Što se dogodilo? Mnogo toga, uključujući Vijetnamski rat, skandal Watergate itd. Ali ako pogledate u korijen i riješite se svega privremenog i beznačajnog, ispada da zapravo postoji jedan razlog: novac.

Ponekad zaboravimo da su putovanja u svemir vrlo skupa. Stavljanje samo jedne funte bilo čega u Zemljinu orbitu košta 10.000 dolara. Zamislite kip Johna Glenna od punog zlata u prirodnoj veličini i dobit ćete ideju o cijeni takvih projekata. Odlazak na Mjesec zahtijevao bi oko 100.000 dolara po funti korisnog tereta. Let na Mars koštao bi milijun dolara po funti (približno težini dijamanata).

Tada, 1960-ih, pitanje cijene praktički se nije razmatralo: sve je bilo pokriveno općim entuzijazmom i rastom svemirske utrke s Rusima. Spektakularna postignuća hrabrih astronauta nadoknadila su troškove svemirskog leta, pogotovo zato što su obje strane bile spremne uložiti velike napore kako bi zadržale nacionalnu čast. Ali čak ni velesile ne mogu podnijeti takav teret desetljećima.

Sve je to tužno! Prošlo je više od 300 godina otkako je Sir Isaac Newton prvi put zapisao zakone gibanja, a još uvijek smo očarani jednostavnim izračunima. Da bi se objekt izbacio u nisku Zemljinu orbitu, mora se ubrzati do brzine od 7,9 km/s. Da bismo poslali objekt na međuplanetarno putovanje i pomaknuli ga izvan gravitacijskog polja Zemlje, trebamo mu dati brzinu od 11,2 km/s (A da bismo postigli ovu magičnu brojku - 11,2 km/s, moramo koristiti treći Newtonov zakon dinamike : svaka radnja stvara jednak otpor. To znači da se raketa može ubrzati, izbacujući vruće plinove u suprotnom smjeru, na sličan način kao što balon leti po sobi ako ga napuhate i otpustite ventil.) Dakle, izračunavanje troškova putovanje svemirom pomoću Newtonovih zakona nije nimalo teško. Ne postoji niti jedan zakon prirode (ni fizički ni inženjerski) koji bi nam branio istraživanje Sunčevog sustava; sve je u trošku.

Ali ovo nije dovoljno. Raketa mora nositi gorivo, što značajno povećava njezino opterećenje. Zrakoplovi mogu djelomično zaobići ovaj problem hvatanjem kisika iz atmosfere i njegovim unosom u motore. Ali u svemiru nema zraka, a raketa sa sobom mora nositi sav svoj kisik i vodik.

Osim što ova činjenica putovanje u svemir čini vrlo skupim užitkom, to je i glavni razlog zašto nemamo raketne pakete ili leteće automobile. Pisci znanstvene fantastike (ali oni koji nisu znanstvenici) vole zamišljati dan kada ćemo svi staviti rakete i odletjeti na posao - ili otići na nedjeljni piknik u obiteljskom letećem automobilu. Ljudi se često razočaraju u futuriste jer se njihova predviđanja nikad ne ostvare. (Zato postoji toliko članaka i knjiga s ciničnim naslovima poput "Gdje je moj Jetpack?") Ali da biste razumjeli razlog, sve što trebate učiniti je napraviti jednostavan izračun. Raketni paketi postoje; zapravo, nacisti su ih čak pokušali koristiti tijekom Drugog svjetskog rata. Ali vodikov peroksid, uobičajeno gorivo u takvim slučajevima, brzo ponestane, pa prosječni let na raketnom ruksaku traje samo nekoliko minuta. Isto tako, leteći automobili s rotorima helikoptera troše jako puno goriva, što ih čini preskupima za prosječnu osobu.

Kraj lunarnog programa

Upravo su vrtoglavo visoke cijene putovanja u svemir krive što se budućnost istraživanja svemira s ljudskom posadom trenutno čini tako neizvjesnom. George W. Bush, kao predsjednik, predstavio je jasan, ali prilično ambiciozan nacrt svemirskog programa 2004. godine. Prvo, Space Shuttle je trebao biti povučen 2010. godine, a do 2015. godine zamijenjen novim raketnim sustavom nazvanim Constellation. Drugo, do 2020. planiran je povratak na Mjesec i konačno uspostavljanje stalne naseljene baze na satelitu našeg planeta. Treće, sve je to trebalo otvoriti put za let s ljudskom posadom na Mars.

Međutim, čak i otkako je predstavljen Bushov plan, ekonomija svemira značajno se promijenila, uglavnom zato što je Velika recesija ispraznila kesu budućih svemirskih putovanja. Izvješće Augustinove komisije za 2009. predsjedniku Baracku Obami pokazalo je da je izvorni program bio neizvediv uz raspoložive razine financiranja. Godine 2010. predsjednik Obama poduzeo je praktične korake istovremeno prekinuvši i program Space Shuttle i razvoj zamjene za svemirski shuttle koji bi otvorio put povratku na Mjesec. U bliskoj budućnosti NASA će, bez vlastitih raketa za slanje naših astronauta u svemir, biti prisiljena osloniti se na Ruse. S druge strane, ova situacija potiče napore privatnih tvrtki da stvore rakete potrebne za nastavak svemirskog programa s ljudskom posadom. NASA, napustivši svoju slavnu prošlost, nikada više neće graditi rakete za program s posadom. Pristaše Obaminog plana kažu da on označava početak nove ere istraživanja svemira u kojoj će prevladati privatna inicijativa. Kritičari kažu da bi plan pretvorio NASA-u u "agenciju bez svrhe".

Slijetanje na asteroid

Izvješće Augustinove komisije predložilo je takozvani fleksibilni put, uključujući nekoliko prilično skromnih ciljeva koji ne zahtijevaju suludu količinu potrošnje raketnog goriva: na primjer, putovanje do obližnjeg asteroida koji slučajno proleti pokraj Zemlje, ili putovanje do mjeseci Marsa. Izvješće je pokazalo da ciljni asteroid možda jednostavno još nije na našim kartama: možda je to nepoznato lutajuće tijelo koje će biti otkriveno u bliskoj budućnosti.

Problem je, ističe se u izvješću Komisije, što će raketno gorivo za slijetanje na Mjesec, a posebno Mars, kao i za polijetanje i povratak, biti preskupo. Ali budući da je gravitacijsko polje na asteroidu i Marsovim satelitima vrlo slabo, bit će potrebno višestruko manje goriva. Augustinovo izvješće spominje i mogućnost posjeta Lagrangeovim točkama, tj. mjestima u svemiru gdje se gravitacijsko privlačenje Zemlje i Mjeseca međusobno kompenzira. (Sasvim je moguće da te točke služe kao kozmičko odlagalište, gdje se od davnina nakupljaju svi ostaci koje je Sunčev sustav skupio i nalaze u blizini Zemlje; astronauti bi ondje mogli pronaći zanimljivo kamenje koje datira još iz vremena nastanka sustav Zemlja-Mjesec.)

Doista, slijetanje na asteroid je jeftin zadatak, jer asteroidi imaju izuzetno slabo gravitacijsko polje. (To je i razlog što asteroidi u pravilu nisu okrugli, već su nepravilnog oblika. Svi veliki objekti u Svemiru - zvijezde, planeti i sateliti - su okrugli, jer ih sila gravitacije ravnomjerno vuče prema središtu. . Svaka nepravilnost u obliku planeta postupno se izglađuje, ali sila gravitacije na asteroid je toliko slaba da ne može sabiti asteroid u loptu.)

Jedna od mogućih meta takvog leta je asteroid Apophis koji bi 2029. trebao proći opasno blizu Zemlje. Ova stijena, promjera oko 300 m i veličine velikog nogometnog igrališta, proći će toliko blizu planeta da će neke od naših umjetnih satelita ostaviti vani. Interakcija s našim planetom promijenit će orbitu asteroida, a ako ne budete imali sreće, mogao bi se ponovno vratiti na Zemlju 2036. godine; postoji čak i mala šansa (1 u 100 000) da će po povratku završiti na Zemlji. Da se to stvarno dogodilo, udar bi bio ekvivalentan 100.000 bombi na Hirošimu; U isto vrijeme, vatreni tornada, udarni valovi i vrući ostaci mogli bi potpuno opustošiti područje veličine Francuske. (Za usporedbu: puno manji objekt, vjerojatno veličine stambene zgrade, pao je u blizini sibirske rijeke Podkamennaya Tunguska 1908. i, eksplodirajući snagom tisuću bombi na Hirošimu, srušio je 2500 km 2 šume. Udarni val iz ovoga eksplozija se osjetila na udaljenosti od nekoliko tisuća kilometara, osim toga, pad je stvorio neobičan sjaj na nebu iznad Azije i Europe, tako da ste u Londonu noću mogli čitati novine na ulici.)

Posjet Apophisu neće biti pretežak teret za NASA-in proračun, budući da bi asteroid ionako trebao proletjeti vrlo blizu, no slijetanje na njega moglo bi biti problem. Zbog slabog gravitacijskog polja asteroida, brod ne bi morao sletjeti na njega u tradicionalnom smislu, nego pristati. Osim toga, neravnomjerno se okreće, pa će prije slijetanja biti potrebno izvršiti točna mjerenja svih parametara. Općenito, bilo bi zanimljivo vidjeti koliko je asteroid težak. Neki znanstvenici vjeruju da bi to jednostavno mogla biti hrpa kamenja koju zajedno drži slabo gravitacijsko polje; drugi ga smatraju čvrstim. Jednog dana znanje o gustoći asteroida moglo bi se pokazati vitalnim za čovječanstvo; Moguće je da ćemo jednog dana morati razbiti asteroid na komade nuklearnim oružjem. Ako se kameni blok koji leti u svemiru, umjesto da se raspadne u prah, rascijepi na nekoliko velikih komada, njihov pad na Zemlju može biti još opasniji od pada cijelog asteroida. Možda bi bilo bolje gurnuti asteroid da malo promijeni orbitu prije nego što se približi Zemlji.

Slijetanje na Marsov satelit

Iako Augustinova komisija nije preporučila misiju s ljudskom posadom na Mars, ostaje još jedna vrlo zanimljiva mogućnost – slanje astronauta na Marsove mjesece Fobos i Deimos. Ti su sateliti puno manji od Zemljina Mjeseca i stoga, poput asteroida, imaju vrlo slabo gravitacijsko polje. Osim relativne jeftinosti, posjet Marsovom satelitu ima još nekoliko prednosti:

1. Prvo, ovi sateliti bi se mogli koristiti kao privremene svemirske postaje. Iz njih možete analizirati planet bez puno troškova, bez spuštanja na njegovu površinu.

2. Drugo, jednog dana bi mogli biti korisni kao međufaza za ekspediciju na Mars. Od Fobosa do središta Crvenog planeta ima manje od 10.000 km, tako da možete odletjeti odatle za samo nekoliko sati.

3. Vjerojatno postoje špilje u ovim satelitima koje bi se mogle koristiti za organiziranje stalne nastanjive baze i za zaštitu od meteorita i kozmičkog zračenja. Konkretno, na Fobosu postoji ogroman krater koji se zove Stickney; Vjerojatno je riječ o tragu udara golemog meteorita, koji je umalo raskolio satelit. Međutim, postupno je gravitacija spojila dijelove i vratila satelit. Možda su nakon ovog davnog sudara na Fobosu ostale mnoge špilje i pukotine.

Povratak na Mjesec

Augustinovo izvješće također govori o novoj ekspediciji na Mjesec, ali samo ako se povećaju sredstva za svemirske programe i ako se za taj program u idućih deset godina izdvoji još najmanje 30 milijardi dolara. Budući da je to vrlo malo vjerojatno, lunarni program se u biti može smatrati zatvorenim, barem u nadolazećim godinama.

Otkazani lunarni program, nazvan Constellation, uključivao je nekoliko glavnih komponenti. Prvo, tu je raketa-nosač Ares V, prva američka super-teška raketa-nosač od povlačenja Saturna ranih 1970-ih. Drugo, teška raketa Ares I i svemirska letjelica Orion, koja može prevesti šest astronauta do svemirske postaje blizu Zemlje ili četiri do Mjeseca. I konačno, modul za slijetanje Altair, koji se, zapravo, trebao spustiti na površinu Mjeseca.

Dizajn shuttlea, gdje je brod bio postavljen na bok, imao je nekoliko značajnih nedostataka, uključujući tendenciju nosača da izgubi komadiće izolacijske pjene tijekom leta. Za svemirsku letjelicu Columbia to se pokazalo katastrofom: izgorjela je pri povratku na Zemlju, povukavši sa sobom sedam hrabrih astronauta - a sve zato što je tijekom lansiranja udario komad pjenaste izolacije, otkinut s vanjskog spremnika goriva rub krila i probušio rupu u njemu . Nakon ponovnog ulaska, vreli plinovi jurnuli su u trup broda Columbia, ubivši sve unutra i uzrokujući uništenje broda. U projektu Constellation, gdje je nastanjivi modul trebao biti postavljen izravno na vrh rakete, takav problem ne bi nastao.

Tisak je projekt Constellation nazvao "programom Apollo na steroidima" - vrlo je podsjećao na lunarni program iz 1970-ih. Duljina rakete Ares I trebala je biti gotovo 100 m naspram 112,5 m za Saturn V. Pretpostavljalo se da će ova raketa lansirati svemirsku letjelicu Orion s ljudskom posadom u svemir, čime će zamijeniti zastarjele shuttleove. Za lansiranje modula Altair i opskrbu gorivom za let na Mjesec, NASA je namjeravala upotrijebiti raketu Ares V, visoku 118 m, koja može u nisku Zemljinu orbitu dostaviti 188 tona tereta. Raketa Ares V trebala je biti temelj svake misije na Mjesec ili Mars. (Iako je razvoj Aresa zaustavljen, bilo bi lijepo sačuvati barem nešto od programa za buduću upotrebu; priča se o tome.)

Stalna lunarna baza

Okončavši program Constellation, predsjednik Obama ostavio je nekoliko opcija otvorenima. Svemirska letjelica Orion, koja je američke astronaute ponovno trebala odvesti na Mjesec i natrag, počela se smatrati spasilačkim vozilom za Međunarodnu svemirsku postaju. Možda će se u budućnosti, kada se gospodarstvo oporavi od krize, neka druga administracija htjeti vratiti lunarnom programu, uključujući i projekt stvaranja lunarne baze.

Uspostavljanje stalne nastanjive baze na Mjesecu neizbježno će se suočiti s mnogim preprekama. Prvi od njih su mikrometeoriti. Budući da na Mjesecu nema zraka, kamenje s neba nesmetano pada na njegovu površinu. To je lako provjeriti jednostavnim pogledom na površinu našeg satelita, potpuno prošaranu tragovima dugotrajnih sudara s meteoritima; neki od njih stari su milijardama godina.

Prije mnogo godina, dok sam bio student na Kalifornijskom sveučilištu u Berkeleyu, vidio sam tu opasnost vlastitim očima. Donijeli su ga astronauti početkom 1970-ih. Mjesečevo tlo izazvalo je pravu senzaciju u znanstvenom svijetu. Pozvali su me u laboratorij gdje su pod mikroskopom analizirali mjesečevo tlo. Prvo sam ugledao kamen - kako mi se učinilo, sasvim običan kamen (mjesečevo kamenje je vrlo slično zemaljskim), ali čim sam pogledao kroz mikroskop... šokirao sam se! Cijela stijena bila je prekrivena sićušnim meteoritskim kraterima, unutar kojih su se mogli vidjeti još manji krateri. Nikad prije nisam vidio ovako nešto. Shvatio sam da u svijetu bez atmosfere čak i najmanja čestica prašine, koja udari brzinom većom od 60 000 km/h, lako može ubiti - a ako ne ubiti, onda napraviti rupu u svemirskom odijelu. (Znanstvenici zamišljaju ogromnu štetu koju uzrokuju mikrometeoriti jer mogu simulirati sudare s njima. Laboratoriji posebno dizajnirani za proučavanje prirode takvih sudara imaju goleme topove koji mogu ispaljivati ​​metalne kuglice ogromnim brzinama.)

Jedno od mogućih rješenja je izgradnja lunarne baze ispod površine. Poznato je da je u davnim vremenima Mjesec bio vulkanski aktivan, a astronauti bi možda mogli pronaći cijev lave koja ide duboko pod zemlju. (Cijevi lave tragovi su drevnih tokova lave koji su izdubili strukture i tunele nalik špiljama u dubinama.) Godine 2009. astronomi su zapravo otkrili cijev lave veličine nebodera na Mjesecu koja bi mogla poslužiti kao osnova za stalnu lunarnu bazu.

Takva prirodna špilja mogla bi astronautima pružiti jeftinu zaštitu od kozmičkih zraka i sunčevih baklji. Čak i kada letimo s jednog kraja kontinenta na drugi (od New Yorka do Los Angelesa, na primjer), izloženi smo zračenju na razini od oko jednog milibara na sat (ekvivalent rendgenskom snimku kod zubara). Na Mjesecu bi radijacija mogla biti toliko jaka da bi stambeni prostori baze morali biti smješteni duboko ispod površine. U okruženjima bez atmosfere, smrtonosna kiša sunčevih baklji i kozmičkih zraka izložila bi astronaute izravnom riziku od preranog starenja, pa čak i raka.

Problem je i bestežinsko stanje, osobito na dulja razdoblja. U NASA-inom centru za obuku u Clevelandu, Ohio, provode se razni pokusi na astronautima. Jednom sam vidio osobu obješenu u vodoravnom položaju pomoću posebnog pojasa za trčanje na okomito postavljenoj traci za trčanje. Znanstvenici su pokušali utvrditi izdržljivost ispitanika u uvjetima nulte gravitacije.

Nakon razgovora s liječnicima iz NASA-e shvatio sam da je bestežinsko stanje puno manje bezopasno nego što se čini na prvi pogled. Jedan mi je liječnik objasnio da su tijekom nekoliko desetljeća dugotrajni letovi američkih astronauta i ruskih kozmonauta u bestežinskom stanju jasno pokazali: u nultoj gravitaciji dolazi do značajnih promjena u ljudskom tijelu, mišićno tkivo, kosti i kardiovaskularni sustav degradiraju. Naše tijelo rezultat je milijuna godina razvoja u Zemljinom gravitacijskom polju. U uvjetima dugotrajne izloženosti slabijem gravitacijskom polju dolazi do zatajenja bioloških procesa.

Ruski kozmonauti vraćaju se na Zemlju nakon otprilike godinu dana u nultoj gravitaciji, toliko slabi da jedva mogu puzati. U svemiru, čak i uz svakodnevni trening, mišići atrofiraju, kosti gube kalcij, a kardiovaskularni sustav slabi. Nekima je nakon leta potrebno nekoliko mjeseci za oporavak, a neke promjene mogu biti nepovratne. Putovanje do Marsa moglo bi trajati dvije godine, a astronauti će stići toliko oslabljeni da neće moći raditi. (Jedno od rješenja ovog problema je vrtjeti međuplanetarni brod, stvarajući u njemu umjetnu gravitaciju. Mehanizam je ovdje isti kao kod rotacije kante na užetu, kada voda ne izlijeva iz nje čak ni u naopakom položaju. Ali to je vrlo skupo, jer će za održavanje rotacije biti potrebni teški i glomazni strojevi, a svaka funta dodatne težine znači povećanje troškova projekta od 10 000 dolara.)

Voda na Mjesecu

Jedno od nedavnih otkrića moglo bi ozbiljno promijeniti uvjete lunarne igre: na Mjesecu je otkriven drevni led koji je vjerojatno ostao od davnih sudara s kometima. Godine 2009. NASA-ina lunarna sonda LCROSS i njen gornji stupanj Centaurus srušili su se na Mjesec blizu njegova južnog pola. Brzina sudara bila je gotovo 2500 m/s; Zbog toga je materijal s površine izbačen u visinu veću od jednog kilometra i pojavio se krater promjera oko 20 metara. TV gledatelji su vjerojatno bili malo razočarani što sudar nije proizveo obećanu prekrasnu eksploziju, ali znanstvenici su bili zadovoljni: sudar se pokazao vrlo informativnim. Tako je u tvari izbačenoj s površine pronađeno oko 100 litara vode. A 2010. izrečena je nova šokantna izjava: u Mjesečevom materijalu voda čini više od 5% mase, tako da na Mjesecu ima možda više vlage nego u nekim područjima Sahare.

