Kas notika? Daudzas lietas, tostarp Vjetnamas karš, Votergeitas skandāls utt. Bet, ja paskatās uz sakni un atbrīvojas no visa īslaicīgā un nenozīmīgā, izrādās, ka patiesībā ir viens iemesls: nauda.

Dažreiz mēs aizmirstam, ka kosmosa ceļojumi ir ļoti dārgi. Ievietot Zemes orbītā tikai vienu mārciņu jebko maksā 10 000 USD. Iedomājieties dabiska izmēra masīva zelta statuju Džonam Glenam, un jūs iegūsit priekšstatu par šādu projektu izmaksām. Lai dotos uz Mēnesi, būtu nepieciešami aptuveni 100 000 USD par vienu kravas mārciņu. Lidojums uz Marsu maksātu 1 miljonu dolāru par mārciņu (aptuveni dimantu svars).

Toreiz, 60. gados, jautājums par cenu praktiski netika izskatīts: visu sedza vispārējais entuziasms un izaugsme kosmosa sacīkstēs ar krieviem. Drosmīgo astronautu iespaidīgie sasniegumi kompensēja kosmosa lidojumu izmaksas, jo īpaši tāpēc, ka abas puses bija gatavas darīt visu iespējamo, lai saglabātu valsts godu. Bet pat lielvaras nevar izturēt šādu slodzi daudzus gadu desmitus.

Tas viss ir skumji! Ir pagājuši vairāk nekā 300 gadi, kopš sers Īzaks Ņūtons pirmo reizi pierakstīja kustības likumus, un mūs joprojām valdzina vienkārši aprēķini. Lai izmestu objektu zemās Zemes orbītā, tas jāpaātrina līdz 7,9 km/sek. Lai nosūtītu objektu starpplanētu ceļojumā un pārvietotu to ārpus Zemes gravitācijas lauka, mums jāpiešķir tam ātrums 11,2 km/s (Un, lai sasniegtu šo maģisko skaitli - 11,2 km/s, jāizmanto Ņūtona trešais dinamikas likums : katra darbība rada vienādu reakciju, kas nozīmē, ka raķete var paātrināties, izmetot karstas gāzes pretējā virzienā, līdzīgi kā balons lido pa istabu, ja to piepūšat un atlaižat vārstu.) Tātad, aprēķinot izmaksas. kosmosa ceļojumi, izmantojot Ņūtona likumus, nepavisam nav grūti. Nav neviena dabas likuma (ne fizikālā, ne inženiertehniskā), kas mums aizliegtu izpētīt Saules sistēmu; tas viss ir par izmaksām.

Bet ar to nepietiek. Raķetei jāpārvadā degviela, kas ievērojami palielina tās slodzi. Lidmašīnas var daļēji apiet šo problēmu, uztverot skābekli no atmosfēras un ievadot to dzinējos. Taču kosmosā nav gaisa, un raķetei līdzi ir jānes viss skābeklis un ūdeņradis.

Papildus tam, ka šis fakts padara ceļošanu kosmosā par ļoti dārgu prieku, tas ir galvenais iemesls, ka mums nav raķešu paku vai lidojošu automašīnu. Zinātniskās fantastikas rakstniekiem (bet nezinātniekiem) patīk iedomāties dienu, kad mēs visi piesprādzēsimies ar raķešu pakām un lidosim uz darbu vai dosimies svētdienas piknikā ar ģimenes lidojošo automašīnu. Cilvēki bieži vien ir vīlušies futūristi, jo viņu prognozes nekad nepiepildās. (Tāpēc apkārt ir tik daudz rakstu un grāmatu ar ciniskiem nosaukumiem, piemēram, "Kur ir mana jetpaka?") Bet, lai saprastu iemeslu, jums ir tikai jāveic vienkāršs aprēķins. Raķešu paketes pastāv; patiesībā nacisti pat mēģināja tos izmantot Otrā pasaules kara laikā. Taču ūdeņraža peroksīds, kas šādos gadījumos ir izplatīta degviela, ātri beidzas, tāpēc vidējais lidojums ar raķešu paku ilgst tikai dažas minūtes. Tāpat lidojošas automašīnas ar helikoptera rotoru sadedzina šausmīgi daudz degvielas, padarot tās par dārgu vidusmēra cilvēkam.

Mēness programmas beigas

Tieši debesīs augstās kosmosa ceļojumu cenas ir vainojamas pie tā, ka pilotējamās kosmosa izpētes nākotne šobrīd šķiet tik neskaidra. Džordžs Bušs kā prezidents 2004. gadā iepazīstināja ar skaidru, bet diezgan ambiciozu kosmosa programmas projektu. Pirmkārt, Space Shuttle bija paredzēts izbeigt 2010. gadā un līdz 2015. gadam aizstāt ar jaunu raķešu sistēmu ar nosaukumu Constellation. Otrkārt, līdz 2020. gadam bija plānots atgriezties uz Mēness un galu galā izveidot pastāvīgu apdzīvotu bāzi uz mūsu planētas satelīta. Treškārt, tam visam vajadzēja pavērt ceļu pilotējamam lidojumam uz Marsu.

Tomēr pat kopš Buša plāna iesniegšanas kosmosa ekonomika ir būtiski mainījusies, galvenokārt tāpēc, ka Lielā lejupslīde ir iztukšojusi nākotnes kosmosa ceļojumu maciņus. Augustīna komisijas 2009. gada ziņojumā prezidentam Barakam Obamam konstatēts, ka sākotnējā programma nebija īstenojama ar pieejamo finansējuma līmeni. 2010. gadā prezidents Obama veica praktiskus soļus, vienlaikus izbeidzot gan Space Shuttle programmu, gan kosmosa kuģa aizstājēja izstrādi, kas pavērtu ceļu atgriešanās uz Mēness. Tuvākajā nākotnē NASA bez savām raķetēm mūsu astronautu sūtīšanai kosmosā būs spiesta paļauties uz krieviem. No otras puses, šī situācija stimulē privāto uzņēmumu centienus radīt raķetes, kas nepieciešamas pilotējamās kosmosa programmas turpināšanai. NASA, atmetusi savu krāšņo pagātni, nekad vairs nebūvēs raķetes pilotējamai programmai. Obamas plāna atbalstītāji apgalvo, ka tas iezīmē jaunas kosmosa izpētes ēras sākumu, kurā dominēs privātā iniciatīva. Kritiķi saka, ka plāns pārvērstu NASA par "aģentūru bez mērķa".

Nosēšanās uz asteroīda

Augustīna komisijas ziņojumā tika piedāvāts tā sauktais elastīgais ceļš, ietverot vairākus diezgan pieticīgus mērķus, kas neprasa ārprātīgi lielu raķešu degvielas patēriņu: piemēram, brauciens uz tuvējo asteroīdu, kas lido garām Zemei, vai ceļojums uz Marsa pavadoņi. Ziņojumā norādīts, ka mērķa asteroīds, iespējams, vēl nav mūsu kartēs: iespējams, tas ir nezināms klīstošs ķermenis, kas tiks atklāts tuvākajā nākotnē.

Problēma, kas norādīta Komisijas ziņojumā, ir tāda, ka raķešu degviela nolaišanās uz Mēness un jo īpaši uz Marsa, kā arī pacelšanās un atgriešanās būs pārmērīgi dārga. Bet, tā kā gravitācijas lauks uz asteroīda un Marsa pavadoņiem ir ļoti vājš, būs nepieciešams daudzkārt mazāk degvielas. Augustīna ziņojumā tika minēta arī iespēja apmeklēt Lagranžas punktus, t.i., vietas kosmosā, kur Zemes un Mēness gravitācijas pievilcība tiek savstarpēji kompensēta. (Pilnīgi iespējams, ka šie punkti kalpo kā kosmiskā izgāztuve, kur kopš seniem laikiem ir sakrājušies visi Saules sistēmas savāktie un Zemes tuvumā atrastie gruveši; astronauti tur varēja atrast interesantus akmeņus, kas datējami ar Zemes veidošanās laiku. Zemes-Mēness sistēma.)

Patiešām, nosēšanās uz asteroīda ir lēts uzdevums, jo asteroīdiem ir ārkārtīgi vājš gravitācijas lauks. (Tādēļ arī asteroīdi, kā likums, nav apaļi, bet tiem ir neregulāra forma. Visi lielie objekti Visumā - zvaigznes, planētas un pavadoņi - ir apaļi, jo gravitācijas spēks tos vienmērīgi velk uz centru. . Jebkurš planētas formas nelīdzenums pakāpeniski izlīdzinās. Taču gravitācijas spēks uz asteroīdu ir tik vājš, ka tas nevar saspiest asteroīdu bumbiņā.)

