A közeljövő űrpályás állomásai. a jövő űrhajója

Az emberiség több mint fél évszázada kutatja a világűrt emberes űrhajókkal. Sajnos ez idő alatt képletesen szólva nem vitorlázott messzire. Ha az univerzumot az óceánhoz hasonlítjuk, akkor csak a szörf szélén sétálunk, bokáig a vízben. Egyszer azonban úgy döntöttünk, hogy egy kicsit mélyebbre ússzuk (az Apollo holdprogram), és azóta is ennek az eseménynek, mint a legnagyobb teljesítménynek az emlékeiben élünk.

Eddig az űrhajók többnyire szállítójárművekként szolgáltak a Földre és onnan. Az újrafelhasználható Space Shuttle által elérhető autonóm repülés maximális időtartama mindössze 30 nap, és elméletileg még akkor is. De talán a jövő űrhajói sokkal tökéletesebbek és sokoldalúbbak lesznek?

Már az Apollo Hold-expedíciók is egyértelműen megmutatták, hogy a jövőbeli űrjárművekkel szemben támasztott követelmények feltűnően eltérhetnek az „űrtaxik” feladataitól. Az Apollo Hold-kabinnak nagyon kevés köze volt az áramvonalas hajókhoz, és nem bolygó légkörben való repülésre tervezték. Néhány elképzelés arról, hogyan fognak kinézni a jövő űrhajói, az amerikai űrhajósok fényképei többet adnak.

A legsúlyosabb tényező, amely hátráltatja a Naprendszer epizodikus emberi feltárását, nem beszélve a tudományos bázisok megszervezéséről a bolygókon és azok műholdain, a sugárzás. Még a legfeljebb egy hétig tartó holdküldetésnél is felmerülnek problémák. A készülődni látszó másfél éves Mars-repülés pedig egyre jobban tolódik. Az automatizált kutatások kimutatták, hogy halálos az emberek számára a bolygóközi repülés teljes útvonalán. A jövő űrrepülőgépei tehát elkerülhetetlenül komoly sugárzás elleni védelmet fognak szerezni a legénység speciális orvosbiológiai intézkedéseivel kombinálva.

Nyilvánvaló, hogy minél hamarabb ér célba, annál jobb. De a gyors repüléshez erős motorokra van szükség. És számukra viszont egy rendkívül hatékony üzemanyag, amely nem foglalna sok helyet. Ezért a kémiai meghajtású motorok a közeljövőben átadják helyét a nukleáris motoroknak. Ha azonban a tudósoknak sikerül megszelídíteniük az antianyagot, vagyis a tömeget fénysugárzássá alakítani, a jövő űrhajói megszerzik, ebben az esetben relativisztikus sebességek eléréséről és csillagközi expedíciókról lesz szó.

Az Univerzum ember általi fejlődésének másik komoly akadálya életének hosszú távú fenntartása lesz. Egy nap alatt az emberi szervezet sok oxigént, vizet és élelmiszert fogyaszt, szilárd és folyékony hulladékot bocsát ki, szén-dioxidot lélegzik ki. Hatalmas súlyuk miatt értelmetlen teljes mennyiségű oxigént és élelmet magával vinni a fedélzetre. A problémát egy fedélzeti zárt megoldás oldja meg, azonban ez idáig minden kísérlet ebben a témában nem járt sikerrel. Zárt LSS nélkül pedig elképzelhetetlenek a jövő űrhajói, amelyek évekig repülnének az űrben; a művészek képei természetesen ámulatba ejtik a képzeletet, de nem tükrözik a dolgok valós állapotát.

Tehát az űrhajók és csillaghajók összes projektje még mindig messze van a valódi megvalósítástól. Az emberiségnek pedig meg kell birkóznia azzal, hogy az űrhajósok fedezékben és automatikus szondáktól kapnak információkat az Univerzumról. De ez persze átmeneti. Az asztronautika nem áll meg, és a közvetett jelek azt mutatják, hogy az emberi tevékenység ezen a területén nagy áttörés készül. Így talán a jövő űrhajói megépülnek és a 21. században hajtják végre első repüléseiket.

A Dream Chaser a Sierra Nevada Corporation (USA) magáncég új emberes járműve. Ez az újrafelhasználható, emberes űrhajó akár 7 fős rakományt és legénységet szállít az alacsony föld körüli pályára. A projekt szerint az űrszonda a szárnyakat használja majd, és ezek segítségével hagyományos kifutópályán landol majd. A tervezés a HL-20 orbitális repülőgép tervezésén alapul

©Sierra Nevada Corporation

Míg a múlt század közepén az amerikaiak lázasan azon törték a fejüket, hogyan tartsanak lépést a „gonosz birodalmával”, tele volt szlogenekkel: „Komszomol – repülőn”, „Csillagos tér – IGEN!”. Ma az Egyesült Államok a sárkányok könnyedségével indít űrhajókat, míg a miénket egyelőre hagyják szörfözni, talán a Bolsoj Színházban. Belemerült a Naked Science részleteibe.

Sztori

A hidegháború idején az űr a Szovjetunió és az Egyesült Államok egyik harctere volt. A szuperhatalmak geopolitikai konfrontációja volt azokban az években az űripar fejlődésének fő ösztönzője. Hatalmas forrásokat fordítottak az űrkutatási programok végrehajtására. Az Egyesült Államok kormánya körülbelül huszonöt milliárd dollárt költött az Apollo projekt megvalósítására, amelynek fő célja az volt, hogy embert szálljanak le a Hold felszínén. A múlt század 70-es éveiben ez az összeg egyszerűen gigantikus volt. A Szovjetunió holdprogramja, amelynek soha nem volt valóra ítélve, 2,5 milliárd rubelbe került a Szovjetunió költségvetésének. A "Buran" hazai űrsikló fejlesztése tizenhat milliárd rubelbe került. Ugyanakkor a sors felkészítette Burant egyetlen űrrepülésre.