Ovo bi otkriće moglo imati goleme implikacije: moguće je da bi budući astronauti mogli koristiti sublunarne naslage leda za izradu raketnog goriva (izvlačenjem vodika iz vode), za disanje (izvlačenjem kisika), za zaštitu (jer voda apsorbira zračenje) i za piće ( prirodno, u pročišćenom obliku). Tako će ovo otkriće pomoći nekoliko puta smanjiti troškove bilo kojeg lunarnog programa.

Dobiveni rezultati također mogu značiti da će tijekom izgradnje iu budućnosti pri opskrbi baze astronauti moći koristiti lokalne resurse - vodu i sve vrste minerala.

Sredina stoljeća

(2030. – 2070.)

Let na Mars

Godine 2010., predsjednik Obama, tijekom posjeta Floridi, ne samo da je najavio zatvaranje lunarnog programa, već je također podržao misiju na Mars umjesto toga i financiranje za još neodređenu tešku lansirnu raketu koja bi jednog dana mogla nositi astronaute u duboki svemir, izvan njega. lunarna orbita. Natuknuo je da se nada da će dočekati dan - možda negdje sredinom 2030-ih - kada američki astronauti kroče na površinu Marsa. Neki astronauti, poput Buzza Aldrina, toplo su podržali Obamin plan, upravo zato što je predloženo preskočiti Mjesec. Aldrin mi je jednom rekao da će, budući da su Amerikanci već bili na Mjesecu, sada jedino pravo postignuće biti let na Mars.

Od svih planeta u Sunčevom sustavu, samo se Mars čini dovoljno sličnim Zemlji da je tamo mogao nastati neki oblik života. (Merkur, spržen Suncem, vjerojatno je previše neprijateljski nastrojen da bi mogao podržati život kakav poznajemo. Plinoviti divovi Jupiter, Saturn, Uran i Neptun prehladni su da bi podržali život. Venera je na mnogo načina Zemljina blizanka, ali divlja Efekt staklenika učinio je tamošnje uvjete jednostavno paklenim: temperature dosežu +500 °C, atmosfera koja se uglavnom sastoji od ugljičnog dioksida je 100 puta gušća od Zemljine, a kiše sumporne kiseline s neba će se ugušiti i smrviti tvoji će ostaci biti sprženi i otopljeni u sumpornoj kiselini.)

Mars je, s druge strane, nekoć bio prilično vlažan planet. Tamo su, kao i na Zemlji, postojali oceani i rijeke koje su davno nestale. Danas je to smrznuta, beživotna pustinja. Moguće je, međutim, da je jednom davno - prije više milijardi godina - na Marsu cvao mikroživot; Moguće je čak da bakterije još uvijek žive negdje u toplim izvorima.

Nakon što Sjedinjene Države čvrsto odluče izvesti ekspediciju s ljudskom posadom na Mars, trebat će još 20-30 godina da to provedu. Ali treba napomenuti da će osobi biti mnogo teže doći do Marsa nego do Mjeseca. Mars u usporedbi s Mjesecom kvalitativni je skok u složenosti. Do Mjeseca možete letjeti za tri dana; do Marsa će vam trebati od šest mjeseci do godinu dana.

U srpnju 2009. NASA-ini su znanstvenici procijenili kako bi mogla izgledati prava ekspedicija na Mars. Astronauti će letjeti na Mars oko šest mjeseci, potom će provesti 18 mjeseci na Crvenom planetu, a potom će se vratiti još šest mjeseci.

Ukupno će se na Mars morati poslati oko 700 tona opreme - to je više od Međunarodne svemirske postaje po cijeni od 100 milijardi dolara. Kako bi uštedjeli na hrani i vodi, dok putuju i rade na Marsu, astronauti će morati pročišćavati vlastite otpadne proizvode i koristiti ih za gnojidbu biljaka. Na Marsu nema kisika, nema tla, nema vode, nema životinja, nema biljaka, pa će se sve morati donijeti sa Zemlje. Neće biti moguće koristiti lokalne resurse. Atmosfera Marsa sastoji se gotovo u potpunosti od ugljičnog dioksida, a atmosferski tlak je samo 1% Zemljinog. Svaka rupa u odijelu značit će brzi pad tlaka i smrt.

Ekspedicija će biti toliko složena da će se morati podijeliti u nekoliko etapa. Budući da bi bilo preskupo nositi gorivo na povratku sa Zemlje, moguće je da će na Mars morati biti poslana zasebna raketa s gorivom kako bi se međuplanetarno vozilo napunilo gorivom. (Ili, ako se iz marsovskog leda može izdvojiti dovoljno kisika i vodika, to bi se moglo koristiti kao raketno gorivo.)

Nakon što stignu do Marsa, astronauti će vjerojatno morati provesti nekoliko tjedana prilagođavajući se životu na drugom planetu. Ciklus dana i noći tamo je približno isti kao na Zemlji (Marsovski dan je nešto duži i iznosi 24,6 sati), ali je godina na Marsu dvostruko duža nego na Zemlji. Temperatura se gotovo nikada ne diže iznad nule. Tamo bjesne žestoke oluje s prašinom. Pijesak na Marsu je fin poput talka, a oluje s prašinom često prekrivaju cijeli planet.

Teraformirati Mars?

Pretpostavimo da će sredinom stoljeća astronauti posjetiti Mars i tamo postaviti primitivnu bazu. Ali ovo nije dovoljno. Općenito govoreći, čovječanstvo će vjerojatno ozbiljno razmotriti projekt teraformiranja Marsa – pretvaranja u planet ugodniji za život. Radovi na ovom projektu započet će u najboljem slučaju na samom kraju 21. stoljeća, najvjerojatnije čak i početkom sljedećeg.

Znanstvenici su već razmotrili nekoliko načina kako Mars učiniti gostoljubivijim mjestom. Vjerojatno najjednostavniji od njih je dodati metan ili neki drugi staklenički plin u atmosferu Crvenog planeta. Metan je snažniji staklenički plin od ugljičnog dioksida, tako da će atmosfera metana zadržati sunčevu svjetlost i postupno zagrijati površinu planeta. Temperature će porasti iznad nule. Osim metana, drugi staklenički plinovi poput amonijaka i freona također se razmatraju kao opcije.

Kako temperature budu rasle, permafrost će se početi topiti po prvi put u milijardama godina, omogućujući riječnim kanalima da se ponovno napune vodom. S vremenom, kako atmosfera postaje gušća, na Marsu se mogu ponovno formirati jezera, pa čak i oceani. Kao rezultat toga, oslobodit će se još više ugljičnog dioksida - nastat će pozitivna povratna sprega.

Godine 2009. otkriveno je da se metan prirodno oslobađa s površine Marsa. Izvor ovog plina još uvijek je misterij. Na Zemlji metan uglavnom nastaje raspadanjem organskih materijala, ali na Marsu može biti nusprodukt nekih geoloških procesa. Ako znanstvenici uspiju utvrditi izvor ovog plina, onda će možda moći povećati njegovu proizvodnju, a time i promijeniti atmosferu planeta.

Druga mogućnost je slanje kometa u Marsovu atmosferu. Ako je moguće presresti komet dovoljno daleko od Sunca, čak i mali udar - potisak posebnog raketnog motora, sudar pod pravim kutom sa svemirskom letjelicom ili čak samo gravitacijska sila ovog aparata - može biti dovoljan da po potrebi promijeni orbitu svemirskog trupa. Kometi se uglavnom sastoje od vode, a ima ih mnogo u Sunčevom sustavu. (Na primjer, jezgra Halleyeva kometa ima oblik kikirikija, oko 30 km u promjeru i sastoji se uglavnom od leda i stijena.) Kako se komet približava Marsu, počet će doživljavati trenje s atmosferom i polako se raspadati, oslobađajući voda u obliku pare u atmosferu planeta .

Ako se odgovarajući komet ne pronađe, umjesto njega bi se mogao koristiti jedan od Jupiterovih ledenih mjeseca ili, recimo, asteroid koji sadrži led kao što je Ceres (znanstvenici vjeruju da se sastoji od 20% vode). Naravno, bit će teže usmjeriti mjesec ili asteroid u smjeru koji nam treba, jer su takva nebeska tijela u pravilu u stabilnim orbitama. A onda postoje dvije opcije: moguće je ostaviti dati komet, mjesec ili asteroid u orbiti Marsa i pustiti ga da se polako urušava, ispuštajući vodenu paru u atmosferu, ili to nebesko tijelo spustiti na jedno od polarne kape Marsa. Polarne regije Crvenog planeta su smrznuti ugljični dioksid, koji nestaje u ljetnim mjesecima, i led, koji čini osnovu i nikada se ne topi. Ako komet, mjesec ili asteroid udari u ledenu kapu, oslobodit će se ogromne količine energije i suhi led će ispariti. Staklenički plin će ući u atmosferu i ubrzati proces globalnog zatopljenja na Marsu. U ovoj se opciji može pojaviti i pozitivna povratna informacija. Što se više ugljičnog dioksida oslobodi iz polarnih područja planeta, to će više porasti temperatura i stoga će se osloboditi još više ugljičnog dioksida.

Drugi prijedlog je detonirati nekoliko nuklearnih bombi na polarnim ledenim kapama. Nedostatak ove metode je očit: moguće je da će ispuštena voda biti radioaktivna. Ili možete pokušati tamo izgraditi termonuklearni reaktor koji će otopiti led polarnih područja.

Glavno gorivo za fuzijski reaktor je voda, a na Marsu ima dosta smrznute vode.

Kad temperatura poraste iznad točke smrzavanja, na površini će se stvoriti plitke vodene površine koje mogu kolonizirati neki oblici algi koje na Zemlji uspijevaju na Antarktici. Vjerojatno će im se svidjeti Marsova atmosfera koja se sastoji od 95% ugljičnog dioksida. Također je moguće genetski modificirati alge kako bi se osigurao njihov što brži rast. Jezerca s algama će ubrzati teraformiranje na nekoliko načina. Prvo, alge će pretvoriti ugljični dioksid u kisik. Drugo, oni će promijeniti boju površine Marsa i, sukladno tome, njegovu refleksiju. Tamnija površina će apsorbirati više sunčevog zračenja. Treće, budući da će alge rasti same od sebe, bez ikakve vanjske pomoći, ovaj način mijenjanja stanja na planeti bit će relativno jeftin. Četvrto, alge se mogu koristiti kao hrana. S vremenom će ta jezera algi izgraditi gornji sloj tla i hranjive tvari; Biljke to mogu iskoristiti i dodatno ubrzati proizvodnju kisika.

Znanstvenici također razmatraju mogućnost okruživanja Marsa satelitima koji bi skupljali sunčevu svjetlost i usmjeravali je na površinu planeta. Moguće je da će takvi sateliti, čak i sami, moći podići temperaturu na površini Marsa do točke smrzavanja i više. Čim se to dogodi i permafrost se počne topiti, planet će se zagrijati sam od sebe, prirodno.

Ekonomska korist?

Ne treba se zavaravati i misliti da će kolonizacija Mjeseca i Marsa odmah donijeti nebrojene ekonomske koristi čovječanstvu. Kad je Kolumbo 1492. otplovio u Novi svijet, otvorio je pristup blagu bez presedana u povijesti. Vrlo brzo su konkvistadori počeli slati zlato, opljačkano od lokalnih Indijanaca, u ogromnim količinama s novootkrivenih mjesta u svoju domovinu, a doseljenici - vrijedne sirovine i poljoprivredne proizvode. Troškovi ekspedicija u Novi svijet bili su više nego nadoknađeni bezbrojnim blagom koje se tamo moglo pronaći.

Ali kolonije na Mjesecu i Marsu su druga stvar. Nema zraka, tekuće vode ni plodnog tla, pa ćete sve što trebate morati sa Zemlje dostaviti raketama, što je nevjerojatno skupo. Štoviše, nema posebnog vojnog smisla kolonizirati Mjesec, barem kratkoročno. Od Zemlje do Mjeseca ili natrag potrebna su u prosjeku tri dana, a nuklearni rat može započeti i završiti u samo sat i pol – od trenutka lansiranja prvih interkontinentalnih balističkih projektila do posljednjih eksplozija. Svemirska konjica s Mjeseca jednostavno neće imati vremena stvarno sudjelovati u zbivanjima na Zemlji. Kao rezultat toga, Pentagon ne financira nikakve velike programe za militarizaciju Mjeseca.

To znači da sve velike operacije istraživanja drugih svjetova neće biti usmjerene na dobrobit Zemlje, već novih svemirskih kolonija. Kolonisti će morati iskopavati metale i druge minerale za vlastite potrebe, budući da je njihov transport sa Zemlje (i na Zemlju) preskup. Rudarstvo u pojasu asteroida postat će ekonomski isplativo samo ako postoje samodostatne kolonije koje same mogu koristiti iskopane materijale, a to će se dogoditi u najboljem slučaju na samom kraju ovog stoljeća, ili, vjerojatnije, kasnije.

Svemirski turizam

Ali kada će običan civil moći odletjeti u svemir? Neki znanstvenici, poput pokojnog Gerarda O'Neilla sa Sveučilišta Princeton, sanjali su o svemirskoj koloniji u obliku golemog kotača, u kojoj bi se nalazili nastanjivi odjeljci, tvornice za pročišćavanje vode, odjeljci za regeneraciju zraka, itd. Značenje takvih postaja - u rješavanju problema prenaseljenosti. No, u 21. stoljeću ideja da bi svemirske kolonije mogle riješiti ili barem ublažiti ovaj problem i dalje će ostati fantazija. Za većinu čovječanstva Zemlja će biti jedini dom još najmanje 100-200 godina.

Međutim, još uvijek postoji način na koji prosječna osoba može doista odletjeti u svemir: kao turist. Postoje poduzetnici koji kritiziraju NASA-u zbog strašne neučinkovitosti i birokracije te su spremni sami uložiti novac u svemirsku tehnologiju, vjerujući da će tržišni mehanizmi pomoći privatnim investitorima da smanje troškove putovanja u svemir. Burt Rutan i njegovi investitori već su osvojili 10 milijuna dolara vrijednu nagradu Ansari X 4. listopada 2004. lansirajući svoj SpaceShipOne dvaput u roku od dva tjedna na nešto više od 100 km iznad Zemljine površine. SpaceShipOne je prvi raketni brod koji je uspješno putovao u svemir koristeći privatna sredstva. Njegov razvoj koštao je oko 25 milijuna dolara. Jamac za kredite bio je Microsoftov milijarder Paul Allen.

Trenutno je svemirska letjelica SpaceShipTwo gotovo spremna. Rutan vjeruje da će vrlo brzo biti moguće započeti testiranja, nakon čega će komercijalna letjelica postati stvarnost. Milijarder Richard Branson iz Virgin Atlantica stvorio je Virgin Galactic, sa svemirskom lukom u Novom Meksiku i dugim popisom ljudi koji su spremni potrošiti 200.000 dolara da ostvare svoj životni san o odlasku u svemir. Virgin Galactic, koji će vjerojatno biti prva velika kompanija koja će ponuditi komercijalne letove u svemir, već je naručio pet brodova SpaceShipTwo. Bude li sve išlo kako je planirano, troškovi putovanja u svemir pasti će deset puta.

SpaceShipTwo nudi nekoliko načina za uštedu novca. Umjesto korištenja ogromnih lansirnih vozila dizajniranih za lansiranje tereta u svemir izravno sa Zemlje, Rutan postavlja svoju letjelicu na zrakoplov i pokreće je pomoću konvencionalnih atmosferskih mlaznih motora. U ovom slučaju, kisik se koristi unutar atmosfere. Tada se na visini od oko 16 km iznad tla brod odvaja od letjelice i uključuje vlastite mlazne motore. Brod ne može ući u nisku Zemljinu orbitu, ali rezerve goriva na njemu dovoljne su da se uzdigne više od 100 kilometara iznad površine zemlje - tamo gdje gotovo da nema atmosfere i gdje putnici mogu vidjeti kako nebo postupno postaje crno. Motori su sposobni ubrzati brod do brzine koja odgovara M=3, tj. do tri puta veće od brzine zvuka (oko 3500 km/h). To, naravno, nije dovoljno za njegovo postavljanje u orbitu (ovdje je, kao što je već spomenuto, potrebna brzina od najmanje 28.500 km/h, što odgovara 7,9 km/s), ali će biti dovoljno za dostavu putnika do rub zemljine atmosfere i svemira . Vrlo je moguće da u vrlo bliskoj budućnosti turistički let u svemir neće koštati više od safarija u Africi.

(Međutim, da biste letjeli oko Zemlje, morat ćete platiti puno više i otići na svemirsku stanicu. Jednom sam pitao Microsoftovog milijardera Charlesa Simonyija koliko ga je koštala karta za ISS. Tiskovna izvješća okrenula su brojku na 20 milijuna dolara .On je odgovorio da ne bih htio imenovati točan iznos, ali da mu se u svemiru toliko svidjelo da je malo kasnije odletio na stanicu , svemirski turizam ostat će privilegija vrlo bogatih ljudi.)

U rujnu 2010. svemirski turizam dobio je dodatni poticaj od strane korporacije Boeing, koja je najavila ulazak na ovo tržište i planirala prve letove za svemirske turiste već 2015. To bi bilo sasvim u skladu s planovima predsjednika Obame da svemirske letove s ljudskom posadom prebaci u privatne ruke. Boeingov plan predviđa lansiranje kapsule s četiri člana posade i tri prazna mjesta za svemirske turiste na Međunarodnu svemirsku postaju iz Cape Canaveral. Međutim, Boeing je bio prilično jasan po pitanju financiranja privatnih svemirskih projekata: većinu novca morat će platiti porezni obveznici. "To je nesigurno tržište", kaže John Elbon, direktor komercijalnog programa lansiranja u svemir. “Kada bismo se morali osloniti samo na sredstva Boeinga, s obzirom na sve čimbenike rizika, ne bismo mogli uspješno dovršiti slučaj.”

Mračni konji

Iznimno visoki troškovi putovanja u svemir koče i komercijalni i znanstveni napredak, pa čovječanstvu sada treba potpuno nova, revolucionarna tehnologija. Do sredine stoljeća znanstvenici i inženjeri moraju usavršiti nova lansirna vozila kako bi smanjili troškove lansiranja.

Fizičar Freeman Dyson je među mnogim prijedlozima identificirao nekoliko tehnologija koje su trenutno u eksperimentalnoj fazi, ali bi jednog dana svemir mogle učiniti dostupnim čak i prosječnoj osobi. Nijedan od ovih prijedloga ne jamči uspjeh, ali ako uspije, troškovi dostave tereta u svemir bi se strmoglavo smanjili. Prvi od ovih prijedloga su laserski pogonski sustavi: snažna laserska zraka iz vanjskog izvora (na primjer, sa Zemlje) usmjerava se na bazu rakete, gdje uzrokuje mini-eksploziju, čiji udarni val postavlja raketa u pokretu. Stalni tok laserskih impulsa isparava vodu, a nastala para tjera raketu u svemir. Glavna prednost laserskog mlaznog motora je što energija za njega dolazi iz vanjskog izvora – iz stacionarnog lasera. Laserska raketa u biti ne nosi gorivo. (Nasuprot tome, kemijske rakete troše značajan dio svoje energije na podizanje i transport goriva za vlastite motore.)

Tehnologija laserske propulzije već je demonstrirana u laboratoriju, gdje je model uspješno testiran 1997. godine. Leik Mirabo s Politehničkog instituta Rensselaer u New Yorku napravio je radni prototip takve rakete i nazvao ga demonstratorom tehnologije svjetlosnih brodova. Jedan od njegovih prvih letećih modela bio je težak 50 grama i bio je "ploča" promjera oko 15 cm. Laser od 10 kW generirao je niz laserskih eksplozija u podnožju rakete; zračni udarni valovi ubrzali su ga akceleracijom od 2 g (što je dvostruko više od akceleracije slobodnog pada na Zemlji i iznosi približno 19,6 m/s 2) i zvukovima koji podsjećaju na rafal iz mitraljeza. Mirabeauove baklje dizale su se više od 30 m u zrak (otprilike jednako prvim raketama na tekuće gorivo Roberta Goddarda 1930-ih).