Viens no iespējamajiem šāda lidojuma mērķiem ir asteroīds Apophis, kuram 2029. gadā vajadzētu paiet garām bīstami tuvu Zemei. Šī klints, kas ir aptuveni 300 m pāri un liela futbola laukuma izmēram, iet garām planētai tik tuvu, ka atstāj ārpusē dažus mūsu mākslīgos pavadoņus. Mijiedarbība ar mūsu planētu mainīs asteroīda orbītu, un, ja jums nepaveicas, tas var atkal atgriezties uz Zemes 2036. gadā; pastāv pat niecīga iespēja (1 no 100 000), ka pēc atgriešanās tas nonāks uz Zemes. Ja tas patiešām notiktu, trieciens būtu līdzvērtīgs 100 000 Hirosimas bumbām; Tajā pašā laikā ugunsgrēku tornado, triecienviļņi un karstie gruveši var pilnībā izpostīt Francijas lieluma apgabalu. (Salīdzinājumam: pie Sibīrijas Podkamennaja Tunguskas upes 1908. gadā nokrita daudz mazāks objekts, iespējams, daudzdzīvokļu mājas lielumā un, uzsprāgstot ar tūkstoš Hirosimas bumbu spēku, nogāza 2500 km 2 meža. Trieciena vilnis no š. sprādziens bija jūtams vairāku tūkstošu kilometru attālumā.Turklāt kritiens radīja neparastu spīdumu debesīs virs Āzijas un Eiropas, lai Londonā naktī uz ielas varētu lasīt avīzi.)

Apofisas apmeklējums nebūs pārāk smags slogs NASA budžetam, jo ​​asteroīdam tik un tā vajadzētu lidot ļoti tuvu, taču nosēšanās uz tā var būt problēma. Asteroīda vājā gravitācijas lauka dēļ kuģim uz tā nebūtu jānolaižas tradicionālajā izpratnē, bet gan jāpiestāj. Turklāt tas griežas nevienmērīgi, tāpēc pirms nosēšanās būs jāveic precīzi visu parametru mērījumi. Vispār būtu interesanti redzēt, cik ciets ir asteroīds. Daži zinātnieki uzskata, ka tā varētu būt vienkārši akmeņu kaudze, ko kopā satur vājš gravitācijas lauks; citiem tas šķiet stabils. Kādu dienu zināšanas par asteroīdu blīvumu var izrādīties vitāli svarīgas cilvēcei; Iespējams, ka kādreiz mums būs jāsadrupina asteroīds gabalos, izmantojot kodolieročus. Ja kosmosā lidojošs akmens bluķis, nevis sabirst pulverī, sadalās vairākos lielos gabalos, to krišana uz Zemi var būt vēl bīstamāka nekā visa asteroīda krišana. Varētu būt labāk pamudināt asteroīdu, lai tas nedaudz mainītu savu orbītu, pirms tas tuvojas Zemei.

Nosēšanās uz Marsa satelīta

Lai gan Augustīna komisija neieteica veikt pilotētu misiju uz Marsu, tomēr paliek vēl viena ļoti interesanta iespēja – astronautu nosūtīšana uz Marsa pavadoņiem Fobosu un Deimosu. Šie pavadoņi ir daudz mazāki par Zemes Mēnesi, un tāpēc tiem, tāpat kā asteroīdiem, ir ļoti vājš gravitācijas lauks. Papildus relatīvajam lētumam Marsa satelīta apmeklējumam ir vairākas citas priekšrocības:

1. Pirmkārt, šos satelītus varētu izmantot kā pagaidu kosmosa stacijas. No tiem jūs varat analizēt planētu bez lieliem izdevumiem, nenolaižoties uz tās virsmu.

2. Otrkārt, kādreiz tie var noderēt kā starpposms ekspedīcijai uz Marsu. No Fobosas līdz Sarkanās planētas centram ir mazāk nekā 10 000 km, tāpēc no turienes varat nolidot tikai dažu stundu laikā.

3. Iespējams, ka šajos pavadoņos ir alas, kuras varētu izmantot, lai organizētu pastāvīgu apdzīvojamu bāzi un aizsargātu to no meteorītiem un kosmiskā starojuma. Jo īpaši Fobosā ir milzīgs krāteris, ko sauc par Stickney; Tas, iespējams, ir milzīga meteorīta trieciena pēdas, kas gandrīz sašķēla satelītu. Tomēr pakāpeniski gravitācija atkal saveda gabalus kopā un atjaunoja satelītu. Iespējams, pēc šīs senās sadursmes Fobosā palika daudzas alas un plaisas.

Atgriezties uz Mēness

Augustīna ziņojumā runāts arī par jaunu ekspedīciju uz Mēnesi, taču tikai tad, ja tiks palielināts finansējums kosmosa programmām un ja nākamajos desmit gados šai programmai tiks atvēlēti vēl vismaz 30 miljardi dolāru. Tā kā tas ir ļoti maz ticams, Mēness programmu būtībā var uzskatīt par slēgtu, vismaz turpmākajos gados.

Atceltajā Mēness programmā ar nosaukumu Constellation bija vairāki galvenie komponenti. Pirmkārt, ir nesējraķete Ares V, pirmā ASV īpaši smagā nesējraķete kopš Saturna aiziešanas pensijā 1970. gadu sākumā. Otrkārt, smagā raķete Ares I un kosmosa kuģis Orion, kas spēj nogādāt sešus astronautus uz kosmosa staciju tuvu Zemei vai četrus uz Mēnesi. Un visbeidzot Altair nosēšanās modulis, kuram patiesībā bija jānolaižas uz Mēness virsmu.

Atspoles konstrukcijai, kur kuģis bija uzstādīts uz sāniem, bija vairāki būtiski trūkumi, tostarp pārvadātāja tendence lidojuma laikā zaudēt izolācijas putu gabalus. Kosmosa kuģim Columbia tā izrādījās katastrofa: tas nodega, atgriežoties uz zemes, līdzi ņemot septiņus drosmīgus astronautus - un tas viss tāpēc, ka palaišanas laikā no ārējās degvielas tvertnes noplēsts putuplasta izolācijas gabals. spārna malu un izdūra tajā caurumu . Atkārtoti ieejot, karstas gāzes ieplūda Columbia korpusā, nogalinot visus, kas atradās iekšā, un izraisot kuģa iznīcināšanu. Projektā Constellation, kur dzīvojamo moduli bija paredzēts novietot tieši virs raķetes, šāda problēma nebūtu radusies.

Prese Constellation projektu nodēvēja par “Apollo programmu uz steroīdiem” — tas ļoti atgādināja pagājušā gadsimta 70. gadu Mēness programmu. Ares I raķetes garumam bija jābūt gandrīz 100 m, salīdzinot ar 112,5 m Saturn V. Tika pieņemts, ka šī raķete izplatīs kosmosā Orion pilotējamo kosmosa kuģi, tādējādi nomainot novecojušos atspoles. Lai palaistu Altair moduli un piegādātu degvielu lidojumam uz Mēnesi, NASA plānoja izmantot 118 m augstu raķeti Ares V, kas spēj nogādāt zemās Zemes orbītā 188 tonnas kravas. Raķetei Ares V bija jābūt jebkuras misijas uz Mēnesi vai Marsu pamatā. (Lai gan Ares izstrāde ir pārtraukta, būtu jauki vismaz kaut ko saglabāt no programmas izmantošanai nākotnē; par to tiek runāts.)

Pastāvīgā Mēness bāze

Izbeidzot programmu Constellation, prezidents Obama atstāja vairākas iespējas atvērtas. Kosmosa kuģis Orion, kuram vajadzēja atkal nogādāt amerikāņu astronautus uz Mēnesi un atpakaļ, sāka uzskatīt par dzīvības glābšanas transportlīdzekli Starptautiskajai kosmosa stacijai. Iespējams, nākotnē, kad ekonomika atgūsies no krīzes, kāda cita administrācija vēlēsies atgriezties pie Mēness programmas, tostarp Mēness bāzes izveides projekta.

Pastāvīgas apdzīvojamās bāzes izveide uz Mēness neizbēgami saskarsies ar daudziem šķēršļiem. Pirmais no tiem ir mikrometeorīti. Tā kā uz Mēness nav gaisa, akmeņi no debesīm netraucēti krīt uz tā virsmas. To ir viegli pārbaudīt, vienkārši aplūkojot mūsu satelīta virsmu, kas ir pilnībā izraibināta ar ilgstošām sadursmēm ar meteorītiem; daži no tiem ir miljardiem gadu veci.