Sokkal szerencsésebb volt amerikai megfelelője. Az űrrepülőgép százharmincöt kilövést hajtott végre. De az amerikai sikló nem volt örök. A „Space Transportation System” állami program keretében létrehozott hajó 2011. július 8-án hajtotta végre utolsó űrindítását, amely ugyanazon év július 21-én kora reggel ért véget. A program végrehajtása során az amerikaiak hat "siklót" készítettek, amelyek közül az egyik olyan prototípus volt, amely soha nem végzett űrrepülést. Két hajó lezuhant.

Felszállás a földről "Apollo 11"

© NASA

A Space Shuttle program gazdasági megvalósíthatóság szempontjából aligha nevezhető sikeresnek. Az eldobható űrhajók sokkal gazdaságosabbnak bizonyultak, mint a technológiailag fejlettebbnek tűnő újrafelhasználható társai. Igen, és a repülések biztonsága a "siklókon" kétséges volt. Működésük során két baleset következtében tizennégy űrhajós lett áldozat. De a legendás hajó űrutazásainak ilyen kétértelmű eredményeinek oka nem a technikai tökéletlensége, hanem az újrafelhasználható űrhajók koncepciójának összetettsége.

Ennek eredményeként a múlt század 60-as éveiben kifejlesztett orosz Szojuz eldobható űrszonda lett az egyetlen olyan járműtípus, amely jelenleg a Nemzetközi Űrállomásra (ISS) repül. Rögtön meg kell jegyezni, hogy ez egyáltalán nem jelzi a Space Shuttle feletti fölényüket. A Szojuz űrszondák, valamint az ezek alapján létrehozott, pilóta nélküli űrkamionok, a Progress számos fogalmi hiányossággal bírnak. Teherbíró képességük nagyon korlátozott. Az ilyen eszközök használata pedig a működésük után visszamaradt orbitális törmelék felhalmozódásához vezet. Az űrrepülések Szojuz típusú hajókon hamarosan a történelem részévé válnak. Ugyanakkor ma már nincsenek valódi alternatívák. Az újrafelhasználható hajók koncepciójában rejlő hatalmas potenciál gyakran még korunkban sem realizálható technikailag.

Az OS-120 "Buran" szovjet újrafelhasználható orbitális repülőgép első projektje, amelyet az NPO Energia javasolt 1975-ben, és amely az amerikai űrsikló analógja volt.

©buran.ru

Új amerikai űrhajó

2011 júliusában Barack Obama amerikai elnök kijelentette, hogy a marsi küldetés új, és amennyire feltételezhető, az amerikai űrhajósok fő célja a következő évtizedekre. A NASA egyik programja a Hold-kutatás és a Marsra való repülés részeként a Constellation című nagyszabású űrprogram volt.

Az új Orion űrhajó, az Ares-1 és az Ares-5 hordozórakéták, valamint az Altair holdmodul létrehozásán alapul. Annak ellenére, hogy 2010-ben az Egyesült Államok kormánya úgy döntött, hogy megnyirbálja a Constellation programot, a NASA folytatni tudta az Orion fejlesztését. Az űrszonda első pilóta nélküli tesztrepülését 2014-re tervezik. Feltételezik, hogy a repülés során a készülék hatezer kilométerre távolodik el a Földtől. Ez körülbelül tizenötször messzebb van, mint az ISS. A próbarepülés után a hajó a Föld felé veszi az irányt. Az új apparátus 32 000 km/h sebességgel tud majd belépni a légkörbe. E mutató szerint az "Orion" másfél ezer kilométerrel meghaladja a legendás "Apollo"-t. Az Orion első pilóta nélküli kísérleti repülésének célja a benne rejlő lehetőségek bemutatása. A hajó tesztelése fontos lépés lesz a 2021-re tervezett emberes vízre bocsátás megvalósítása felé.

A NASA tervei szerint a Delta-4 és az Atlas-5 Orion hordozórakétaként fog működni. Úgy döntöttek, hogy felhagynak Ares fejlesztésével. Emellett a mélyűr felfedezésére az amerikaiak egy új szupernehéz SLS hordozórakétát terveznek.

Az Orion egy részben újrafelhasználható űrhajó, és elvileg közelebb áll a Szojuzhoz, mint az űrsiklóhoz. A részben újrafelhasználható űrjárművek a legígéretesebbek. Ez a koncepció azt feltételezi, hogy a Föld felszínére való leszállás után az űrhajó lakókapszula újra felhasználható a világűrbe való kilövéshez. Ez lehetővé teszi az újrafelhasználható űrhajók funkcionális praktikumának ötvözését a Szojuz vagy Apollo típusú járművek üzemeltetésének költséghatékonyságával. Egy ilyen döntés átmeneti szakasz. Valószínűleg a távoli jövőben minden űrhajó újrafelhasználhatóvá válik. Tehát az amerikai űrrepülőgép és a szovjet Buran bizonyos értelemben megelőzte korát.

Az Orion egy többcélú kapszula, részben újrafelhasználható emberes űrhajó az Egyesült Államokban, amelyet a 2000-es évek közepe óta fejlesztettek ki a Constellation program részeként.