Dyson sanja o danu kada laserski propulzijski sustavi mogu lansirati teške terete u Zemljinu orbitu za samo pet dolara po funti, što bi zasigurno revolucioniralo svemirsku industriju. On predviđa gigantski laser od 1.000 megavata (snaga standardne nuklearne jedinice) koji može izbaciti raketu od dvije tone u orbitu, a sastoji se od korisnog tereta i spremnika za vodu u bazi. Voda polako curi kroz sitne pore na dnu spremnika. I teret i spremnik teški su tonu. Kada laserska zraka udari u dno rakete, voda trenutno ispari, stvarajući niz udarnih valova koji tjeraju raketu u svemir. Raketa postiže ubrzanje od 3 g i ulazi u nisku Zemljinu orbitu šest minuta kasnije.

Budući da sama raketa ne nosi gorivo, nema opasnosti od katastrofalne eksplozije nosača. Za kemijske rakete i danas, 50 godina nakon Sputnika 1, vjerojatnost kvara je oko 1%. A ti kvarovi u pravilu izgledaju vrlo impresivno - kisik i vodik eksplodiraju u ogromne vatrene kugle, a krhotine padaju na lansirnu rampu. Laserski sustav je, naprotiv, jednostavan, siguran i može se koristiti više puta u vrlo kratkim intervalima; Za rad su vam potrebni samo voda i laser.

Štoviše, s vremenom će se ovaj sustav sam isplatiti. Ako se koristi za lansiranje pola milijuna letjelica godišnje, naknada za lansiranje lako će pokriti i operativne troškove i troškove razvoja i izgradnje. Dyson, međutim, shvaća da će proći još jedno desetljeće prije nego što se taj san ostvari. Fundamentalno istraživanje u području lasera velike snage zahtijevat će mnogo više novca nego što bilo koje sveučilište može izdvojiti. Osim ako vlada ili neka velika korporacija ne financira razvoj, laserski pogonski sustavi nikada neće biti izgrađeni.

Tu bi nagrada Zaklade mogla dobro doći. Jednom sam razgovarao s Peterom Diamandisom, koji ga je osnovao 1996., i otkrio da je bio itekako svjestan ograničenja kemijskih raketa. Čak i sa SpaceShipTwo, priznao mi je, bili smo suočeni s činjenicom da su kemijske rakete vrlo skup način za bijeg od utjecaja gravitacije. Kao rezultat toga, sljedeća nagrada X pripast će osobi koja može stvoriti raketu pokretanu snopom energije. (Ali umjesto laserske zrake, trebalo bi koristiti drugu zraku elektromagnetske energije sličnu laseru - mikrovalnu zraku.)

Buka oko nagrade i sama nagrada od više milijuna dolara može biti dovoljan mamac da potakne interes poduzetnika i izumitelja za problem nekemijskih raketa, kao što je raketa za mikrovalnu pećnicu.

Postoje i drugi eksperimentalni dizajni raketa, ali njihov razvoj predstavlja različite rizike. Jedna od opcija je i plinski top koji iz ogromne cijevi ispaljuje nekakve projektile, nešto poput projektila u romanu Julesa Vernea “Sa Zemlje na Mjesec”. Verneov projektil, međutim, ne bi stigao do Mjeseca, jer ga barut nije mogao ubrzati do brzine od 11 km/s koliko je potrebno da izmakne gravitacijskom polju Zemlje. U plinskom topu, umjesto baruta, projektile će velikom brzinom izbacivati ​​plin, komprimiran pod visokim pritiskom u dugačkoj cijevi. Pokojni Abraham Hertzberg sa Sveučilišta Washington u Seattleu izradio je prototip takvog pištolja, promjera oko 10 cm i dugačak oko 10 m. Plin unutar pištolja je mješavina metana i zraka, komprimiranog na 25 atmosfera. Plin se zapali i projektil se ubrzava u cijevi na 30 000 g, što spljošti većinu metalnih predmeta.

Herzberg je dokazao da plinski pištolj može raditi. No, da bi se projektil izbacio u svemir, njegova cijev mora biti puno duža, oko 230 m; Osim toga, različiti plinovi moraju djelovati duž putanje ubrzanja u cijevi pištolja. Da bi teret postigao svoju prvu izlaznu brzinu, potrebno je organizirati pet odjeljaka u cijevi s različitim radnim plinovima.

Cijena ispaljivanja iz plinskog pištolja može biti niža od korištenja laserskog sustava. No, preopasno je lansirati letjelice s ljudskom posadom u svemir na ovaj način: samo solidan teret može izdržati intenzivno ubrzanje u cijevi.

Treći eksperimentalni dizajn je "slingatron", koji bi poput remena trebao zavrtjeti teret i potom ga baciti u zrak.

Prototip ovog uređaja napravio je Derek Tidman; njegov stolni model sposoban je zavrtjeti predmet u nekoliko sekundi i baciti ga brzinom do 100 m/s. Prototip slingatrona je cijev u obliku krafne promjera oko jednog metra. Sama cijev je promjera oko 2,5 cm i sadrži malu čeličnu kuglicu. Lopta se kotrlja duž prstenaste cijevi, a mali motori je guraju i tjeraju da ubrzava.

Pravi slingatron, čija će zadaća biti bacanje tereta u nisku Zemljinu orbitu, trebao bi biti puno veći u veličini - oko sto kilometara u promjeru; osim toga, mora pumpati energiju u loptu dok ona ne ubrza do 11,2 km/s. Lopta će iz slingatrona izletjeti s akceleracijom od 1000 g, što je također puno. Ne može svaki teret izdržati takvo ubrzanje. Mnogi tehnički problemi moraju se riješiti prije nego što se može izgraditi pravi slingatron, od kojih je najvažniji minimizirati trenje između kuglice i cijevi.

Za finalizaciju svakog od tri navedena projekta, čak iu najboljem scenariju, trebat će više od desetak godina, i to samo ako država ili privatni biznis preuzme financiranje. Inače će ovi prototipovi zauvijek ostati na stolovima svojih izumitelja.

Daleka budućnost

(2070-2100)

Svemirski lift

Moguće je da će do kraja ovog stoljeća razvoj nanotehnologije omogućiti čak i poznato svemirsko dizalo. Čovjek se, poput Jacka na stabljici graha, može popeti do oblaka i dalje. Ući ćemo u lift, pritisnuti tipku "gore" i popeti se uz vlakno, a to je ugljikova nanocijev duga tisućama kilometara. Jasno je da bi takav novi proizvod mogao revolucionirati ekonomiju svemirskih putovanja i sve okrenuti naglavce.

Godine 1895. ruski fizičar Konstantin Ciolkovski, inspiriran izgradnjom Eiffelovog tornja, najviše građevine na svijetu u to vrijeme, postavio si je jednostavno pitanje: zašto se takav toranj ne može izgraditi visok kao svemir? Ako je dovoljno visoka, izračunao je, ona, prema zakonima fizike, nikada neće pasti. On je ovu strukturu nazvao "nebeskom palačom".

Zamislite loptu. Ako je počnete vrtjeti na niti, centrifugalna sila će biti sasvim dovoljna da kuglica ne padne. Isto tako, ako je kabel dovoljno dugačak, centrifugalna sila će spriječiti da uteg pričvršćen za kraj padne na tlo. Rotacija Zemlje bit će dovoljna da kabel ostane na nebu. Nakon što se kabel svemirskog dizala protegne u nebesa, svako vozilo koje se može kretati duž njega moći će sigurno putovati u svemir.

Na papiru se čini da ovaj trik funkcionira. Ali, nažalost, ako pokušate primijeniti Newtonove zakone gibanja i izračunati napetost u kabelu, ispada da ta napetost premašuje čvrstoću čelika: svaki kabel će se jednostavno slomiti, što svemirsko dizalo čini nemogućim.

Tijekom mnogih godina, pa čak i desetljeća, ideja o svemirskom dizalu bila je ili zaboravljena ili se ponovno raspravljalo, da bi opet bila odbijena iz istog razloga. Godine 1957. ruski znanstvenik Yuri Artsutanov predložio je vlastitu verziju projekta, prema kojoj je trebalo izgraditi dizalo ne odozdo prema gore, već, naprotiv, odozgo prema dolje. Predloženo je slanje svemirske letjelice u orbitu, koja bi zatim odande spustila privezak; Ostaje samo popraviti ga na tlu. U popularizaciji ovog projekta svoje su udjele imali i pisci znanstvene fantastike. Arthur C. Clarke zamislio je svemirski lift u svom romanu The Fountains of Heaven iz 1979. godine, a Robert Heinlein u svom romanu Frida iz 1982. godine.

Ugljikove nanocijevi oživjele su ovu ideju. Kao što smo već vidjeli, oni imaju najveću čvrstoću od svih poznatih materijala. Jače su od čelika, a potencijalna čvrstoća nanocijevi mogla bi izdržati opterećenja koja nastaju u dizajnu svemirskog dizala.

Problem je, međutim, stvoriti privezak od čistih ugljikovih nanocijevi dug 80 000 km. To je nevjerojatno težak zadatak, jer su dosad znanstvenici u laboratoriju uspjeli dobiti samo nekoliko centimetara čistih ugljikovih nanocijevi. Možete, naravno, zajedno upredati milijarde nanovlakana, ali ta vlakna neće biti čvrsta. Cilj je stvoriti dugačku nanocijev u kojoj će svaki atom ugljika biti točno na svom mjestu.

Godine 2009. znanstvenici sa Sveučilišta Rice objavili su važno otkriće: dobivena vlakna nisu čista, već kompozitna, ali su razvili tehnologiju koja je dovoljno fleksibilna da stvori ugljikove nanocijevi bilo koje duljine. Kroz pokušaje i pogreške, istraživači su otkrili da se ugljikove nanocijevi mogu otopiti u klorosulfonskoj kiselini i zatim istisnuti iz mlaznice poput šprice. Koristeći ovu metodu, moguće je proizvesti vlakno od ugljikovih nanocijevi bilo koje duljine, a njihova debljina je 50 mikrona.

Jedna od komercijalnih primjena vlakana ugljikovih nanocijevi su dalekovodi, jer nanocijevi bolje provode struju od bakra, lakše su i jače. Matteo Pasquali, profesor strojarstva na Sveučilištu Rice, kaže: “Za dalekovode su vam potrebne tone ovih vlakana, a još ne postoji način da se to napravi. Trebate smisliti samo jedno čudo.”

Iako dobivena vlakna nisu dovoljno čista da stanu u svemirsko dizalo, ove studije daju nadu da ćemo jednog dana moći uzgajati čiste ugljikove nanocijevi dovoljno jake da nas podignu u nebo.

Ali čak i ako pretpostavimo da je problem proizvodnje dugih nanocijevi riješen, znanstvenici će se suočiti s drugim praktičnim problemima. Na primjer, kabel svemirskog dizala morao bi se uzdići znatno iznad orbite većine satelita. To znači da će se orbita nekog satelita jednog dana sigurno presjeći s trasom svemirskog dizala i izazvati nesreću. Budući da niski sateliti lete brzinom od 7-8 km/s, sudar bi mogao biti katastrofalan. Iz toga proizlazi da će dizalo morati biti opremljeno posebnim raketnim motorima, koji će pomicati kabel dizala s puta letećih satelita i svemirskog otpada.

Drugi problem su vremenske prilike, odnosno orkani, grmljavinska nevremena i jaki vjetrovi. Svemirski lift mora biti usidren za tlo, možda na nosaču zrakoplova ili naftnoj platformi u Pacifiku, ali mora biti fleksibilan da preživi vremenske nepogode.

Osim toga, kabina mora imati panik tipku i kapsulu za bijeg u slučaju da sajla pukne. Ako se bilo što dogodi užetu, kabina dizala mora skliznuti ili skočiti padobranom na zemlju kako bi spasila putnike.

Kako bi ubrzala početak istraživanja svemirskih dizala, NASA je raspisala nekoliko natječaja. Svemirska utrka dizala, koju sponzorira NASA, nudi nagrade u ukupnom iznosu od 2 milijuna dolara. Prema pravilima, da bi se pobijedilo na natjecanju za dizala koja rade pomoću energije koja se prenosi uzduž snopa, mora se izgraditi uređaj težak najviše 50 kg, sposoban popeti se kabelom na visinu od 1 km brzinom od 2 m /s. Poteškoća je u tome što ovaj uređaj ne bi trebao imati gorivo, baterije ili električni kabel. Energija za njegovo kretanje mora se prenositi sa Zemlje duž grede.

Vlastitim sam očima vidio strast i energiju inženjera koji rade na svemirskom dizalu i sanjaju o osvajanju nagrade. Čak sam odletio u Seattle kako bih upoznao mlade, poduzetne inženjere grupe koja se zove LaserMotive. Čuvši “pjev sirena” - poziv NASA-e, krenuli su u razvoj prototipova uređaja koji će, vrlo vjerojatno, postati srce svemirskog dizala.

Ušao sam u veliki hangar koji su iznajmili mladi za testiranje. Na jednom kraju hangara vidio sam veliki laser koji je mogao emitirati snažnu energetsku zraku. U drugom se nalazilo samo svemirsko dizalo. Bila je to kutija široka oko metar s velikim ogledalom. Zrcalo je reflektiralo lasersku zraku koja ga je pogodila na čitavu bateriju solarnih ćelija koje su njegovu energiju pretvarale u električnu. Do motora je dovedena struja, a kabina dizala polako je puzala uz kratki kabel. S ovim rasporedom, kabina s elektromotorom ne treba vući električni kabel zajedno sa sobom. Dovoljno je s tla na njega usmjeriti lasersku zraku i dizalo će samo puzati po sajli.

Laser u hangaru bio je toliko snažan da su ljudi morali štititi oči posebnim naočalama dok je radio. Nakon brojnih pokušaja, mladi su konačno uspjeli natjerati svoj automobil da dopuzi. Jedan aspekt problema svemirskog dizala je riješen, barem u teoriji.

U početku je zadatak bio toliko težak da ga nitko od sudionika nije uspio izvršiti i osvojiti obećanu nagradu. Međutim, 2009. LaserMotive je ipak dobio nagradu. Natjecanje se održalo u zračnoj bazi Edwards u kalifornijskoj pustinji Mojave. Helikopter s dugim kabelom visio je nad pustinjom, a uređaji sudionika pokušali su se popeti uz ovaj kabel. Dizalo LaserMotive tima uspjelo je to četiri puta u dva dana; njegovo najbolje vrijeme bilo je 228 sekundi. Tako da je rad mladih inženjera koje sam promatrao u tom hangaru urodio plodom.

Zvjezdani brodovi

Do kraja ovog stoljeća istraživačke postaje najvjerojatnije će se pojaviti na Marsu i možda negdje u pojasu asteroida, unatoč trenutnoj krizi u financiranju istraživanja svemira s ljudskom posadom. Sljedeći na redu bit će prava zvijezda. Danas bi međuzvjezdana sonda bila potpuno beznadan pothvat, no za sto godina situacija bi se mogla promijeniti.

Da bi ideja o međuzvjezdanom putovanju postala stvarnost, mora se riješiti nekoliko temeljnih problema. Prvi od njih je potraga za novim principom kretanja. Tradicionalnoj kemijskoj raketi trebalo bi oko 70 000 godina da stigne do najbliže zvijezde. Na primjer, dva Voyagera lansirana 1977. postavila su rekord za najveću udaljenost od Zemlje. Trenutačno (svibanj 2011.), prvi od njih je 17,5 milijardi km udaljen od Sunca, ali udaljenost koju je prešao samo je mali djelić puta do zvijezda.

Predloženo je nekoliko dizajna i principa gibanja za međuzvjezdana vozila. Ovaj:

solarno jedro;

Nuklearna raketa;

Raketa s ramjet termonuklearnim motorom;

Nanobrodovi.

Dok sam bio u NASA-inoj postaji Plum Brook u Clevelandu, Ohio, upoznao sam jednog od vizionara i gorljivih pobornika ideje o solarnom jedru. Na ovom je mjestu izgrađena najveća vakuumska komora na svijetu za testiranje satelita. Dimenzije ove kamere su nevjerojatne; ovo je prava špilja promjera oko 30 m i visine 38 m u kojoj bi se bez problema moglo smjestiti nekoliko višekatnica. Također je dovoljno velik za testiranje satelita i dijelova raketa u vakuumu svemira. Razmjeri projekta su nevjerojatni. Osjećao sam se posebno privilegiranim što sam bio upravo na mjestu gdje su se testirali mnogi najvažniji američki sateliti, međuplanetarne sonde i rakete.

Tako sam se susreo s jednim od vodećih zagovornika solarnih jedara, NASA-inim znanstvenikom Lesom Johnsonom. Rekao mi je da je od djetinjstva, dok je čitao znanstvenu fantastiku, sanjao o izgradnji raketa koje mogu doseći zvijezde. Johnson je čak napisao osnovni tečaj o tome kako izgraditi solarna jedra. On vjeruje da se ovaj princip može implementirati u sljedećih nekoliko desetljeća, ali je spreman na činjenicu da će pravi zvjezdani brod biti izgrađen, najvjerojatnije, mnogo godina nakon njegove smrti. Poput zidara koji su gradili velike srednjovjekovne katedrale, Johnson shvaća da može biti potrebno nekoliko ljudskih života da se izgradi vozilo koje će dosegnuti zvijezde.

Princip rada solarnog jedra temelji se na činjenici da svjetlost, iako nema masu mirovanja, ima zamah, što znači da može vršiti pritisak. Pritisak koji sunčeva svjetlost vrši na sve objekte s kojima se susreće iznimno je mali, mi ga jednostavno ne osjećamo, ali ako je sunčevo jedro dovoljno veliko i ako smo spremni čekati dovoljno dugo, tada taj pritisak može ubrzati međuzvjezdani brod (u svemiru, prosječni intenzitet sunčeve svjetlosti osam puta veći nego na Zemlji).

Johnson mi je rekao da mu je cilj stvoriti ogromno solarno jedro od vrlo tanke, ali fleksibilne i elastične plastike. Ovo bi jedro trebalo biti promjera nekoliko kilometara, a trebalo bi se graditi u svemiru. Nakon što se sastavi, polako će se okretati oko Sunca, postupno dobivajući sve veću brzinu. Tijekom nekoliko godina ubrzanja, jedro će spiralno izaći iz Sunčevog sustava i pojuriti prema zvijezdama. Općenito, solarno jedro, kao što mi je Johnson rekao, sposobno je ubrzati međuzvjezdanu sondu do 0,1% brzine svjetlosti; Sukladno tome, pod takvim uvjetima doći će do najbliže zvijezde za 400 godina.

Johnson pokušava smisliti nešto što bi solarnom jedru dalo dodatno ubrzanje i smanjilo vrijeme leta. Jedan od mogućih načina je postavljanje baterije snažnih lasera na Mjesec. Laserske zrake koje pogađaju jedro prenijet će na njega dodatnu energiju i, sukladno tome, dodatnu brzinu pri letenju prema zvijezdama.

Jedan od problema sa zvjezdanim brodom pod solarnim jedrima je taj što ga je izuzetno teško kontrolirati, a gotovo ga je nemoguće zaustaviti i usmjeriti u suprotnom smjeru, jer sunčeva svjetlost putuje samo u jednom smjeru – od Sunca. Jedno od rješenja ovog problema je razviti jedro i upotrijebiti svjetlost ciljane zvijezde da ga uspori. Druga je mogućnost izvesti gravitacijski manevar u blizini te udaljene zvijezde i, koristeći efekt remena, ubrzati za povratno putovanje. Treća opcija je sletjeti na neki mjesec tog zvjezdanog sustava, izgraditi na njemu bateriju lasera i krenuti na povratak, koristeći svjetlost zvijezde i laserske zrake.