Pirms daudziem gadiem, kad es mācījos Kalifornijas Universitātē Bērklijā, es redzēju šīs briesmas savām acīm. Atveda astronauti 1970. gadu sākumā. Mēness augsne radīja patiesu sensāciju zinātnes pasaulē. Mani uzaicināja uz laboratoriju, kur viņi mikroskopā analizēja Mēness augsni. Sākumā ieraudzīju akmeni - kā man likās, pilnīgi parasts akmens (Mēness ieži ir ļoti līdzīgi sauszemes), bet tiklīdz paskatījos caur mikroskopu... biju šokā! Visa klints bija klāta ar sīkiem meteorīta krāteriem, kuros varēja redzēt vēl mazākus krāterus. Nekad agrāk neko tādu nebiju redzējis. Es sapratu, ka pasaulē bez atmosfēras pat mazākais putekļu plankums, uztriecoties ar ātrumu, kas pārsniedz 60 000 km/h, var viegli nogalināt – un ja ne nogalināt, tad skafandram izveidot caurumu. (Zinātnieki iztēlojas milzīgos bojājumus, ko rada mikrometeorīti, jo viņi var simulēt sadursmes ar tiem. Laboratorijās, kas īpaši izstrādātas, lai pētītu šādu sadursmju raksturu, ir milzīgi lielgabali, kas spēj šaut ar metāla bumbiņām milzīgā ātrumā.)

Viens no iespējamiem risinājumiem ir Mēness bāzes izveidošana zem virsmas. Ir zināms, ka senatnē Mēness bija vulkāniski aktīvs, un astronauti varēja atrast lavas cauruli, kas atrodas dziļi pazemē. (Lavas caurules ir seno lavas plūsmu pēdas, kas dziļumā sakošļāja alām līdzīgas struktūras un tuneļus.) 2009. gadā astronomi uz Mēness faktiski atklāja debesskrāpja izmēra lavas cauruli, kas varētu kalpot par pamatu pastāvīgai Mēness bāzei.

Šāda dabiska ala varētu nodrošināt astronautiem lētu aizsardzību pret kosmiskajiem stariem un saules uzliesmojumiem. Pat lidojot no viena kontinenta gala uz otru (piemēram, no Ņujorkas uz Losandželosu), mēs esam pakļauti starojumam, kura līmenis ir aptuveni viens milibārs stundā (līdzvērtīgs rentgena starojumam pie zobārsta). Uz Mēness starojums varētu būt tik spēcīgs, ka bāzes dzīvojamām telpām būtu jāatrodas dziļi zem virsmas. Vidēs bez atmosfēras nāvējošs saules uzliesmojumu un kosmisko staru lietus radītu astronautiem tiešu priekšlaicīgas novecošanas un pat vēža risku.

Arī bezsvara trūkums ir problēma, īpaši ilgstoši. NASA mācību centrā Klīvlendā, Ohaio štatā, tiek veikti dažādi eksperimenti ar astronautiem. Reiz es redzēju subjektu, kurš tika piekārts horizontālā stāvoklī, izmantojot īpašu uzkabi, kas skrien uz vertikāli uzstādīta skrejceļa. Zinātnieki mēģināja noteikt subjekta izturību nulles gravitācijas apstākļos.

Pēc sarunām ar NASA ārstiem es sapratu, ka bezsvara stāvoklis ir daudz mazāk nekaitīgs, nekā šķiet no pirmā acu uzmetiena. Viens ārsts man paskaidroja, ka vairāku gadu desmitu laikā amerikāņu astronautu un krievu kosmonautu ilgstošie lidojumi bezsvara apstākļos skaidri parādīja: nulles gravitācijas apstākļos cilvēka ķermenī notiek būtiskas izmaiņas, degradējas muskuļu audi, kauli un sirds un asinsvadu sistēma. Mūsu ķermenis ir miljoniem gadu ilgas attīstības rezultāts Zemes gravitācijas laukā. Ilgstošas ​​vājāka gravitācijas lauka iedarbības apstākļos bioloģiskie procesi neizdodas.

Krievu kosmonauti atgriežas uz Zemes pēc aptuveni gadu ilgas nulles gravitācijas, kas ir tik vāja, ka tik tikko spēj rāpot. Kosmosā pat ar ikdienas treniņiem muskuļi atrofējas, kauli zaudē kalciju, vājinās sirds un asinsvadu sistēma. Pēc lidojuma dažiem ir nepieciešami vairāki mēneši, lai atgūtu, un dažas izmaiņas var būt neatgriezeniskas. Ceļš uz Marsu varētu ilgt divus gadus, un astronauti ieradīsies tik novājināti, ka nespēs strādāt. (Viens šīs problēmas risinājums ir griezt starpplanētu kuģi, radot tajā mākslīgo gravitāciju. Mehānisms šeit ir tāds pats kā griežot spaini uz virves, kad ūdens no tā neizplūst pat otrādi. Bet tas ir ļoti dārgi, jo rotācijas uzturēšanai būs nepieciešama smaga un apjomīga tehnika, un katra papildu svara mārciņa nozīmē projekta izmaksu pieaugumu par 10 000 USD.)

Ūdens uz Mēness

Viens no nesenajiem atklājumiem varētu nopietni mainīt Mēness spēles apstākļus: uz Mēness tika atklāts senais ledus, kas, iespējams, palicis no senām sadursmēm ar komētām. 2009. gadā NASA Mēness zonde LCROSS un tās augšējā stadija Kentaura ietriecās Mēnesī netālu no tā dienvidu pola. Sadursmes ātrums bija gandrīz 2500 m/s; Rezultātā materiāls no virsmas tika izmests vairāk nekā kilometra augstumā un parādījās krāteris aptuveni 20 m diametrā. Televīzijas skatītāji, iespējams, bija nedaudz vīlušies, ka sadursme neizraisīja solīto skaisto sprādzienu, taču zinātnieki bija gandarīti: sadursme izrādījās ļoti informatīva. Tādējādi no virsmas izmestajā vielā tika atrasti aptuveni 100 litri ūdens. Un 2010. gadā tika izteikts jauns šokējošs paziņojums: Mēness materiālā ūdens veido vairāk nekā 5% no masas, tāpēc uz Mēness, iespējams, ir vairāk mitruma nekā dažos Sahāras apgabalos.

Šim atklājumam varētu būt milzīgas sekas: iespējams, ka nākamie astronauti varētu izmantot zemmēness ledus atradnes, lai ražotu raķešu degvielu (iegūstot ūdeņradi no ūdens), elpošanai (izsūcot skābekli), aizsardzībai (jo ūdens absorbē starojumu) un dzeršanai ( dabiski, attīrītā veidā). Tātad šis atklājums palīdzēs vairākas reizes samazināt jebkuras Mēness programmas izmaksas.

Iegūtie rezultāti var nozīmēt arī to, ka būvniecības laikā un turpmāk apgādājot bāzi, astronauti varēs izmantot vietējos resursus – ūdeni un visa veida derīgos izrakteņus.

Gadsimta vidus

(2030–2070)

Lidojums uz Marsu

2010. gadā prezidents Obama, apmeklējot Floridu, ne tikai paziņoja par Mēness programmas slēgšanu, bet arī atbalstīja misiju uz Marsu un finansēja pagaidām nenoteiktu lieljaudas nesējraķeti, kas kādreiz varētu nogādāt astronautus dziļā kosmosā ārpus tā. Mēness orbīta. Viņš deva mājienu, ka cer sagaidīt dienu – iespējams, kaut kad 2030. gadu vidū –, kad amerikāņu astronauti spēs kāju uz Marsa virsmas. Daži astronauti, piemēram, Buzs Oldrins, sirsnīgi atbalstīja Obamas plānu tieši tāpēc, ka tika ierosināts palaist garām Mēnesi. Aldrins man reiz teica, ka, tā kā amerikāņi jau bijuši uz Mēness, tagad vienīgais reālais sasniegums būtu lidojums uz Marsu.

No visām Saules sistēmas planētām tikai Marss šķiet pietiekami līdzīgs Zemei, lai tur varētu rasties kāda dzīvības forma. (Saules sadedzinātais dzīvsudrabs, iespējams, ir pārāk naidīgs, lai atbalstītu dzīvību, kādu mēs to pazīstam. Gāzes milži Jupiters, Saturns, Urāns un Neptūns ir pārāk auksti, lai uzturētu dzīvību. Venera daudzējādā ziņā ir Zemes dvīņi, taču mežonīgāka Siltumnīcas efekts ir padarījis apstākļus tur vienkārši ellišķīgus: temperatūra sasniedz +500 ° C, atmosfēra, kas sastāv galvenokārt no oglekļa dioksīda, ir 100 reizes blīvāka nekā Zemes, un sērskābes lietus no debesīm. , un jūsu atliekas tiks apceptas un izšķīdinātas sērskābē.)

No otras puses, Marss kādreiz bija diezgan mitra planēta. Tur, tāpat kā uz Zemes, bija okeāni un upes, kas sen izzuduši. Mūsdienās tas ir sasalis, nedzīvs tuksnesis. Tomēr iespējams, ka kādreiz — pirms miljardiem gadu — uz Marsa uzplauka mikrodzīve; Ir pat iespējams, ka baktērijas joprojām dzīvo kaut kur karstajos avotos.