© NASA

Úgy tűnik, hogy a „praktikusság” és a „megfontoltság” a legjobb módja az amerikaiak jellemzésének. Az Egyesült Államok kormánya úgy döntött, hogy nem egyedül az Orion vállára hárítja minden űrambícióját. Jelenleg a NASA megbízásából több magáncég fejleszti saját űrrepülőgépét, amelyet a ma használt eszközök helyettesítésére terveztek. A Boeing a Commercial Manned Vehicle Development Program (CCDev) részeként fejleszti a részben újrafelhasználható, emberes CST-100 űrhajót. Az eszközt arra tervezték, hogy rövid utakat tegyen a Föld-közeli pályára. Fő feladata a legénység és a rakomány eljuttatása az ISS-re.

A hajó legénysége legfeljebb hét főből állhat. Ugyanakkor a CST-100 tervezése során kiemelt figyelmet fordítottak az űrhajósok kényelmére. A készülék élettere jóval nagyobb, mint az előző generáció hajóinak. Valószínűleg Atlas, Delta vagy Falcon hordozórakétákkal indítják majd. Ugyanakkor az Atlas-5 a legmegfelelőbb lehetőség. A hajó leszállása ejtőernyő és légpárnák segítségével történik. A Boeing tervei szerint 2015-ben a CST-100 próbaindítások sorozatára vár. Az első két járat pilóta nélküli lesz. Fő feladatuk az eszköz pályára állítása és a biztonsági rendszerek tesztelése. A harmadik repülés során a tervek szerint emberes dokkolás történik az ISS-szel. Ha a tesztek sikeresek lesznek, a CST-100 hamarosan leválthatja az orosz Szojuz és Progressz űrhajókat, amelyek kizárólag a Nemzetközi Űrállomásra hajtanak végre emberes repüléseket.

CST-100 – emberes szállító űrhajó

©Boeing

Egy másik magánhajó, amely rakományt és személyzetet szállít az ISS-hez, a SpaceX által kifejlesztett készülék lesz, amely a Sierra Nevada Corporation része. A „Dragon” részben újrafelhasználható monoblokk hajót a NASA „Kereskedelmi Orbital Transportation” (COTS) programja keretében fejlesztették ki. A tervek szerint három módosítást készítenek belőle: emberes, teherszállító és autonóm. Az emberes űrhajó legénysége, akárcsak a CST-100 esetében, hét főből állhat. A rakománymódosításban a hajó négy embert és két és fél tonna rakományt vesz fel a fedélzetére.

A jövőben pedig a Vörös Bolygóra tartó repülésekhez szeretnék használni a Sárkányt. Miért fejlesztik ki a hajó speciális változatát - a "Vörös sárkányt"? Az amerikai űrkutatási hatóságok tervei szerint 2018-ban kerül sor az apparátus pilóta nélküli repülésére a Marsra, és várhatóan néhány év múlva hajtják végre az amerikai űrrepülőgép első emberes próbarepülését.

A "Dragon" egyik jellemzője az újrafelhasználhatóság. A repülést követően az energiarendszerek és az üzemanyagtartályok egy része az űrszonda lakókapszulájával együtt leszáll a Földre, és ismét használható lesz az űrrepülésekhez. Ez a konstruktív képesség különbözteti meg az új hajót a legtöbb ígéretes fejlesztéstől. A közeljövőben a "Dragon" és a CST-100 kiegészítik egymást, és "biztonsági hálóként" működnek. Abban az esetben, ha az egyik hajótípus valamilyen okból nem tudja ellátni a rábízott feladatokat, a másik átveszi munkájának egy részét.

A Dragon SpaceX a SpaceX magánszállító űrhajója (SC), amelyet a NASA megbízásából fejlesztettek ki a Commercial Orbital Transportation (COTS) program részeként, és amelyet arra terveztek, hogy hasznos terheket és a jövőben embereket szállítson az ISS-re.

©SpaceX

A Sárkányt 2010-ben állították először pályára. A pilóta nélküli tesztrepülés sikeresen lezajlott, majd néhány évvel később, mégpedig 2012. május 25-én az eszköz dokkolt az ISS-hez. Addigra a hajó nem rendelkezett automatikus dokkolórendszerrel, megvalósításához az űrállomás manipulátorát kellett használni.

Ezt a repülést úgy tekintették, mint egy privát űrhajó első dokkolását a Nemzetközi Űrállomáson. Azonnal foglaljunk le: a Dragon és számos más, magáncégek által fejlesztett űreszköz aligha nevezhető a szó teljes értelmében magánjellegűnek. Például a NASA 1,5 milliárd dollárt különített el a Sárkány fejlesztésére. Más magánprojektek is kapnak pénzügyi támogatást a NASA-tól. Ezért nem annyira a világűr kommercializálásáról beszélünk, hanem az űripar új fejlesztési stratégiájáról, amely az állam és a magántőke együttműködésén alapul. Az egykor titkos űrtechnológiák, amelyek korábban csak az állam rendelkezésére álltak, ma számos, az űrhajózás területén tevékenykedő magáncég tulajdonát képezik. Ez a körülmény önmagában is erőteljes ösztönző a magánvállalatok technológiai képességeinek növekedésére. Ezen túlmenően ez a megközelítés lehetővé tette, hogy a magánszektorban nagyszámú űripari szakembert rendezzenek be, akiket korábban a Space Shuttle program lezárása miatt az állam elbocsátott.

Ami a magáncégek űrhajó-fejlesztési programját illeti, talán a legérdekesebb a SpaceDev projekt, az úgynevezett Dream Chaser. A fejlesztésben a cég tizenkét partnere, három amerikai egyetem és hét NASA-központ is részt vett.

A Dream Chaser újrafelhasználható emberes űrhajó koncepciója, amelyet az amerikai SpaceDev cég, a Sierra Nevada Corporation részlege fejlesztett ki.

