Vesmírne orbitálne stanice blízkej budúcnosti. kozmická loď budúcnosti

Ľudstvo skúma vesmír s pilotovanými vesmírnymi loďami už viac ako pol storočia. Bohužiaľ, za tento čas, obrazne povedané, nedoplávalo ďaleko. Ak prirovnáme vesmír k oceánu, len kráčame po okraji príboja, po členky vo vode. Raz sme sa však rozhodli plávať trochu hlbšie (lunárny program Apollo) a odvtedy žijeme v spomienkach na túto udalosť ako na najvyšší úspech.

Vesmírne lode doteraz väčšinou slúžili ako dopravné prostriedky na a zo Zeme. Maximálne trvanie autonómneho letu, ktorý je možné dosiahnuť opakovane použiteľným raketoplánom, je iba 30 dní a aj to teoreticky. Ale možno sa vesmírne lode budúcnosti stanú oveľa dokonalejšími a všestrannejšími?

Už lunárne expedície Apollo jasne ukázali, že požiadavky na budúce kozmické lode sa môžu nápadne líšiť od úloh pre „vesmírne taxíky“. Lunárna kabína Apollo mala len veľmi málo spoločného s aerodynamickými loďami a nebola navrhnutá na lietanie v planetárnej atmosfére. Nejakú predstavu o tom, ako budú vyzerať vesmírne lode budúcnosti, dávajú fotografie amerických astronautov viac než jasne.

Najzávažnejším faktorom, ktorý bráni občasnému ľudskému skúmaniu slnečnej sústavy, nehovoriac o organizácii vedeckých základní na planétach a ich satelitoch, je žiarenie. Problémy nastávajú aj pri mesačných misiách trvajúcich maximálne týždeň. A jeden a pol ročný let na Mars, ktorý sa zdalo, že sa bude konať, sa posúva stále ďalej. Automatizovaný výskum ukázal, že je pre ľudí smrteľná na celej trase medziplanetárneho letu. Kozmická loď budúcnosti tak nevyhnutne získa vážnu protiradiačnú ochranu v kombinácii so špeciálnymi biomedicínskymi opatreniami pre posádku.

Je jasné, že čím skôr sa dostane do cieľa, tým lepšie. Na rýchly let však potrebujete výkonné motory. A pre nich zasa vysokoúčinné palivo, ktoré by nezaberalo veľa miesta. Chemické hnacie motory preto v blízkej budúcnosti ustúpia jadrovým. Ak sa však vedcom podarí skrotiť antihmotu, teda premeniť hmotu na svetelné žiarenie, získajú kozmické lode budúcnosti, v tomto prípade budeme hovoriť o dosahovaní relativistických rýchlostí a medzihviezdnych expedíciách.

Ďalšou vážnou prekážkou rozvoja vesmíru človekom bude dlhodobé udržiavanie jeho života. Len za jeden deň ľudské telo spotrebuje veľa kyslíka, vody a potravy, uvoľňuje pevný a tekutý odpad, vydychuje oxid uhličitý. Je zbytočné brať si so sebou na palubu plnú zásobu kyslíka a jedla kvôli ich obrovskej hmotnosti. Problém rieši palubný uzavretý, zatiaľ však všetky experimenty na túto tému neboli úspešné. A bez uzavretej LSS sú vesmírne lode budúcnosti letiace vesmírom roky nemysliteľné; obrázky umelcov, samozrejme, udivujú predstavivosť, ale neodrážajú skutočný stav vecí.

Všetky projekty vesmírnych lodí a hviezdnych lodí sú teda stále ďaleko od skutočnej realizácie. A ľudstvo sa bude musieť vyrovnať so štúdiom vesmíru astronautmi pod krytím a prijímaním informácií z automatických sond. Ale to je, samozrejme, dočasné. Astronautika nestojí na mieste a nepriame znaky ukazujú, že v tejto oblasti ľudskej činnosti sa chystá veľký prielom. Takže možno budú postavené vesmírne lode budúcnosti a prvé lety v 21. storočí.

Dream Chaser je nové vozidlo s posádkou od súkromnej spoločnosti Sierra Nevada Corporation (USA). Táto opätovne použiteľná kozmická loď s ľudskou posádkou dopraví náklad a posádku až 7 ľudí na nízku obežnú dráhu Zeme. Podľa projektu kozmická loď použije krídla a s ich pomocou pristane na konvenčnej dráhe. Konštrukcia vychádza z konštrukcie orbitálneho lietadla HL-20

©Sierra Nevada Corporation

Kým Američania polovice minulého storočia horúčkovito premýšľali, ako udržať krok s „ríšou zla“, hemžilo sa to heslami: „Komsomol – v lietadle“, „Hviezdny vesmír – ÁNO!“. Dnes Spojené štáty vypúšťajú vesmírne lode s ľahkosťou šarkanov, zatiaľ čo tá naša zatiaľ ostáva surfovať možno vo Veľkom divadle. Dostal sa do detailov Nahej vedy.

Príbeh

Počas studenej vojny bol vesmír jedným z bojov medzi Sovietskym zväzom a Spojenými štátmi. Geopolitická konfrontácia veľmocí bola v tých rokoch hlavným stimulom pre rozvoj kozmického priemyslu. Do implementácie programov prieskumu vesmíru sa vložilo obrovské množstvo zdrojov. Najmä vláda USA minula asi dvadsaťpäť miliárd dolárov na realizáciu projektu Apollo, ktorého hlavným cieľom bolo pristátie človeka na povrchu Mesiaca. Na 70. roky minulého storočia bola táto suma jednoducho gigantická. Lunárny program ZSSR, ktorý sa nikdy nemal uskutočniť, stál rozpočet Sovietskeho zväzu 2,5 miliardy rubľov. Vývoj domáceho raketoplánu „Buran“ stál šestnásť miliárd rubľov. Osud zároveň pripravil Burana len na jeden vesmírny let.