Tiklīdz ASV būs stingri nolēmis veikt pilotētu ekspedīciju uz Marsu, tās īstenošanai būs nepieciešami vēl 20–30 gadi. Taču jāņem vērā, ka cilvēkam nokļūt uz Marsu būs daudz grūtāk nekā uz Mēnesi. Marss salīdzinājumā ar Mēnesi ir kvalitatīvs sarežģītības lēciens. Uz Mēnesi var aizlidot trīs dienās; nokļūšana uz Marsu prasīs no sešiem mēnešiem līdz gadam.

2009. gada jūlijā NASA zinātnieki aplēsa, kā varētu izskatīties īsta Marsa ekspedīcija. Astronauti aptuveni sešus mēnešus lidos uz Marsu, pēc tam pavadīs 18 mēnešus uz Sarkanās planētas, pēc tam vēl sešus mēnešus, lai atgrieztos.

Kopumā uz Marsu būs jānosūta aptuveni 700 tonnas tehnikas – tas ir vairāk nekā Starptautiskā kosmosa stacija 100 miljardu dolāru vērtībā. Lai ietaupītu pārtiku un ūdeni, ceļojot un strādājot uz Marsa, astronautiem pašiem būs jāattīra savi atkritumi un jāizmanto tie augu mēslošanai. Uz Marsa nav ne skābekļa, ne augsnes, ne ūdens, ne dzīvnieku, ne augu, tāpēc viss būs jāved no Zemes. Vietējos resursus izmantot nebūs iespējams. Marsa atmosfēra gandrīz pilnībā sastāv no oglekļa dioksīda, un atmosfēras spiediens ir tikai 1% no Zemes spiediena. Jebkurš caurums uzvalkā nozīmēs strauju spiediena kritumu un nāvi.

Ekspedīcija būs tik sarežģīta, ka tā būs jāsadala vairākos posmos. Tā kā degvielu pārvadāt atpakaļceļā no Zemes būtu pārāk dārgi, iespējams, ka uz Marsu būs jānosūta atsevišķa raķete ar degvielu, lai uzpildītu starpplanētu transportlīdzekli. (Vai arī, ja no Marsa ledus var iegūt pietiekami daudz skābekļa un ūdeņraža, to varētu izmantot kā raķešu degvielu.)

Kad viņi sasniegs Marsu, astronautiem, visticamāk, būs jāpavada vairākas nedēļas, lai pielāgotos dzīvei uz citas planētas. Dienas un nakts cikls tur ir aptuveni tāds pats kā uz Zemes (Marsa diena ir nedaudz garāka un ir 24,6 stundas), bet gads uz Marsa ir divreiz garāks nekā uz Zemes. Temperatūra gandrīz nekad nepaaugstinās virs sasalšanas. Tur plosās spēcīgas putekļu vētras. Smiltis uz Marsa ir tikpat smalkas kā talks, un putekļu vētras bieži pārklāj visu planētu.

Terraforms Marss?

Pieņemsim, ka līdz gadsimta vidum astronauti apmeklēs Marsu un ierīkos tur primitīvu bāzi. Bet ar to nepietiek. Vispārīgi runājot, cilvēce, iespējams, nopietni apsvērs Marsa teraformēšanas projektu – pārvēršot to par dzīvei patīkamāku planētu. Darbs pie šī projekta sāksies labākajā gadījumā 21. gadsimta pašās beigās, visticamāk, pat nākamā sākumā.

Zinātnieki jau ir apsvēruši vairākus veidus, kā padarīt Marsu par viesmīlīgāku vietu. Iespējams, vienkāršākais no tiem ir pievienot Sarkanās planētas atmosfērā metānu vai citu siltumnīcefekta gāzi. Metāns ir spēcīgāka siltumnīcefekta gāze nekā oglekļa dioksīds, tāpēc metāna atmosfēra aizturēs saules gaismu un pakāpeniski sasildīs planētas virsmu. Temperatūra pakāpsies virs sasalšanas. Papildus metānam tiek apsvērtas arī citas siltumnīcefekta gāzes, piemēram, amonjaks un freons.

Temperatūrai paaugstinoties, mūžīgais sasalums pirmo reizi pēc miljardiem gadu sāks kust, ļaujot upju kanāliem atkal piepildīties ar ūdeni. Laika gaitā, atmosfērai kļūstot blīvākai, uz Marsa atkal var veidoties ezeri un pat okeāni. Rezultātā izdalīsies vēl vairāk oglekļa dioksīda – radīsies pozitīva atgriezeniskā saite.

2009. gadā tika atklāts, ka no Marsa virsmas dabiski izdalās metāns. Šīs gāzes avots joprojām ir noslēpums. Uz Zemes metāns rodas galvenokārt organisko materiālu sabrukšanas rezultātā, bet uz Marsa tas var būt dažu ģeoloģisko procesu blakusprodukts. Ja zinātniekiem izdosies noskaidrot šīs gāzes avotu, iespējams, viņi varēs palielināt tās izlaidi un tādējādi mainīt planētas atmosfēru.

Vēl viena iespēja ir nosūtīt komētu Marsa atmosfērā. Ja ir iespējams pārtvert komētu pietiekami tālu no Saules, var pietikt pat ar nelielu triecienu - speciāla raķešu dzinēja grūdienu, sadursmi pareizā leņķī ar kosmosa kuģi vai pat tikai šī aparāta gravitācijas spēku. lai pēc vajadzības mainītu kosmosa hulk orbītu. Komētas galvenokārt sastāv no ūdens, un Saules sistēmā to ir daudz. (Piemēram, Halley komētas kodols ir veidots kā zemesrieksts, apmēram 30 km diametrā un sastāv galvenokārt no ledus un akmeņiem.) Komētai tuvojoties Marsam, tā sāks izjust berzi ar atmosfēru un lēnām sadalīsies, atbrīvojoties. ūdens tvaika veidā nonāk planētas atmosfērā.

Ja piemērota komēta netiks atrasta, tās vietā varētu izmantot kādu no Jupitera ledainajiem pavadoņiem vai, teiksim, ledu saturošu asteroīdu, piemēram, Cereru (zinātnieki uzskata, ka tas sastāv no 20% ūdens). Protams, būs grūtāk virzīt mēnesi vai asteroīdu mums vajadzīgajā virzienā, jo parasti šādi debess ķermeņi atrodas stabilās orbītās. Un tad ir divas iespējas: doto komētu, mēnesi vai asteroīdu varēs atstāt Marsa orbītā un ļaut tai lēnām sabrukt, izlaižot atmosfērā ūdens tvaikus, vai arī nogādāt šo debess ķermeni uz kādu no Marsa polārie vāciņi. Sarkanās planētas polārie apgabali ir sasalušais oglekļa dioksīds, kas vasaras mēnešos pazūd, un ledus, kas veido pamatu un nekad neizkūst. Ja komēta, mēness vai asteroīds ietriecas ledus vāciņā, tiks atbrīvots milzīgs enerģijas daudzums un sausais ledus iztvaiko. Siltumnīcefekta gāzes nonāks atmosfērā un paātrinās globālās sasilšanas procesu uz Marsa. Šajā opcijā var rasties arī pozitīvas atsauksmes. Jo vairāk oglekļa dioksīda izdalīsies no planētas polārajiem apgabaliem, jo ​​augstāka temperatūra paaugstināsies un līdz ar to izdalīsies vēl vairāk oglekļa dioksīda.

Vēl viens priekšlikums ir uzspridzināt vairākas kodolbumbas uz polārajām ledus cepurēm. Šīs metodes trūkums ir acīmredzams: iespējams, ka izdalītais ūdens būs radioaktīvs. Vai arī varat mēģināt tur uzbūvēt kodoltermisko reaktoru, kas izkausēs polāro reģionu ledu.

Kodolsintēzes reaktora galvenā degviela ir ūdens, un uz Marsa ir daudz sasaluša ūdens.

Kad temperatūra paaugstinās virs sasalšanas, uz virsmas veidosies sekli ūdenstilpes, kuras var kolonizēt dažas aļģu formas, kas uz Zemes plaukst Antarktīdā. Viņiem, iespējams, patiks Marsa atmosfēra, kurā 95% ir oglekļa dioksīds. Ir iespējams arī ģenētiski modificēt aļģes, lai nodrošinātu, ka tās aug pēc iespējas ātrāk. Aļģu dīķi paātrinās terraformēšanu vairākos veidos. Pirmkārt, aļģes pārvērš oglekļa dioksīdu par skābekli. Otrkārt, tie mainīs Marsa virsmas krāsu un attiecīgi tās atstarošanas spēju. Tumšāka virsma absorbēs vairāk saules starojuma. Treškārt, tā kā aļģes augs pašas, bez jebkādas ārējas palīdzības, šī metode, kā mainīt situāciju uz planētas, būs salīdzinoši lēta. Ceturtkārt, aļģes var izmantot kā pārtiku. Laika gaitā šie aļģu ezeri veidos augsnes virskārtu un barības vielas; Augi var izmantot šīs priekšrocības un vēl vairāk paātrināt skābekļa ražošanu.