©SpaceDev

Ez a hajó nagyon különbözik az összes többi ígéretes űrfejlesztéstől. Az újrafelhasználható Dream Chaser úgy néz ki, mint egy miniatűr űrrepülőgép, és úgy tud leszállni, mint egy közönséges repülőgép. És mégis, a hajó fő feladatai hasonlóak a Dragon és a CST-100 feladataihoz. Az eszköz a rakomány és a legénység (legfeljebb hét fő) szállítására szolgál majd az alacsony Föld körüli pályára, ahol az Atlas-5 hordozórakétával indítják. Idén a hajónak végre kell hajtania az első pilóta nélküli repülést, 2015-re pedig a tervek szerint fel kell készíteni a pilóta nélküli változatát. Egy másik fontos részlet. A Dream Chaser projekt az 1990-es évek amerikai fejlesztése - a HL-20 orbitális repülőgép - alapján jön létre. Ez utóbbi projektje a "Spirál" szovjet orbitális rendszer analógja lett. Mindhárom készülék hasonló megjelenésű és elvárt funkcionalitású. Ez egy teljesen jogos kérdést vet fel. Megérte a Szovjetuniónak kikapcsolni a félkész Spiral repülőgép-rendszert?

mi van nálunk?

2000-ben az RSC Energia megkezdte a Clipper többcélú űrkomplexum tervezését. Ezt a külsőleg egy kisebb "siklóra" emlékeztető, újrafelhasználható űreszközt a legkülönfélébb feladatok megoldására kellett volna használni: rakományszállítás, az űrállomás legénységének evakuálása, űrturizmus, más bolygókra való repülés. Voltak bizonyos remények a projekttel kapcsolatban. Mint mindig, a jó szándékot a finanszírozás hiányának rézmedencéje fedte. 2006-ban a projektet lezárták. Ugyanakkor a Clipper projekt keretében kifejlesztett technológiákat feltehetően az Advanced Manned Transport System (PPTS) – más néven Rus projekt – tervezésénél is felhasználják.

A Clipper szárnyas változata orbitális repülésben. Webmester rajza a Clipper 3D modell alapján

©Vadim Lukashevich

Orosz szakértők szerint éppen a PPTS (persze ez egyelőre csak „működő” neve a projektnek) az lesz a sorsa, hogy egy új generációs hazai űrrendszer legyen, amely képes leváltani a gyorsan öregedő Szojuz és Progresszt. A Clipperhez hasonlóan az RSC Energia is fejleszti az űreszközt. A komplexum alapmódosítása az Új Generációs Pilótaszállító Hajó (PTK NK) lesz. Fő feladata ismét a rakomány és a legénység eljuttatása az ISS-hez. Hosszú távon - a Holdra repülésre és hosszú távú kutatási küldetések végrehajtására alkalmas módosítások kifejlesztése. Maga a hajó részben újrafelhasználhatónak ígérkezik. A lakókapszula leszállás után újra felhasználható. Motortér - sz. A hajó különös tulajdonsága, hogy ejtőernyő nélkül is le tud szállni. A Föld felszínén való fékezéshez és lágy landoláshoz sugárhajtású rendszert fognak használni.

A kazahsztáni Bajkonuri kozmodrom területéről induló Szojuzokkal ellentétben az új hajókat az Amur régió területén épülő új Vosztocsnij kozmodromról indítják. A legénység hat fős lesz. A személyzettel rendelkező jármű rakomány - ötszáz kilogramm - szállítására is alkalmas. A pilóta nélküli változatban a hajó impozánsabb "jóságokat" tud majd eljuttatni a földközeli pályára - két tonnát nyomva.

A PPTS projekt egyik fő problémája a megfelelő tulajdonságokkal rendelkező hordozórakéták hiánya. Mára az űrrepülőgép főbb műszaki szempontjait kidolgozták, de a hordozórakéta hiánya igen nehéz helyzetbe hozza fejlesztőit. Feltételezések szerint az új hordozórakéta technológiailag közel lesz az 1990-es években kifejlesztett Angarához.

A PPTS modellje a MAKS-2009 kiállításon

©sdelanounas.ru

Furcsa módon, de egy másik komoly probléma a PPTS (értsd: orosz valóság) tervezésének célja. Oroszország aligha engedheti meg magának, hogy a Hold- és a Mars-kutatási programokat az Egyesült Államokhoz hasonló léptékű programokkal hajtsák végre. Még ha az űrkomplexum fejlesztése sikeres is lesz, valószínűleg egyetlen igazi feladata a rakomány és a legénység eljuttatása az ISS-hez. A PPTS repülési tesztjeinek kezdetét azonban 2018-ra halasztották. Ekkorra az ígéretes amerikai járművek nagy valószínűséggel már átvehetik azokat a funkciókat, amelyeket jelenleg az orosz Szojuz és Progressz űrszonda lát el.

Ködös kilátások

A modern világot megfosztják az űrrepülések romantikájától – ez tény. Természetesen nem műholdak felbocsátásáról és űrturizmusról beszélünk. Nem kell aggódnia az űrhajózás ezen területei miatt. A Nemzetközi Űrállomásra irányuló járatok nagy jelentőséggel bírnak az űripar számára, de az ISS keringési ideje korlátozott. Az állomást a tervek szerint 2020-ban zárják be. A modern emberes űrhajó mindenekelőtt egy bizonyos program szerves része. Nincs értelme új hajót fejleszteni anélkül, hogy fogalmunk lenne az üzemeltetés feladatairól. Új amerikai űrhajókat terveznek nemcsak rakomány és személyzet szállítására az ISS-re, hanem a Marsra és a Holdra is. Ezek a feladatok azonban annyira távol állnak a mindennapi földi gondoktól, hogy a következő években aligha számíthatunk jelentős áttörésre az űrhajózás területén.