Johnson sanja o zvijezdama, ali shvaća da stvarnost u ovom trenutku izgleda puno skromnije od njegovih snova. Godine 1993. Rusi su postavili reflektor od 25 točaka napravljen od lavsana na brodu koji je bio odvojen od stanice Mir, ali svrha eksperimenta bila je samo demonstracija sustava postavljanja. Drugi pokušaj završio je neuspjehom. 2004. godine Japanci su uspješno lansirali dva prototipa solarnih jedara, ali opet, cilj je bio testirati sustav postavljanja, a ne pogon. Godine 2005. došlo je do ambicioznog pokušaja postavljanja pravog solarnog jedra pod nazivom Cosmos 1, u organizaciji Planetary Society, javne organizacije Cosmos Studios i Ruske akademije znanosti. Jedro je lansirano s ruske podmornice, ali je lansiranje rakete Volna bilo neuspješno, a solarno jedro nije stiglo u orbitu.

A 2008. godine, kada je tim iz NASA-e pokušao lansirati solarno jedro NanoSail-D, ista se stvar dogodila s raketom Falcon 1.

Konačno, u svibnju 2010. Japanska agencija za istraživanje svemira uspješno je lansirala IKAROS, prvu svemirsku letjelicu koja koristi tehnologiju solarnih jedara u međuplanetarnom svemiru. Uređaj je postavljen na putanju leta prema Veneri, uspješno je razvio četvrtasto jedro dijagonale 20 m i pokazao sposobnost kontrole orijentacije i promjene brzine leta. U budućnosti Japanci planiraju lansirati još jednu međuplanetarnu sondu sa solarnim jedrom prema Jupiteru.

Nuklearna raketa

Znanstvenici također razmatraju mogućnost korištenja nuklearne energije za međuzvjezdana putovanja. Davne 1953. godine Američka komisija za atomsku energiju započela je s ozbiljnim razvojem raketa s nuklearnim reaktorima koji su započeli projektom Rover. Pedesetih i šezdesetih godina prošlog stoljeća. pokusi s nuklearnim projektilima završili su uglavnom neuspješno. Nuklearni motori ponašali su se nestabilno i općenito su se pokazali presloženima za upravljačke sustave tog vremena. Štoviše, lako je pokazati da je izlazna energija konvencionalnog reaktora za atomsku fisiju potpuno nedostatna za međuzvjezdanu svemirsku letjelicu. Prosječni industrijski nuklearni reaktor proizvodi otprilike 1000 megavata energije, što je nedovoljno da bi dosegnuli zvijezde.

Međutim, još 1950-ih. znanstvenici su predložili korištenje atomskih i vodikovih bombi, umjesto reaktora, za međuzvjezdane svemirske letjelice. Projekt Orion, na primjer, trebao je ubrzati raketu udarnim valovima atomske bombe. Zvjezdani brod je trebao iza sebe ispustiti niz atomskih bombi, čije bi eksplozije generirale snažne nalete rendgenskog zračenja. Udarni val od ovih eksplozija trebao je ubrzati zvjezdani brod.

Godine 1959. fizičari iz General Atomicsa procijenili su da će napredna verzija Oriona, s promjerom od 400 m, težiti 8 milijuna tona i biti pokretana s 1000 hidrogenskih bombi.

Fizičar Freeman Dyson bio je gorljivi zagovornik projekta Orion. “Za mene je Orion značio dostupnost cijelog Sunčevog sustava za širenje života. Mogao bi promijeniti tijek povijesti, kaže Dyson. Osim toga, to bi bio zgodan način da se riješimo atomskih bombi. "U jednom letu riješili bismo se 2000 bombi."

Međutim, kraj projekta Orion bio je Ugovor o ograničenju nuklearnih pokusa sklopljen 1963. godine, koji je zabranio eksplozije na zemlji. Bez testiranja, bilo je nemoguće ostvariti Orionov dizajn i projekt je zatvoren.

Fuzijski motor s izravnim protokom

Još jedan projekt nuklearnog projektila iznio je 1960. Robert W. Bussard; predložio je opremanje rakete termonuklearnim motorom, sličnim konvencionalnom zrakoplovnom mlaznom motoru. Općenito, ramjet motor hvata zrak tijekom leta i miješa ga s gorivom u sebi. Smjesa goriva i zraka tada se zapali, stvarajući kemijsku eksploziju koja stvara pogon. Bussard je predložio primjenu istog principa na fuzijski motor. Umjesto da izvlači zrak iz atmosfere, kao što to čini zrakoplovni motor, ramjet fuzijski motor prikupljat će vodik iz međuzvjezdanog prostora. Prikupljeni plin trebao bi se komprimirati i zagrijati pomoću električnih i magnetskih polja prije nego što započne reakcija termonuklearne fuzije helija, koja će osloboditi ogromne količine energije. Doći će do eksplozije i raketa će dobiti poticaj. A budući da su rezerve vodika u međuzvjezdanom prostoru neiscrpne, ramjet nuklearni motor bi vjerojatno mogao raditi zauvijek.

Dizajn broda s ramjet fuzijskim motorom podsjeća na kornet sladoleda. Lijevak hvata vodikov plin, koji zatim ulazi u motor, zagrijava se i podvrgava se reakciji fuzije s drugim atomima vodika. Bussard je izračunao da je ramjet nuklearni motor težak oko 1000 tona sposoban održavati stalnu akceleraciju od oko 10 m/s 2 (tj. približno jednaku akceleraciji gravitacije na Zemlji); u ovom slučaju, unutar godinu dana letjelica će ubrzati do približno 77% brzine svjetlosti. Budući da ramjet nuklearni motor nije ograničen rezervama goriva, zvjezdani brod s takvim motorom teoretski bi mogao otići izvan granica naše galaksije i za samo 23 godine, prema brodskom satu, stići do maglice Andromeda, koja se nalazi na udaljenosti od 2 milijuna svjetlosnih godina od nas. (Prema Einsteinovoj teoriji relativnosti, vrijeme se usporava u brodu koji ubrzava, tako da će astronauti u zvjezdanom brodu ostarjeti samo 23 godine, čak i ako su za to vrijeme na Zemlji prošli milijuni godina.)

Međutim, i tu postoje ozbiljni problemi. Prvo, međuzvjezdani medij sadrži uglavnom pojedinačne protone, pa bi fuzijski motor morao sagorijevati čisti vodik, iako ova reakcija ne proizvodi mnogo energije. (Fuzija vodika može ići na različite načine. Trenutno na Zemlji znanstvenici preferiraju opciju utjecaja deuterija i tricija, čime se oslobađa značajno više energije. Međutim, u međuzvjezdanom mediju vodik je u obliku pojedinačnih protona, pa u ramjet nuklearni motori samo proton-protonska fuzija može se koristiti fuzijska reakcija koja oslobađa puno manje energije od reakcije deuterija i tricija.) Međutim, Bussard je pokazao da ako modificirate smjesu goriva dodavanjem nešto ugljika, tada ugljik, djelujući kao katalizator, proizvest će ogromnu količinu energije, sasvim dovoljnu za zvjezdani brod .

Drugo, lijevak ispred svemirskog broda, da bi se sakupilo dovoljno vodika, mora biti golem – promjera oko 160 km, pa će se morati skupljati u svemiru.

Postoji još jedan neriješen problem. Godine 1985. inženjeri Robert Zubrin i Dana Andrews pokazali su da bi otpor okoliša spriječio zvjezdani brod na ramjet da ubrza do brzina blizu svjetlosti. Taj otpor nastaje zbog kretanja broda i lijevka u polju vodikovih atoma. Međutim, njihovi izračuni temelje se na nekim pretpostavkama koje u budućnosti možda neće biti primjenjive na brodove s ramjetnim motorima.

Trenutno, iako nemamo jasne ideje o procesu proton-protonske fuzije (kao io otporu vodikovih iona u međuzvjezdanom mediju), izgledi za ramjet nuklearni motor ostaju neizvjesni. Ali ako se ovi inženjerski problemi mogu riješiti, ovaj će dizajn vjerojatno biti jedan od najboljih.

Rakete s antimaterijom

Druga mogućnost je korištenje antimaterije, najvećeg izvora energije u svemiru, za zvjezdani brod. Antimaterija je suprotna materiji u smislu da svi sastavni dijelovi atoma tamo imaju suprotne naboje. Na primjer, elektron ima negativan naboj, ali antielektron (pozitron) ima pozitivan naboj. U kontaktu s materijom, antimaterija se poništava. Ovo oslobađa toliko energije da bi žličica antimaterije bila dovoljna da uništi cijeli New York.

Antimaterija je toliko moćna da je zlikovci u Anđelima i demonima Dana Browna koriste za izradu bombe i planiraju dići u zrak Vatikan; U priči kradu antimateriju iz najvećeg europskog nuklearnog istraživačkog centra CERN-a koji se nalazi u Švicarskoj blizu Ženeve. Za razliku od hidrogenske bombe, koja je samo 1% učinkovita, antimaterijalna bomba bi bila 100% učinkovita. Tijekom anihilacije materije i antimaterije oslobađa se energija potpuno u skladu s Einsteinovom jednadžbom: E=mc 2.

U principu, antimaterija je idealno raketno gorivo. Prema Geraldu Smithu sa sveučilišta Pennsylvania State University, 4 miligrama antimaterije bila bi dovoljna za let do Marsa, a stotinjak grama odnijelo bi brod do najbližih zvijezda. Anihilacija antimaterije oslobađa milijardu puta više energije nego što se može dobiti iz iste količine suvremenog raketnog goriva. Motor na antimateriju izgledao bi prilično jednostavno. Možete jednostavno ubrizgati čestice antimaterije, jednu za drugom, u posebnu raketnu komoru. Tamo se anihiliraju s običnom materijom, uzrokujući titansku eksploziju. Zagrijani plinovi se zatim izbacuju s jednog kraja komore, stvarajući mlazni potisak.

Još smo jako daleko od ostvarenja ovog sna. Znanstvenici su uspjeli dobiti antielektrone i antiprotone, kao i atome antivodika, u kojima antielektron kruži oko antiprotona. To je učinjeno i u CERN-u i u Fermi National Accelerator Laboratory (češće zvanom Fermilab) u blizini Chicaga u Tevatronu, drugom najvećem akceleratoru čestica na svijetu (većem samo od Large Hadron Collider u CERN-u). U oba laboratorija, fizičari su usmjerili struju visokoenergetskih čestica na metu i dobili struju fragmenata, uključujući antiprotone. Pomoću snažnih magneta antimaterija je odvojena od obične materije. Rezultirajući antiprotoni zatim su usporeni i dopušteno im je da se pomiješaju s antielektronima, što je rezultiralo atomima antivodika.

Dave McGinnis, jedan od fizičara Fermilaba, dugo je razmišljao o praktičnoj upotrebi antimaterije. On i ja smo stajali pokraj Tevatrona, a Dave mi je objasnio uznemirujuću ekonomiju antimaterije. Jedini poznati način da se dobije značajna količina antimaterije, rekao je, bio je korištenje snažnog sudarača poput Tevatrona; ali ti su strojevi iznimno skupi i mogu proizvesti antimateriju samo u vrlo malim količinama. Primjerice, 2004. godine sudarač u CERN-u dao je znanstvenicima nekoliko trilijuntnih dijelova grama antimaterije, a to je zadovoljstvo znanstvenike koštalo 20 milijuna dolara. Po toj cijeni svjetsko bi gospodarstvo bankrotiralo prije nego što se proizvede dovoljno antimaterije za jednu zvjezdanu ekspediciju. Sami motori na antimateriju, naglasio je McGinnis, nisu osobito komplicirani i sigurno nisu u suprotnosti sa zakonima prirode. Ali cijena takvog motora neće dopustiti da se stvarno izgradi u bliskoj budućnosti.

Jedan od razloga zašto je antimaterija tako nevjerojatno skupa su enormni iznosi koji se moraju potrošiti na izgradnju akceleratora i sudarača. Međutim, sami akceleratori su univerzalni strojevi i uglavnom se ne koriste za proizvodnju antimaterije, već za proizvodnju svih vrsta egzotičnih elementarnih čestica. Ovo je alat za fizičko istraživanje, a ne industrijski uređaj.

Može se pretpostaviti da bi razvoj novog tipa sudarača, dizajniranog posebno za proizvodnju antimaterije, mogao znatno smanjiti njegove troškove. Masovna proizvodnja takvih strojeva tada bi proizvela značajne količine antimaterije. Harold Gerrish iz NASA-e uvjeren je da bi cijena antimaterije na kraju mogla pasti na 5000 dolara po mikrogramu.

Druga mogućnost za korištenje antimaterije kao raketnog goriva je pronalaženje antimaterijskog meteorita u svemiru. Kada bi se takav objekt pronašao, njegova bi energija najvjerojatnije bila dovoljna za pogon više od jednog svemirskog broda. Mora se reći da je 2006. godine u sklopu ruskog satelita Resurs-DK lansiran europski instrument PAMELA čija je svrha potraga za prirodnom antimaterijom u svemiru.

Ako se antimaterija otkrije u svemiru, tada će čovječanstvo morati osmisliti nešto poput elektromagnetske mreže da je skupi.

Dakle, iako su međuzvjezdane svemirske letjelice s antimaterijom vrlo realna ideja i ne proturječe zakonima prirode, one se najvjerojatnije neće pojaviti u 21. stoljeću, osim ako na samom kraju stoljeća znanstvenici ne budu uspjeli smanjiti cijenu antimaterije na neki razuman iznos. Ali ako se to može učiniti, projekt antimaterijskog zvjezdanog broda zasigurno će biti jedan od prvih koji će biti razmatran.

Nanobrodovi

Odavno smo navikli na specijalne efekte u filmovima poput Ratova zvijezda i Zvjezdanih staza; Kad razmišljamo o zvjezdanim brodovima, nameću se slike golemih futurističkih strojeva koji sa svih strana vrve najnovijim izumima na području visokotehnoloških uređaja. U međuvremenu, postoji još jedna mogućnost: korištenje nanotehnologije za stvaranje sićušnih zvjezdanih brodova, ne većih od naprstka ili igle, ili čak i manjih. Već sada smo sigurni da će zvjezdani brodovi morati biti ogromni, poput Enterprisea, i nositi cijelu posadu astronauta. Ali uz pomoć nanotehnologije, glavne funkcije zvjezdanog broda mogu se zadržati u minimalnom volumenu, a tada ne jedan veliki brod, u kojem će posada morati živjeti mnogo godina, neće ići do zvijezda, već milijuni sićušnih nanobrodovi. Možda će samo mali dio njih stići do odredišta, ali ono glavno bit će učinjeno: stigavši ​​do jednog od satelita odredišnog sustava, ti će brodovi izgraditi tvornicu i osigurati proizvodnju neograničenog broja vlastitih primjeraka.

Vint Cerf vjeruje da se nanobrodovi mogu koristiti i za proučavanje Sunčevog sustava i, s vremenom, za letove do zvijezda. On kaže: “Ako možemo dizajnirati male, ali moćne nanouređaje koji se mogu lako transportirati i isporučiti na površinu, ispod površine i u atmosferu naših susjednih planeta i mjeseca, istraživanje Sunčevog sustava postat će mnogo učinkovitije... Iste te mogućnosti mogu se proširiti na međuzvjezdana istraživanja "

Poznato je da u prirodi sisavci rađaju samo nekoliko potomaka i brinu se da svi prežive. Insekti, s druge strane, daju ogroman broj mladih, ali samo mali broj njih preživi. Obje su strategije dovoljno uspješne da omoguće postojanje vrsta na planetu mnogo milijuna godina. Na isti način, možemo poslati jedan vrlo skupi zvjezdani brod u svemir - ili milijune sićušnih zvjezdanih brodova, od kojih će svaki koštati peni i trošiti vrlo malo goriva.

Sam koncept nanobrodova temelji se na vrlo uspješnoj strategiji koja se široko koristi u prirodi: strategiji roja. Ptice, pčele i slično često lete u jatima ili rojevima. Ne samo da veliki broj rodbine jamči sigurnost; Osim toga, jato djeluje kao sustav ranog upozorenja. Ako se na jednom kraju jata dogodi nešto opasno - na primjer, napad grabežljivca, cijelo jato odmah dobije informaciju o tome. Jato je vrlo učinkovito i energično. Ptice, koje lete u karakterističnoj figuri u obliku slova V - klinu, koriste turbulentne tokove iz krila susjeda ispred i na taj način olakšavaju svoj let.

Znanstvenici o roju, roju ili obitelji mrava govore kao o “superorganizmu”, koji u nekim slučajevima ima vlastitu inteligenciju, neovisnu o sposobnostima pojedinih jedinki koje ga čine. Živčani sustav mrava, na primjer, vrlo je jednostavan, a mozak vrlo malen, ali zajedno je mravlja obitelj u stanju izgraditi vrlo složenu strukturu - mravinjak. Znanstvenici se nadaju da će iskoristiti lekcije iz prirode pri razvoju robota "roja" koji bi jednog dana mogli krenuti na duga putovanja do drugih planeta i zvijezda.

Sve ovo na neki način podsjeća na koncept “inteligentne prašine” koji razvija Pentagon: milijarde čestica opremljenih sićušnim senzorima raspršene su u zraku i vrše izviđanje. Svaki senzor sam po sebi nema nikakvu inteligenciju i daje samo sićušno zrnce informacija, ali zajedno svojim vlasnicima mogu pružiti brda svakakvih podataka. DARPA je sponzorirala istraživanje u ovom području s pogledom na buduće vojne primjene - na primjer, korištenje pametne prašine za praćenje neprijateljskih položaja na bojnom polju. Godine 2007. i 2009. god Zračne snage SAD-a objavile su detaljne planove naoružanja za sljedećih nekoliko desetljeća; ima svega, od naprednih verzija bespilotne letjelice Predator (koja danas košta 4,5 milijuna dolara) do ogromnih rojeva sićušnih, jeftinih senzora veličine glave pribadače.

Znanstvenici su također zainteresirani za ovaj koncept. Rojevi inteligentne prašine bili bi korisni za praćenje uragana u stvarnom vremenu s tisuća različitih lokacija; na isti način su se mogle promatrati grmljavinske oluje, vulkanske erupcije, potresi, poplave, šumski požari i drugi prirodni fenomeni. U filmu Twister, primjerice, pratimo tim hrabrih lovaca na uragane koji riskiraju život i tijelo postavljajući senzore oko tornada. Ne samo da je ovo vrlo rizično, već nije ni vrlo učinkovito. Umjesto da riskirate svoj život postavljanjem nekoliko senzora oko vulkanskog kratera tijekom erupcije ili oko tornada koji hoda stepom i od njih primate informacije o temperaturi, vlažnosti i brzini vjetra, bilo bi puno učinkovitije raspršiti inteligentnu prašinu po zraku i dobiti podatke istovremeno na tisuće različitih točaka raspršenih na području od stotina četvornih kilometara. U računalu će ti podaci biti sastavljeni u trodimenzionalnu sliku koja će vam u stvarnom vremenu pokazati razvoj uragana ili različite faze erupcije. Komercijalne tvrtke već rade na primjerima ovih sićušnih senzora, a neki od njih zapravo su manji od glave pribadače.

Još jedna prednost nanobrodova je ta što im je potrebno vrlo malo goriva da dosegnu svemir. Dok ogromne rakete-nosači mogu ubrzati samo do brzine od 11 km/s, malene objekte poput nanobrodova relativno je lako lansirati u svemir nevjerojatno velikim brzinama. Na primjer, elementarne čestice mogu se ubrzati do subsvjetlosnih brzina pomoću konvencionalnog električnog polja. Ako nanočesticama date mali električni naboj, one se također mogu lako ubrzati električnim poljem.

Umjesto trošenja ogromnih količina novca na slanje međuplanetarnih sondi, moguće je svakom nanobrodu dati mogućnost da se replicira; stoga bi čak i jedan nanobot mogao izgraditi tvornicu nanobota ili čak lunarnu bazu. Nakon toga, nove samoreplicirajuće sonde će krenuti u istraživanje drugih svjetova. (Problem je stvoriti prvog nanobota sposobnog za samokopiranje, a to je još uvijek stvar vrlo daleke budućnosti.)

