Stații orbitale spațiale ale viitorului apropiat. nava spațială a viitorului
Omenirea a explorat spațiul cosmic cu nave spațiale cu echipaj de mai bine de jumătate de secol. Din păcate, în acest timp, la figurat vorbind, nu a navigat departe. Dacă comparăm universul cu oceanul, ne plimbăm doar de-a lungul marginii surfului, în apă până la glezne. Odată, însă, ne-am hotărât să înotăm puțin mai adânc (programul lunar Apollo), iar de atunci trăim în amintirile acestui eveniment ca fiind cea mai mare realizare.
Până acum, navele spațiale au servit în mare parte ca vehicule de livrare către și dinspre Pământ. Durata maximă a unui zbor autonom, realizabilă prin Naveta Spațială reutilizabilă, este de doar 30 de zile, și chiar și atunci teoretic. Dar, poate, navele spațiale ale viitorului vor deveni mult mai perfecte și versatile?
Deja expedițiile lunare Apollo au arătat în mod clar că cerințele pentru viitoarele nave spațiale pot fi izbitor de diferite de sarcinile pentru „taxiurile spațiale”. Cabina lunară Apollo avea foarte puține în comun cu navele raționalizate și nu a fost proiectată să zboare într-o atmosferă planetară. O idee despre cum vor arăta navele spațiale ale viitorului, fotografiile astronauților americani dau mai mult decât clar.
Cel mai grav factor care împiedică explorarea episodică umană a sistemului solar, ca să nu mai vorbim de organizarea bazelor științifice pe planete și sateliții acestora, este radiația. Problemele apar chiar și cu misiunile lunare care durează cel mult o săptămână. Și zborul de un an și jumătate spre Marte, care părea să fie pe cale să aibă loc, este împins din ce în ce mai departe. Cercetările automate au arătat că este mortal pentru oameni de-a lungul întregului traseu al unui zbor interplanetar. Așadar, nava spațială a viitorului va dobândi inevitabil protecție antiradiații serioasă în combinație cu măsuri biomedicale speciale pentru echipaj.
Este clar că cu cât ajunge mai repede la destinație, cu atât mai bine. Dar pentru un zbor rapid ai nevoie de motoare puternice. Și pentru ei, la rândul său, un combustibil extrem de eficient care nu ar ocupa mult spațiu. Prin urmare, motoarele cu propulsie chimică vor face loc celor nucleare în viitorul apropiat. Dacă totuși oamenii de știință reușesc să îmblânzească antimateria, adică să transforme masa în radiație luminoasă, navele spațiale ale viitorului vor dobândi.În acest caz, vom vorbi despre atingerea vitezelor relativiste și a expedițiilor interstelare.
Un alt obstacol serios în calea dezvoltării Universului de către om va fi întreținerea pe termen lung a vieții sale. În doar o zi, corpul uman consumă mult oxigen, apă și alimente, emite deșeuri solide și lichide, expiră dioxid de carbon. Este inutil să iei cu tine o cantitate completă de oxigen și hrană la bord din cauza greutății lor uriașe. Problema este rezolvată de unul închis la bord. Cu toate acestea, până acum toate experimentele pe această temă nu au avut succes. Și fără un LSS închis, navele spațiale ale viitorului care zboară prin spațiu ani de zile sunt de neconceput; imaginile cu artiști, desigur, uimesc imaginația, dar nu reflectă starea reală a lucrurilor.
Deci, toate proiectele de nave spațiale și nave spațiale sunt încă departe de implementare reală. Iar omenirea va trebui să se împace cu studiul Universului de către astronauți sub acoperire și care primesc informații de la sonde automate. Dar acest lucru, desigur, este temporar. Astronautica nu stă nemișcată, iar semnele indirecte arată că o mare descoperire se pregătește în acest domeniu al activității umane. Deci, poate, navele spațiale ale viitorului vor fi construite și vor efectua primele zboruri în secolul XXI.
Dream Chaser este un vehicul nou cu echipaj uman de la compania privată Sierra Nevada Corporation (SUA). Această navă spațială reutilizabilă va transporta marfă și echipaj de până la 7 persoane pe orbita terestră joasă. Potrivit proiectului, nava spațială va folosi aripile și, cu ajutorul lor, va ateriza pe o pistă convențională. Designul se bazează pe proiectarea aeronavei orbitale HL-20
©Corporația Sierra Nevada
În timp ce americanii de la mijlocul secolului trecut se gândeau cu febră cum să țină pasul cu „imperiul rău”, acesta era plin de lozinci: „Komsomol – într-un avion”, „Spațiu înstelat – DA!”. Astăzi, Statele Unite lansează nave spațiale cu ușurința zmeelor, în timp ce ai noștri sunt lăsați să surfeze deocamdată, poate, Teatrul Bolșoi. Am intrat în detaliile Naked Science.
Poveste
În timpul Războiului Rece, spațiul a fost unul dintre câmpurile de luptă dintre Uniunea Sovietică și Statele Unite. Confruntarea geopolitică a superputerilor a fost principalul stimulent în acei ani pentru dezvoltarea industriei spațiale. O cantitate imensă de resurse a fost investită în implementarea programelor de explorare spațială. În special, guvernul SUA a cheltuit aproximativ douăzeci și cinci de miliarde de dolari pentru implementarea proiectului Apollo, al cărui obiectiv principal era să aterizeze un om pe suprafața Lunii. Pentru anii 70 ai secolului trecut, această sumă a fost pur și simplu gigantică. Programul lunar al URSS, care nu a fost niciodată destinat să devină realitate, a costat bugetul Uniunii Sovietice 2,5 miliarde de ruble. Dezvoltarea navetei spațiale interne „Buran” a costat șaisprezece miliarde de ruble. În același timp, soarta l-a pregătit pe Buran să facă un singur zbor în spațiu.