A jövő űrhajóinak előzetes tervezésén már több mint egy éve dolgoznak. A pályázaton nyertes Rocket and Space Corporation (RKK) Energia 800 millió rubelt kapott a fejlesztés első szakaszára, és júniusban kell bemutatnia a projektet. Az Űrtársaság exkluzív videófelvételeket készített arról, hogy milyennek kell lennie az űrhajók következő generációjának.

Az új hajó projektjének munkálatai szigorú titokban zajlanak, vázlatai az RSC Energia teljes titkai. A "Russia 24" TV-csatorna rendelkezésére csak előzetes vázlatok álltak. Kezdetben azt feltételezték, hogy az űrhajó rövid "Rus" nevet kap. Most vált ismertté, hogy ez a 20 tonnás teherbírású hordozórakéta egyik munkaneve. Vitalij Lopota, az Energia Rakéta- és Űrtársaság elnöke elmondta: „A Rus nevet adták az egyik hordozórakéta-projekthez, de nem indultunk ilyen kezdeményezéssel a hajón, mert most van egy előzetes a tervezés és a megjelenés keresése. Vagy inkább egy új hajó megjelenését már megértették és kialakították. Reméljük, hogy 2015-re elkezdhetjük a repülési teszteket."

Korábban Anatolij Perminov, a Szövetségi Űrügynökség vezetője azt mondta: "Az időszak a mai szabványokhoz képest nagyon korlátozott - 2015-ben az első repülést teherszállító változatban, 2018-ban pedig legénységgel kell végrehajtani."

Eddig a hajó neve "Promising Manned Transport System", rövidítve PPTS. Egyesek "Clipper"-nek is nevezik a hasonlóság alapján. A Roszkozmosz úgy ítélte meg, hogy a projekt nem felelt meg a követelményeknek. Például a szárnyak nem nélkülözhetetlenek egy űrrepülőgép számára, sőt a földre való visszatéréskor is problémát jelenthetnek. Vitalij Lopota az új fejlesztés technikai részleteiről beszélt: "Kénytelenek vagyunk formákat keresni, és meg is találtuk. Ezek a formák némileg egy forgó tetejére emlékeztetnek, félig levágva - kúpos formára. Ez a hajó technológiailag sokkal inkább lesz fejlett a gyártásban, alapvetően új anyagokat fog használni, elég könnyű lesz."

Az előzetes fejlesztések szerint a hajó kúp alakú lesz. Végül is a kúp az optimális forma a légkör sűrű rétegein való áthaladáshoz. A leszálló jármű az első kozmikus sebességgel – több mint hét kilométer/másodpercsel – beleütközik. "A légkörünkbe az első kozmikus sebességgel berepülő űrszonda 2-2,5 ezer fokra melegszik fel. Ezt semmilyen anyag, acél, fémek nem bírják. Ezért kénytelenek vagyunk elhagyni a kialakult felületet. Ez lesz egy különféle leszállórendszerek kombinációja – azaz ejtőernyő, sugárhajtású repülőgép” – magyarázta Vitalij Lopota.

Körülbelül ugyanezen elv szerint követte az amerikai NASA, létrehozva jövőbeli Orion űrhajóját. Első járatát 2014-re tervezik. A következő generációs orosz űrhajót 15 éves működésre és legalább 10 repülésre tervezték, de nem minden alkatrésze lesz újrafelhasználható. "A légkörbe való belépéskor, és ebben a kritikus helyzetben a műszer-aggregát rekesz feleslegessé válik - kiégetik, és a következő használathoz újat kell beépíteni. A hőpajzsot ki kell lőni, ami a lehető legtöbb energiát veszi fel a légkörbe való belépéskor. És a legdrágább - ez egy visszatérő jármű, ez emberek, ez egy életfenntartó rendszer, egy vezérlőrendszer, egy meghajtó rendszer" - részletezte az RSC Energia elnöke.

Az új rendszer hajóiról tudható, hogy céltól függően 18-20 tonnás tömegűek lesznek. Az új hajók legfeljebb hat fős legénységet tudnak majd alacsony Föld körüli pályára állítani és legalább 500 kilogramm rakományt szállítani. Négy űrhajóst és 100 kilogramm rakományt tudnak majd Hold körüli pályára juttatni. Feltételezések szerint a PPTS pilóta nélküli változata legalább két tonna rakományt képes lesz alacsony Föld körüli pályára állítani, és körülbelül fél tonnát visszajuttatni a Földre.

Vitalij Lopota a készülő rendszer egyéb jellemzőiről is beszélt: „Valójában a hajónak biztosítania kell a felszállást és a gyors dokkolást az expedíciós komplexummal az állomáshoz való dokkoláshoz, akár más bolygókra való repüléshez, akár a pályán lévő feladatok elvégzéséhez. járatok szükségesek, ki tudjuk kötni a háztartási rekeszt.

Amint azt a Roszkozmosz vezetője, Anatolij Perminov korábban elmondta, a hajó legénysége legalább négy-hat fős lesz. "A hajónak sikeresen kell repülnie mind az alacsony Föld körüli pályára, azaz más, azonos típusú állomásokra, a leendő összeszerelő komplexumra, amely alacsony Föld körüli pályán van, és képesnek kell lennie a Hold körüli pályára repülni, autonóm repülésben kell lennie. legalább 30 napig” – szögezte le.