Zinātnieki arī apsver iespēju Marsu apņemt ar pavadoņiem, kas savāktu saules gaismu un novirzītu to uz planētas virsmu. Iespējams, ka šādi pavadoņi pat paši par sevi spēs paaugstināt temperatūru uz Marsa virsmas līdz sasalšanas punktam un augstāk. Tiklīdz tas notiks un mūžīgais sasalums sāk kust, planēta pati par sevi sasils, dabiski.

Ekonomiskais labums?

Nevajag būt ilūzijās un domāt, ka Mēness un Marsa kolonizācija cilvēcei nekavējoties nesīs neskaitāmus ekonomiskus ieguvumus. Kad Kolumbs 1492. gadā devās uz Jauno pasauli, viņš pavēra piekļuvi vēsturē nepieredzētiem dārgumiem. Pavisam drīz konkistadori no jaunatklātām vietām uz dzimteni sāka sūtīt milzīgos daudzumos no vietējiem indiāņiem izlaupītu zeltu, bet kolonisti - vērtīgas izejvielas un lauksaimniecības produktus. Ekspedīciju izmaksas uz Jauno pasauli vairāk nekā kompensēja neskaitāmie dārgumi, ko tur varēja atrast.

Bet kolonijas uz Mēness un Marsa ir cits jautājums. Nav gaisa, šķidra ūdens vai auglīgas augsnes, tāpēc viss nepieciešamais no Zemes būs jānogādā ar raķetēm, kas ir neticami dārgi. Turklāt Mēness kolonizēšanai nav īpašas militāras jēgas, vismaz īstermiņā. Lai nokļūtu no Zemes uz Mēnesi vai atpakaļ, nepieciešams vidēji trīs dienas, un kodolkarš var sākties un beigties tikai pusotras stundas laikā – no pirmo starpkontinentālo ballistisko raķešu palaišanas brīža līdz pēdējiem sprādzieniem. Kosmosa kavalērijai no Mēness vienkārši nebūs laika reāli piedalīties notikumos uz Zemes. Rezultātā Pentagons nefinansē nekādas lielas programmas Mēness militarizācijai.

Tas nozīmē, ka jebkuras liela mēroga operācijas citu pasauļu izpētei būs vērstas nevis uz Zemes, bet gan uz jaunu kosmosa koloniju ieguvumiem. Kolonistiem nāksies iegūt metālus un citus minerālus savām vajadzībām, jo ​​to transportēšana no Zemes (un arī uz Zemi) ir pārāk dārga. Rakšana asteroīdu joslā kļūs ekonomiski izdevīga tikai tad, ja būs pašpietiekamas kolonijas, kas pašas var izmantot iegūtos materiālus, un tas notiks labākajā gadījumā šī gadsimta pašās beigās vai, visticamāk, vēlāk.

Kosmosa tūrisms

Bet kad parasts civiliedzīvotājs varēs lidot kosmosā? Daži zinātnieki, piemēram, nelaiķis Žerārs O'Nīls no Prinstonas universitātes, sapņoja par kosmosa koloniju milzu riteņa formā, kurā būtu apdzīvojami nodalījumi, ūdens attīrīšanas rūpnīcas, gaisa reģenerācijas nodalījumi utt. Šādu staciju nozīme - pārapdzīvotības problēmas risināšanā. Tomēr 21. gadsimtā doma, ka kosmosa kolonijas varētu atrisināt vai vismaz atvieglot šo problēmu, joprojām paliks fantāzija. Lielākajai daļai cilvēces Zeme būs viņu vienīgā mājvieta vēl vismaz 100–200 gadus.

Tomēr joprojām pastāv veids, kā vidusmēra cilvēks faktiski var lidot kosmosā: kā tūrists. Ir uzņēmēji, kuri kritizē NASA par tās šausmīgo neefektivitāti un birokrātiju un ir gatavi paši ieguldīt naudu kosmosa tehnoloģijās, uzskatot, ka tirgus mehānismi palīdzēs privātajiem investoriem samazināt kosmosa ceļojumu izmaksas. Bērts Rutans un viņa investori jau bija ieguvuši 10 miljonus ASV dolāru Ansari X balvu 2004. gada 4. oktobrī, divu nedēļu laikā divreiz palaižot savu SpaceShipOne, nedaudz vairāk par 100 km virs zemes virsmas. SpaceShipOne ir pirmais raķešu kuģis, kas veiksmīgi ceļojis kosmosā, izmantojot privātus līdzekļus. Tā izstrāde izmaksāja aptuveni 25 miljonus dolāru. Aizdevumiem galvotājs bija Microsoft miljardieris Pols Alens.

Šobrīd kosmosa kuģis SpaceShipTwo ir gandrīz gatavs. Rutāns uzskata, ka pavisam drīz būs iespējams sākt testēšanu, pēc kuras komerciālais kosmosa kuģis kļūs par realitāti. Miljardieris Ričards Brensons no Virgin Atlantic izveidoja Virgin Galactic ar kosmodromu Ņūmeksikā un ilgu sarakstu ar cilvēkiem, kuri ir gatavi tērēt 200 000 USD, lai īstenotu savu mūža sapni doties kosmosā. Virgin Galactic, kas, visticamāk, būs pirmais lielais uzņēmums, kas piedāvās komerciālus lidojumus uz kosmosu, jau ir pasūtījis piecus SpaceShipTwo kuģus. Ja viss noritēs, kā plānots, kosmosa ceļojumu izmaksas samazināsies desmitkārtīgi.

SpaceShipTwo piedāvā vairākus veidus, kā ietaupīt naudu. Tā vietā, lai izmantotu milzīgas nesējraķetes, kas paredzētas kravas nogādāšanai kosmosā tieši no Zemes, Rutāns novieto savu kosmosa kuģi lidmašīnā un virza to uz priekšu, izmantojot parastos atmosfēras reaktīvos dzinējus. Šajā gadījumā atmosfērā tiek izmantots skābeklis. Pēc tam aptuveni 16 km augstumā virs zemes kuģis atdalās no lidmašīnas un ieslēdz savus reaktīvos dzinējus. Kuģis nevar iziet zemās Zemes orbītā, taču uz tā esošās degvielas rezerves pietiek, lai paceltos vairāk nekā 100 kilometrus virs zemes virsmas – tur, kur gandrīz nav atmosfēras un kur pasažieri var redzēt debesis pamazām melnas. Dzinēji spēj paātrināt kuģi līdz ātrumam, kas atbilst M=3, t.i., līdz trīskāršam skaņas ātrumam (apmēram 3500 km/h). Ar to, protams, ir par maz, lai to nogādātu orbītā (šeit, kā jau minēts, ir vajadzīgs vismaz 28 500 km/h ātrums, kas atbilst 7,9 km/s), taču ar to pietiks, lai nogādātu pasažierus uz Zemes atmosfēras un kosmosa mala. Pilnīgi iespējams, ka tuvākajā nākotnē tūristu lidojums kosmosā izmaksās ne vairāk kā safari Āfrikā.

(Tomēr, lai aplidotu Zemi, jums būs jāmaksā daudz vairāk un jākāpj uz kosmosa staciju. Reiz es jautāju Microsoft miljardierim Čārlzam Simonijam, cik viņam izmaksā biļete uz SKS. Preses ziņojumos šis skaitlis ir 20 miljoni dolāru. Viņš atbildēja, ka nevēlētos nosaukt precīzu summu, bet avīžu ziņojumi nav ļoti nepareizi. Viņam tik ļoti patika kosmosā, ka nedaudz vēlāk viņš atkal lidoja uz staciju. Tātad kosmosa tūrisms, pat tuvākajā nākotnē paliks ļoti turīgu cilvēku privilēģija.)

2010. gada septembrī kosmosa tūrisms saņēma papildu stimulu no korporācijas Boeing, kas paziņoja par savu ienākšanu šajā tirgū un plānoja pirmos lidojumus kosmosa tūristiem jau 2015. gadā. Tas pilnībā atbilstu prezidenta Obamas plāniem pārcelt pilotētus kosmosa lidojumus uz privātajiem. rokas. Boeing plāns paredz no Kanaveralas zemesraga uz Starptautisko kosmosa staciju palaist kapsulu ar četriem apkalpes locekļiem un trim tukšām sēdvietām kosmosa tūristiem. Tomēr Boeing ir bijis diezgan tiešs attiecībā uz privāto kosmosa projektu finansēšanu: lielākā daļa naudas būs jāmaksā nodokļu maksātājiem. "Tas ir nenoteikts tirgus," saka Džons Elbons, komerciālās kosmosa palaišanas programmas direktors. "Ja mums būtu jāpaļaujas tikai uz Boeing līdzekļiem, ņemot vērā visus riska faktorus, mēs nevarētu veiksmīgi pabeigt lietu."