Mult mai norocos a fost omologul său american. Naveta spațială a făcut o sută treizeci și cinci de lansări. Dar naveta americană nu a fost eternă. Nava, creată în cadrul programului de stat „Space Transportation System”, la 8 iulie 2011, și-a efectuat ultima lansare spațială, care s-a încheiat în dimineața devreme a zilei de 21 iulie a aceluiași an. În timpul implementării programului, americanii au produs șase „navete”, dintre care unul era un prototip care nu a efectuat niciodată zboruri spațiale. Două nave s-au prăbușit.
Decolare de la sol „Apollo 11”
©NASA
Din punct de vedere al fezabilității economice, programul navetei spațiale cu greu poate fi numit un succes. Navele spațiale de unică folosință s-au dovedit a fi mult mai economice decât omologii lor reutilizabile aparent mai avansate din punct de vedere tehnologic. Da, iar siguranța zborurilor pe „navete” era pusă la îndoială. În timpul operațiunii lor, în urma a două accidente, paisprezece astronauți au devenit victime. Dar motivul pentru astfel de rezultate ambigue ale călătoriei în spațiu a navei legendare nu este imperfecțiunea sa tehnică, ci complexitatea însuși conceptului de navă spațială reutilizabilă.
Drept urmare, nava spațială rusă de unică folosință Soyuz, dezvoltată în anii 60 ai secolului trecut, a devenit singurul tip de vehicule care efectuează în prezent zboruri cu echipaj către Stația Spațială Internațională (ISS). Trebuie remarcat imediat că acest lucru nu indică deloc superioritatea lor față de Naveta Spațială. Nava spațială Soyuz, precum și camioanele spațiale fără pilot Progress, create pe baza lor, au o serie de deficiențe conceptuale. Ele sunt foarte limitate ca capacitate de transport. Și utilizarea unor astfel de dispozitive duce la acumularea de resturi orbitale rămase după funcționarea lor. Zborurile spațiale pe nave de tip Soyuz vor deveni foarte curând parte a istoriei. În același timp, astăzi, nu există alternative reale. Potențialul uriaș inerent conceptului de nave reutilizabile rămâne adesea irealizabil din punct de vedere tehnic chiar și în epoca noastră.
Primul proiect al aeronavei orbitale reutilizabile sovietice OS-120 „Buran”, propus de NPO Energia în 1975 și care a fost un analog al navetei spațiale americane
©buran.ru
O nouă navă spațială americană
În iulie 2011, președintele american Barack Obama a declarat că o misiune pe Marte este un obiectiv nou și, din câte se poate presupune, principalul obiectiv al astronauților americani pentru următoarele decenii. Unul dintre programele desfășurate de NASA ca parte a explorării Lunii și a zborului către Marte a fost programul spațial la scară largă Constellation.
Se bazează pe crearea unei noi nave spațiale cu echipaj „Orion”, a vehiculelor de lansare „Ares-1” și „Ares-5”, precum și a modulului lunar „Altair”. În ciuda faptului că în 2010 guvernul SUA a decis să reducă programul Constellation, NASA a reușit să continue dezvoltarea lui Orion. Primul zbor de testare fără pilot al navei spațiale este programat pentru 2014. Se presupune că în timpul zborului aparatul se va îndepărta de Pământ timp de șase mii de kilometri. Aceasta este de aproximativ cincisprezece ori mai departe decât este ISS. După zborul de probă, nava se va îndrepta spre Pământ. Noul aparat va putea intra în atmosferă cu o viteză de 32.000 km/h. Potrivit acestui indicator, „Orion” îl depășește pe legendarul „Apollo” cu o mie și jumătate de kilometri. Primul zbor experimental fără pilot al lui Orion este destinat să-și demonstreze potențialul. Testarea navei ar trebui să fie un pas important către implementarea lansării sale cu echipaj, care este programată pentru 2021.
Conform planurilor NASA, Delta-4 și Atlas-5 vor acționa ca vehicule de lansare Orion. S-a decis abandonarea dezvoltării Ares. În plus, pentru explorarea spațiului adânc, americanii proiectează un nou vehicul de lansare super-greu SLS.
Orion este o navă spațială parțial reutilizabilă și este conceptual mai aproape de Soyuz decât de naveta spațială. Parțial reutilizabile sunt cele mai promițătoare nave spațiale. Acest concept presupune că, după aterizarea pe suprafața Pământului, capsula de locuit a navei spațiale poate fi reutilizată pentru lansarea în spațiul cosmic. Acest lucru face posibilă combinarea caracterului practic funcțional al navelor spațiale reutilizabile cu rentabilitatea operațiunii vehiculelor de tip Soyuz sau Apollo. O astfel de decizie este o etapă de tranziție. Probabil, în viitorul îndepărtat, toate navele spațiale vor deveni reutilizabile. Deci, naveta spațială americană și Buranul sovietic au fost, într-un fel, înaintea timpului lor.
Orion este o capsulă multifuncțională, parțial reutilizabilă, navă spațială cu echipaj uman din Statele Unite, dezvoltată de la mijlocul anilor 2000 ca parte a programului Constellation.