A leendő összeszerelő és kísérleti komplexum a Föld-közeli pályán az emberes program folytatása a következő két vagy akár három évtizedben. Talán még akkor is, amikor a Nemzetközi Űrállomás már lejárt. A Roskosmos nagy reményeket fűz ehhez a programhoz. Alekszej Krasznov, a Roszkoszmosz Emberi Programok Osztályának vezetője így beszélt a javasolt feladatokról: "Az ISS alapján egy kis űrhajó összeállításának lehetősége, amely a Föld-közeli űrön túli űrpályáról repülne. Amíg a célt meg nem határozzák , ezt még meg kell tenni, de lehet Hold körüli pálya, lehet egy aszteroida. Elrepült és visszajött."

Valószínűleg az új készülék a marsi program részévé válik. A leendő bolygóközi komplexumot az úgynevezett alacsony földi pályán állítják össze. Súlya akár 500 tonna is lehet. Az összeszerelést követően a szerkezetet fokozatosan 200 ezer kilométeres magasságig emelik, és ez több hónapig tart. A marsi expedíció legénységét a kilövés előtti utolsó pillanatban szállítják ki, hogy az űrhajósok ne kapjanak további napsugárzási dózist, a komplexum pedig magas pályáról indul el a Vörös Bolygó felé.

Mindannyian sokféle űrállomást és űrvárost láthattunk sokszor sci-fi filmekben. De ezek mind irreálisak. Brian Verstig, a Spacehabs valódi tudományos alapelvek alapján fejleszti ki azokat az űrállomás-koncepciókat, amelyek egy napon valóban megépülhetnek. Az egyik ilyen települési állomás a Kalpana One. Pontosabban az 1970-es években kifejlesztett koncepció továbbfejlesztett, modern változata. A Kalpana One egy hengeres szerkezet, amelynek sugara 250 méter, hossza 325 méter. Hozzávetőleges lakosságszám: 3000 lakos.

Nézzük meg közelebbről ezt a várost...

„A Kalpana One Space Settlement a hatalmas űrtelepülések szerkezetének és formájának nagyon is valós határait feltáró kutatás eredménye. A 60-as évek vége és a múlt század 80-as évei óta az emberiség magába szívta a jövő lehetséges űrállomásainak formáinak és méreteinek ötletét, amelyeket mindeddig sci-fi filmekben és különféle képekben mutattak be. Azonban sok ilyen formának volt néhány tervezési hibája, amelyek a valóságban azt okoznák, hogy az ilyen szerkezetek elégtelen stabilitást szenvednének el forgás közben űrviszonyok között. Más formák nem használták hatékonyan a szerkezeti és védőtömeg arányát lakható területek létrehozására” – mondja Verstig.

„Miközben olyan formát kerestünk, amely a túlterhelés hatására lakó- és lakható területet hoz létre, és rendelkezik a szükséges védőtömeggel, úgy találtuk, hogy az állomás hosszúkás formája lenne a legmegfelelőbb választás. Egy ilyen állomás hatalmas mérete és kialakítása miatt nagyon kevés erőfeszítésre vagy beállításra lenne szükség ahhoz, hogy megakadályozzák az oszcillációt.

„Ugyanabban a 250 méteres sugárban és 325 méteres mélységben az állomás percenként két teljes fordulatot tesz maga körül, és azt az érzést kelti, hogy az ember, aki benne van, ugyanazt az érzést fogja átélni, mintha az adott körülmények között lenne. a föld gravitációjától. És ez egy nagyon fontos szempont, hiszen a gravitáció lehetővé teszi, hogy tovább éljünk az űrben, mert csontjaink és izmaink ugyanúgy fejlődnek, mint a Földön. Mivel az ilyen állomások a jövőben az emberek állandó élőhelyévé válhatnak, nagyon fontos, hogy olyan körülményeket teremtsünk rajtuk, amelyek a lehető legközelebb állnak a bolygónk viszonyaihoz. Tedd úgy, hogy az emberek ne csak dolgozhassanak rajta, hanem pihenjenek is. És lazíts sallangokkal.

„Bár mondjuk egy labda ütésének vagy dobásának fizikája nagyon különbözik egy ilyen környezetben a földitől, az állomás mindenképpen sokféle sportolási (és nem csak) tevékenységet és szórakozást kínál majd.”

Brian Verstig koncepciótervező, aki a jövő technológiáival és az űrkutatással foglalkozik. Számos magán űrvállalattal, valamint nyomtatott médiával dolgozott együtt, hogy bemutassa azokat az elképzeléseket, amelyeket az emberiség a jövőben az űr meghódítására használ majd. A Kalpana One projekt egy ilyen koncepció.

És itt van még néhány régi fogalom:

Tudományos bázis a Holdon. 1959-es koncepció

A hengeres kolónia fogalma a szovjet nép szemében. 1965

Kép: Ifjúsági Technika Magazin, 1965/10

Toroid kolónia koncepció

Kép: Don Davis/NASA/Ames Research Center

A NASA repülési ügynöksége fejlesztette ki a múlt század 1970-es éveiben. A tervek szerint a kolóniát 10 000 ember életére szánták volna. Maga a kialakítás moduláris volt, és lehetővé tette új rekeszek csatlakoztatását. Egy speciális szállítóeszközön, az úgynevezett ANTS-on lehetne bennük mozogni.