Oveľa viac šťastia mal jeho americký náprotivok. Raketoplán uskutočnil stotridsaťpäť štartov. Ale americký raketoplán nebol večný. Loď, vytvorená v rámci štátneho programu „Space Transportation System“, 8. júla 2011 uskutočnila svoj posledný vesmírny štart, ktorý skončil v skorých ranných hodinách 21. júla toho istého roku. Počas implementácie programu Američania vyrobili šesť „raketoplánov“, z ktorých jeden bol prototyp, ktorý nikdy neuskutočnil vesmírne lety. Dve lode sa zrútili.

Vzlet zo zeme "Apollo 11"

© NASA

Z hľadiska ekonomickej realizovateľnosti možno program Space Shuttle len ťažko nazvať úspešným. Jednorazové kozmické lode sa ukázali byť oveľa ekonomickejšie ako ich zdanlivo technologicky vyspelejšie opakovane použiteľné náprotivky. Áno, a bezpečnosť letov na "raketoplánoch" bola pochybná. Počas ich pôsobenia sa v dôsledku dvoch nehôd stalo obeťami štrnásť astronautov. Ale dôvodom takýchto nejednoznačných výsledkov vesmírneho cestovania legendárnej lode nie je jej technická nedokonalosť, ale zložitosť samotnej koncepcie opakovane použiteľných vesmírnych lodí.

V dôsledku toho sa ruská jednorazová kozmická loď Sojuz, vyvinutá ešte v 60. rokoch minulého storočia, stala jediným typom dopravných prostriedkov, ktoré v súčasnosti vykonávajú pilotované lety k Medzinárodnej vesmírnej stanici (ISS). Hneď je potrebné poznamenať, že to vôbec nenaznačuje ich nadradenosť nad raketoplánom. Kozmická loď Sojuz, ako aj bezpilotné vesmírne nákladné autá Progress, ktoré vznikli na ich základe, majú množstvo koncepčných nedostatkov. Majú veľmi obmedzenú nosnosť. A používanie takýchto zariadení vedie k hromadeniu orbitálnych zvyškov, ktoré zostali po ich prevádzke. Vesmírne lety na lodiach typu Sojuz sa veľmi skoro stanú súčasťou histórie. Zároveň dnes neexistujú žiadne skutočné alternatívy. Obrovský potenciál, ktorý je súčasťou konceptu opakovane použiteľných lodí, zostáva často technicky nerealizovateľný aj v našej dobe.

Prvý projekt sovietskeho opakovane použiteľného orbitálneho lietadla OS-120 "Buran", navrhnutý NPO Energia v roku 1975 a ktorý bol analógom amerického raketoplánu

©buran.ru

Nová americká kozmická loď

V júli 2011 americký prezident Barack Obama vyhlásil, že misia na Mars je novým a pokiaľ možno predpokladať, že hlavným cieľom amerických astronautov na najbližšie desaťročia. Jedným z programov realizovaných NASA v rámci prieskumu Mesiaca a letu na Mars bol rozsiahly vesmírny program Constellation.

Je založený na vytvorení novej vesmírnej lode Orion s ľudskou posádkou, nosných raketách Ares-1 a Ares-5, ako aj lunárneho modulu Altair. Napriek tomu, že v roku 2010 sa vláda USA rozhodla obmedziť program Constellation, NASA mohla pokračovať vo vývoji Orionu. Prvý skúšobný let kozmickej lode bez posádky je naplánovaný na rok 2014. Predpokladá sa, že počas letu sa prístroj vzdiali od Zeme na šesťtisíc kilometrov. To je asi pätnásťkrát ďalej ako ISS. Po skúšobnom lete loď zamieri k Zemi. Nová aparatúra bude schopná vstúpiť do atmosféry rýchlosťou 32 000 km/h. Podľa tohto ukazovateľa "Orion" prekonáva legendárny "Apollo" o jeden a pol tisíc kilometrov. Prvý experimentálny let Orionu bez posádky má demonštrovať jeho potenciál. Test lode by mal byť dôležitým krokom k realizácii jej pilotovaného štartu, ktorý je naplánovaný na rok 2021.

Podľa plánov NASA budú Delta-4 a Atlas-5 fungovať ako nosné rakety Orion. Bolo rozhodnuté opustiť vývoj Ares. Okrem toho Američania na prieskum hlbokého vesmíru navrhujú novú superťažkú ​​nosnú raketu SLS.

Orion je čiastočne opakovane použiteľná kozmická loď a má koncepčne bližšie k Sojuzu ako k raketoplánu. Čiastočne opakovane použiteľné sú najsľubnejšie kozmické lode. Tento koncept predpokladá, že po pristátí na zemskom povrchu môže byť obytná kapsula kozmickej lode znovu použitá na štart do vesmíru. To umožňuje spojiť funkčnú praktickosť opakovane použiteľných kozmických lodí s hospodárnosťou prevádzky vozidiel typu Sojuz alebo Apollo. Takéto rozhodnutie je prechodnou fázou. Pravdepodobne v ďalekej budúcnosti budú všetky kozmické lode znovu použiteľné. Americký raketoplán a sovietsky Buran teda v istom zmysle predbehli dobu.

Orion je viacúčelová kapsula, čiastočne opakovane použiteľná, pilotovaná kozmická loď Spojených štátov, vyvinutá od polovice 2000-tych rokov ako súčasť programu Constellation.