©NASA
Se pare că cuvintele „practicism” și „prudență” sunt cel mai bun mod de a-i caracteriza pe americani. Guvernul SUA a decis să nu-și asume toate ambițiile spațiale numai pe umerii lui Orion. În prezent, mai multe companii private comandate de NASA își dezvoltă propria navă spațială, menită să înlocuiască dispozitivele folosite astăzi. Boeing dezvoltă nava spațială parțial reutilizabilă CST-100, ca parte a Programului său de dezvoltare a vehiculelor cu echipaj comercial (CCDev). Dispozitivul este conceput pentru a face călătorii scurte pe orbita Pământului apropiat. Sarcina sa principală va fi să livreze echipajul și marfa către ISS.
Echipajul navei poate fi de până la șapte persoane. În același timp, în timpul proiectării CST-100, s-a acordat o atenție deosebită confortului astronauților. Spațiul de locuit al dispozitivului este mult mai extins decât navele din generația anterioară. Probabil va fi lansat folosind vehicule de lansare Atlas, Delta sau Falcon. În același timp, Atlas-5 este cea mai potrivită opțiune. Aterizarea navei se va efectua cu ajutorul parașutei și a pernelor de aer. Conform planurilor Boeing, în 2015 CST-100 așteaptă o serie de lansări de test. Primele două zboruri vor fi fără pilot. Sarcina lor principală este să lanseze dispozitivul pe orbită și să testeze sistemele de securitate. În timpul celui de-al treilea zbor, este planificată o andocare cu echipaj cu ISS. Dacă testele vor avea succes, CST-100 va putea înlocui foarte curând sondele rusești Soyuz și Progress, care efectuează exclusiv zboruri cu echipaj cu echipaj către Stația Spațială Internațională.
CST-100 - navă spațială de transport cu echipaj
©Boeing
O altă navă privată care va livra marfă și echipaj către ISS va fi un aparat dezvoltat de SpaceX, care face parte din Sierra Nevada Corporation. Nava monobloc parțial reutilizabilă „Dragon” a fost dezvoltată în cadrul programului NASA „Commercial Orbital Transportation” (COTS). Este planificat să se construiască trei modificări ale acestuia: cu echipaj, cargo și autonom. Echipajul navei spațiale cu echipaj, ca și în cazul CST-100, poate fi de șapte persoane. În modificarea încărcăturii, nava va lua la bord patru persoane și două tone și jumătate de marfă.
Și în viitor, vor să folosească Dragonul pentru zboruri către Planeta Roșie. De ce vor dezvolta o versiune specială a navei - „Dragonul Roșu”. Conform planurilor autorităților spațiale americane, zborul fără pilot al aparatului către Marte va avea loc în 2018, iar primul zbor de probă cu echipaj al navei spațiale americane este de așteptat să fie efectuat în câțiva ani.
Una dintre caracteristicile „Dragonului” este reutilizarea sa. După zbor, o parte din sistemele de alimentare și rezervoarele de combustibil vor coborî pe Pământ împreună cu capsula de locuit a navei spațiale și vor putea fi folosite din nou pentru zborurile spațiale. Această abilitate constructivă distinge noua navă de majoritatea dezvoltărilor promițătoare. În viitorul apropiat, „Dragon” și CST-100 se vor completa reciproc și vor acționa ca o „plasă de siguranță”. În cazul în care un tip de navă din anumite motive nu poate îndeplini sarcinile care i-au fost atribuite, celălalt va prelua o parte din activitatea sa.
Dragon SpaceX este o navă spațială de transport privat (SC) a SpaceX, dezvoltată la ordinul NASA ca parte a programului de transport orbital comercial (COTS), concepută pentru a livra încărcături utile și, în viitor, oameni către ISS
©SpaceX
Dragonul a fost lansat pe orbită pentru prima dată în 2010. Zborul de testare fără pilot a fost finalizat cu succes, iar câțiva ani mai târziu, și anume pe 25 mai 2012, dispozitivul a andocat pe ISS. Până în acel moment, nava nu avea un sistem automat de andocare, iar pentru implementarea lui a fost necesar să se folosească manipulatorul stației spațiale.
Acest zbor a fost considerat ca fiind prima andocare vreodată a unei nave spațiale private la Stația Spațială Internațională. Să facem imediat o rezervare: Dragonul și o serie de alte nave spațiale dezvoltate de companii private cu greu pot fi numite private în sensul deplin al cuvântului. De exemplu, NASA a alocat 1,5 miliarde de dolari pentru dezvoltarea Dragonului. Alte proiecte private primesc și sprijin financiar de la NASA. De aceea, vorbim nu atât de comercializarea spațiului, cât de o nouă strategie de dezvoltare a industriei spațiale, bazată pe cooperarea dintre stat și capitalul privat. Tehnologiile spațiale odinioară secrete, disponibile anterior doar statului, sunt acum proprietatea unui număr de companii private implicate în domeniul astronauticii. Această circumstanță este în sine un stimulent puternic pentru creșterea capacităților tehnologice ale companiilor private. În plus, această abordare a făcut posibilă aranjarea în sfera privată a unui număr mare de specialiști în industria spațială care au fost anterior demiși de stat în legătură cu închiderea programului navetei spațiale.
Când vine vorba de programul de dezvoltare a navelor spațiale de către companii private, poate cel mai interesant este proiectul SpaceDev, numit Dream Chaser. La dezvoltarea acesteia au participat și doisprezece dintre partenerii companiei, trei universități americane și șapte centre NASA.