Kép és bemutató: Don Davis/NASA/Ames Research Center

Gömbök Bernal

Kép: Don Davis/NASA/Ames Research Center

Egy másik koncepciót dolgoztak ki a NASA Ames Kutatóközpontjában az 1970-es években. Népesség: 10 000. A Bernál-szféra mögött meghúzódó fő gondolat a gömb alakú lakóterek kialakítása. A lakott zóna a szféra közepén helyezkedik el, mezőgazdasági és mezőgazdasági termelési övezetek veszik körül. A szoláris fényt lakó- és mezőgazdasági területek világításaként használják, amelyet egy napelemes tükörrendszeren keresztül irányítanak át. A maradékhőt speciális panelek bocsátják ki a térbe. Az űrhajók gyárai és dokkjai egy speciális hosszú csőben helyezkednek el a gömb közepén.

Kép: Rick Guides/NASA/Ames Research Center

Kép: Rick Guides /NASA/Ames Research Center

A hengeres kolónia koncepciója az 1970-es években alakult ki

Kép: Rick Guides/NASA/Ames Research Center

Több mint egymillió fős lakosság számára tervezték. A koncepció ötlete Gerard K. Oneil amerikai fizikusé.

Kép: Don Davis/NASA/Ames Research Center

Kép: Don Davis/NASA/Ames Research Center

Kép és bemutató: Rick Guides/NASA/Ames Research Center

1975 A kolónia belsejéből nézve a koncepció ötlete Oneilhez tartozik. A telep minden szintjén telepített teraszokon mezőgazdasági ágazatok találhatók különféle zöldségekkel és növényekkel. A betakarítás fényét a napsugarakat visszaverő tükrök biztosítják.

Kép: NASA/Ames Research Center

Szovjet űrtelep. 1977

Kép: Ifjúsági Technika Magazin, 1977/4

A képen látható hatalmas orbitális farmok elegendő élelmet fognak termelni az űrtelepesek számára

Kép: Delta, 1980/1

Bányászkolónia egy aszteroidán

Kép: Delta, 1980/1

A jövő toroid kolóniája. 1982

Űrbázis koncepció. 1984

Kép: Les Bosinas/NASA/Glenn Research Center

Hold alap koncepció. 1989

Kép: NASA/JSC

A többfunkciós marsi bázis koncepciója. 1991

Kép: NASA/Glenn Research Center

1995 Hold

Kép: Pat Rawlings/NASA

A Föld természetes műholdja remek helynek tűnik a berendezések tesztelésére és az emberek felkészítésére a marsi küldetésekre.

A Hold különleges gravitációs viszonyai kiváló helyszínt biztosítanak a sportversenyeknek.

Kép: Pat Rawlings/NASA

1997 A Hold déli sarkának sötét krátereiben folyó jégbányászat lehetőséget teremt az emberi terjeszkedésre a Naprendszeren belül. Ezen az egyedülálló helyen a napenergiával működő űrkolónia emberei üzemanyagot fognak termelni, hogy űrhajókat küldjenek a Hold felszínéről. A potenciális jégforrásokból származó víz vagy a regolit a kupolacellák belsejébe áramlik, és megakadályozza a káros sugárzásnak való kitettséget.

Kép: Pat Rawlings/NASA

Hollywood ismét az űrkutatás felé lökte az emberiséget: a "The Martian" című film bemutatása után valószínűleg minden második kertész akart saját krumplit termeszteni a Vörös bolygó felszínén. Az Interstellar után pedig sok iskolás és diák vágyott rávegyen részt a határtalan űr feltárásában az emberiség javára. Nos, az ilyen álmok egyre közelebb kerülnek a valósághoz!

Megkezdődik az űrkutatás a Marson

Végtelenül lehet kritizálni az országok kormányait amiatt, hogy még mindig nem foglalkoztunk teljesen az űrkutatással, és nem költöztünk a Marsra, mert ha nem lennének háborúk és összecsapások, amelyek megosztanák a népeket és a tudósokat, akkor az emberiség sokkal előbbre ment volna, de ez egy vitatott ítélet.

Az űrkutatás a Szovjetunió és az USA évek óta tartó rivalizálása miatt kezdődött és fejlődött. Most, hogy a hidegháborúnak vége, megkérdőjeleződik az olyan projektek szükségessége, mint például a Marsra való áttelepítés. Projektjeik finanszírozása érdekében a tudósoknak át kell menniük a bürokratikus poklon, rengeteg kutatást és számítást kell végezniük, és ami a legfontosabb, be kell mutatniuk a szponzornak (legyen az állam, vállalat vagy magánszemély) projektjük kereskedelmi vagy védelmi kilátásait.

Az űrkutatás az országok közösségének gondja

Ennek ellenére az űrkutatás nem áll meg, hanem új résztvevőket vonz a lehetőségek és felfedezések végtelen tárházába. A szakterület olyan veteránjai mellett, mint a Szovjetunió, az USA, Kína és az Európai Unió, India, Japán, Spanyolország és a híres magáncég, Elon Musk - SpaceX indul jelenleg.

A jövőbeli űrkutatási projektek fő szakaszai

A Roszkoszmosz életet keres a Marson

Beszéljünk a legnagyobb résztvevők terveiről, amelyek közül az első a Roskosmos lesz. A kutatók örök érdeklődésének tárgya a Vörös Bolygó. A Schiaparelli leszállóegység leszállási hibája ellenére ( Schiaparelli) 2016. október 19-én az ExoMars projekt tovább működik. Fő feladata továbbra is az élet keresése a Marson. A program második ütemét 2020-ban tervezik megvalósítani. Az egyedülálló fúróberendezéssel felszerelt rover féléves útja során akár 2 méteres mélységben is terveznek kőzetmintákat venni.