Godine 1980. NASA je dovoljno ozbiljno shvatila ideju o robotu koji se sam umnožava da je naručila posebnu studiju sa Sveučilišta Santa Clara pod nazivom “Napredna automatizacija za svemirske zadatke” i detaljno ispitala nekoliko mogućih opcija. Jedan od scenarija koji su razmatrali NASA-ini znanstvenici uključivao je slanje malih samoreplicirajućih robota na Mjesec. Ondje su roboti morali organizirati proizvodnju svoje vrste od otpadnog materijala.

Izvješće o ovom programu bilo je uglavnom posvećeno stvaranju kemijskog postrojenja za preradu lunarnog tla (regolita). Pretpostavljalo se, primjerice, da će robot sletjeti na Mjesec, razdvojiti se na sastavne dijelove i zatim od njih sastaviti novu konfiguraciju, baš poput transformirajućeg robota-igračke. Dakle, robot je mogao sastaviti velika parabolična zrcala kako bi fokusirala sunčevu svjetlost i počela topiti regolit. Zatim bi koristio fluorovodičnu kiselinu za izdvajanje upotrebljivih metala i drugih tvari iz taline regolita. Metali bi se mogli koristiti za izgradnju lunarne baze. S vremenom bi robot izgradio i malu lunarnu tvornicu za proizvodnju vlastitih kopija.

Na temelju podataka iz ovog izvješća, NASA-in Institut za napredne koncepte pokrenuo je niz projekata koji se temelje na korištenju samoreplicirajućih robota. Mason Peck sa Sveučilišta Cornell bio je jedan od onih koji su ozbiljno shvatili ideju malenih zvjezdanih brodova.

Posjetio sam Peckov laboratorij i vlastitim očima vidio radni stol prepun svakakvih komponenti koje bi jednog dana mogle biti predodređene da odu u svemir. Pokraj radnog stola nalazila se i mala čista prostorija s plastičnim zidovima, gdje su se sklapale tanke komponente budućih satelita.

Peckova vizija istraživanja svemira uvelike se razlikuje od svega što vidimo u holivudskim filmovima. Predlaže mogućnost stvaranja čipa dimenzija jedan centimetar po centimetar i težine jednog grama, koji se može ubrzati do 1% brzine svjetlosti. Na primjer, može iskoristiti učinak praćke, s kojim NASA ubrzava svoje međuplanetarne postaje do enormnih brzina. Ovaj gravitacijski manevar uključuje kruženje oko planeta; otprilike na isti način, kamen u remenu, koji drži gravitacijski pojas, ubrzava, leti u krug, i ispaljuje se u željenom smjeru. Ovdje gravitacija planeta pomaže letjelici dati dodatnu brzinu.

Ali Peck želi koristiti magnetske sile umjesto gravitacije. On se nada da će prisiliti mikrozvjezdanu letjelicu da opiše petlju u Jupiterovom magnetskom polju, koje je 20 000 puta jače od Zemljinog magnetskog polja i prilično usporedivo s poljima u akceleratorima na Zemlji koji mogu ubrzati elementarne čestice do energija od trilijuna elektron volti.

Pokazao mi je uzorak - mikrokrug koji bi, prema njegovom planu, jednog dana mogao krenuti na dugo putovanje oko Jupitera. Bio je to sićušni kvadrat, manji od vrha prsta, doslovno ispunjen svakojakim znanstvenim stvarima. Općenito, Peckov međuzvjezdani aparat bit će vrlo jednostavan. S jedne strane čip ima solarnu bateriju koja bi mu trebala osigurati energiju za komunikaciju, a s druge radio odašiljač, video kameru i druge senzore. Ovaj uređaj nema motor, a Jupiterovo magnetsko polje morat će ga ubrzati. (Nažalost, 2007. NASA-in Institut za napredne koncepte, koji je financirao ovaj i druge inovativne projekte za svemirski program od 1998., zatvoren je zbog smanjenja proračuna.)

Vidimo da se Peckova ideja o zvjezdanim brodovima uvelike razlikuje od one prihvaćene u znanstvenoj fantastici, gdje ogromni zvjezdani brodovi lutaju beskrajom svemira pod kontrolom tima hrabrih astronauta. Na primjer, ako se znanstvena baza pojavi na jednom od Jupiterovih mjeseca, deseci takvih malih brodova mogli bi biti lansirani u orbitu oko plinovitog diva. Kad bi se, između ostalog, baterija laserskih topova pojavila na ovom mjesecu, sićušni brodovi mogli bi se ubrzati do vidljivog djelića brzine svjetlosti, dajući im ubrzanje pomoću laserske zrake.

Nešto kasnije, postavio sam Pecku jednostavno pitanje: može li pomoću nanotehnologije smanjiti svoj čip na veličinu molekule? Tada čak ni magnetsko polje Jupitera neće biti potrebno - oni se mogu ubrzati do subsvjetlosnih brzina u konvencionalnom akceleratoru izgrađenom na Mjesecu. Rekao je da je moguće, ali još nije razradio detalje.

Pa smo uzeli komad papira i zajedno počeli pisati jednadžbe na njemu i smišljati što će iz toga proizaći. (Ovako mi znanstvenici komuniciramo jedni s drugima - idemo s kredom na ploču ili uzmemo komad papira i pokušavamo riješiti problem pomoću raznih formula.) Napisali smo jednadžbu za Lorentzovu silu, koju Peck predlaže koristiti da ubrza svoje brodove u blizini Jupitera. Zatim smo mentalno smanjili brodove na veličinu molekula i mentalno ih smjestili u hipotetski akcelerator kao što je Large Hadron Collider. Brzo smo shvatili da se uz pomoć konvencionalnog akceleratora postavljenog na Mjesecu naši nanozvjezdani brodovi mogu bez problema ubrzati do brzina bliskih brzini svjetlosti. Smanjivanjem veličine zvjezdanog broda sa centimetarske ploče na molekulu, uspjeli smo smanjiti akcelerator potreban za njihovo ubrzanje; Sada, umjesto Jupitera, mogli bismo koristiti tradicionalni akcelerator čestica. Ideja nam se činila sasvim realna.

Međutim, nakon ponovne analize jednadžbi, došli smo do općeg zaključka: jedini problem ovdje je stabilnost i snaga nanozvjezdanih letjelica. Hoće li akcelerator raskomadati naše molekule? Poput loptice na žici, ovi će nanobrodovi iskusiti centrifugalne sile pri ubrzavanju do brzina blizu svjetlosti. Osim toga, bit će naelektrizirani, tako da će čak i električne sile ugroziti njihovu cjelovitost. Opći zaključak: da, nanobrodovi su stvarna mogućnost, ali bit će potrebna desetljeća istraživanja prije nego što se Peckov čip može smanjiti na molekularnu veličinu i dovoljno pojačati da mu približavanje brzini svjetlosti ne naškodi ni na koji način.

U međuvremenu, Mason Peck sanja o slanju roja nanozvjezdanih brodova do najbliže zvijezde u nadi da će barem neki od njih prevladati međuzvjezdani prostor koji nas dijeli. Ali što će učiniti kada stignu na odredište?

Ovdje na scenu stupa projekt Pei Zhanga sa Sveučilišta Carnegie Mellon u Silicijskoj dolini. Stvorio je čitavu flotilu mini-helikoptera, kojima će jednog dana možda biti suđeno da odlete u atmosferu stranog planeta. Ponosno mi je pokazao svoj roj minibota koji su podsjećali na helikoptere igračke. Međutim, vanjska jednostavnost je varljiva. Jasno sam vidio da svaki od njih ima čip ispunjen najsloženijom elektronikom. Jednim pritiskom na gumb, Zhang je podigao četiri minibota u zrak, koji su se odmah razbježali u različitim smjerovima i počeli nam slati informacije. Ubrzo su me sa svih strana okružili miniboti.

Takvi helikopteri, rekao mi je Zhang, trebali bi pružiti pomoć u kritičnim okolnostima kao što su požar ili eksplozija; zadaća im je prikupljanje informacija i izviđanje. S vremenom se miniboti mogu opremiti televizijskim kamerama i senzorima za temperaturu, tlak, smjer vjetra itd.; U slučaju prirodne katastrofe ili katastrofe izazvane ljudskim djelovanjem, takve informacije mogu biti vitalne. Tisuće minibota mogu se lansirati iznad bojnog polja, šumskog požara ili (zašto ne?) iznad neistraženog izvanzemaljskog krajolika. Svi oni stalno komuniciraju jedni s drugima. Ako jedan minibot naiđe na prepreku, ostali će odmah znati za to.

Dakle, jedan scenarij međuzvjezdanog putovanja je ispaljivanje tisuća jeftinih jednokratnih čipova, sličnih čipu Masona Pecka, prema najbližoj zvijezdi, leteći brzinom blizu svjetlosti. Ako čak i mali dio njih stigne na svoje odredište, mini-zvjezdani brodovi će osloboditi svoja krila ili propelere i, poput Pei Zhangovog mehaničkog roja, preletjet će iznad izvanzemaljskog krajolika bez presedana. Oni će slati informacije putem radija izravno na Zemlju. Nakon što budu otkriveni obećavajući planeti, krenut će druga generacija ministarstava; njihov će zadatak biti izgraditi tvornice u blizini udaljene zvijezde za proizvodnju istih mini-zvjezdanih brodova, koji će zatim otići do sljedeće zvijezde. Proces će se razvijati beskrajno.

Egzodus sa Zemlje?

Do 2100. vjerojatno ćemo slati astronaute na Mars i asteroidni pojas, istraživati ​​Jupiterove mjesece i ozbiljno krenuti u slanje sondi prema zvijezdama.

Ali što je s čovječanstvom? Hoćemo li imati svemirske kolonije i hoće li one moći riješiti problem prenapučenosti? Hoćemo li pronaći novi dom u svemiru? Hoće li ljudska rasa početi napuštati Zemlju do 2100. godine?

Ne. S obzirom na troškove putovanja u svemir, većina ljudi se neće ukrcati na letjelicu i vidjeti daleke planete 2100. godine, pa čak ni mnogo kasnije. Možda će šačica astronauta uspjeti stvoriti nekoliko sićušnih predstraža čovječanstva na drugim planetima i satelitima do tog vremena, ali čovječanstvo u cjelini ostat će ograničeno na Zemlju.

Budući da će Zemlja biti dom čovječanstva još mnogo stoljeća, zapitajmo se: kako će se razvijati ljudska civilizacija? Kakav će utjecaj znanost imati na stil života, rad i društvo? Znanost je motor prosperiteta, stoga vrijedi razmisliti o tome kako će promijeniti ljudsku civilizaciju i naše blagostanje u budućnosti.

Bilješke:

Osnova za određivanje koordinata korisnika nije mjerenje pomaka frekvencije, već samo vrijeme putovanja signala s nekoliko satelita koji se nalaze na različitim (ali u svakom trenutku poznatim) udaljenostima od njega. Za određivanje tri prostorne koordinate, u načelu, dovoljno je obraditi signale s četiri satelita, iako obično prijamnik "uzima u obzir" sve satelite koji rade i koje čuje u ovom trenutku. Postoji i točnija (ali i teže izvediva) metoda koja se temelji na mjerenju faze primljenog signala. - Cca. traka

Ili na nekom drugom zemaljskom jeziku, ovisno o tome gdje je film sniman. - Cca. traka

Projekt TPF doista je dugo bio uključen u NASA-ine dugoročne planove, ali je uvijek ostao "projekt na papiru", daleko od faze praktične provedbe. Niti on niti drugi projekt iz istog tematskog područja, Terrestrial Planet Photographer (TPI), nisu uključeni u prijedlog proračuna za fiskalnu godinu 2012. Možda će njihov nasljednik biti misija New Worlds za snimanje i spektroskopiju planeta sličnih Zemlji, ali ništa se ne može reći o vremenu njezina lansiranja. - Cca. traka

U stvarnosti se nije radilo o osjetljivosti, već o kvaliteti površine zrcala. - Cca. traka

Ovaj projekt je u veljači 2009. odabran za zajedničku provedbu NASA-e i Europske svemirske agencije. Početkom 2011. Amerikanci su se povukli iz projekta zbog nedostatka sredstava, a Europa je odluku o sudjelovanju u njemu odgodila do veljače 2012. Dolje spomenuti projekt Ice Clipper predložen je na NASA-in natječaj još 1997. i nije prihvaćen . - Cca. traka

Jao, i u ovome je tekst zastario. Poput EJSM-a, ovaj zajednički projekt izgubio je potporu SAD-a početkom 2011. i trenutno je u reviziji, tražeći ista sredstva u proračunu EKA-e kao EJSM i Međunarodni rendgenski opservatorij IXO. Samo jedan od ova tri projekta, u reduciranom obliku, može biti odobren za realizaciju u 2012. godini, a pokretanje nakon 2020. godine - napomena. traka

A neki od njih se ispituju. - Cca. traka

Strogo govoreći, to je bio naziv NASA-inog programa osmišljenog da ispuni Bushove zahtjeve, čije glavne odredbe autor opisuje u nastavku. - Cca. traka

SAD ima rakete i ne treba ih izmišljati od nule: svemirsku letjelicu Orion može lansirati teška varijanta - nosač Delta IV, a lakši privatni brodovi - na raketama Atlas V ili Falcon-9. Ali ne postoji niti jedna gotova svemirska letjelica s ljudskom posadom i neće je biti u sljedeće tri do četiri godine. - Cca. traka

Poanta, naravno, nije udaljenost, već povećanje i smanjenje brzine potrebne za letove. Također je preporučljivo ograničiti trajanje ekspedicije kako bi se smanjila izloženost posade radijaciji. Ukupno, ova ograničenja mogu rezultirati shemom leta s vrlo visokom potrošnjom goriva i, sukladno tome, velikom masom ekspedicijskog kompleksa i njegovom cijenom. - Cca. traka

Ovo nije istina. Vrući plinovi prodrli su unutar lijevog krila Columbie i nakon dugotrajnog zagrijavanja oduzeli mu snagu. Krilo je deformirano, brod je izgubio jedinu ispravnu orijentaciju pri kočenju u gornjoj atmosferi i uništen je aerodinamičkim silama. Astronauti su stradali od pada tlaka i nepodnošljivih udarnih preopterećenja. - Cca. traka

U veljači 2010. Obamina administracija najavila je potpuno zatvaranje programa Constellation, uključujući svemirsku letjelicu Orion, ali je već u travnju pristala zadržati je kao vozilo za spašavanje za ISS. Godine 2011. postignut je konsenzus o trenutnom početku financiranja super-teške rakete-nosača SLS temeljene na elementima šatla i nastavka rada na Orionu bez formalne objave ciljeva obećavajućeg programa s ljudskom posadom. - Cca. traka

Ništa poput ovoga! Prvo, Rusi i Amerikanci koji sada zajedno lete šest mjeseci slijeću zdravi i mogu hodati, iako oprezno, na dan slijetanja. Drugo, stanje sovjetskih i ruskih kozmonauta bilo je isto nakon rekordnih letova od 366 i 438 dana, budući da su sredstva koja smo razvili za borbu protiv utjecaja čimbenika svemirskih letova dovoljna za takva razdoblja. Treće, Andrijan Nikolajev i Vitalij Sevastjanov jedva su puzali nakon rekordnog 18-dnevnog leta na Sojuzu-9 1970. godine, kada još nisu bile primijenjene praktički nikakve preventivne mjere. - Cca. traka

Okretanje broda ili njegovog dijela oko svoje osi vrlo je jednostavno i ne zahtijeva gotovo nikakvu dodatnu potrošnju goriva. Druga stvar je da posadi možda nije zgodno raditi u takvim uvjetima. Međutim, nema praktički nikakvih eksperimentalnih podataka o ovom pitanju. - Cca. traka

Ova popularna procjena troškova ISS-a je netočna jer umjetno uključuje troškove svih letova shuttlea tijekom njegove izgradnje i rada. Dizajn i proizvodnja komponenti stanica, znanstvenih instrumenata i kontrole misije sada se procjenjuju na približno 58 milijardi dolara tijekom gotovo 30 godina (1984. – 2011.). - Cca. traka

Svemirski lift ne može završiti na visini geostacionarne orbite - da bi nepomično visio i mogao poslužiti kao oslonac za kretanje transportnih kabina, sustav mora biti opremljen protuutegom na visini do 100.000 km . - Cca. traka

Drugi primjerak ove letjelice, NanoSail-D2, lansiran je 20. studenog 2010. zajedno sa satelitom Fastsat, odvojio se od njega 17. siječnja 2011. i uspješno razvio svemirsko jedro površine 10 m2. - Cca. traka

U svibnju 2011. tri eksperimentalna "čip satelita" Peckovog tima isporučena su na ISS za ispitivanje izdržljivosti u svemirskim uvjetima. - Cca. traka

Takav prijenos sam po sebi je zastrašujući zadatak. - Cca. traka

Planetarni znanstvenici postavili su prioritete u proučavanju Sunčevog sustava.

Za ljude rođene u doba istraživanja svemira, knjige o Sunčevom sustavu objavljene prije 1957. često dovode do stanja šoka. Kako malo je znala starija generacija, nemajući pojma o golemim vulkanima i kanjonima Marsa, u usporedbi s kojima se Mount Everest doima kao šumski mravinjak, a Grand Canyon kao jarak pokraj ceste. Možda se prije vjerovalo da bi ispod Venerinih oblaka mogla postojati raskošna vlažna džungla, ili beskrajna suha pustinja, ili uzavreli ocean, ili goleme katranske močvare - bilo što, ali ne ono što se zapravo pokazalo: ogromna vulkanska polja - scene Noine poplave smrznute magme. Izgled Saturna prije se činio dosadnim: dva nejasna prstena, dok se danas možemo diviti stotinama i tisućama elegantnih prstenova. Sateliti divovskih planeta bili su mrlje, a ne fantastični krajolici s jezerima metana i gejzirima prašine.

Tih su godina svi planeti izgledali kao mali otočići svjetlosti, a Zemlja se činila puno većom nego danas. Nitko nikada nije vidio naš planet izvana: plavi mramor na crnom baršunu, prekriven tankim slojem vode i zraka. Nitko nije znao da je Mjesec svoje rođenje zahvalio udaru, ili da se smrt dinosaura dogodila u isto vrijeme. Nitko nije u potpunosti razumio kako čovječanstvo može potpuno promijeniti okoliš cijele planete. Osim toga, svemirsko doba nas je obogatilo spoznajama o prirodi i otvorilo nove perspektive.

Od lansiranja Sputnika, istraživanje planeta imalo je nekoliko uspona i padova. Primjerice, 1980-ih. posao je gotovo stao. Danas Sunčevim sustavom lutaju deseci sondi iz različitih zemalja – od Merkura do Plutona. Ali proračun se reže, troškovi rastu i ne dovode uvijek do željenog rezultata, što baca sjenu na NASA-u. Agencija trenutno prolazi kroz teško razdoblje u svojoj povijesti otkako je Nixon ukinuo program Apollo prije 35 godina.

"NASA-ini stručnjaci nastavljaju tražiti prioritetna područja za istraživanje", kaže Anthony Janetos ( Anthony Janetos) iz Pacific Northwest National Laboratory, člana Nacionalnog istraživačkog vijeća (NRC), koji nadzire NASA-in program promatranja Zemlje. -Istražuju li svemir? Proučavaju li čovjeka ili se bave čistom znanošću? Žure li prema galaksijama ili su ograničeni na Sunčev sustav? Zanimaju li ih šatlovi i svemirske postaje ili samo priroda našeg planeta?”