© NASA

Zdá sa, že slová „praktickosť“ a „obozretnosť“ najlepšie charakterizujú Američanov. Americká vláda sa rozhodla neniesť všetky svoje vesmírne ambície len na pleciach Orionu. V súčasnosti niekoľko súkromných spoločností poverených NASA vyvíja vlastnú kozmickú loď, ktorá má nahradiť dnes používané zariadenia. Boeing vyvíja čiastočne opakovane použiteľnú kozmickú loď s ľudskou posádkou CST-100 ako súčasť svojho programu vývoja komerčných vozidiel s posádkou (CCDev). Zariadenie je navrhnuté tak, aby vykonávalo krátke výlety na obežnú dráhu blízko Zeme. Jeho hlavnou úlohou bude dopraviť posádku a náklad na ISS.

Posádku lode môže tvoriť až sedem osôb. Zároveň sa pri návrhu CST-100 venovala osobitná pozornosť pohodliu astronautov. Životný priestor zariadenia je oveľa rozsiahlejší ako lode predchádzajúcej generácie. Štartovať bude pravdepodobne pomocou nosných rakiet Atlas, Delta alebo Falcon. Atlas-5 je zároveň najvhodnejšou možnosťou. Pristátie lode sa uskutoční pomocou padáka a vzduchových vankúšov. Podľa plánov Boeingu čaká v roku 2015 CST-100 séria testovacích štartov. Prvé dva lety budú bez posádky. Ich hlavnou úlohou je vyniesť zariadenie na obežnú dráhu a otestovať bezpečnostné systémy. Počas tretieho letu sa plánuje pilotované dokovanie s ISS. Ak budú testy úspešné, CST-100 bude môcť veľmi skoro nahradiť ruské kozmické lode Sojuz a Progress, ktoré výhradne uskutočňujú pilotované lety na Medzinárodnú vesmírnu stanicu.

CST-100 - pilotovaná dopravná kozmická loď

©Boeing

Ďalšou súkromnou loďou, ktorá dopraví náklad a posádku na ISS, bude prístroj vyvinutý spoločnosťou SpaceX, ktorá je súčasťou korporácie Sierra Nevada. Čiastočne opakovane použiteľná monobloková loď „Dragon“ bola vyvinutá v rámci programu NASA „Commercial Orbital Transportation“ (COTS). Plánuje sa výstavba troch jeho modifikácií: s posádkou, nákladnej a autonómnej. Posádku pilotovanej kozmickej lode, podobne ako v prípade CST-100, môže tvoriť sedem ľudí. V nákladnej úprave loď zoberie na palubu štyroch ľudí a dve a pol tony nákladu.

A v budúcnosti chcú Draka využiť na lety na Červenú planétu. Prečo vyvinú špeciálnu verziu lode – „Červeného draka“. Podľa plánov amerických vesmírnych úradov sa bezpilotný let aparátu na Mars uskutoční v roku 2018 a prvý skúšobný pilotovaný let americkej kozmickej lode by sa mal uskutočniť o niekoľko rokov.

Jednou z vlastností „Dragona“ je jeho opätovná použiteľnosť. Po lete časť energetických systémov a palivových nádrží zostúpi na Zem spolu s obývacou kapsulou kozmickej lode a môžu byť opäť použité na vesmírne lety. Táto konštrukčná schopnosť odlišuje novú loď od väčšiny sľubných vývojov. V blízkej budúcnosti sa „Dragon“ a CST-100 budú navzájom dopĺňať a pôsobiť ako „záchranná sieť“. V prípade, že jeden typ lode z nejakého dôvodu nemôže plniť úlohy, ktoré mu boli pridelené, prevezme časť jeho práce druhý.

Dragon SpaceX je súkromná dopravná kozmická loď (SC) spoločnosti SpaceX, vyvinutá na objednávku NASA ako súčasť programu Commercial Orbital Transportation (COTS), určená na doručovanie užitočného zaťaženia a v budúcnosti aj ľudí na ISS.

© SpaceX

Dragon bol prvýkrát vypustený na obežnú dráhu v roku 2010. Skúšobný let bez posádky bol úspešne dokončený a o niekoľko rokov neskôr, konkrétne 25. mája 2012, sa zariadenie pripojilo k ISS. V tom čase loď nemala automatický dokovací systém a na jeho implementáciu bolo potrebné použiť manipulátor vesmírnej stanice.

Tento let bol považovaný za vôbec prvé pristátie súkromnej kozmickej lode k Medzinárodnej vesmírnej stanici. Urobme si hneď rezerváciu: Dragon a množstvo ďalších kozmických lodí vyvinutých súkromnými spoločnosťami možno len ťažko nazvať súkromnými v plnom zmysle slova. Napríklad NASA vyčlenila 1,5 miliardy dolárov na vývoj Dragonu. Finančnú podporu od NASA dostávajú aj ďalšie súkromné ​​projekty. Preto nehovoríme ani tak o komercializácii vesmíru, ale o novej stratégii rozvoja kozmického priemyslu, založenej na spolupráci medzi štátom a súkromným kapitálom. Kedysi tajné vesmírne technológie, predtým dostupné len pre štát, sú dnes majetkom množstva súkromných spoločností pôsobiacich v oblasti astronautiky. Táto okolnosť je sama o sebe silným stimulom pre rast technologických schopností súkromných spoločností. Okrem toho tento prístup umožnil usporiadať v súkromnej sfére veľký počet odborníkov z kozmického priemyslu, ktorých štát predtým prepustil v súvislosti s ukončením programu Space Shuttle.

Pokiaľ ide o program vývoja kozmických lodí súkromnými spoločnosťami, asi najzaujímavejší je projekt SpaceDev s názvom Dream Chaser. Na jeho vývoji sa podieľalo aj dvanásť partnerov spoločnosti, tri americké univerzity a sedem centier NASA.

Koncept opakovane použiteľnej kozmickej lode s ľudskou posádkou Dream Chaser, ktorú vyvinula americká spoločnosť SpaceDev, divízia Sierra Nevada Corporation.