Tumšie zirgi

Kosmosa ceļojumu ārkārtīgi augstās izmaksas bremzē gan komerciālo, gan zinātnes progresu, tāpēc cilvēcei tagad ir nepieciešama pilnīgi jauna, revolucionāra tehnoloģija. Līdz gadsimta vidum zinātniekiem un inženieriem ir jāpilnveido jaunas nesējraķetes, lai samazinātu palaišanas izmaksas.

Fiziķis Frīmens Daisons starp daudzajiem priekšlikumiem identificēja vairākas tehnoloģijas, kas pašlaik ir eksperimenta stadijā, bet kādreiz var padarīt telpu pieejamu pat vidusmēra cilvēkam. Neviens no šiem priekšlikumiem negarantē panākumus, taču, ja tas izdosies, kravas nogādāšanas kosmosā izmaksas strauji samazinātos. Pirmais no šiem priekšlikumiem ir lāzera piedziņas sistēmas: jaudīgs lāzera stars no ārēja avota (piemēram, no Zemes) tiek novirzīts uz raķetes pamatni, kur tas izraisa mini sprādzienu, kura triecienvilnis nosaka raķete kustībā. Vienmērīga lāzera impulsu plūsma iztvaiko ūdeni, un iegūtais tvaiks virza raķeti kosmosā. Lāzera reaktīvo dzinēju galvenā priekšrocība ir tā, ka enerģija tam nāk no ārēja avota - no stacionāra lāzera. Lāzera raķetei būtībā nav degvielas. (Turpretim ķīmiskās raķetes tērē ievērojamu daļu enerģijas, lai paceltu un transportētu degvielu saviem dzinējiem.)

Lāzera piedziņas tehnoloģija jau ir demonstrēta laboratorijā, kur 1997. gadā veiksmīgi tika pārbaudīts modelis. Leiks Mirabo no Renselera Politehniskā institūta Ņujorkā izveidoja šādas raķetes darba prototipu un nosauca to par gaismas kuģu tehnoloģijas demonstratoru. Viens no viņa pirmajiem lidojošajiem modeļiem svēra 50 gramus un bija “plāksne” ar diametru aptuveni 15 cm.10 kW lāzers radīja lāzera sprādzienu sēriju raķetes pamatnē; gaisa triecienviļņi to paātrināja ar 2 g paātrinājumu (kas ir divreiz lielāks par brīvā kritiena paātrinājumu uz Zemes un ir aptuveni 19,6 m/s 2) un skaņas, kas atgādināja ložmetēja uguni. Mirabeau signālraķetes pacēlās vairāk nekā 30 m augstumā (aptuveni līdzvērtīgi Roberta Godāra pirmajām šķidrās degvielas raķetēm 1930. gados).

Dyson sapņo par dienu, kad lāzera dzinējspēka sistēmas var palaist smagas kravas Zemes orbītā tikai par pieciem dolāriem par mārciņu, kas noteikti radīs apvērsumu kosmosa industrijā. Viņš paredz gigantisku 1000 megavatu (standarta kodolenerģijas bloka jauda) lāzeru, kas spēj virzīt orbītā divas tonnas smagu raķeti, kas sastāv no lietderīgās kravas un ūdens tvertnes bāzē. Ūdens lēnām iesūcas caur sīkajām porām tvertnes apakšējā sienā. Gan krava, gan tvertne sver tonnu. Kad lāzera stars sasniedz raķetes dibenu, ūdens acumirklī iztvaiko, radot virkni triecienviļņu, kas virza raķeti kosmosā. Raķete sasniedz 3 g paātrinājumu un pēc sešām minūtēm ieiet zemajā Zemes orbītā.

Tā kā pati raķete nenes degvielu, katastrofāla nesēja sprādziena briesmas nedraud. Ķīmisko raķešu gadījumā pat šodien, 50 gadus pēc Sputnik 1, neveiksmes iespējamība ir aptuveni 1%. Un šīs neveiksmes, kā likums, izskatās ļoti iespaidīgi – skābeklis un ūdeņradis eksplodē milzu ugunsbumbās, un gruži līst uz palaišanas platformas. Lāzera sistēma, gluži pretēji, ir vienkārša, droša un to var izmantot vairāk nekā vienu reizi ar ļoti īsiem intervāliem; Viss, kas jums nepieciešams, lai tas darbotos, ir ūdens un lāzers.

Turklāt laika gaitā šī sistēma atmaksāsies. Ja to izmantos pusmiljona kosmosa kuģu palaišanai gadā, palaišanas maksa viegli segs gan ekspluatācijas izmaksas, gan izstrādes un būvniecības izmaksas. Tomēr Daisons saprot, ka paies vēl desmitgade, līdz šis sapnis tiks realizēts. Fundamentālie pētījumi lieljaudas lāzeru jomā prasīs daudz vairāk naudas, nekā jebkura universitāte var atvēlēt. Ja vien valdība vai kāda liela korporācija nefinansēs attīstību, lāzera piedziņas sistēmas nekad netiks uzbūvētas.

Šeit fonda balva varētu ļoti noderēt. Es reiz runāju ar Pīteru Diamandisu, kurš to nodibināja 1996. gadā, un atklāju, ka viņš labi apzinās ķīmisko raķešu ierobežojumus. Pat ar SpaceShipTwo, viņš man atzina, mēs saskārāmies ar faktu, ka ķīmiskās raķetes ir ļoti dārgs veids, kā izvairīties no gravitācijas ietekmes. Rezultātā nākamo X balvu saņems cilvēks, kurš spēj izveidot raķeti, ko virza enerģijas stars. (Bet lāzera stara vietā ir paredzēts izmantot citu elektromagnētiskās enerģijas staru, kas ir līdzīgs lāzeram - mikroviļņu staru.)

Trauksme ap balvu un vairāku miljonu dolāru balvu var būt pietiekams vilinājums, lai uzņēmēju un izgudrotāju vidū rosinātu interesi par neķīmisko raķešu, piemēram, mikroviļņu raķešu, problēmu.

Ir arī citas eksperimentālās raķešu konstrukcijas, taču to izstrāde rada dažādus riskus. Viens no variantiem ir gāzes lielgabals, kas izšauj kaut kādus šāviņus no milzīgas stobra, kaut kas līdzīgs lādiņam Žila Verna romānā “No Zemes uz Mēnesi”. Verna šāviņš gan nebūtu sasniedzis Mēnesi, jo šaujampulveris nespēja to paātrināt līdz 11 km/s ātrumam, kas nepieciešams, lai izvairītos no Zemes gravitācijas lauka. Gāzes pistolē šaujampulvera vietā šāviņus lielā ātrumā izspiedīs gāze, kas saspiesti zem augsta spiediena garā caurulē. Nelaiķis Ābrahams Hercbergs no Vašingtonas universitātes Sietlā uzbūvēja šāda lielgabala prototipu, kura diametrs ir aptuveni 10 cm un garums ir aptuveni 10 m. Gāze ieroča iekšpusē ir metāna un gaisa maisījums, kas saspiests līdz 25 atmosfērām. Gāze tiek aizdedzināta un šāviņš stobrā tiek paātrināts līdz 30 000 g, kas saplacina lielāko daļu metāla priekšmetu.

Hercbergs pierādīja, ka gāzes lielgabals var darboties. Bet, lai izmestu lādiņu kosmosā, tā stobrai jābūt daudz garākai, apmēram 230 m; Turklāt pa paātrinājuma trajektoriju pistoles stobrā jādarbojas dažādām gāzēm. Lai krava sasniegtu savu pirmo evakuācijas ātrumu, mucā ir jāsakārto piecas sekcijas ar dažādām darba gāzēm.

Izmaksas par palaišanu no gāzes pistoles var būt pat zemākas nekā izmantojot lāzera sistēmu. Taču šādi palaist kosmosā pilotējamus transportlīdzekļus ir pārāk bīstami: intensīvu paātrinājumu mucā var izturēt tikai cieta krava.

Trešais eksperimentālais dizains ir “slingatrons”, kuram, tāpat kā slingai, jāgriež slodze un pēc tam jāmet gaisā.

Šīs ierīces prototipu uzbūvēja Dereks Tidmens; tā galda modelis spēj pagriezt priekšmetu dažās sekundēs un izmest to ar ātrumu līdz 100 m/s. Slingatrona prototips ir virtuļa formas caurule, kuras diametrs ir aptuveni metrs. Pati caurule ir aptuveni 2,5 cm diametrā un tajā ir neliela tērauda lodīte. Bumba ripo pa gredzenveida cauruli, un mazi motori to spiež un piespiež paātrināties.

