди та обладнання. З одного боку, боротьба з гравітацією, перевантаженнями, радіацією, газами, токсинами та агресивними речовинами. З іншого боку, електростатичні розряди, пил, швидко мінливі температури по обидва боки шкали. До того ж все це задоволення коштує дуже дорого.
Сьогодні нам потрібне близько 20 тисяч. доларів, щоб відправити кілограм маси на низьку навколоземну орбіту. Більшість цих витрат пов'язана з проектуванням та експлуатацією. завантажувальна система. Часті та тривалі місії вимагають значної кількості витратних матеріалів, палива, запчастин, витратних матеріалів. У космосі ремонт та обслуговування системи дорого та складно.
Космічний ліфт – візуалізація
Ідея фінансового полегшення принаймні частково є концепцією космічний ліфтз'єднання певної точки на нашій земній кулі зі станцією призначення, розташованою десь у космосі по всьому світу. Експеримент учених з Університету Сідзуока в Японії, що триває, є першим у своєму роді в мікромасштабі. В рамках проекту Космічний прив'язаний автономний роботизований супутник (STARS) Два невеликі супутники STARS-ME будуть з'єднані 10-метровим кабелем, яким рухатиметься невеликий роботизований пристрій. Це попередня мінімодель космічного крана. У разі успіху, він може перейти до наступного етапу проекту космічного ліфта. Його створення дозволило б значно скоротити витрати на транспортування людей та предметів у космос та з космосу.
Ви також повинні пам'ятати, що в космосі немає GPS, а простір величезний і навігація непроста. Мережа глибокого космосу — колекція антенних ґрат у Каліфорнії, Австралії та Іспанії — поки що це єдиний наявний у нас позаземний навігаційний інструмент. Практично все, від супутників-студентів до космічного апарату Нові горизонти, який зараз пронизує пояс Койпера, спирається на цю систему. А цей перевантажений, і НАСА думає обмежити його доступність для менш важливих місій.
Звісно, є ідеї альтернативного GPS для космосу. Джозеф Гуїнн, експерт з навігації, поставив за мету розробити автономну систему, яка збирала б зображення цілей і прилеглих об'єктів, використовуючи їхнє відносне місце для тріангуляції координат космічного корабля — без необхідності наземного контролю. Для стислості він називає це системою позиціонування у далекому космосі (DPS).
Незважаючи на оптимізм лідерів і провидців — від Дональда Трампа до Ілона Маска — багато експертів все ж таки вважають, що реальна перспектива колонізації Марса — це не десятиліття, а століття. Є офіційні дати та плани, але багато реалістів визнають, що ступити на Червону планету людині буде добре до 2050 року. А подальші пілотовані експедиції – чиста фантазія. Адже, крім перерахованих вище проблем, необхідно вирішити ще одну фундаментальну проблему – немає драйву для дійсно швидкої космічної подорожі.