©SpaceDev

Táto loď je veľmi odlišná od všetkých ostatných sľubných vesmírnych objavov. Opätovne použiteľný Dream Chaser vyzerá ako miniatúrny raketoplán a je schopný pristáť ako obyčajné lietadlo. A stále sú hlavné úlohy lode podobné úlohám Dragon a CST-100. Zariadenie bude slúžiť na vynesenie nákladu a posádky (až do siedmich rovnakých ľudí) na nízku obežnú dráhu Zeme, kde bude vypustené pomocou nosnej rakety Atlas-5. V tomto roku by loď mala uskutočniť svoj prvý let bez posádky a do roku 2015 sa plánuje pripraviť jej pilotovanú verziu na štart. Ďalší dôležitý detail. Projekt Dream Chaser vzniká na základe amerického vývoja 90. rokov - orbitálneho lietadla HL-20. Projekt druhého z nich sa stal analógom sovietskeho orbitálneho systému "Špirála". Všetky tri zariadenia majú podobný vzhľad a očakávanú funkčnosť. To vyvoláva úplne legitímnu otázku. Oplatilo sa Sovietskemu zväzu vypnúť napoly dokončený letecký systém Spiral?

čo máme?

V roku 2000 začala RSC Energia projektovať viacúčelový priestorový komplex Clipper. Táto opakovane použiteľná kozmická loď, navonok pripomínajúca menší „raketoplán“, mala slúžiť na riešenie širokej škály úloh: dodávka nákladu, evakuácia posádky vesmírnej stanice, vesmírna turistika, lety na iné planéty. Projekt mal určité nádeje. Ako vždy, dobré úmysly boli zakryté medenou panvou s nedostatkom financií. V roku 2006 bol projekt ukončený. Zároveň sa predpokladá, že technológie vyvinuté v rámci projektu Clipper budú slúžiť na návrh Advanced Manned Transport System (PPTS), známeho aj ako projekt Rus.

Okrídlená verzia Clippera v orbitálnom lete. Kresba webmastera založená na 3D modeli Clipper

©Vadim Lukaševič

Práve PPTS (samozrejme, zatiaľ je to len „pracovný“ názov projektu) bude podľa ruských expertov predurčený stať sa domácim vesmírnym systémom novej generácie, schopným nahradiť rýchlo starnúce Sojuz a Progress. Rovnako ako v prípade Clippera, RSC Energia vyvíja kozmickú loď. Základnou úpravou komplexu bude pilotovaná dopravná loď novej generácie (PTK NK). Jeho hlavnou úlohou bude opäť dodanie nákladu a posádky na ISS. V dlhodobom horizonte - vývoj modifikácií schopných lietať na Mesiac a vykonávať dlhodobé výskumné misie. Samotná loď sľubuje, že bude čiastočne znovu použiteľná. Obytnú kapsulu možno po pristátí znova použiť. Motorový priestor - č. Kurióznou vlastnosťou lode je schopnosť pristáť bez použitia padáka. Na brzdenie a mäkké pristátie na zemskom povrchu bude slúžiť prúdový systém.

Na rozdiel od Sojuzu, ktorý štartuje z územia kozmodrómu Bajkonur v Kazachstane, budú nové lode štartovať z nového kozmodrómu Vostočnyj, ktorý vzniká na území Amurskej oblasti. Posádku bude tvoriť šesť ľudí. Vozidlo s ľudskou posádkou je schopné odviezť aj náklad – päťsto kilogramov. V bezpilotnej verzii bude loď schopná dopraviť na obežnú dráhu blízko Zeme pôsobivejšie „dobroty“ – vážiace dve tony.

Jedným z hlavných problémov projektu PPTS je nedostatok nosných rakiet s potrebnými charakteristikami. Dnes sú hlavné technické aspekty kozmickej lode rozpracované, ale nedostatok nosnej rakety stavia jej vývojárov do veľmi ťažkej pozície. Predpokladá sa, že nová nosná raketa sa technologicky priblíži k Angare, vyvinutej ešte v 90. rokoch.

Model PPTS na výstave MAKS-2009

©sdelanounas.ru

Napodiv, ale ďalším vážnym problémom je samotný účel navrhovania PPTS (čítaj: ruská realita). Rusko si len ťažko bude môcť dovoliť implementáciu programov na prieskum Mesiaca a Marsu, ktoré sú rozsahom podobné tým, ktoré realizujú Spojené štáty. Aj keď bude vývoj vesmírneho komplexu úspešný, s najväčšou pravdepodobnosťou bude jeho jedinou skutočnou úlohou dodanie nákladu a posádky na ISS. Začiatok letových testov PPTS bol však odložený na rok 2018. Dovtedy budú sľubné americké vozidlá s najväčšou pravdepodobnosťou už schopné prevziať funkcie, ktoré v súčasnosti vykonávajú ruské kozmické lode Sojuz a Progress.

Hmlisté vyhliadky

Moderný svet je zbavený romantiky vesmírnych letov - to je fakt. Samozrejme, nehovoríme o vypúšťaní satelitov a vesmírnej turistike. O tieto sféry astronautiky sa nemusíte báť. Lety na Medzinárodnú vesmírnu stanicu majú pre vesmírny priemysel veľký význam, no trvanie ISS na obežnej dráhe je obmedzené. Zatvorenie stanice je naplánované na rok 2020. Moderná kozmická loď s ľudskou posádkou je predovšetkým neoddeliteľnou súčasťou určitého programu. Nemá zmysel vyvíjať novú loď bez toho, aby sme mali predstavu o úlohách jej prevádzky. Nové americké kozmické lode nie sú určené len na prepravu nákladu a posádok na ISS, ale aj na lety na Mars a Mesiac. Tieto úlohy sú však natoľko vzdialené každodenným pozemským starostiam, že v najbližších rokoch len ťažko môžeme očakávať nejaké výrazné prelomy v oblasti kozmonautiky.