Īstam slingatronam, kura uzdevums būs mest kravas zemās Zemes orbītā, vajadzētu būt daudz lielākam izmēram - apmēram simts kilometru diametrā; turklāt viņam jāiesūknē enerģija bumbiņā, līdz tā paātrinās līdz 11,2 km/s. Bumba izlidos no slingatrona ar 1000 g paātrinājumu, kas arī ir daudz. Ne katra slodze var izturēt šādu paātrinājumu. Lai varētu uzbūvēt īstu slingatronu, ir jāatrisina daudzas tehniskas problēmas, no kurām vissvarīgākā ir samazināt berzi starp lodi un cauruli.

Lai pabeigtu katru no trim nosauktajiem projektiem, pat labākajā gadījumā, būs nepieciešams vairāk nekā ducis gadu, un tad tikai tad, ja finansējumu pārņems valdība vai privātais bizness. Pretējā gadījumā šie prototipi uz visiem laikiem paliks uz to izgudrotāju galdiem.

Tāla nākotne

(2070–2100)

Kosmosa lifts

Iespējams, ka līdz šī gadsimta beigām nanotehnoloģiju attīstība padarīs iespējamu pat slaveno kosmosa liftu. Cilvēks, tāpat kā Džeks uz pupas kātiņa, var tajā uzkāpt līdz mākoņiem un tālāk. Mēs iekāpsim liftā, nospiedīsim pogu "augšup" un uzkāpsim augšup pa šķiedru, kas ir tūkstošiem kilometru garš oglekļa nanocaurule. Ir skaidrs, ka šāds jauns produkts varētu radīt apvērsumu kosmosa ceļojumu ekonomikā un pagriezt visu uz galvas.

1895. gadā krievu fiziķis Konstantīns Ciolkovskis, iedvesmojoties no Eifeļa torņa, tā laika augstākās celtnes pasaulē, būvniecības, uzdeva sev vienkāršu jautājumu: kāpēc šādu torni nevar uzbūvēt tik augstu kā kosmoss? Ja tas ir pietiekami augsts, viņš aprēķināja, tas saskaņā ar fizikas likumiem nekad nekritīs. Viņš nosauca šo ēku par "debesu pili".

Iedomājieties bumbu. Ja sākat to griezt uz auklas, centrbēdzes spēks būs pilnīgi pietiekams, lai bumbiņa nenokristu. Tāpat, ja kabelis ir pietiekami garš, centrbēdzes spēks neļaus galā piestiprinātajam svaram nokrist zemē. Ar Zemes rotāciju pietiks, lai kabeli noturētu debesīs. Kad kosmosa lifta kabelis stiepjas debesīs, jebkurš transportlīdzeklis, kas spēj pārvietoties pa to, varēs droši ceļot kosmosā.

Uz papīra šķiet, ka šis triks darbojas. Bet diemžēl, ja mēģināt pielietot Ņūtona kustības likumus un aprēķināt kabeļa spriegumu, izrādās, ka šis spriegums pārsniedz tērauda izturību: jebkurš kabelis vienkārši pārtrūks, kas padara kosmosa liftu neiespējamu.

Daudzu gadu un pat gadu desmitu laikā ideja par kosmosa liftu tika vai nu aizmirsta, vai atkal tika apspriesta, bet tā paša iemesla dēļ atkal tika noraidīta. 1957. gadā krievu zinātnieks Jurijs Artsutanovs piedāvāja savu projekta versiju, saskaņā ar kuru bija paredzēts būvēt liftu nevis no apakšas uz augšu, bet, gluži pretēji, no augšas uz leju. Tika ierosināts orbītā nosūtīt kosmosa kuģi, kas pēc tam no turienes nolaistu saiti; Atliek tikai to salabot uz zemes. Arī zinātniskās fantastikas rakstnieki pielika roku šī projekta popularizēšanā. Arturs K. Klārks savā 1979. gada romānā Debesu strūklakas iztēlojās kosmosa liftu, bet 1982. gada romānā Frīda — Roberts Heinleins.

Oglekļa nanocaurules ir atdzīvinājušas šo ideju. Kā mēs jau redzējām, tiem ir vislielākā izturība no visiem zināmajiem materiāliem. Tie ir stiprāki par tēraudu, un nanocauruļu potenciālā izturība varētu izturēt slodzes, kas rodas kosmosa lifta projektēšanā.

Tomēr problēma ir izveidot tīru oglekļa nanocauruļu saiti 80 000 km garumā. Tas ir neticami grūts uzdevums, jo līdz šim zinātniekiem laboratorijā ir izdevies iegūt tikai dažus centimetrus tīras oglekļa nanocaurules. Jūs, protams, varat savīt kopā miljardiem nanošķiedru, taču šīs šķiedras nebūs cietas. Mērķis ir izveidot garu nanocauruli, kurā katrs oglekļa atoms būs stingri savā vietā.

2009. gadā Rīsa universitātes zinātnieki paziņoja par svarīgu atklājumu: iegūtās šķiedras nav tīras, bet gan saliktas, taču viņi ir izstrādājuši tehnoloģiju, kas ir pietiekami elastīga, lai radītu jebkura garuma oglekļa nanocaurules. Izmantojot izmēģinājumus un kļūdas, pētnieki atklāja, ka oglekļa nanocaurules var izšķīdināt hlorsulfonskābē un pēc tam izspiest no sprauslas kā šļirce. Izmantojot šo metodi, ir iespējams ražot šķiedru no jebkura garuma oglekļa nanocaurulēm, un tās biezums ir 50 mikroni.

Viens no oglekļa nanocauruļu šķiedras komerciālajiem pielietojumiem ir elektropārvades līnijas, jo nanocaurules vada elektrību labāk nekā varš, tās ir vieglākas un stiprākas. Raisa universitātes inženierzinātņu profesors Matteo Paskvali saka: “Elektropārvades līnijām jums ir vajadzīgas tonnas šīs šķiedras, un pagaidām nav iespējas to izgatavot. Vajag tikai izdomāt vienu brīnumu.

Lai gan iegūtās šķiedras nav pietiekami tīras, lai ietilptu kosmosa liftā, šie pētījumi sniedz cerību, ka kādu dienu mēs spēsim izaudzēt tīras oglekļa nanocaurules, kas ir pietiekami spēcīgas, lai paceltu mūs debesīs.

Bet pat tad, ja mēs pieņemam, ka problēma ar garu nanocauruļu ražošanu ir atrisināta, zinātnieki saskarsies ar citām praktiskām problēmām. Piemēram, kosmosa lifta kabelim būtu jāpaceļas krietni virs vairuma satelītu orbītām. Tas nozīmē, ka kāda satelīta orbīta kādreiz noteikti krustosies ar kosmosa lifta maršrutu un izraisīs avāriju. Tā kā zemie satelīti lido ar ātrumu 7–8 km/s, sadursme var būt katastrofāla. No tā izriet, ka lifts būs jāaprīko ar īpašiem raķešu dzinējiem, kas lifta kabeli pārvietos no ceļa lidojošiem satelītiem un kosmosa atkritumiem.

Vēl viena problēma ir laikapstākļi, t.i., viesuļvētras, pērkona negaiss un stiprs vējš. Kosmosa lifts ir jānoenkuro pie zemes, iespējams, uz gaisa kuģa pārvadātāja vai naftas platformas Klusajā okeānā, taču tam jābūt elastīgam, lai izturētu elementus.

Turklāt kabīnē jābūt panikas pogai un evakuācijas kapsulai gadījumā, ja kabelis pārtrūkst. Ja kaut kas notiek ar trosi, lifta kabīnei ir jānoslīd vai jālec ar izpletni uz zemi, lai glābtu pasažierus.

Lai paātrinātu kosmosa liftu izpētes sākšanu, NASA izsludinājusi vairākus konkursus. NASA sponsorētās kosmosa liftu sacīkstes piedāvā balvas 2 miljonu ASV dolāru apmērā. Saskaņā ar noteikumiem, lai uzvarētu konkursā par liftiem, kas darbojas ar enerģiju, kas tiek pārraidīta pa staru, ir jāizbūvē iekārta, kas sver ne vairāk kā 50 kg, kas spēj uzkāpt pa kabeli 1 km augstumā ar ātrumu 2 m. /s. Grūtības ir tādas, ka šai ierīcei nevajadzētu būt ar degvielu, akumulatoriem vai elektrības kabeli. Enerģija tās kustībai ir jāpārraida no Zemes pa staru kūli.