Conceptul navei spațiale cu echipaj reutilizabil Dream Chaser, dezvoltat de compania americană SpaceDev, o divizie a Sierra Nevada Corporation
©SpaceDev
Această navă este foarte diferită de toate celelalte dezvoltări spațiale promițătoare. Dream Chaser reutilizabil arată ca o navetă spațială în miniatură și este capabil să aterizeze ca un avion obișnuit. Și totuși, principalele sarcini ale navei sunt similare cu sarcinile Dragonului și CST-100. Dispozitivul va servi pentru a livra marfa și echipajul (până la aceleași șapte persoane) pe orbita joasă a Pământului, unde va fi lansat folosind vehiculul de lansare Atlas-5. În acest an, nava ar trebui să efectueze primul zbor fără pilot, iar până în 2015 este planificat să pregătească versiunea cu echipaj pentru lansare. Un alt detaliu important. Proiectul Dream Chaser este creat pe baza unei dezvoltări americane din anii 1990 - aeronava orbitală HL-20. Proiectul acestuia din urmă a devenit un analog al sistemului orbital sovietic „Spirala”. Toate cele trei dispozitive au un aspect similar și o funcționalitate așteptată. Acest lucru ridică o întrebare perfect legitimă. A meritat ca Uniunea Sovietică să oprească sistemul aerospațial Spiral pe jumătate terminat?
Ce avem?
În 2000, RSC Energia a început proiectarea complexului spațial multifuncțional Clipper. Această navă spațială reutilizabilă, care seamănă în exterior cu o „navetă” mai mică, trebuia să fie folosită pentru a rezolva o mare varietate de sarcini: livrarea mărfurilor, evacuarea echipajului stației spațiale, turismul spațial, zboruri către alte planete. Au existat anumite speranțe pentru proiect. Ca întotdeauna, bunele intenții au fost acoperite cu un bazin de cupru al lipsei de finanțare. În 2006, proiectul a fost închis. În același timp, tehnologiile dezvoltate în cadrul proiectului Clipper ar trebui să fie utilizate pentru proiectarea Sistemului de transport cu echipaj avansat (PPTS), cunoscut și sub numele de proiectul Rus.
Versiunea înaripată a Clipper-ului în zbor orbital. Desen webmaster bazat pe modelul 3D Clipper
©Vadim Lukashevich
Este PPTS (desigur, acesta este doar un nume „de lucru” al proiectului până acum), potrivit experților ruși, care va fi destinat să devină un sistem spațial intern de nouă generație capabil să înlocuiască Soyuz și Progress, care îmbătrânesc rapid. Ca și în cazul Clipper-ului, RSC Energia dezvoltă nava spațială. Modificarea de bază a complexului va fi nava de transport cu echipaj de nouă generație (PTK NK). Sarcina sa principală, din nou, va fi livrarea mărfurilor și a echipajului către ISS. Pe termen lung - dezvoltarea unor modificări capabile să zboare pe Lună și să efectueze misiuni de cercetare pe termen lung. Nava în sine promite să fie parțial reutilizabilă. Capsula de locuit poate fi refolosită după aterizare. Compartiment motor - nr. O caracteristică curioasă a navei este capacitatea de a ateriza fără a folosi o parașută. Un sistem cu jet va fi folosit pentru frânare și aterizare moale pe suprafața Pământului.
Spre deosebire de Soyuz, care decolează de pe teritoriul Cosmodromului Baikonur din Kazahstan, noile nave vor fi lansate din noul Cosmodrom Vostochny, care se construiește pe teritoriul Regiunii Amur. Echipajul va fi de șase persoane. Vehiculul cu echipaj este capabil să ia mărfuri - cinci sute de kilograme. În versiunea fără pilot, nava va putea livra „bunătăți” mai impresionante pe orbită apropiată de Pământ - cântărind două tone.
Una dintre principalele probleme ale proiectului PPTS este lipsa vehiculelor de lansare cu caracteristicile necesare. Astăzi, principalele aspecte tehnice ale navei spațiale au fost rezolvate, dar lipsa unui vehicul de lansare îi pune dezvoltatorii într-o poziție foarte dificilă. Se presupune că noul vehicul de lansare va fi aproape tehnologic de Angara, dezvoltat încă din anii 1990.
Model de PPTS la expoziția MAKS-2009
©sdelanounas.ru
Destul de ciudat, dar o altă problemă serioasă este chiar scopul proiectării PPTS (a se citi: realitatea rusă). Rusia își va putea permite cu greu implementarea unor programe de explorare a Lunii și Marte, similare ca amploare cu cele pe care le implementează Statele Unite. Chiar dacă dezvoltarea complexului spațial are succes, cel mai probabil, singura sa sarcină reală va fi livrarea mărfurilor și a echipajului către ISS. Dar începerea testelor de zbor ale PPTS a fost amânată până în 2018. Până în acest moment, vehiculele americane promițătoare, cel mai probabil, vor putea deja să preia funcțiile pe care le îndeplinesc în prezent navele rusești Soyuz și Progress.
Perspective încețoșate
Lumea modernă este lipsită de romantismul zborurilor spațiale - acesta este un fapt. Desigur, nu vorbim despre lansarea sateliților și turismul spațial. Nu trebuie să vă faceți griji pentru aceste sfere ale astronauticii. Zborurile către Stația Spațială Internațională sunt de mare importanță pentru industria spațială, dar durata ISS pe orbită este limitată. Stația este programată să fie închisă în 2020. O navă spațială modernă cu echipaj este, în primul rând, o parte integrantă a unui anumit program. Nu are sens să dezvolti o nouă navă fără a avea o idee despre sarcinile operațiunii sale. Noile nave spațiale americane sunt proiectate nu numai pentru a livra mărfuri și echipaje către ISS, ci și pentru a zbura pe Marte și Lună. Cu toate acestea, aceste sarcini sunt atât de departe de preocupările pământești cotidiene încât în următorii ani cu greu ne putem aștepta la vreo descoperire semnificativă în domeniul astronauticii.