Práce na predbežnom návrhu kozmickej lode budúcnosti trvajú už viac ako rok. Rocket and Space Corporation (RKK) Energia, ktorá vyhrala tender, získala 800 miliónov rubľov na prvú etapu vývoja a projekt má predstaviť v júni. Spoločnosť Space Corporation poskytla exkluzívne videozáznamy, ktoré ilustrujú, aká by mala byť nová generácia kozmických lodí.

Práce na projekte novej lode prebiehajú v prísnom utajení, jej náčrty sú úplným tajomstvom RSC Energia. Televízny kanál „Rusko 24“ mal k dispozícii iba predbežné náčrty. Pôvodne sa predpokladalo, že kozmická loď dostane krátky názov „Rus“. Teraz vyšlo najavo, že ide o jeden z pracovných názvov nosnej rakety s nosnosťou 20 ton. Vitalij Lopota, prezident Raketovej a vesmírnej korporácie Energia, povedal: „Meno Rus bolo priradené jednému z projektov nosných rakiet, ale s takouto iniciatívou sme na lodi nevystúpili, pretože teraz je pripravený návrh a prebieha hľadanie vzhľadu. Alebo skôr vzhľad novej lode, ktorý je už pochopený a vytvorený. Dúfame, že letové testy začnú do roku 2015.“

Predtým šéf Federálnej vesmírnej agentúry Anatolij Perminov povedal: "Obdobie je podľa dnešných štandardov veľmi obmedzené - v roku 2015 by sa mal prvý let uskutočniť v nákladnej verzii a v roku 2018 - s posádkou."

Názov lode je zatiaľ „Promising Manned Transport System“, skrátene PPTS. Niektorí to tiež nazývajú "Clipper" analogicky s. Roskosmos považoval projekt za nespĺňajúci požiadavky. Napríklad krídla nie sú pre kozmickú loď nevyhnutné a môžu byť dokonca problémom pri návrate na zem. Vitaly Lopota hovoril o technických detailoch nového vývoja: "Sme nútení hľadať formy a našli sme ich. Tieto formy trochu pripomínajú kolovrat, napoly odrezaný - kužeľovitý tvar. Táto loď bude technologickejšie pokročilý vo výrobe, bude používať zásadne nové materiály, bude dostatočne ľahký.“

Podľa predbežného vývoja bude mať loď tvar kužeľa. Kužeľ je predsa optimálny tvar na prechod cez husté vrstvy atmosféry. Zostupné vozidlo do nich narazí prvou kozmickou rýchlosťou – viac ako sedem kilometrov za sekundu. "Kosmická loď, ktorá vletí do našej atmosféry prvou kozmickou rýchlosťou, sa zahreje na 2-2,5 tisíc stupňov. Tomu nevydržia žiadne materiály, žiadna oceľ, kovy. Preto sme nútení opustiť rozvinutý povrch. Pôjde o tzv. kombinácia rôznych pristávacích systémov – teda padák, prúdové lietadlo,“ vysvetlil Vitalij Lopota.

Približne podľa rovnakého princípu nasledovala americká NASA, ktorá vytvorila svoju budúcu kozmickú loď Orion. Jeho prvý let je naplánovaný na rok 2014. Ruská kozmická loď novej generácie je navrhnutá na 15 rokov prevádzky a minimálne 10 letov, no nie všetky jej časti budú znovu použiteľné. "Pri vstupe do atmosféry a v tejto kritickej situácii bude prístrojovo-agregátový priestor nadbytočný - bude odpálený a pre ďalšie použitie bude potrebné nainštalovať nový. Odpáli sa tepelný štít, ktorý bude nabrať maximum energie pri vstupe do atmosféry A najdrahšie - je to návratové vozidlo, sú to ľudia, je to systém podpory života, riadiaci systém, pohonný systém,“ upresnil prezident RSC Energia.

O lodiach nového systému je známe, že budú vážiť od 18 do 20 ton v závislosti od účelu. Nové lode budú schopné vyniesť až šesť členov posádky na nízku obežnú dráhu Zeme a niesť najmenej 500 kilogramov nákladu. Na obežnú dráhu Mesiaca budú môcť dopraviť štyroch kozmonautov a 100 kilogramov nákladu. Predpokladá sa, že bezpilotná verzia PPTS bude schopná vyniesť na nízku obežnú dráhu Zeme najmenej dve tony nákladu a vrátiť na Zem asi pol tony.

Vitalij Lopota hovoril aj o ďalších vlastnostiach vytváraného systému: "Loď by v skutočnosti mala poskytovať vzlet a rýchle dokovanie s expedičným komplexom na dokovanie so stanicou, či už na lietanie na iné planéty, alebo na plnenie úloh na obežnej dráhe." sú potrebné lety, sme schopní zakotviť priestor pre domácnosť.

Ako už skôr uviedol šéf Roskosmosu Anatolij Perminov, posádku lode budú tvoriť najmenej štyria až šesť ľudí. „Loď musí úspešne letieť na obežnú dráhu blízko Zeme, teda na iné stanice rovnakého typu, do budúceho montážneho komplexu na obežnej dráhe blízko Zeme, a musí byť schopná letieť na obežnú dráhu okolo Mesiaca, byť v autonómnom lete. najmenej na 30 dní,“ – spresnil.