Načelno bi ovakav razvoj događaja trebao uroditi plodom. Ne samo da se moraju oživjeti programi robotskih sondi, već se moraju oživjeti i svemirski letovi s ljudskom posadom. Predsjednik George W. Bush je 2004. postavio cilj kročiti na Mjesec i Mars. Unatoč kontroverzama ove ideje, NASA ju je prihvatila. Ali poteškoća je bila u tome što je to brzo postalo nefinancirani mandat i prisililo agenciju da probije zid koji tradicionalno "štiti" znanost i programe s osobljem od prekoračenja troškova. "Mislim da svi znaju da agencija nema dovoljno novca da obavi sav posao koji treba obaviti", kaže Bill Claybaugh ( Bill Claybaugh), direktor NASA-inog odjela za istraživanje i analizu. "Novac ne pada poput zlatne kiše na svemirske agencije drugih zemalja."

NRC ponekad napravi korak unatrag i pita se kako napreduje planetarna znanost u svijetu. Stoga predstavljamo listu prioritetnih ciljeva.

1. Praćenje klime na Zemlji

Godine 2005. panel Nacionalnog istraživačkog vijeća zaključio je: "postoji rizik da ekološki satelitski sustav zakaže." Od tada se situacija promijenila. NASA je prebacila 600 milijuna dolara tijekom pet godina iz projekata istraživanja Zemlje za podršku programima za shuttle i svemirsku postaju. U isto vrijeme, razvoj novog nacionalnog sustava satelita za promatranje Zemlje u polarnoj orbiti premašio je proračun i mora se smanjiti. Ovo se odnosi na instrumente koji proučavaju globalno zagrijavanje, mjerenje sunčevog zračenja koje pada na Zemlju i infracrvenih zraka koje se odbijaju od Zemljine površine.

Kao rezultat toga, više od 20 satelita sustava za promatranje Zemlje prestat će raditi čak i prije nego što novi uređaji dođu da ih zamijene. Znanstvenici i inženjeri se nadaju da će ih još neko vrijeme moći održati u ispravnom stanju. “Spremni smo raditi, ali sada nam treba plan,” kaže Robert Cahalan ( Robert Cahalan), voditelj Odjela za klimu i radijaciju u NASA Goddard Space Flight Centru. "Jedva čekaš da puknu."

Ako sateliti prestanu funkcionirati prije nego stignu zamjene, pojavit će se praznina u podacima koja otežava praćenje promjena. Primjerice, ako sljedeća generacija uređaja primijeti da je Sunce postalo svjetlije, bit će teško shvatiti je li to doista tako ili su instrumenti krivo kalibrirani. Ovaj se problem ne može riješiti ako se ne provode kontinuirana satelitska promatranja. Promatranja Zemljine površine sa satelita Landsat, koji se provode od 1972., prekinuti su na nekoliko godina, a Ministarstvo poljoprivrede SAD-a prisiljeno je kupiti podatke s indijskih satelita za praćenje usjeva.

NRC poziva na obnovu financiranja i lansiranje 17 novih svemirskih letjelica za praćenje ledenog pokrivača i ugljičnog dioksida tijekom sljedećeg desetljeća kako bi se proučilo kako ti čimbenici utječu na vrijeme i poboljšale metode predviđanja. Nažalost, istraživanje klime je uhvaćeno između rutinskog promatranja vremena (posao NOAA-e) i znanosti (posao NASA-e). "Glavni problem je što nitko nije zadužen za praćenje klime", kaže klimatolog Drew Schindel ( Drew Shindell) iz NASA-inog Centra za svemirska istraživanja Goddard. Kao i mnogi drugi znanstvenici, smatra da vladine klimatske programe, raspoređene po resorima, treba objediniti i prebaciti u jedan resor koji će se baviti samo ovom temom.

Plan akcije

• Financirajte 17 novih satelita koje je predložila NASA u sljedećem desetljeću (cijena: oko 500 milijuna dolara godišnje).
• Osnovati ured za istraživanje klime.

2. Priprema zaštite od asteroida

Prijetnja od asteroida

Asteroidi promjera 10 km (ubojice dinosaura) padaju na zemlju u prosjeku jednom u 100 milijuna godina. Asteroidi promjera oko 1 km (globalni razarači) - jednom u pola milijuna godina. Asteroidi veličine 50 m koji mogu uništiti grad pojavljuju se jednom u tisućljeću.

Space Defence Survey identificirao je više od 700 tijela veličine kilometara, no sva nam nisu opasna u narednim stoljećima. Međutim, ovo istraživanje neće moći otkriti više od 75% takvih asteroida.

Šansa da se među neotkrivenih 25% nađe asteroid koji će pasti na zemlju je mala. Prosječni rizik je do 1 tisuće smrtnih slučajeva godišnje. Rizik od manjih asteroida je u prosjeku do 100 ljudi godišnje.

Asteroid je tako ogroman, a svemirska sonda tako mala... ali dajte joj vremena, čak i slaba raketa može skrenuti divovski kamen s njegove opasne orbite

Poput praćenja klime, čini se da je zaštita planeta od asteroida uhvaćena između dvije stolice. Ni NASA ni Europska svemirska agencija ( Europska svemirska agencija, ESA) nemaju mandat spasiti čovječanstvo. Najbolje što su napravili bio je program Survey for Space Defense ( Istraživanje svemirske straže, NASA) s proračunom od 4 milijuna dolara godišnje za traženje u svemiru blizu Zemlje tijela promjera većeg od 1 km, koja mogu naštetiti ne samo bilo kojem dijelu planeta, već i Zemlji u cjelini . No, za sada se nitko ne bavi sustavnom potragom za manjim “regionalnim razaračima”, kojih bi u blizini Zemlje trebalo biti oko 20 tisuća. Ne postoji ni Uprava za svemirske prijetnje koja bi u slučaju potrebe oglasila uzbunu. Da sigurnosna tehnologija postoji, trebalo bi najmanje 15 godina da se osigura zaštita od opasnog upada. "Trenutno u SAD-u ne postoji sveobuhvatan plan", kaže Larry Lemke ( Larry Lemke), inženjer u NASA-inom centru Aimson.

Kao odgovor na zahtjev Kongresa u ožujku 2007., NASA je objavila izvješće u kojem stoji da se otkrivanje tijela veličine od 100 do 1000 m može povjeriti Large Survey Telescope ( Veliki sinoptički teleskop za pregled, LSST), razvijen za pregled neba i traženje novih objekata. Programeri ovog projekta vjeruju da će u obliku u kojem je zamišljen teleskop moći detektirati 80% ovih tijela unutar 10 godina rada (2014.-2024.). Uz dodatnih 100 milijuna dolara uloženih u projekt, učinkovitost bi se mogla povećati na 90%.

Kao i svi zemaljski instrumenti, mogućnosti LSST teleskopa su ograničene. Prvo, ima slijepu točku: može promatrati najopasnije objekte koji se kreću u blizini Zemljine orbite malo ispred ili iza našeg planeta samo u jutarnjim ili večernjim zorama, kada ih sunčeve zrake otežavaju otkrivanje. Drugo, ovaj teleskop može odrediti masu asteroida samo neizravno - po svjetlini. U ovom slučaju, procjena mase može se razlikovati za pola: veliki tamni asteroid može se zamijeniti s malim, ali laganim. "A ova razlika može biti vrlo važna ako nam je potrebna zaštita", kaže Claybaugh.

Kako bi riješila te probleme, NASA je odlučila izgraditi infracrveni svemirski teleskop vrijedan 500 milijuna dolara i postaviti ga u orbitu oko Sunca. Moći će otkriti svaku prijetnju Zemlji i, promatrajući nebeska tijela na različitim valnim duljinama, odrediti njihovu masu s pogreškom od najviše 20%. "Ako to želite učiniti kako treba, trebate promatrati infracrveno iz svemira", kaže Donald Yeomans ( Donald Yeomans) iz Laboratorija za mlazni pogon, koautor izvješća.

Što učiniti ako se asteroid već kreće prema našem planetu? Praktično pravilo je da da biste skrenuli asteroid za radijus Zemlje, morate promijeniti njegovu brzinu deset godina prije udara za milimetar u sekundi, gurajući ga nuklearnom eksplozijom ili povlačeći natrag gravitacijskim privlačenjem.

Godine 2004. NASA-ina Komisija za ekspedicije na objekte bliske Zemlji preporučila je testiranje. Prema projektu Don Quijote vrijednom 400 milijuna dolara, trebao bi mijenjati putanju udarcem u prepreku tešku četiristo kilograma. Oslobađanje materijala nakon sudara kao rezultat reakcije pomaknut će smjer asteroida, ali nitko ne zna koliko će taj učinak biti jak. Utvrđivanje toga glavni je zadatak projekta. Znanstvenici moraju pronaći tijelo u tako dalekoj orbiti da ga udar ne bi slučajno stavio na putanju sudara sa Zemljom.

U proljeće 2008. ESA je dovršila preliminarni nacrt i odmah ga odložila na policu zbog nedostatka novca. Kako bi provela svoje planove, pokušat će udružiti snage s NASA-om i/ili Japanskom svemirskom agencijom ( Japanska agencija za istraživanje svemira, JAXA).

Plan akcije

• Napredna potraga za asteroidima, uključujući mala tijela, moguće pomoću namjenskog svemirskog infracrvenog teleskopa.
• Eksperiment kontroliranog otklona asteroida.
• Razvoj formalnog sustava za procjenu potencijalnih opasnosti.

3. Potraga za novim životom

Znanstvenici su Sunčev sustav prije lansiranja satelita smatrali pravim rajem. Tada je optimizam splasnuo. Ispostavilo se da je Zemljina sestra pravi pakao. Približivši se prašnjavom Marsu, pomorci su otkrili da je krajolik pun kratera sličan onom na Mjesecu; Nakon što su sjedili na njegovoj površini, Vikinzi nisu mogli pronaći niti jednu organsku molekulu. Ali kasnije su otkrivena mjesta pogodna za život. Mars još uvijek obećava. Čini se da planetarni mjeseci, posebice Europa i Enceladus, imaju velika podzemna mora i goleme količine sirovog materijala za nastanak života. Čak je i Venera možda nekad bila prekrivena oceanom. Na Marsu NASA ne traži same organizme, već tragove njihovog postojanja u prošlosti ili sadašnjosti, fokusirajući se na prisutnost vode. Najnovija sonda Phoenix, lansirana u kolovozu, trebala bi sletjeti u neistraženu sjevernu polarnu regiju 2008. godine. Ovo nije rover, već stacionarni uređaj s manipulatorom koji može kopati u tlo nekoliko centimetara duboko u potrazi za naslagama leda. Znanstveni laboratorij za Mars također se priprema za let ( Marsov znanstveni laboratorij, MSL) je 1,5 milijardi dolara vrijedan Mars rover veličine automobila koji bi trebao biti lansiran krajem 2009. i sletjeti godinu dana kasnije.

Ali postupno će se znanstvenici vratiti izravnoj potrazi za živim organizmima ili njihovim ostacima. ESA planira lansirati sondu ExoMars 2013. ( ExoMars), opremljen istim laboratorijem kao i Vikinzi, i bušilicom koja može ići 2 m duboko u tlo - dovoljno da dosegne slojeve u kojima organski spojevi nisu uništeni.

Mnogi planetarni znanstvenici smatraju da je prioritet proučavanje kamenja donesenog s Marsa na Zemlju. Analiza čak i male količine toga pružit će priliku da se prodre duboko u povijest planeta, kao što je program Apollo učinio za Mjesec. Problemi s proračunom NASA-e pomaknuli su projekt vrijedan više milijardi dolara do 2024. godine, no agencija je već počela nadograđivati ​​MSL kako bi mogla sačuvati uzorke iz kolekcije.

Za Jupiterov mjesec Europa znanstvenici bi također željeli imati orbiter za mjerenje kako oblik Mjeseca i gravitacijsko polje reagiraju na utjecaje plime i oseke s Jupitera. Ako unutar satelita ima tekućine, njegova će se površina dizati i spuštati za 30 m, a ako ne, samo 1 m pomoći će vam da pogledate ispod površine i možda osjetite ocean, a kamere će vam pomoći mapirati ocean. površina u pripremi za slijetanje i bušenje.

Prirodni nastavak Cassinijevog rada u blizini Titana bio bi orbiter i lender. Atmosfera Titana slična je Zemljinoj, što omogućuje korištenje balona na vrući zrak koji se povremeno može spustiti na površinu i uzeti uzorke. Svrha svega ovoga, kaže Jonathan Lunin ( Jonathan Lunine) sa Sveučilišta u Arizoni bi “analizirao površinske organske tvari kako bi testirao postoji li napredak u samoorganizaciji tvari za koju mnogi stručnjaci vjeruju da je započela podrijetlo života na Zemlji”.

U siječnju 2007. NASA je počela revidirati te projekte. Agencija planira 2008. napraviti izbor između Europe i Titana. Sonda vrijedna 2 milijarde dolara mogla bi biti pokrenuta u sljedećih deset godina. Drugo nebesko tijelo morat će pričekati još deset godina.

Na kraju se može ispostaviti da je zemaljski život jedinstven. To bi bilo tužno, ali ne bi značilo da su svi napori bili uzalud. Prema Bruceu Jakoskom ( Bruce Jacosky), ravnatelj Astrobiološkog centra na Sveučilištu Colorado, astrobiologija nam omogućuje da shvatimo koliko život može biti raznolik, koji su njegovi preduvjeti i kako je nastao na našem planetu prije 4 milijarde godina.

Plan akcije

• Dobivanje uzoraka Marsovog tla.
• Pripreme za istraživanje Europe i Titana.

4. Ključ do porijekla planeta

Kao i nastanak života, formiranje planeta bio je složen proces u više koraka. Jupiter je bio prvi, a zatim je vladao ostalima. Koliko je trajala ova edukacija? Ili je nastao u jednoj gravitacijskoj kompresiji, poput male zvijezde? Je li nastala daleko od Sunca, a zatim mu se približila, o čemu svjedoči anomalno visok sadržaj teških elemenata? I može li u isto vrijeme gurati male planete duž svoje staze? Jupiterov satelit Juno, koji NASA planira lansirati 2011., trebao bi pomoći u odgovoru na ova pitanja.

Razvoj ideje o sondi Stardust, koja je 2006. dostavila uzorke prašine iz kome koja okružuje čvrstu jezgru kometa, također bi pomogao u razumijevanju nastanka planeta. Prema voditelju projekta Donaldu Brownleeju ( Donald Brownlee) sa Sveučilišta u Washingtonu, Stardust pokazao je da su kometi bili kolosalni sakupljači materijala protosolarne maglice u ranoj fazi formiranja Sunčevog sustava, koji je bio zamrznut u led i sačuvan do danas. "Zvjezdana prašina donijela je izvanredna zrnca prašine iz unutrašnjosti Sunčevog sustava, iz ekstrasolarnih izvora i, očito, čak i iz uništenih objekata poput Plutona, ali njih je vrlo malo." JAXA planira dobiti uzorke iz jezgri kometa.

Mjesec može postati i platforma za astroarheološka istraživanja. Bio je to svojevrsni kamen iz Rosette za razumijevanje povijesti udara u mladom Sunčevom sustavu, jer je pomogao povezati relativnu starost površine, utvrđenu brojanjem kratera, s apsolutnim datiranjem uzoraka koje su vratili Apollo i ruska Luna. Ali 1960-ih. lenderi su posjetili samo nekoliko mjesta. Nisu uspjeli stići do kratera Aitken, bazena veličine kontinenta na suprotnoj strani čija starost može ukazivati ​​na to kada je formiranje planeta završilo. NASA sada razmatra slanje robota tamo da uzme uzorke i vrati ih na Zemlju.

Još jedna misterija Sunčevog sustava je da su asteroidi Glavnog pojasa izgleda nastali prije Marsa, koji je pak nastao prije Zemlje. Čini se da je val formiranja planeta išao prema unutra, vjerojatno potaknut Jupiterom. Ali uklapa li se Venera u ovaj obrazac? Uostalom, ovaj planet sa svojim kiselim oblacima, ogromnim pritiskom i paklenim temperaturama nije najugodnije mjesto za slijetanje. Godine 2004. NRC je preporučio postavljanje balona koji bi se mogao nakratko spustiti na površinu, uzeti uzorke, a zatim dobiti potrebnu visinu za njihovu analizu ili poslati natrag na Zemlju. Sredinom 1980-ih. Sovjetski Savez je već poslao letjelicu na Veneru, a sada Ruska svemirska agencija planira lansirati novi lender.

Proučavanje nastanka planeta na neki je način slično proučavanju podrijetla života. Venera se nalazi na unutarnjem rubu zone života, Mars na vanjskom rubu, a Zemlja u sredini. Razumijevanje razlika između ovih planeta znači napredovanje u potrazi za životom izvan Sunčevog sustava.

Plan akcije

• Uzmite uzorke materije iz jezgri kometa, Mjeseca i Venere.

5. Izvan Sunčevog sustava

Prije dvije godine legendarni Voyageri prebrodili su financijsku krizu. Kada je NASA objavila da će ugasiti projekt, negodovanje javnosti natjeralo ih je da nastave s radom. Ništa što je napravio čovjek nikada nije bilo tako daleko od nas kao Voyager 1: 103 astronomske jedinice (AJ), tj. 103 puta dalje od Zemlje od Sunca, a tome dodamo još 3,6 a.u. Godine 2002. ili 2004. (prema različitim procjenama) dosegla je tajanstvenu višeslojnu granicu Sunčevog sustava, gdje se čestice solarnog vjetra sudaraju s protokom međuzvjezdanog plina.

Ali Voyageri su dizajnirani za istraživanje vanjskih planeta, a ne međuzvjezdanog prostora. Njihovi izvori energije plutonija presušuju. NASA već dugo razmišlja o stvaranju posebne sonde, a NRC izvješće o solarnoj fizici iz 2004. savjetuje agenciju da počne raditi u tom smjeru.

Vanjske granice

Međuzvjezdana sonda trebala bi istražiti granično područje Sunčevog sustava, gdje se plin izbačen sa Sunca susreće s međuzvjezdanim plinom. Mora imati brzinu, izdržljivost i opremu koju Voyageri i Pioneeri nemaju.

Sonda mora mjeriti sadržaj aminokiselina međuzvjezdanih čestica kako bi utvrdila koliko je složene organske tvari ušlo u Sunčev sustav izvana. Također treba pronaći čestice antimaterije koje bi se mogle roditi u minijaturnim crnim rupama ili tamnoj tvari. Mora odrediti kako rub Sunčevog sustava reflektira materiju, uključujući kozmičke zrake koje mogu utjecati na Zemljinu klimu. Također treba saznati postoji li u međuzvjezdanom prostoru oko nas magnetsko polje koje može imati važnu ulogu u nastanku zvijezda. Ova se sonda može koristiti kao minijaturni svemirski teleskop za provođenje kozmoloških promatranja bez utjecaja međuplanetarne prašine. To bi pomoglo u proučavanju takozvane Pioneerove anomalije, neobjašnjive sile koja djeluje na dvije udaljene svemirske sonde Pioneer 10 i Pioneer 11, a također bi testiralo Einsteinovu teoriju opće relativnosti pokazujući gdje sunčeva gravitacija prikuplja zrake svjetlosti iz udaljenih izvora u fokus . Mogao bi se koristiti za detaljno proučavanje jedne od obližnjih zvijezda, poput Epsilona Eridanija, iako bi bili potrebni deseci tisuća godina da se tamo stigne.

Da bi se doseglo nebesko tijelo na udaljenosti od stotina astronomskih jedinica tijekom života znanstvenika (i izvora energije plutonija), potrebno je ubrzati do brzine od 15 AJ. u godini. Da biste to učinili, možete koristiti jednu od tri opcije - tešku, srednju ili laganu, s ionskim motorom koji pokreće nuklearni reaktor ili solarno jedro.

Tešku (36 t) i srednju (1 t) sonde razvili su 2005. timovi predvođeni Thomasom Zurbuchenom ( Thomas Zurbuchen) sa Sveučilišta Michigan u Ann Arboru i Ralph McNutt ( Ralph McNutt) iz Laboratorija za primijenjenu fiziku Sveučilišta Johns Hopkins. Ali najlakša opcija izgleda prihvatljivija za pokretanje. ESA sada razmatra prijedlog međunarodnog tima znanstvenika predvođenih Robertom Wimmer-Schweingruberom ( Robert Wimmer-Schweingruber) sa Sveučilišta u Kielu, Njemačka. NASA bi se također mogla pridružiti ovom projektu.