Lucrările la proiectarea preliminară a navei spațiale a viitorului se desfășoară de mai bine de un an. Rocket and Space Corporation (RKK) Energia, care a câștigat licitația, a primit 800 de milioane de ruble pentru prima etapă de dezvoltare și urmează să prezinte proiectul în iunie. Corporația Spațială a oferit materiale video exclusive care ilustrează cum ar trebui să fie următoarea generație de nave spațiale.
Lucrările la proiectul noii nave se desfășoară în strictă secretizare, schițele acesteia sunt un secret complet al RSC Energia. La dispoziția canalului TV „Russia 24” erau doar schițe preliminare. Inițial, sa presupus că nava spațială va primi numele scurt „Rus”. Acum a devenit cunoscut faptul că acesta este unul dintre numele de lucru ale vehiculului de lansare cu o capacitate de transport de 20 de tone. Vitaly Lopota, președintele Corporației Energia Spațială și Rachete, a declarat: „Numele Rus a fost atribuit unuia dintre proiectele de lansare, dar nu am ieșit pe navă cu o astfel de inițiativă, pentru că acum un proiect de proiect și un căutarea unui aspect sunt în curs de desfășurare. Sau mai bine zis, aspectul unei nave noi deja înțeles și format. Sperăm să începem testele de zbor până în 2015."
Anterior, șeful Agenției Spațiale Federale, Anatoly Perminov, a declarat: „Perioada este foarte limitată de standardele actuale – în 2015 primul zbor ar trebui să fie efectuat într-o versiune cargo, iar în 2018 – cu un echipaj”.
Până acum, numele navei este „Promising Manned Transport System”, abreviat PPTS. Unii îl numesc și „Clipper” prin analogie cu. Roskosmos a considerat că proiectul nu îndeplinește cerințele. De exemplu, aripile nu sunt esențiale pentru o navă spațială și pot fi chiar o problemă la întoarcerea pe pământ. Vitaly Lopota a vorbit despre detaliile tehnice ale noii dezvoltări: "Suntem nevoiți să căutăm forme și le-am găsit. Aceste forme amintesc oarecum de un spinning top, jumătate tăiat - o formă conică. Această navă va fi mai tehnologic. avansat în producție, va folosi materiale fundamental noi, va lumina suficient.”
Potrivit evoluțiilor preliminare, nava va avea forma unui con. La urma urmei, un con este forma optimă pentru a trece prin straturile dense ale atmosferei. Vehiculul de coborâre se lovește de ei la prima viteză cosmică - mai mult de șapte kilometri pe secundă. "Nava spațială, care zboară în atmosfera noastră cu prima viteză cosmică, se încălzește până la 2-2,5 mii de grade. Niciun material, niciun oțel, metale nu pot rezista la asta. Prin urmare, suntem forțați să abandonăm suprafața dezvoltată. Va fi un combinație de diferite sisteme de aterizare - adică parașuta, jet", a explicat Vitaly Lopota.
Aproximativ după același principiu, a urmat NASA americană, creând viitoarea sa navă spațială Orion. Primul său zbor este programat pentru 2014. Nava spațială rusă de următoarea generație este proiectată pentru 15 ani de funcționare și cel puțin 10 zboruri, dar nu toate piesele sale vor fi reutilizabile. „La intrarea în atmosferă, și în această situație critică, compartimentul instrument-agregat va fi de prisos - se va arde, iar pentru următoarea utilizare va fi necesară instalarea unuia nou. Se va arde scutul termic, care va preia energia maximă la intrarea în atmosferă. Și cel mai scump - acesta este un vehicul de reintrare, aceștia sunt oameni, acesta este un sistem de susținere a vieții, un sistem de control, un sistem de propulsie", a precizat președintele RSC Energia.
Despre navele noului sistem se știe că acestea vor cântări de la 18 la 20 de tone, în funcție de scop. Noile nave vor putea pune până la șase membri ai echipajului pe orbita joasă a Pământului și vor putea transporta cel puțin 500 de kilograme de marfă. Aceștia vor putea livra patru cosmonauți și 100 de kilograme de marfă pe orbita lunii. Se presupune că versiunea fără pilot a PPTS va fi capabilă să pună cel puțin două tone de marfă pe orbita joasă a Pământului și să se întoarcă aproximativ o jumătate de tonă pe Pământ.
Vitaly Lopota a vorbit și despre alte caracteristici ale sistemului creat: „De fapt, nava trebuie să asigure decolarea și andocarea rapidă cu complexul expediționar pentru andocare cu stația, fie pentru zborul pe alte planete, fie pentru îndeplinirea sarcinilor pe orbită. sunt necesare zboruri, suntem capabili să andocăm compartimentul de uz casnic.
După cum a declarat anterior șeful Roscosmos Anatoly Perminov, echipajul navei va fi de cel puțin patru până la șase persoane. „Nava trebuie să zboare cu succes atât pe orbită apropiată de Pământ, adică către alte stații de același tip, către viitorul complex de asamblare pe orbită apropiată de Pământ, și să poată zbura pe orbită în jurul Lunii, să fie în zbor autonom. pentru cel puțin 30 de zile”, – a precizat el.