Európa Oroszországgal közösen végez űrkutatást

Az ExoMars program, valamint a rover felszerelése nemzetközi. Mint René Pischel, az Európai Űrügynökség oroszországi vezetője megjegyezte, a közös munka elengedhetetlen feltétele a sikeres küldetéseknek. 2020-ig a tervek szerint a 2 orosz és német gyártmányú távcsőből álló Spektr-RG űrobszervatóriumot Föld körüli pályára szállítják.

A Roszkozmosz, miután megrendelte a vonatkozó kutatást, ismét felélénkítette azt az elképzelést, hogy 2030-ra embert kell leszállítani a Holdra, azonban, mint Igor Burenkov cég képviselője megjegyezte, ilyen alacsony finanszírozás mellett ez a projekt nem valósul meg. 2017-ben összesen több mint 12 hordozórakéta indítását tervezik.

A közös űrkutatás második fő résztvevője a NASA. Természetesen az Országos Repülési és Űrkutatási Hivatal sem maradhatott távol a Vörös Bolygó tanulmányozásától. A Roscosmoshoz hasonlóan a NASA is azt tervezi, hogy 2020-ban elindítja saját roverét. Rögtön le kell szögezni, hogy programjainak előnye a küldetések hangszereinek versenyképes kiválasztása, a verseny pedig – a közgazdaságtanból tudjuk – hozzájárul a minőség emeléséhez.

A NASA még ebben az évben, 2017-ben tervezi elindítani TESS nevű távcsövét. Fő feladata eddig ismeretlen exobolygók felfedezése lesz. A Hivatal terveiben kiemelt helyet foglal el a Jupiter műholdja, az Európa tanulmányozása. Ennél a jéggel borított objektumnál a tudósok azt tervezik, hogy életjeleket találnak.

A jövőben rugalmas robotok repülnek majd a bolygókra

A nehézséget egy speciális apparátus kifejlesztése jelenti, amely kedvezőtlen környezetben képes mélyen és hosszan elmerülni. Jelenleg a jövőre vonatkozó hosszú távú tervek között szerepel egy speciális, angolna alakú, rugalmas robot kifejlesztése, amely mágneses mezőkből kap energiát a munkájához. A robot rendeltetésszerű használatára vonatkozó tervet még nem dolgozták ki, mert még bizonyítania kell alkalmasságát a Földön.

Long March 2F rakéta (Chang Zheng 2F) a Sencsou-8 emberes űrrepülőgépről a Jiuquan Cosmodrome kilövőállásánál. Center.DLR / wikimedia.org (CC BY 3.0 DE)

Kína - rejtett űrsárkány

Kína nem kíván megállni az ilyen jelentős gazdasági sikereknél, most az űr a cél. A még 1956-ban indult kínai űrprogram nem büszkélkedhet jelentős sikerrel, de ambíciói mindenképpen vannak. 2011 óta szisztematikusan hajtják végre az első kínai, több modulból álló űrállomás, a Tiangong-3 pályára bocsátásának programját.

Jelenleg a Tiangong-1 alapmodul és a Tiangong-2 űrlaboratórium indult, melynek fő feladata a Tiangong-3 modulok tesztelése és kimenetének előkészítése. Hogy a kínai űrprojekt összevethető-e a Mir állomással és az ISS-szel (ahol egyébként Kína az amerikai ellenállás miatt nincs képviselve), 2022-ben derül ki.

Japán napenergiát állít majd elő az űrben

Japán annak ellenére, hogy 2016 decemberében nem sikerült megtisztítani a Föld pályáját az űrszeméttől, és 2017 januárjában lezuhant a legkisebb hordozórakéta, az egyik legnagyobb és legjelentősebb program megvalósítását tervezi - egy keringő műhold létrehozását 2030. A fotonokat elektromos árammá alakító fotocelláknak köszönhetően képes lesz napenergiát gyűjteni és a Földre küldeni.

A futuristák elképzelései szerint nagy számú napelem kellene benne. Természetesen a jelentős mennyiségű orbitális törmelék fenntartása mellett a projekt megvalósítása számos, a szerkezet szilárdságával és tartósságával kapcsolatos problémával szembesül majd.

Mask hajói mindig visszatérnek

Az űrkutatás új, de már deklarált résztvevője az Elon Musk milliárdos vezette SpaceX. A Falcon-1 rakéta első három kilövése véget vethet a cég történetének, de már 2015-ben szerződést kapott az ISS-hez szükséges készletek szállítására, amelyhez kifejlesztette a Földre visszatérni képes Dragon űrhajót. .

úszó űrkikötő

A SpaceX sikeresen végrehajtott egy projektet is, amelynek célja egy hordozórakéta első szakaszának úszó platformra történő leszállása volt. Ennek csökkentenie kell az űrrepülés költségeit. A cég aktívan fejleszti az űrturizmust is, amiből a pénzt további fejlesztésekre fordítják. Különösen érdekes egy olyan bolygóközi közlekedési rendszer fejlesztése, amely a jövőben lehetővé teszi az emberek és a rakomány Marsra szállítását.

Az űrambíciók felduzzasztásától a közös munkáig mindenki számára

Jelenleg nincsenek ambiciózus programok a közeli bolygók felszínének "Halálcsillag" vagy "terraformálása" (az emberi tartózkodásra alkalmas körülmények kialakítása) létrehozására, de az űrkutatás a maga ütemében halad. Nem lehet csak örülni annak, hogy a folyamatban olyan magáncégek is részt vesznek, amelyek képesek a vért a régi űrőrség ereiben szétszórni, illetve a magánkiránduló repülések fejlesztése, ami utat nyithat további pénzügyi beáramlások felé a határtalan „Fekete-tenger” kutatása.

Ha hibát talál, jelöljön ki egy szövegrészt, és kattintson rá Ctrl+Enter.