Sunčevo jedro promjera 200 m moći će ubrzati sondu tešku pet stotina kilograma. Nakon lansiranja sa Zemlje, mora juriti prema Suncu i proći mu što bliže (unutar orbite Merkura) kako bi uhvatio snažan val sunčeve svjetlosti. Poput windsurfera, svemirska letjelica će letati. Prije orbite oko Jupitera mora spustiti jedro i slobodno letjeti. Ali prvo, inženjeri moraju razviti jedro koje je dovoljno lagano i testirati ga u pojednostavljenoj verziji.

“Takva misija pod pokroviteljstvom ESA-e ili NASA-e bila bi sljedeći logičan korak u istraživanju svemira”, kaže Wimmer-Schweingruber. Tijekom sljedećih 30 godina, trošak ovog projekta procjenjuje se na 2 milijarde dolara. Proučavanje planeta pomoći će nam da shvatimo kako se Zemlja uklapa u cjelokupnu shemu, a proučavanje našeg međuzvjezdanog susjedstva pomoći će nam da saznamo isto za cijeli Sunčev sustav.

Probivši nebeski svod svojim "Vostokom 1", pao je ravno u svemir. Svijet je bio pokoren. Dame su cikale, padajući cvijeće pred herojeve noge, a čelnici svih zemalja, pristrasna engleska kraljica i dobrodušni revolucionar Fidel grlili su najšarmantnijeg čovjeka koji je ikada živio kao svog brata. Zatim kozmonaut Leonov, koji je izašao u svemir, Tereškova, let na Mjesec, oduzimanje prava Plutonu da se zove planetom i nikakav vidljiv kozmički napredak. Dobro, pisac znanstvene fantastike Bradbury se pomirio s tim, ali Sergej Pavlovič Koroljov bi bio vrlo nezadovoljan. Kako da mu objasnimo da čovječanstvo nije ni bilo na Mjesecu?

Šteta, drugovi. No posljednjih godina došlo je do velikog pomaka i ako sve bude išlo po planu, desetljeće između 2020. i 2030. obećava da će biti naše nove 60-e. Pogledajmo na čemu Roscosmos, NASA i Europska svemirska agencija sada rade.

1. Pobjeći s asteroida. Verzija #1

Svete ideje filma “Armagedon”, više fantastične nego znanstvene, žive u srcima istraživača svemira. Samo će sve biti bez ljudskih žrtava. Dron će jednostavno sletjeti na hrapavu površinu asteroida i preusmjeriti tijelo koje bezumno luta u stabilnu orbitu oko Mjeseca ili Zemlje.

Ovo nije potrebno za spašavanje Zemlje, a ovo nije nikakav hir, asteroid će se jednostavno koristiti za potrebe obuke. Prije svega, na ovom asteroidu možete uvježbavati slijetanje na Mjesec, Mars i druga svemirska tijela, kako bi astronauti znali kako se ponašati u ovoj situaciji. Osim toga, bit će moguće uzeti analizu tla s asteroida, što će pomoći u dobivanju novih informacija o podrijetlu Sunčevog sustava. Kako će točno biti snimljeno nebesko tijelo još nije odlučeno. Opcije koje se razmatraju uključuju korištenje golemog spremnika na napuhavanje za držanje asteroida.

2. Pobjeći s asteroida. Verzija #2

Europska svemirska agencija ima svoj pogled na borbu s asteroidima, koji više liči na kanonsku metodu iz filma. Projekt AIDA (Asteroid Impact & Deflection Assessment) prva je misija čovječanstva na dvostruki asteroid Didim koji će se našem planetu približiti na 11 milijuna kilometara 2022. godine. Promjer glavnog tijela je oko 800 metara, njegov satelit - 150 metara. Oba asteroida kruže oko zajedničkog centra mase na udaljenosti od oko jednog kilometra.

Još 2014. godine projekt se zvao , no tada je, kao i uvijek, ponestalo novca i NASA je priskočila u pomoć. Sada, u slučaju uspješnog ishoda, morat će se podijeliti lovorike.

Udarna sonda DART koju je razvila NASA zabit će se u satelit asteroida brzinom od oko 6,5 kilometara u sekundi, a aparat AIM Europske svemirske agencije (ESA) bavit će se orbitalnim istraživanjem dvaju nebeskih tijela, kao i posljedice sudara "samoubilačke sonde". Eksperiment s udarom trebao bi pomoći stručnjacima da shvate je li moguće gurnuti asteroid iz orbite.

3. Mjesečeva baza

Prema nepotvrđenim informacijama, to će se dogoditi početkom 2030-ih, gotovo 70-ak godina nakon što je tamo navodno kročio imenjak briljantnog bluesmana. Ali ovaj put nije planiran samo kurtoazni posjet, već punopravno navijanje na satelitu. Baza će biti predviđena za 2-3 osobe i bit će ne samo svojevrsno pit stop za posade koje kreću u istraživanje udaljenijih planeta, već i svojevrsni rudnik. Tko nije znao, planiraju izvući vodik na Mjesecu i zatim ga pretvoriti u raketno gorivo.

4. "Luna-Glob"

No, prema Mjesecu gledaju i naši hrabri astronauti. Zapravo, ovo je jedini samostalni projekt ovog razmjera od kojeg Rusija još nije odustala.

Istina, stvaranje svemirske baze na Mjesecu još je daleka perspektiva, ali projekti međuplanetarnih automatskih stanica za proučavanje umjetnog Zemljinog satelita sada su sasvim izvedivi, a već nekoliko godina glavni u Rusiji je Luna-Glob program - zapravo, prvi nužan korak prema potencijalnom lunarnom naselju.

Sonda će razraditi mehanizam slijetanja na Mjesečevu površinu i proučavat će Mjesečevo tlo - bušenjem uzeti uzorke tla i dodatno ga analizirati na prisutnost leda (voda je neophodna i za život astronauta i potencijalno kao vodikovo gorivo za rakete ).

Puno je puta iz raznih razloga odgađano lansiranje uređaja, a zasad smo se zaustavili na 2015. godini. U budućnosti, prije leta s ljudskom posadom planiranog za 2030-e, planira se lansirati još nekoliko težih sondi, uključujući Luna-Resurs, koja će također proučavati Mjesec i druge potrebne pripremne mjere za buduće slijetanje astronauta.

Ali nemojte žuriti kritizirati naše kozmičko dostojanstvo. Rusija, primjerice, uporno šalje američke, europske, kanadske i japanske astronaute u svemir. Mjesta na domaćim Sojuzima rasprodana su godinama koje dolaze. Druge zemlje preuzimaju rusko iskustvo u pripremama za svemirske letove. U Francuskoj je nedavno pokrenut program obuke ruskih kozmonauta koji simulira bestežinsko stanje.

Ne zaboravite da smo dugo vremena bili jedini u poslu slanja milijunaša kao svemirskih turista.

Najprije trebamo riješiti probleme s kozmodromom Plesetsk, razviti GLONASS, razraditi servisne sustave za pojedine svemirske letjelice u orbiti i napraviti druge sitnice bez kojih je istraživanje svemira nemoguće. Dakle, sve je pred nama, Yura će i dalje biti ponosan na nas.

5. Naprijed do Jupitera

Jupiter izgleda previše obećavajući planet za buduća istraživanja svemira. I nije imao vremena da se zubima nabije kao Mars ili Mjesec. Istraživače posebno zanima satelit planeta Europa sa svojim ledenim prostranstvima. Zbog velike udaljenosti od Sunca, Europa prima vrlo malo topline, no moguće je da se ispod leda nalazi tekuća voda, zagrijana tektonskim aktivnostima u utrobi planeta. Da biste došli do njega, trebat će vam kriobot - uređaj koji se toplinskim utjecajem probija kroz led debljine nekoliko kilometara. NASA već radi na takvom uređaju koji nazivaju Valkyrie. Uređaj zagrijava vodu pomoću ugrađenog izvora nuklearne energije i usmjerava mlaz na led, otapajući ga. Valkyrie zatim skuplja otopljenu vodu i ponavlja postupak, postupno se krećući naprijed. Tijekom testiranja na Aljasci, uzorak je svladao osam kilometara leda tijekom godine dana. Kao rezultat toga, ako se ekspedicija održi, znanstvenici se nadaju da će prvi put otkriti uvjete pogodne za nastanak života.

Međutim, Europljani, pohlepni za slavom, svim silama pokušavaju uzeti lovorike istraživača Jupitera za sebe. 2022. će na Jupiter poslati međuplanetarnu automatsku stanicu Jupiter Icy Moon Explorer. Satelit će odmah istražiti tri najbliža i najveća Jupiterova satelita iz takozvane Galilejeve skupine: Europu, Ganimed i Kalisto. Ako se uspješno lansira u zakazano vrijeme, uređaj će stići do Jupiterovog sustava 2030. godine.

6. Let do Alpha Centauri

Ekspedicije unutar Sunčevog sustava nisu svima impresivne, neki poput Alpha Centauri. Sva nada leži samo u “Centenary Spaceship” - zajedničkom projektu NASA-e i Američke agencije za napredna obrambena istraživanja. Ako je sve u redu, tada će čovječanstvo otići do nama najbliže zvijezde izvan Sunčevog sustava tijekom života sadašnje novorođenčadi. U najmanju ruku, voditelji projekta očekuju da će stvoriti tehnologije potrebne za međuzvjezdana putovanja u sljedećih 100 godina, kao što je motor antimaterije. Također će biti potrebno razmisliti o mjerama za sprječavanje posljedica dugog boravka u svemiru za ljudski organizam. S obzirom na trenutno stanje znanosti, izgledi za uspjeh misije čine se zanemarivima. No, projekt se sve više financira, tako da šanse postoje.

7. Svemirski teleskop James Webb

Hubble teleskop ima nasljednika koji se razvija već 20 godina. Ali ovo dugo čekanje se isplati - čovječanstvo će konačno moći pogledati najudaljenije objekte svemira, koji se nalaze milijardama svjetlosnih godina od nas. Na primjer, bit će moguće vidjeti neke od prvih zvijezda i galaksija koje su nastale nakon Velikog praska. No, nije sve tako ružičasto - mnogi astrofizičari nisu sigurni u učinkovitost ovog okulara, posebno nakon brojnih promašaja tijekom testiranja i beskrajnih proračunskih viškova. Ali pričekajte i vidjet ćete, nema još puno vremena, samo godinu dana.

8. Putovanje na Mars

Toliko govore da se iz nekog razloga čini da smo tamo već letjeli. Štoviše, ne samo NASA, već i novopečeni SpaceX i Blue Origin natječu se za let. S druge strane, u NASA-i se ne žuri i smatraju da je bolje izračunati sve rizike na Zemlji prije no što pomodrite, napraviti niz testova (asteroid u pomoć), pa tek onda poslati ljude u međuzvjezdana masa. Planiraju to učiniti 2030. godine, no, najvjerojatnije, let će biti odgođen, jer se ovih nekoliko godina dečki iz svemirske agencije samo žale na nedostatak budžeta. Nizozemska tvrtka Mars One planira poslati ekspediciju 2026. godine, no taj projekt povremeno biva kompromitiran činjenicom da je jednostavno neodrživ. Neki kandidati za let kažu da organizatori cijelog ovog pokreta nisu prikupili potreban novac, ali se i dalje nadaju sponzorstvu.

Europska svemirska agencija također ima svoj plan za misiju na Mars. Ovi drugovi žele spustiti čovjeka na Mars bliže 2033. Iz uprave agencije kažu da će zbog slabih sredstava biti prisiljeni posegnuti za međunarodnom suradnjom. Na primjer, Rusija je uključena u jednu od faza programa pod nazivom ExoMars. Ali ova pozornica nije povezana s, već s proučavanjem mogućnosti života na njoj.

Danas vodeće svemirske agencije prepoznaju program SpaceX kao najperspektivniji u pogledu istraživanja Marsa. Za to je uvelike zaslužna njihova raketa šatl Falcon 9, koja danas dostavlja teret na ISS. Posebna značajka rakete je mogućnost slijetanja prvog stupnja za ponovnu upotrebu. Ova tehnologija je savršena za misije na Mars.

Predloženi sustav za lansiranje u svemir Startram, čija bi izgradnja i implementacija koštali procijenjenih 20 milijardi dolara, obećava mogućnost dostave tereta težine do 300.000 tona u orbitu po vrlo pristupačnoj cijeni od 40 dolara po kilogramu korisnog tereta. S obzirom na to da trenutna cijena isporuke 1 kg korisnog tereta u svemir iznosi u najboljem slučaju 11.000 dolara, projekt izgleda vrlo zanimljivo.

Projekt Startram neće zahtijevati rakete, gorivo ili ionske motore. Umjesto svega ovoga, ovdje će se koristiti tehnologija magnetskog odbijanja. Vrijedno je napomenuti da koncept magnetskog levitacijskog vlaka nije nov. Na Zemlji već postoje vlakovi koji se po magnetskoj površini kreću brzinom od oko 600 kilometara na sat. Međutim, svi ovi maglevovi (koji se prvenstveno koriste u Japanu) imaju jednu veliku prepreku koja ograničava njihovu najveću brzinu. Kako bi ovi vlakovi dosegli svoj puni potencijal i postigli najveće moguće brzine, moramo se riješiti vremenskih uvjeta koji ih usporavaju.

Projekt Startram predlaže rješenje ovog problema izgradnjom dugačkog visećeg vakuumskog tunela na visini od oko 20 kilometara. Na ovoj visini otpor zraka postaje manje izražen, što će omogućiti da se svemirska lansiranja izvode puno većim brzinama i s mnogo manjim otporom. Svemirske letjelice doslovno će biti izbačene u svemir, bez potrebe za nadvladavanjem atmosfere. Takav bi sustav zahtijevao oko 20 godina rada i ulaganja od ukupno 60 milijardi dolara.

Hvatač asteroida

Među ljubiteljima znanstvene fantastike svojedobno se vodila žestoka rasprava o antiznanstvenoj metodi i očito podcijenjenoj složenosti slijetanja na asteroid, prikazanoj u poznatom američkom znanstveno-fantastičnom trileru “Armagedon”. Čak je i NASA jednom primijetila da bi pronašli bolju (i realističniju) opciju da pokušaju spasiti Zemlju od neizbježnog uništenja. Štoviše, Aerospace Agency nedavno je dodijelila potporu za razvoj i izgradnju "hvatača kometa i asteroida". Svemirska letjelica će se posebnim snažnim harpunom uhvatiti za odabrani svemirski objekt i snagom svojih motora odvući te objekte od opasne putanje približavanja Zemlji.

Osim toga, uređaj se može koristiti za hvatanje asteroida s ciljem daljnjeg izvlačenja minerala iz njih. Harpun će privući svemirski objekt i odvesti ga na željeno mjesto, primjerice, u orbitu Marsa ili Mjeseca, gdje će se nalaziti orbitalne ili zemaljske baze. Nakon čega će rudarske grupe biti poslane na asteroid.

Solarna sonda

Kao i na Zemlji, i Sunce ima svoje vjetrove i oluje. No, za razliku od onih na Zemlji, solarni vjetrovi ne samo da vam mogu uništiti kosu, već vas mogu doslovno ispariti. Prema tvrdnjama aerospace agencije NASA, na mnoga pitanja o Suncu na koja još nema odgovora dat će odgovore solarna sonda koja će biti poslana prema našem svjetiljku 2018. godine.

Letjelica će se morati približiti Suncu na udaljenost od oko 6 milijuna kilometara. To će dovesti do činjenice da će sonda morati iskusiti učinke energije zračenja takve snage kakvu nijedna svemirska letjelica koju je napravio čovjek nikada nije iskusila. Prema riječima inženjera i znanstvenika, toplinski štit od ugljika i kompozita debljine 12 centimetara pomoći će u zaštiti sonde od utjecaja štetnog zračenja.

Međutim, NASA ne može jednostavno poslati sondu ravno na Sunce. Svemirska letjelica morat će napraviti najmanje sedam puta oko Venere. A za to će mu trebati oko sedam godina. Svaka rotacija će ubrzati sondu i prilagoditi putanju na točan kurs. Nakon posljednjeg preleta, sonda će krenuti prema orbiti Sunca, na udaljenosti od 5,8 milijuna kilometara od njegove površine. Tako će postati Suncu najbliži svemirski objekt koji je napravio čovjek. Trenutni rekord pripada svemirskoj sondi Helios 2 koja se nalazi na udaljenosti od približno 43,5 milijuna kilometara od Sunca.

Marsovska ispostava

Izgledi koji se pojavljuju za buduće letove na Mars i Europu su ogromni. NASA vjeruje da će, ako ih ne spriječi bilo kakva globalna kataklizma i pad asteroida ubojica, agencija poslati osobu na površinu Marsa u iduća dva desetljeća. NASA je čak već predstavila koncept buduće marsovske ispostave, čija se izgradnja planira započeti negdje u kasnim 2030-ima.

Radijus planiranog istraživačkog područja bit će oko 100 kilometara. Tu će se nalaziti stambeni moduli, znanstveni kompleksi, parkiralište za marsovske rovere, kao i rudarska oprema za tim od četiri osobe. Energiju za kompleks djelomično će proizvoditi nekoliko kompaktnih nuklearnih reaktora. Osim toga, struju će proizvoditi solarni paneli, koji će, naravno, postati neučinkoviti u slučaju marsovskih pješčanih oluja (otuda i potreba za kompaktnim reaktorima).

S vremenom će se mnogi znanstveni timovi smjestiti na ovo područje, koji će morati uzgajati vlastitu hranu, skupljati marsovsku vodu, pa čak i stvarati raketno gorivo na licu mjesta za letove natrag na Zemlju. Srećom, mnogi korisni i potrebni materijali za izgradnju marsovske baze sadržani su izravno u marsovskom tlu, tako da nećete morati nositi neke stvari da biste osnovali prvu marsovsku koloniju.

NASA ATHLETE rover

Rover poput pauka ATHLETE (All-Terrain Hex-Limbed Extraterrestrial Explorer) jednog će dana kolonizirati Mjesec. Zahvaljujući posebnom ovjesu koji se sastoji od šest neovisnih nogu sposobnih za okretanje u svim smjerovima, rover se može kretati po tlu bilo koje složenosti. U isto vrijeme, prisutnost kotača omogućuje mu brže kretanje na ravnijoj površini.

Ovaj heksopod može biti opremljen širokom paletom znanstvene i radne opreme i, ako je potrebno, može se lako nositi s ulogom pokretne dizalice. Na gornjoj fotografiji, na primjer, ATHLETE ima instaliran stambeni modul. Drugim riječima, rover se može koristiti i kao mobilna kućica. Visina SPORTAŠA je oko 4 metra. Istodobno je sposoban podizati i transportirati predmete težine do 400 kilograma. I to je u Zemljinoj gravitaciji!

Najveća prednost ATHLETE-a leži u njegovom ovjesu koji mu daje nevjerojatnu pokretljivost i sposobnost obavljanja izazovnog posla dostave teških predmeta, za razliku od stacionarnih landera koji su se koristili u prošlosti i koji se koriste danas. Jedna od mogućnosti korištenja ATHLETE je 3D ispis. Instalacija 3D pisača na njemu omogućit će korištenje rovera kao mobilne opreme za ispis za stanove na Mjesecu.

3D tiskane marsovske kuće

Kako bi pomogla u pripremama za ljudsku misiju na Mars, NASA je organizirala arhitektonsko natjecanje za razvoj i sponzoriranje tehnologija 3D ispisa koje će omogućiti 3D ispis za izgradnju kuća na Marsu.

Jedini uvjet za natjecanje bio je korištenje materijala koji su široko dostupni za rudarenje na Marsu. Pobijedile su dvije dizajnerske tvrtke iz New Yorka, Team Space Exploration Architecture i Clouds Architecture Office, koje su predložile svoj koncept marsovske kuće ICE HOUSE. Koncept koristi led kao osnovu (otuda i naziv). Izgradnja zgrada odvijat će se u ledenim zonama Marsa, gdje će biti poslani moduli za slijetanje, natovareni mnogim kompaktnim robotima koji će skupljati prljavštinu i led za izgradnju struktura oko tih modula.