Viitorul complex de asamblare și experimental pe orbită apropiată de Pământ este o continuare a programului cu echipaj pentru următoarele două sau chiar trei decenii. Poate chiar și atunci când Stația Spațială Internațională și-a împlinit deja mandatul. Roskosmos are mari speranțe în acest program. Alexey Krasnov, șeful Departamentului de programe cu echipaj uman al Roscosmos, a vorbit despre sarcinile propuse: „Posibilitatea asamblarii unei nave spațiale mici pe baza ISS care să zboare de pe orbita spațială dincolo de spațiul apropiat Pământului. Până la stabilirea obiectivului. , asta rămâne de făcut, dar ar putea fi orbita lunară, ar putea fi un asteroid. A zburat și s-a întors.”
Probabil, noul aparat va deveni parte a programului marțian. Viitorul complex interplanetar va fi asamblat pe așa-numita orbită joasă a Pământului. Greutatea sa poate fi de până la 500 de tone. Odată asamblată, structura va fi ridicată treptat până la o înălțime de 200 de mii de kilometri, iar acest lucru va dura câteva luni. Echipajul expediției marțiane va fi livrat în ultimul moment înainte de lansare, astfel încât astronauții să nu primească o doză suplimentară de radiație solară, iar complexul să plece de pe o orbită înaltă spre Planeta Roșie.
Cu toții am văzut o mare varietate de stații spațiale și orașe spațiale de multe ori în filme științifico-fantastice. Dar toate sunt nerealiste. Brian Verstig de la Spacehabs dezvoltă concepte de stație spațială bazate pe principii științifice reale pe care într-o zi va fi de fapt posibil să le construiască. O astfel de stație de așezare este Kalpana One. Mai exact, o versiune îmbunătățită, modernă a conceptului dezvoltat în anii 1970. Kalpana One este o structură cilindrică cu o rază de 250 de metri și o lungime de 325 de metri. Nivelul aproximativ al populației: 3.000 de cetățeni.
Să aruncăm o privire mai atentă la acest oraș...
„Așezarea Kalpana One Space este rezultatul cercetărilor asupra limitelor foarte reale ale structurii și formei așezărilor spațiale uriașe. De la sfârșitul anilor 60 și până în anii 80 ai secolului trecut, omenirea a absorbit ideea acelor forme și dimensiuni ale posibilelor stații spațiale ale viitorului, care au fost arătate în tot acest timp în filme științifico-fantastice și în diferite imagini. Cu toate acestea, multe dintre aceste forme au avut unele defecte de proiectare, care, în realitate, ar face ca astfel de structuri să sufere de o stabilitate insuficientă în timpul rotației în condiții de spațiu. Alte forme nu au folosit eficient raportul dintre masa structurală și cea de protecție pentru a crea zone locuibile”, spune Verstig.
„În timp ce se căuta o formă care să creeze o zonă locuibilă și locuibilă sub influența supraîncărcărilor și să aibă masa de protecție necesară, s-a constatat că forma alungită a stației ar fi cea mai potrivită alegere. Datorită dimensiunii și designului unei astfel de stații, ar fi nevoie de foarte puțin efort sau ajustare pentru a o împiedica să oscileze.”
„Cu aceeași rază de 250 de metri și o adâncime de 325 de metri, stația va face două rotații complete în jurul ei pe minut și va crea senzația că o persoană, aflându-se în ea, va experimenta aceeași senzație ca și cum ar fi în condiții. a gravitației pământului. Și acesta este un aspect foarte important, deoarece gravitația ne va permite să trăim mai mult în spațiu, deoarece oasele și mușchii noștri se vor dezvolta în același mod în care s-ar dezvolta pe Pământ. Deoarece astfel de stații în viitor pot deveni un habitat permanent pentru oameni, este foarte important să creăm condiții pe ele cât mai apropiate de condițiile de pe planeta noastră. Faceți-o astfel încât oamenii nu numai să poată lucra la el, ci și să se relaxeze. Și relaxează-te cu volante.
„Deși fizica lovirii sau aruncării, să zicem, o minge va fi foarte diferită într-un astfel de mediu față de pământ, stația va oferi cu siguranță o mare varietate de activități sportive (și nu numai) și divertisment.”
Brian Verstig este un designer de concept concentrat pe munca tehnologiilor viitoare și a explorării spațiului. El a lucrat cu o serie de companii spațiale private, precum și cu presa scrisă pentru a demonstra conceptele despre ce va folosi omenirea în viitor pentru a cuceri spațiul. Proiectul Kalpana One este un astfel de concept.
Și iată câteva concepte mai vechi:
Baza științifică pe lună. Conceptul 1959
Conceptul de colonie cilindrică în viziunea poporului sovietic. 1965
Imagine: Revista Tehnica Tineretului, 1965/10
Conceptul de colonie toroidală
Imagine: Don Davis/NASA/Ames Research Center
Dezvoltat de agenția aerospațială NASA în anii 1970 ai secolului trecut. După cum era planificat, colonia ar fi fost destinată vieții a 10.000 de oameni. Designul în sine a fost modular și ar permite conectarea unor noi compartimente. S-ar putea deplasa in ele cu un transport special, numit ANTS.