Budúci montážny a experimentálny komplex na obežnej dráhe blízko Zeme je pokračovaním programu s ľudskou posádkou na ďalšie dve alebo dokonca tri desaťročia. Možno aj vtedy, keď Medzinárodná vesmírna stanica už doslúžila. Roskosmos do tohto programu vkladá veľké nádeje. Alexey Krasnov, vedúci oddelenia pilotovaných programov Roskosmos, hovoril o navrhovaných úlohách: "Možnosť zostavenia malej kozmickej lode na báze ISS, ktorá by letela z vesmírnej obežnej dráhy za blízkozemským priestorom. Kým nebude určený cieľ." , to ešte treba urobiť, ale môže to byť obežná dráha Mesiaca, môže to byť asteroid. Odletel a vrátil sa.“

Pravdepodobne sa nový prístroj stane súčasťou marťanského programu. Budúci medziplanetárny komplex sa bude zostavovať na takzvanej nízkej obežnej dráhe Zeme. Jeho hmotnosť môže byť až 500 ton. Po zložení sa konštrukcia postupne zdvihne do výšky 200-tisíc kilometrov, čo potrvá niekoľko mesiacov. Posádka marťanskej expedície bude doručená na poslednú chvíľu pred štartom, aby kozmonauti nedostali dodatočnú dávku slnečného žiarenia a komplex odštartoval z vysokej obežnej dráhy smerom k Červenej planéte.

Všetci sme mnohokrát videli širokú škálu vesmírnych staníc a vesmírnych miest vo filmoch sci-fi. Ale všetky sú nereálne. Brian Verstig zo Spacehabs vyvíja koncepty vesmírnych staníc založené na skutočných vedeckých princípoch, ktoré jedného dňa bude skutočne možné postaviť. Jednou z takýchto osadných staníc je Kalpana One. Presnejšie povedané, vylepšená, moderná verzia konceptu vyvinutá v 70. rokoch minulého storočia. Kalpana One je valcová stavba s polomerom 250 metrov a dĺžkou 325 metrov. Približná úroveň obyvateľstva: 3000 občanov.

Pozrime sa bližšie na toto mesto...

„Kalpana One Space Settlement je výsledkom výskumu skutočných limitov štruktúry a formy obrovských vesmírnych osád. Od konca 60-tych a až do 80-tych rokov minulého storočia ľudstvo absorbovalo myšlienku tých tvarov a veľkostí možných vesmírnych staníc budúcnosti, ktoré sa celý čas zobrazovali vo sci-fi filmoch a na rôznych obrázkoch. Mnohé z týchto foriem však mali určité konštrukčné chyby, ktoré by v skutočnosti spôsobili, že takéto konštrukcie trpeli nedostatočnou stabilitou pri rotácii v kozmických podmienkach. Iné formy efektívne nevyužívali pomer štrukturálnej a ochrannej hmoty na vytváranie obývateľných oblastí,“ hovorí Verstig.

„Pri hľadaní tvaru, ktorý by pod vplyvom preťaženia vytvoril obytnú a obývateľnú plochu a mal potrebnú ochrannú hmotu, sa zistilo, že najvhodnejšou voľbou by bol podlhovastý tvar stanice. Kvôli samotnej veľkosti a dizajnu takejto stanice by bolo potrebné veľmi malé úsilie alebo nastavenie, aby sa zabránilo jej oscilácii.

„S rovnakým polomerom 250 metrov a hĺbkou 325 metrov stanica urobí dve úplné otáčky okolo seba za minútu a vytvorí pocit, že človek v nej zažije rovnaký pocit, ako keby bol v podmienkach zemskej príťažlivosti. A to je veľmi dôležitý aspekt, keďže gravitácia nám umožní žiť dlhšie vo vesmíre, pretože naše kosti a svaly sa budú vyvíjať rovnako, ako by sa vyvíjali na Zemi. Keďže sa takéto stanice v budúcnosti môžu stať trvalým biotopom ľudí, je veľmi dôležité vytvárať na nich podmienky, ktoré sa čo najviac približujú podmienkam na našej planéte. Urobte ho tak, aby na ňom ľudia mohli nielen pracovať, ale aj oddychovať. A relaxujte s volánikmi.

„Aj keď fyzika úderov alebo hádzania, povedzme, loptičky bude v takomto prostredí veľmi odlišná od Zeme, stanica určite ponúkne širokú škálu športových (nielen) aktivít a zábavy.

Brian Verstig je koncepčný dizajnér zameraný na prácu budúcich technológií a prieskum vesmíru. Spolupracoval s množstvom súkromných vesmírnych spoločností, ako aj tlačených médií, aby demonštroval koncepty toho, čo ľudstvo v budúcnosti použije na dobytie vesmíru. Projekt Kalpana One je jedným z takýchto konceptov.

A tu sú niektoré ďalšie staré koncepty:

Vedecká základňa na Mesiaci. koncept z roku 1959

Koncept cylindrickej kolónie z pohľadu sovietskeho ľudu. 1965

Obrázok: Časopis techniky mládeže, 1965/10

Koncept toroidnej kolónie

Obrázok: Don Davis/NASA/Ames Research Center

Vyvinutý leteckou a kozmickou agentúrou NASA v 70. rokoch minulého storočia. Ako sa plánovalo, kolónia by bola určená pre život 10 000 ľudí. Samotný dizajn bol modulárny a umožňoval by prepojenie nových oddelení. Dalo by sa v nich pohybovať špeciálnym transportom, ktorý sa volá ANTS.

Obrázok a prezentácia: Don Davis/NASA/Ames Research Center

Spheres Bernal

Obrázok: Don Davis/NASA/Ames Research Center

Ďalší koncept bol vyvinutý v NASA Ames Research Center v 70. rokoch. Populácia: 10 000. Hlavnou myšlienkou Bernalovej sféry sú sférické obytné priestory. Osídlená zóna sa nachádza v strede sféry, je obklopená zónami pre poľnohospodársku a poľnohospodársku výrobu. Osvetlenie obytných a poľnohospodárskych oblastí využíva slnečné svetlo, ktoré je k nim presmerované cez systém solárnych zrkadlových polí. Zvyškové teplo je vypúšťané do priestoru špeciálnymi panelmi. Továrne a doky pre vesmírne lode sú umiestnené v špeciálnej dlhej trubici v strede gule.