Zidovi konstrukcija bit će izrađeni od mješavine vode, gela i silicija. Nakon što se materijal smrzne zahvaljujući niskim temperaturama na površini Marsa, rezultat je vrlo prikladna soba s dvostrukim stijenkama za život. Prvi zid će se sastojati od ledene smjese i pružiti dodatnu zaštitu od zračenja; ulogu drugog zida će obavljati sam modul.

Napredni koronagraf

Duboko proučavanje solarne korone (vanjski sloj atmosfere zvijezde, koji se sastoji od nabijenih čestica) otežava jedna okolnost. A ta je okolnost, koliko god ironično zvučala, samo Sunce. Rješenje problema mogao bi biti takozvani volumetrijski solarni dimmer, loptica malo veća od teniske loptice izrađena od supertamne legure titana. Suština dimmera je sljedeća: postavlja se ispred spektrografa usmjerenog prema Suncu, stvarajući tako minijaturnu pomrčinu Sunca, ostavljajući samo Sunčevu koronu.

NASA trenutno koristi ravno solarno sjenčanje na svojim SOHO i STEREO svemirskim letjelicama, ali ravni dizajn takvih uređaja stvara zamućenje i nepotrebno izobličenje. Rješenje ovog problema sugerirao je sam prostor. Poznato je da Zemlja ima svoj solarni opskurant udaljen oko 400.000 kilometara. Taj opskurant je, naravno, Mjesec, zahvaljujući kojem povremeno svjedočimo pomrčini Sunca.

NASA-in volumetrijski dimmer morat će reproducirati učinak pomrčine Mjeseca, naravno, samo za letjelicu koja će istraživati ​​Sunce, ali budući da se nalazi na udaljenosti od dva metra od svog spektrografa, dimmer će pomoći u proučavanju Sunčeve korone bez ikakvih problema, smetnji ili izobličenja.

Tehnologije robotike medonosne pčele

Honeybee Robotics, mala zapadna privatna tvrtka koja se bavi razvojem i proizvodnjom različitih svemirskih tehnologija, nedavno je dobila narudžbu od zrakoplovne agencije NASA da izvede dva nova tehnološka razvoja za svemirski program Asteroid Redirect System. Glavni cilj programa je proučavanje asteroida i pronalaženje načina za borbu protiv mogućih prijetnji njihovog sudara sa Zemljom u budućnosti. Osim toga, tvrtka razvija druge jednako zanimljive stvari.

Na primjer, jedan od tih razvoja je svemirski top, koji će ispaljivati ​​posebne projektile na asteroide i ispaljivati ​​dijelove svemirskog objekta. Nakon što je tako snimio komadić asteroida, posebna letjelica će ga uhvatiti svojim robotskim pandžama i prenijeti u Mjesečevu orbitu, gdje znanstvenici mogu detaljnije proučiti njegovu strukturu. NASA planira testirati ovaj uređaj na jednom od tri asteroida: Itokawa, Bennu ili 2008 EV5.

Drugi razvoj je takozvana svemirska nanobušilica za prikupljanje uzoraka tla s asteroida. Težina bušilice je samo 1 kilogram, a veličinom je nešto veća od prosječnog pametnog telefona. Bušilicu će koristiti ili roboti ili astronauti. Koristit će se za prikupljanje potrebne količine tla za daljnju analizu.

Solarni satelit SPS-ALPHA

SPS-ALPHA je orbitalna letjelica na solarni pogon koja se sastoji od desetaka tisuća tankih zrcala. Akumulirana energija pretvorit će se u mikrovalove i poslati natrag u posebne zemaljske postaje, odakle će se odašiljati do dalekovoda za napajanje cijelih gradova.

Ovaj je projekt možda jedan od najtežih za provedbu među onima koji su predstavljeni u današnjem izboru. Prvo, opisana platforma SPS-ALPHA bit će mnogo veća od Međunarodne svemirske postaje. Za njegovu izgradnju trebat će puno vremena, čitava vojska astronauta-inženjera i ulaganje kolosalnih sredstava. Zbog svoje divovske veličine, platforma će se morati graditi izravno u orbiti. S druge strane, elementi platforme bit će izrađeni od relativno jeftinih i nekompliciranih materijala sa stajališta masovne proizvodnje, što znači da projekt automatski prelazi iz "nemogućeg" u "vrlo složeno", što pak otvara mogućnost nadam se da će jednog dana njegova implementacija to doista učiniti.

Projekt "Objektivna Europa"

Projekt Objective Europa najluđa je ideja za istraživanje svemira ikada predložena. Njegov glavni cilj je poslati osobu u Europu, jedan od Jupiterovih mjeseca, na posebnoj podmornici, zahvaljujući kojoj će se provesti potraga za mogućim životom u subglacijalnom oceanu satelita.

Ono što pridonosi ludosti ovog projekta je činjenica da je ovo jednosmjerna misija. Svaki astronaut koji odluči otići u Europu zapravo će morati pristati žrtvovati svoj život za dobrobit znanosti, a pritom imati priliku odgovoriti na najtajnije pitanje moderne astronomije: postoji li život u svemiru osim onoga na Zemlji?

Ideja projekta Objective Europa pripada Christin von Bengston. Bengston trenutno vodi crowdsourcing kampanju za prikupljanje sredstava za ovaj projekt. Sama podmornica bit će opremljena najmodernijom tehnologijom. Bit će tu super-snažna bušilica, višedimenzionalni vučni motori, snažni reflektori i, moguće, par višenamjenskih robotskih ruku. Podmornica, kao i svemirska letjelica koja će je odvesti u Europu, trebat će snažnu zaštitu od zračenja.

Odabir mjesta slijetanja bit će kritičan. Debljina leda Europe na gotovo cijeloj njezinoj površini je nekoliko kilometara, pa bi bilo najbolje spustiti uređaj uz rasjede i pukotine, gdje ledena kora nije toliko čvrsta i debela. Projekt, naravno, otvara mnoga pitanja, uključujući i ona moralna.

Godine 2011. Sjedinjene Države prestale su upravljati kompleksom svemirskog transportnog sustava s višekratnim Space Shuttleom, zbog čega su ruski brodovi obitelji Sojuz postali jedino sredstvo za dopremanje astronauta na Međunarodnu svemirsku postaju. Sljedećih nekoliko godina takva će se situacija nastaviti, a nakon toga se očekuje pojava novih brodova koji mogu konkurirati Sojuzu. Nova dostignuća u području svemirskih letova s ​​ljudskom posadom stvaraju se u našoj zemlji i inozemstvu.

Ruska Federacija"

Tijekom proteklih desetljeća, ruska svemirska industrija napravila je nekoliko pokušaja da stvori obećavajuću svemirsku letjelicu s ljudskom posadom koja bi mogla zamijeniti Sojuz. Međutim, ovi projekti još nisu doveli do očekivanih rezultata. Najnoviji i najperspektivniji pokušaj zamjene Sojuza je projekt Federacija, koji predlaže izgradnju sustava za višekratnu upotrebu u verziji s posadom i teretu.

Makete broda "Federacija". Fotografija: Wikimedia Commons

Godine 2009. raketno-svemirska korporacija Energia dobila je narudžbu za dizajn svemirske letjelice označene kao "Napredni transportni sustav s ljudskom posadom". Naziv "Federacija" pojavio se tek nekoliko godina kasnije. RSC Energia donedavno je izrađivala potrebnu dokumentaciju. Gradnja prvog broda novog tipa započela je u ožujku prošle godine. Uskoro će gotov uzorak početi testirati na štandovima i poligonima.

Prema posljednjim najavljenim planovima, prvi svemirski let Federacije održat će se 2022. godine, a brod će poslati teret u orbitu. Prvi let s posadom planiran je za 2024. godinu. Nakon provedbe potrebnih provjera, brod će biti u mogućnosti izvršiti smjelije misije. Dakle, u drugoj polovici sljedećeg desetljeća mogli bi se dogoditi bespilotni i ljudski letovi Mjeseca.

Brod, koji se sastoji od višekratne povratne teretno-putničke kabine i jednokratnog motornog prostora, moći će imati masu do 17-19 tona, ovisno o ciljevima i nosivosti, moći će primiti do šest astronauta ili 2 tone tereta. Pri povratku modul za spuštanje može sadržavati do 500 kg tereta. Poznato je da se razvija nekoliko verzija broda za rješavanje različitih problema. Uz odgovarajuću konfiguraciju, Federacija će moći slati ljude ili teret na ISS, ili samostalno djelovati u orbiti. Također se očekuje da će se brod koristiti u budućim letovima na Mjesec.

Američka svemirska industrija, koja je prije nekoliko godina ostala bez Shuttlea, polaže velike nade u obećavajući projekt Orion, koji predstavlja razvoj ideja zatvorenog programa Constellation. Nekoliko vodećih organizacija, kako američkih tako i stranih, sudjelovalo je u razvoju ovog projekta. Stoga je Europska svemirska agencija odgovorna za stvaranje odjeljka za montažu, a Airbus će graditi takve proizvode. Američku znanost i industriju predstavljaju NASA i Lockheed Martin.

Maketa broda Orion. Fotografija NASA-e

Projekt Orion u sadašnjem obliku pokrenut je 2011. godine. Do tog vremena NASA je dovršila dio rada na programu Constellation, ali je morao biti napušten. Određeni razvoji su preneseni iz ovog projekta u novi. Već 5. prosinca 2014. američki stručnjaci uspjeli su izvesti prvo probno lansiranje obećavajućeg broda u konfiguraciji bez posade. Još nije bilo novih lansiranja. U skladu s utvrđenim planovima, autori projekta moraju dovršiti potrebne radove, a tek nakon toga bit će moguće započeti novu fazu testiranja.

Prema sadašnjim planovima, novi let svemirske letjelice Orion u konfiguraciji svemirskog kamiona dogodit će se tek 2019. godine, nakon pojave rakete-nosača Space Launch System. Bespilotna verzija broda morat će surađivati ​​s ISS-om i također letjeti oko Mjeseca. Od 2023. astronauti će biti prisutni na brodu Orions. Dugotrajni letovi s posadom, uključujući i prelete Mjeseca, planirani su za drugu polovicu sljedećeg desetljeća. U budućnosti se ne isključuje mogućnost korištenja sustava Orion u programu Mars.

Brod maksimalne težine za porinuće od 25,85 tona imat će zatvoreni odjeljak obujma nešto manje od 9 kubičnih metara, što će mu omogućiti prijevoz prilično velikog tereta ili ljudi. U Zemljinu orbitu bit će moguće prevesti do šest osoba. "Lunarna" posada bit će ograničena na četiri astronauta. Teretna modifikacija broda podići će do 2-2,5 tone s mogućnošću sigurnog vraćanja manje mase.

CST-100 Starliner

Kao alternativa za svemirsku letjelicu Orion, može se razmotriti CST-100 Starliner, koji je razvio Boeing kao dio NASA-inog programa Commercial Crew Transportation Capability. Projekt uključuje stvaranje svemirske letjelice s posadom sposobne isporučiti nekoliko ljudi u orbitu i vratiti se na zemlju. Zbog niza značajki dizajna, uključujući one koje se odnose na jednokratnu upotrebu opreme, planira se opremiti brod sa sedam sjedala za astronaute odjednom.

CST-100 u orbiti, zasad samo u umjetnikovoj mašti. NASA crtež

Starliner od 2010. stvaraju Boeing i Bigelow Aerospace. Projektiranje je trajalo nekoliko godina, a prvo porinuće novog broda očekivalo se sredinom ovog desetljeća. Međutim, zbog nekih poteškoća probno je lansiranje nekoliko puta odgođeno. Prema nedavnoj odluci NASA-e, prvo lansiranje svemirske letjelice CST-100 s teretom trebalo bi se dogoditi u kolovozu ove godine. Osim toga, Boeing je u studenom dobio dopuštenje za let s posadom. Prema svemu sudeći, perspektivni brod bit će spreman za testiranje u vrlo skoroj budućnosti, a nove promjene rasporeda više neće biti potrebne.

Starliner se od ostalih projekata perspektivnih svemirskih letjelica s ljudskom posadom američkog i stranog dizajna razlikuje po skromnijim ciljevima. Prema zamisli kreatora, ovaj će brod morati dostaviti ljude na ISS ili na druge obećavajuće stanice koje se trenutno razvijaju. Letovi izvan Zemljine orbite nisu planirani. Sve to smanjuje zahtjeve za brod i, kao rezultat, omogućuje postizanje primjetnih ušteda. Niži troškovi projekta i smanjeni troškovi prijevoza astronauta mogu biti dobra konkurentska prednost.

Karakteristična značajka broda CST-100 je njegova prilično velika veličina. Naseljiva kapsula imat će promjer nešto više od 4,5 m, a ukupna duljina broda bit će veća od 5 m. Treba napomenuti da će se za dobivanje maksimalnog unutarnjeg volumena koristiti velike dimenzije. Zatvoreni odjeljak obujma 11 kubičnih metara razvijen je za smještaj opreme i ljudi. Bit će moguće postaviti sedam sjedala za astronaute. U tom smislu, brod Starliner bi – ako uspije doći u pogon – mogao postati jedan od vodećih.

Zmaj V2

Prije nekoliko dana NASA je odredila i vrijeme novih testnih letova svemirskih letjelica iz SpaceX-a. Tako je prvo probno lansiranje svemirske letjelice s ljudskom posadom tipa Dragon V2 zakazano za prosinac 2018. godine. Ovaj proizvod je redizajnirana verzija već korištenog Dragon "kamiona", sposobnog za prijevoz ljudi. Razvoj projekta započeo je dosta davno, ali tek sada se približava testiranju.

Dragon V2 ship layout dj vrijeme prezentacije. Fotografija NASA-e

Projekt Dragon V2 uključuje korištenje redizajniranog teretnog prostora, prilagođenog za prijevoz ljudi. Ovisno o zahtjevima kupca, kaže se da bi takav brod mogao podići do sedam ljudi u orbitu. Kao i njegov prethodnik, novi Dragon bit će višekratno korišten i sposoban za nove letove nakon manjih popravaka. Projekt je u razvoju zadnjih nekoliko godina, ali testiranje još nije počelo. Tek će u kolovozu 2018. SpaceX prvi put lansirati Dragon V2 u svemir; ovaj let će se odvijati bez astronauta. Puni let s ljudskom posadom, prema NASA-inim uputama, planiran je za prosinac.

SpaceX je poznat po svojim hrabrim planovima za svaki obećavajući projekt, a letjelica s ljudskom posadom nije iznimka. U početku je Dragon V2 namijenjen samo za slanje ljudi na ISS. Također je moguće koristiti takav brod u samostalnim orbitalnim misijama u trajanju do nekoliko dana. U dalekoj budućnosti planirano je slanje broda na Mjesec. Štoviše, uz njegovu pomoć žele organizirati novu “rutu” svemirskog turizma: vozila s putnicima na komercijalnoj osnovi letjet će oko Mjeseca. No, sve je to još uvijek stvar daleke budućnosti, a sam brod nije stigao niti proći sve potrebne testove.

Uz srednju veličinu, brod Dragon V2 ima odjeljak pod tlakom s volumenom od 10 kubičnih metara i odjeljak od 14 kubičnih metara bez tlaka. Prema razvojnoj tvrtki, moći će isporučiti nešto više od 3,3 tone tereta na ISS i vratiti 2,5 tone na Zemlju. U konfiguraciji s posadom, predlaže se ugradnja sedam sjedala u kabinu. Dakle, novi "Zmaj" neće moći, u najmanju ruku, biti inferioran u odnosu na svoje konkurente u pogledu nosivosti. Predlaže se postizanje ekonomskih prednosti višekratnom upotrebom.

Indijski svemirski brod

Zajedno s vodećim zemljama u svemirskoj industriji, druge države također pokušavaju stvoriti vlastite verzije svemirskih letjelica s posadom. Tako bi se u bliskoj budućnosti mogao dogoditi prvi let obećavajuće indijske svemirske letjelice s astronautima na brodu. Indijska organizacija za svemirska istraživanja (ISRO) radi na vlastitom projektu svemirske letjelice od 2006. godine i već je obavila neke od potrebnih poslova. Iz nekog razloga, ovaj projekt još nije dobio punu oznaku i još uvijek je poznat kao "svemirska letjelica iz ISRO-a".

Obećavajući indijski brod i njegov nosač. Slika Timesofindia.indiatimes.com

Prema poznatim podacima, novi projekt ISRO-a uključuje izgradnju relativno jednostavnog, kompaktnog i laganog vozila s posadom, sličnog prvim brodovima stranih zemalja. Konkretno, postoji određena sličnost s američkom tehnologijom obitelji Mercury. Dio projektiranja završen je prije nekoliko godina, a 18. prosinca 2014. godine obavljeno je prvo porinuće broda s balastnim teretom. Nije poznato kada će nova letjelica isporučiti prve kozmonaute u orbitu. Vrijeme ovog događaja je nekoliko puta pomicano, a za sada nema podataka o tome.

Projekt ISRO predlaže izgradnju kapsule mase ne veće od 3,7 tona s unutarnjim volumenom od nekoliko kubičnih metara. Uz njegovu pomoć planira se isporučiti tri astronauta u orbitu. Proglašena autonomija na razini od tjedan dana. Prve misije broda uključivat će boravak u orbiti, manevriranje itd. Indijski znanstvenici u budućnosti planiraju uparena lansiranja sa susretom i pristajanjem brodova. Međutim, to je još daleko.

Nakon svladavanja letova u orbitu blizu Zemlje, Indijska organizacija za istraživanje svemira planira stvoriti nekoliko novih projekata. Planovi uključuju stvaranje nove generacije svemirskih letjelica za višekratnu upotrebu, kao i letove s posadom na Mjesec, koji će se vjerojatno izvoditi u suradnji sa stranim kolegama.

Projekti i izgledi

Obećavajuće svemirske letjelice s ljudskom posadom sada se stvaraju u nekoliko zemalja. Istovremeno, govorimo o različitim preduvjetima za pojavu novih brodova. Tako Indija namjerava razviti svoj prvi vlastiti projekt, Rusija će zamijeniti postojeće Sojuze, a Sjedinjenim Državama trebaju domaći brodovi s mogućnošću prijevoza ljudi. U potonjem slučaju, problem se očituje tako jasno da je NASA prisiljena razvijati ili podržavati nekoliko projekata obećavajuće svemirske tehnologije odjednom.

Unatoč različitim preduvjetima za nastanak, perspektivni projekti gotovo uvijek imaju slične ciljeve. Sve svemirske sile će staviti u pogon svoje nove svemirske letjelice s posadom, prikladne, barem, za orbitalne letove. Istodobno, većina trenutnih projekata stvorena je uzimajući u obzir postizanje novih ciljeva. Nakon određenih modifikacija, neki od novih brodova morat će otići izvan orbite i otići, barem, na Mjesec.

Zanimljivo je da je većina prvih lansiranja nove tehnologije planirana za isto razdoblje. Od kraja tekućeg desetljeća do sredine dvadesetih, nekoliko zemalja namjerava testirati svoja najnovija dostignuća u praksi. Ostvare li se željeni rezultati, svemirska industrija će se do kraja sljedećeg desetljeća značajno promijeniti. Osim toga, zahvaljujući predviđanju developera nove tehnologije, astronautika će imati priliku ne samo raditi u Zemljinoj orbiti, već i letjeti na Mjesec ili se čak pripremati za odvažnije misije.

Obećavajući projekti svemirskih letjelica s posadom stvorenih u različitim zemljama još nisu došli do faze potpunog testiranja i letova s ​​posadom na brodu. Ipak, ove će se godine dogoditi nekoliko takvih lansiranja, a takvi će se letovi nastaviti iu budućnosti. Razvoj svemirske industrije se nastavlja i daje željene rezultate.

Na temelju materijala sa stranica:
http://tass.ru/
http://ria.ru/
https://energia.ru/
http://space.com/
https://roscosmos.ru/
https://nasa.gov/
http://boeing.com/
http://spacex.com/
http://hindustantimes.com/