Imagine și prezentare: Don Davis/NASA/Ames Research Center
Sferele Bernal
Imagine: Don Davis/NASA/Ames Research Center
Un alt concept a fost dezvoltat la NASA Ames Research Center în anii 1970. Populație: 10 000. Ideea principală din spatele Sferei Bernal este spațiile de locuit sferice. Zona populată este situată în centrul sferei, este înconjurată de zone de producție agricolă și agricolă. Iluminatul pentru zonele rezidențiale și agricole folosește lumina soarelui, care este redirecționată către acestea printr-un sistem de oglinzi solare. Căldura reziduală este emisă în spațiu prin panouri speciale. Fabricile și docurile pentru nave spațiale sunt situate într-un tub lung special în centrul sferei.
Imagine: Rick Guides/NASA/Ames Research Center
Imagine: Rick Guides /NASA/Ames Research Center
Conceptul de colonie cilindrică dezvoltat în anii 1970
Imagine: Rick Guides/NASA/Ames Research Center
Proiectat pentru o populație de peste un milion de oameni. Ideea conceptului îi aparține fizicianului american Gerard K. Oneil.
Imagine: Don Davis/NASA/Ames Research Center
Imagine: Don Davis/NASA/Ames Research Center
Imagine și prezentare: Rick Guides/NASA/Ames Research Center
1975 Privit din interiorul coloniei, ideea conceptului îi aparține lui Oneil. Pe terase sunt amplasate sectoare agricole cu diverse tipuri de legume si plante, care sunt instalate pe fiecare nivel al coloniei. Lumina pentru recoltare este asigurata de oglinzi care reflecta razele soarelui.
Imagine: NASA/Ames Research Center
colonie spațială sovietică. 1977
Imagine: Revista Tehnica Tineretului, 1977/4
Fermele orbitale uriașe ca aceasta din imagine vor produce suficientă hrană pentru coloniștii în spațiu
Imagine: Delta, 1980/1
Colonie minieră pe un asteroid
Imagine: Delta, 1980/1
Colonie toroidală a viitorului. 1982
Conceptul de bază spațială. 1984
Imagine: Les Bosinas/NASA/Glenn Research Center
Conceptul de bază a lunii. 1989
Imagine: NASA/JSC
Conceptul unei baze marțiane multifuncționale. 1991
Imagine: NASA/Glenn Research Center
1995 Luna
Imagine: Pat Rawlings/NASA
Satelitul natural al Pământului pare a fi un loc grozav pentru a testa echipamentele și a pregăti oamenii pentru misiunile pe Marte.
Condițiile speciale de gravitație ale Lunii vor fi un loc excelent pentru competițiile sportive.
Imagine: Pat Rawlings/NASA
1997 Exploatarea gheții în craterele întunecate ale polului sud lunar deschide oportunități pentru expansiunea umană în interiorul sistemului solar. În această locație unică, oamenii din colonia spațială alimentată cu energie solară vor produce combustibil pentru a trimite nave spațiale de pe suprafața lunară. Apa din surse potențiale de gheață sau regolitul va curge în interiorul celulelor domului și va preveni expunerea la radiații dăunătoare.
Imagine: Pat Rawlings/NASA
Încă o dată, Hollywood-ul a împins omenirea către explorarea spațiului: după ce a fost difuzat filmul „Marțianul”, probabil fiecare grădinar al doilea a vrut să-și cultive singuri cartofi pe suprafața Planetei Roșii. Și după Interstellar, mulți școlari și elevi au devenit dornici săangajați-vă în explorarea spațiului nemărginit în beneficiul omenirii. Ei bine, astfel de vise se apropie tot mai mult de realitate!
Explorarea spațiului începe pe Marte
Se poate critica la nesfârșit guvernele țărilor pentru faptul că încă nu am fost pe deplin implicați în explorarea spațiului și nu ne-am mutat pe Marte, pentru că dacă nu ar fi existat războaie și confruntări care să împartă popoarele și oamenii de știință, omenirea ar fi mers mult înainte, dar aceasta este o judecată controversată.
Explorarea spațială a început și s-a dezvoltat datorită rivalității dintre URSS și SUA de-a lungul anilor. Acum, că Războiul Rece s-a încheiat, necesitatea unor astfel de proiecte precum, să zicem, relocarea pe Marte este pusă sub semnul întrebării. În căutarea finanțării pentru proiectele lor, oamenii de știință trebuie să treacă prin iad birocratic, să efectueze o mulțime de cercetări și calcule și, cel mai important, să prezinte sponsorului (fie ea un stat, corporație sau individ) perspectivele comerciale sau de apărare ale proiectului lor.
Explorarea spațiului este preocuparea comunității de țări
Cu toate acestea, explorarea spațiului nu stă pe loc, ci mai degrabă atrage noi participanți la întinderile sale nesfârșite de oportunități și descoperiri. Pe lângă veteranii din acest domeniu, precum URSS, SUA, China și Uniunea Europeană, se lansează în prezent India, Japonia, Spania și celebra companie privată Elon Musk - SpaceX.
Principalele etape ale viitoarelor proiecte spațiale pentru explorarea spațiului
Roscosmos caută viață pe Marte
Să vorbim despre planurile celor mai mari participanți, primul dintre care va fi Roskosmos. Obiectul de interes etern al cercetătorilor este Planeta Roșie. În ciuda eșecului de aterizare a aterizatorului Schiaparelli ( Schiaparelli) 19 octombrie 2016, proiectul ExoMars continuă să funcționeze. Sarcina sa principală rămâne căutarea vieții pe Marte. A doua fază a programului este planificată să fie implementată în 2020. În timpul călătoriei de șase luni a roverului, echipat cu o instalație de foraj unică, este planificată să preleveze mostre de rocă la o adâncime de până la 2 metri.