Obrázok: Rick Guides/NASA/Ames Research Center

Obrázok: Rick Guides /NASA/Ames Research Center

Koncept cylindrickej kolónie sa vyvinul v 70. rokoch 20. storočia

Obrázok: Rick Guides/NASA/Ames Research Center

Navrhnuté pre populáciu viac ako jeden milión ľudí. Myšlienka konceptu patrí americkému fyzikovi Gerardovi K. Oneilovi.

Obrázok: Don Davis/NASA/Ames Research Center

Obrázok: Don Davis/NASA/Ames Research Center

Obrázok a prezentácia: Rick Guides/NASA/Ames Research Center

1975 Pohľad zvnútra kolónie, myšlienka konceptu patrí Oneilovi. Poľnohospodárske sektory s rôznymi druhmi zeleniny a rastlín sú umiestnené na terasách, ktoré sú inštalované na každej úrovni kolónie. Svetlo pre zber poskytujú zrkadlá, ktoré odrážajú slnečné lúče.

Obrázok: NASA/Ames Research Center

Sovietska vesmírna kolónia. 1977

Obrázok: Časopis techniky mládeže, 1977/4

Obrovské orbitálne farmy, ako je táto na obrázku, budú produkovať dostatok potravy pre vesmírnych osadníkov

Obrázok: Delta, 1980/1

Ťažobná kolónia na asteroide

Obrázok: Delta, 1980/1

Toroidná kolónia budúcnosti. 1982

Koncept vesmírnej základne. 1984

Obrázok: Les Bosinas/NASA/Glenn Research Center

Koncept mesačnej základne. 1989

Obrázok: NASA/JSC

Koncept multifunkčnej marťanskej základne. 1991

Obrázok: NASA/Glenn Research Center

1995 Mesiac

Obrázok: Pat Rawlings/NASA

Zdá sa, že prirodzený satelit Zeme je skvelým miestom na testovanie zariadení a prípravu ľudí na misie na Mars.

Špeciálne gravitačné podmienky Mesiaca budú výborným miestom pre športové súťaže.

Obrázok: Pat Rawlings/NASA

1997 Ťažba ľadu v tmavých kráteroch mesačného južného pólu otvára možnosti ľudskej expanzie vo vnútri slnečnej sústavy. Na tomto jedinečnom mieste budú ľudia z vesmírnej kolónie na solárny pohon vyrábať palivo na vyslanie kozmických lodí z mesačného povrchu. Voda z potenciálnych zdrojov ľadu alebo regolitu bude prúdiť vo vnútri buniek kupoly a zabráni vystaveniu škodlivému žiareniu.

Obrázok: Pat Rawlings/NASA

Hollywood opäť tlačil ľudstvo k prieskumu vesmíru: po premietnutí filmu „Marťan“ si zrejme každý druhý záhradkár chcel vypestovať vlastné zemiaky na povrchu Červenej planéty. A po Interstellar sa mnohí školáci a študenti dočkalizapojiť sa do prieskumu bezhraničného priestoru v prospech ľudstva. Nuž, takéto sny sú čoraz bližšie k realite!

Prieskum vesmíru začína na Marse

Vlády krajín možno donekonečna kritizovať za to, že sme sa ešte stále naplno nezaoberali prieskumom vesmíru a nepresťahovali sme sa na Mars, pretože keby neexistovali vojny a konfrontácie, ktoré rozdeľujú ľudí a vedcov, ľudstvo by zašlo ďaleko dopredu, ale toto je kontroverzný rozsudok.

Prieskum vesmíru sa začal a rozvíjal vďaka rivalite medzi ZSSR a USA v priebehu rokov. Teraz, keď sa studená vojna skončila, potreba takýchto projektov, ako je povedzme premiestnenie na Mars, sa spochybňuje. Vedci musia pri hľadaní financií na svoje projekty prejsť byrokratickým peklom, vykonať množstvo výskumov a výpočtov, a čo je najdôležitejšie, predložiť sponzorovi (či už ide o štát, korporáciu alebo jednotlivca) komerčné alebo obranné vyhliadky svojho projektu.

Prieskum vesmíru je záležitosťou spoločenstva krajín

Prieskum vesmíru však nestojí na mieste, ale skôr priťahuje nových účastníkov do svojich nekonečných možností a objavov. Okrem veteránov tohto odboru, akými sú ZSSR, USA, Čína a Európska únia, aktuálne štartuje India, Japonsko, Španielsko či známa súkromná spoločnosť Elon Musk - SpaceX.

Hlavné fázy budúcich vesmírnych projektov na prieskum vesmíru

Roskosmos hľadá život na Marse

Povedzme si niečo o plánoch najväčších účastníkov, z ktorých prvým bude Roskosmos. Objektom nehynúceho záujmu výskumníkov je Červená planéta. Napriek zlyhaniu pristátia pristávacieho modulu Schiaparelli ( Schiaparelli) 19.10.2016 projekt ExoMars naďalej funguje. Jeho hlavnou úlohou zostáva hľadanie života na Marse. Druhá fáza programu sa plánuje realizovať v roku 2020. Počas šesťmesačnej cesty roveru, vybaveného unikátnou vrtnou súpravou, sa plánuje odber vzoriek hornín v hĺbke až 2 metre.