Europa desfășoară explorări spațiale împreună cu Rusia
Programul ExoMars, precum și echipamentele roverului, sunt internaționale. După cum a remarcat René Pichel, șeful Agenției Spațiale Europene din Rusia, munca în comun este o condiție necesară pentru misiunile de succes. Până în 2020, este planificată livrarea observatorului spațial Spektr-RG, format din 2 telescoape de producție rusă și germană, pe orbita Pământului.
Roscosmos, după ce a comandat cercetările relevante, a reînviat ideea de a ateriza un om pe Lună până în 2030, totuși, după cum a remarcat reprezentantul companiei Igor Burenkov, menținând o finanțare atât de scăzută, acest proiect nu va fi implementat. În total, mai mult de 12 vehicule de lansare sunt planificate să fie lansate în 2017.
Al doilea participant major la explorarea comună a spațiului este NASA. Desigur, Administrația Națională pentru Aeronautică și Spațiu nu a putut sta departe de studiul Planetei Roșii. La fel ca Roscosmos, NASA intenționează să-și lanseze propriul rover în 2020. Trebuie remarcat imediat că avantajul programelor sale constă în selecția competitivă a instrumentelor pentru misiuni, iar competiția, așa cum știm din cursul economiei, contribuie la creșterea calității.
NASA intenționează să-și lanseze telescopul, numit TESS, în acest an, 2017. Sarcina sa principală va fi descoperirea unor exoplanete necunoscute anterior. Un loc aparte în planurile Oficiului îl ocupă studiul Europei, un satelit al lui Jupiter. La acest obiect, acoperit cu gheață, oamenii de știință plănuiesc să găsească semne de viață.
În viitor, roboții flexibili vor zbura către planete
Dificultatea este dezvoltarea unui aparat special capabil de imersiune profundă și lungă într-un mediu nefavorabil. În prezent, în planurile pe termen lung pentru viitor există un proiect de dezvoltare a unui robot flexibil special, care seamănă cu o anghilă, care va primi energie pentru munca sa din câmpuri magnetice. Un plan de utilizare a robotului în scopul propus nu a fost încă elaborat, deoarece acesta trebuie încă să-și demonstreze adecvarea pe Pământ.
Racheta Long March 2F (Chang Zheng 2F) de la nava spațială cu echipaj Shenzhou-8 la rampa de lansare a Cosmodromului Jiuquan. Center.DLR / wikimedia.org (CC BY 3.0 DE)
China - dragon spațial ascuns
China nu intenționează să se oprească la astfel de succese semnificative în economie, acum scopul său este spațiul. Programul spațial al Chinei, care a început în 1956, nu se poate lăuda cu un succes semnificativ, dar cu siguranță are ambiții. Din 2011, programul de lansare pe orbită a primei stații spațiale multimodule chineze Tiangong-3 a fost realizat sistematic.
În acest moment, au fost lansate modulul de bază Tiangong-1 și laboratorul spațial Tiangong-2, a căror sarcină principală este să efectueze teste și să pregătească rezultatul modulelor Tiangong-3. Dacă proiectul spațial chinez va putea compara cu stația Mir și ISS (unde China, de altfel, nu este reprezentată din cauza opoziției SUA) se va ști în 2022.
Japonia va produce energie solară în spațiu
Japonia, în ciuda eșecului misiunii de curățare a orbita Pământului de resturile spațiale în decembrie 2016 și a căderii celui mai mic vehicul de lansare în ianuarie 2017, intenționează să implementeze unul dintre cele mai mari și mai semnificative programe - crearea unui satelit în orbită prin 2030. Datorită fotocelulelor care transformă fotonii în electricitate, va putea colecta și trimite energie solară pe Pământ.
După ideile futuriștilor, ar trebui să aibă un număr mare de panouri solare. Desigur, menținând o cantitate semnificativă de resturi orbitale, implementarea acestui proiect se va confrunta cu o serie de probleme legate de rezistența și durabilitatea structurii.
Navele lui Mask se întorc mereu
Un nou, dar deja declarat, participant la explorarea spațiului este SpaceX, condus de miliardarul Elon Musk. Primele trei lansări ale rachetei Falcon-1 ar putea pune capăt istoriei companiei, dar deja în 2015 a primit un contract de furnizare a proviziilor necesare ISS, pentru care a dezvoltat nava spațială Dragon capabilă să se întoarcă pe Pământ. .
port spațial plutitor
De asemenea, SpaceX a implementat cu succes un proiect de aterizare a primei etape a unui vehicul de lansare pe o platformă plutitoare. Acest lucru ar trebui să reducă costul lansărilor în spațiu. De asemenea, compania dezvoltă în mod activ turismul spațial, banii din care merg pentru dezvoltarea ulterioară. Un interes deosebit este dezvoltarea unui sistem de transport interplanetar care va permite în viitor transportul de persoane și mărfuri pe Marte.
De la umflarea ambițiilor spațiale la lucrul împreună pentru toată lumea
Momentan, nu există programe ambițioase pentru a crea o „Steaua Morții” sau „teraformarea” (formarea unor condiții potrivite pentru locuirea umană) a suprafeței planetelor din apropiere, dar explorarea spațiului se mișcă în propriul ritm. Nu se poate decât să se bucure de faptul că în proces sunt incluse companii private, capabile să împrăștie sânge prin venele vechii gărzi spațiale, și dezvoltarea zborurilor de excursii private, care pot deschide calea unor fluxuri financiare suplimentare în domeniul cercetarea nemărginitei „Mării Negre”.
Dacă găsiți o eroare, evidențiați o bucată de text și faceți clic Ctrl+Enter.