Európa vykonáva vesmírny prieskum spoločne s Ruskom

Program ExoMars, ako aj vybavenie roveru je medzinárodné. Ako poznamenal šéf Európskej vesmírnej agentúry v Rusku René Pichel, spoločná práca je nevyhnutnou podmienkou úspešných misií. Do roku 2020 sa plánuje dodať na obežnú dráhu Zeme vesmírne observatórium Spektr-RG pozostávajúce z 2 ďalekohľadov ruskej a nemeckej výroby.

Roskosmos, ktorý si objednal príslušný výskum, opäť oživil myšlienku pristátia človeka na Mesiaci do roku 2030, avšak, ako poznamenal zástupca spoločnosti Igor Burenkov, pri zachovaní tak nízkych financií sa tento projekt nezrealizuje. Celkovo je na rok 2017 plánovaných viac ako 12 nosných rakiet.

Druhým veľkým účastníkom spoločného prieskumu vesmíru je NASA. Prirodzene, Národný úrad pre letectvo a vesmír sa nemohol vyhýbať štúdiu Červenej planéty. Rovnako ako Roskosmos, aj NASA plánuje spustiť svoj vlastný rover v roku 2020. Hneď treba poznamenať, že výhoda jeho programov spočíva v konkurenčnom výbere nástrojov pre misie a konkurencia, ako ju poznáme z ekonómie, prispieva k zvyšovaniu kvality.

NASA plánuje spustiť svoj teleskop s názvom TESS tento rok, 2017. Jeho hlavnou úlohou bude objavovanie doteraz neznámych exoplanét. Osobitné miesto v plánoch úradu zaujíma štúdium Európy, satelitu Jupitera. Vedci plánujú na tomto objekte pokrytom ľadom nájsť známky života.

V budúcnosti budú na planéty lietať flexibilné roboty

Problémom je vývoj špeciálneho prístroja schopného hlbokého a dlhého ponorenia do nepriaznivého prostredia. Momentálne je v dlhodobých plánoch do budúcnosti projekt vývoja špeciálneho flexibilného robota pripomínajúceho tvarom úhora, ktorý bude energiu na svoju prácu prijímať z magnetických polí. Plán využitia robota na zamýšľaný účel ešte nebol vypracovaný, pretože ešte musí dokázať svoju vhodnosť na Zemi.

Raketa Long March 2F (Chang Zheng 2F) z pilotovanej kozmickej lode Shenzhou-8 na štartovacej rampe kozmodrómu Jiuquan. Center.DLR / wikimedia.org (CC BY 3.0 DE)

Čína - skrytý vesmírny drak

Čína sa nemieni zastaviť pri takýchto významných úspechoch v ekonomike, teraz je jej cieľom vesmír. Čínsky vesmírny program, ktorý sa začal už v roku 1956, sa nemôže pochváliť výrazným úspechom, no ambície určite má. Od roku 2011 sa systematicky realizuje program vypustenia prvej čínskej viacmodulovej vesmírnej stanice Tiangong-3 na obežnú dráhu.

Momentálne je spustený základný modul Tiangong-1 a vesmírne laboratórium Tiangong-2, ktorých hlavnou úlohou je vykonať testy a pripraviť výstup modulov Tiangong-3. Či sa čínsky vesmírny projekt bude dať porovnať so stanicou Mir a ISS (kde Čína mimochodom nie je zastúpená kvôli odporu USA), bude známe v roku 2022.

Japonsko bude vyrábať slnečnú energiu vo vesmíre

Japonsko, napriek neúspechu misie na čistenie obežnej dráhy Zeme od vesmírneho odpadu v decembri 2016 a pádu najmenšej nosnej rakety v januári 2017, plánuje realizovať jeden z najväčších a najvýznamnejších programov - vytvorenie satelitu na obežnej dráhe r. 2030. Vďaka fotobunkám, ktoré premieňajú fotóny na elektrinu, bude môcť zbierať a posielať slnečnú energiu na Zem.

Podľa predstáv futuristov má mať veľké množstvo solárnych panelov. Prirodzene, pri zachovaní značného množstva orbitálneho odpadu bude realizácia tohto projektu čeliť množstvu problémov súvisiacich s pevnosťou a odolnosťou konštrukcie.

Maskove lode sa vždy vrátia

Novým, no už deklarovaným účastníkom vesmírneho prieskumu je SpaceX na čele s miliardárom Elonom Muskom. Prvé tri štarty rakety Falcon-1 mohli ukončiť históriu spoločnosti, no už v roku 2015 získala kontrakt na dodávku potrebných zásob pre ISS, pre ktorú vyvinula kozmickú loď Dragon schopnú návratu na Zem. .

plávajúci kozmodróm

SpaceX tiež úspešne realizovala projekt pristátia prvého stupňa nosnej rakety na plávajúcej platforme. To by malo znížiť náklady na štarty do vesmíru. Spoločnosť aktívne rozvíja aj vesmírny turizmus, peniaze z neho idú na ďalší rozvoj. Obzvlášť zaujímavý je vývoj medziplanetárneho dopravného systému, ktorý v budúcnosti umožní prepravovať ľudí a náklad na Mars.

Od nafukovania vesmírnych ambícií až po spoluprácu pre všetkých

Momentálne neexistujú žiadne ambiciózne programy na vytvorenie „hviezdy smrti“ alebo „terraformovanie“ (vytvorenie podmienok vhodných pre ľudské obydlie) povrchu blízkych planét, ale prieskum vesmíru napreduje vlastným tempom. Nemožno sa len tešiť z toho, že do procesu sú zapojené súkromné ​​spoločnosti schopné rozprúdiť krv v žilách starej vesmírnej stráže a rozvoj súkromných výletných letov, ktoré môžu otvoriť cestu ďalším finančným tokom do oblasti výskum bezhraničného „Čierneho mora“.

Ak nájdete chybu, zvýraznite časť textu a kliknite Ctrl+Enter.