Esmu savām acīm redzējis inženieru degsmi un enerģiju, kas strādā pie kosmosa lifta un sapņo par balvas ieguvi. Es pat lidoju uz Sietlu, lai satiktu jaunos, uzņēmīgos grupas LaserMotive inženierus. Dzirdot "sirēnu dziesmu" - NASA aicinājumu, viņi sāka izstrādāt ierīces prototipus, kas, ļoti iespējams, kļūs par kosmosa lifta sirdi.

Iegāju lielā angārā, ko jaunieši īrēja testēšanai. Vienā angāra galā es redzēju lielu lāzeru, kas spēj izstarot spēcīgu enerģijas staru. Otrā atradās pats kosmiskais lifts. Tā bija apmēram metru plata kaste ar lielu spoguli. Spogulis atspoguļoja lāzera staru, kas to skāra veselā saules bateriju baterijā, kas pārveidoja savu enerģiju elektroenerģijā. Motoram tika piegādāta elektrība, un lifta kabīne lēnām rāpās augšup pa īsu kabeli. Izmantojot šo izkārtojumu, kabīnei ar elektromotoru nav jāvelk līdzi elektrības kabelis. Pietiek vērst uz to lāzera staru no zemes, un lifts pats rāpos pa kabeli.

Lāzers angārā bija tik spēcīgs, ka cilvēkiem acis bija jāaizsargā ar īpašām brillēm, kamēr tas strādāja. Pēc daudziem mēģinājumiem jauniešiem beidzot izdevās likt savam auto uzbraukt. Viens kosmosa lifta problēmas aspekts ir atrisināts, vismaz teorētiski.

Sākotnēji uzdevums bija tik grūts, ka neviens no dalībniekiem nespēja to izpildīt un iegūt solīto balvu. Tomēr 2009. gadā LaserMotive saņēma balvu. Sacensības notika Edvardsas gaisa spēku bāzē Kalifornijas Mohaves tuksnesī. Virs tuksneša karājās helikopters ar garu kabeli, un dalībnieku ierīces mēģināja kāpt pa šo kabeli. LaserMotive komandas liftam divu dienu laikā tas izdevās četras reizes; viņa labākais laiks bija 228 sekundes. Tātad jauno inženieru darbs, ko es novēroju tajā angārā, nesa augļus.

Zvaigžņu kuģi

Līdz šī gadsimta beigām pētniecības stacijas, visticamāk, parādīsies uz Marsa un, iespējams, kaut kur asteroīdu joslā, neskatoties uz pašreizējo finansējuma krīzi pilotētai kosmosa izpētei. Nākamā rindā būs īsta zvaigzne. Mūsdienās starpzvaigžņu zonde būtu pilnīgi bezcerīgs pasākums, taču pēc simts gadiem situācija var mainīties.

Lai ideja par starpzvaigžņu ceļojumiem kļūtu par realitāti, ir jāatrisina vairākas būtiskas problēmas. Pirmais no tiem ir jauna kustības principa meklējumi. Tradicionālajai ķīmiskajai raķetei būtu nepieciešami aptuveni 70 000 gadu, lai sasniegtu tuvāko zvaigzni. Piemēram, divi 1977. gadā palaisti Voyageri uzstādīja rekordu vislielākajā attālumā no Zemes. Pašlaik (2011. gada maijā) pirmais no tiem atrodas 17,5 miljardu km attālumā no Saules, bet attālums, ko tā ir nogājusi, ir tikai niecīga daļa no ceļa līdz zvaigznēm.

Ir ierosināti vairāki starpzvaigžņu transportlīdzekļu modeļi un kustības principi. Šis:

Saules bura;

Kodolraķete;

Raķete ar reaktīvo kodoltermisko dzinēju;

Nanokuģi.

Atrodoties NASA Plum Brook stacijā Klīvlendā, Ohaio štatā, es satiku vienu no saules buru idejas sapņotājiem un dedzīgajiem atbalstītājiem. Šajā vietā tika uzbūvēta pasaulē lielākā vakuuma kamera satelītu testēšanai. Šīs kameras izmēri ir pārsteidzoši; šī ir īsta ala aptuveni 30 m diametrā un 38 m augstumā, kurā varētu ērti izvietot vairākas daudzstāvu dzīvojamās ēkas. Tas ir arī pietiekami liels, lai kosmosa vakuumā pārbaudītu satelītus un raķešu daļas. Projekta mērogs ir pārsteidzošs. Es jutos īpaši priviliģēts atrasties tajā pašā vietā, kur tika pārbaudīti daudzi Amerikas svarīgākie satelīti, starpplanētu zondes un raķetes.

Tāpēc es tikos ar vienu no vadošajiem saules buru atbalstītājiem, NASA zinātnieku Lesu Džonsonu. Viņš man stāstīja, ka kopš bērnības, lasot zinātnisko fantastiku, sapņojis uzbūvēt raķetes, kas varētu sasniegt zvaigznes. Džonsons pat uzrakstīja pamata kursu, kā veidot saules buras. Viņš uzskata, ka šo principu varēs īstenot tuvākajās desmitgadēs, taču viņš ir gatavs tam, ka īstais zvaigžņu kuģis tiks uzbūvēts, visticamāk, daudzus gadus pēc viņa nāves. Tāpat kā mūrnieki, kas uzcēla viduslaiku lielās katedrāles, Džonsons saprot, ka var būt nepieciešamas vairākas cilvēku dzīvības, lai uzbūvētu transportlīdzekli, lai sasniegtu zvaigznes.

Saules buras darbības princips ir balstīts uz faktu, ka gaismai, lai gan tai nav miera masas, ir impulss, kas nozīmē, ka tā var radīt spiedienu. Spiediens, ko saules gaisma iedarbojas uz visiem sastaptajiem objektiem, ir ārkārtīgi mazs, mēs to vienkārši nejūtam, bet, ja saules bura ir pietiekami liela un mēs esam gatavi pietiekami ilgi gaidīt, tad šis spiediens var paātrināt starpzvaigžņu kuģi (kosmosā, Saules gaismas vidējā intensitāte ir astoņas reizes lielāka nekā uz Zemes).

Džonsons man teica, ka viņa mērķis ir izveidot milzīgu saules buru no ļoti plānas, bet elastīgas un elastīgas plastmasas. Šai burai vajadzētu būt vairākus kilometrus garai, un tā ir paredzēts būvēt kosmosā. Pēc salikšanas tas lēnām griežas ap Sauli, pakāpeniski palielinot ātrumu. Vairāku paātrinājuma gadu laikā bura izkļūs no Saules sistēmas un metīsies uz zvaigznēm. Kopumā saules bura, kā man teica Džonsons, spēj paātrināt starpzvaigžņu zondi līdz 0,1% no gaismas ātruma; Attiecīgi šādos apstākļos tuvāko zvaigzni tas sasniegs pēc 400 gadiem.

Džonsons cenšas nākt klajā ar kaut ko tādu, kas dotu saules burai papildus paātrinājumu un samazinātu lidojuma laiku. Viens no iespējamiem veidiem ir jaudīgu lāzeru baterijas novietošana uz Mēness. Lāzera stari, kas atsitās pret buru, nodos tai papildu enerģiju un attiecīgi papildu ātrumu, lidojot uz zvaigznēm.

Viena no problēmām ar zvaigžņu kuģi zem saules buras ir tā, ka to ir ārkārtīgi grūti kontrolēt, turklāt gandrīz neiespējami apstāties un nostūrēt pretējā virzienā, jo saules gaisma virzās tikai vienā virzienā – prom no Saules. Viens no šīs problēmas risinājumiem ir izvietot buru un izmantot mērķa zvaigznes gaismu, lai to palēninātu. Vēl viena iespēja ir veikt gravitācijas manevru netālu no šīs tālās zvaigznes un, izmantojot slinga efektu, paātrināt atgriešanās braucienu. Trešā iespēja ir nolaisties uz kāda šīs zvaigžņu sistēmas pavadoņa, uz tā uzbūvēt lāzeru akumulatoru un doties atpakaļceļā, izmantojot zvaigznes gaismu un lāzera starus.

Džonsons sapņo par zvaigznēm, taču saprot, ka realitāte šobrīd izskatās daudz pieticīgāka par viņa sapņiem. 1993. gadā krievi uz kuģa, kas atsvabinājis no stacijas Mir, izvietoja no lavsāna izgatavotu 25 punktu atstarotāju, taču eksperimenta mērķis bija tikai demonstrēt izvietošanas sistēmu. Otrais mēģinājums beidzās ar neveiksmi. 2004. gadā japāņi veiksmīgi palaida gaisā divus saules buru prototipus, taču atkal mērķis bija pārbaudīt izvietošanas sistēmu, nevis dzinējspēku. 2005. gadā notika vērienīgs mēģinājums izvietot īstu saules buru ar nosaukumu Cosmos 1, ko organizēja Planētu biedrība, sabiedriskā organizācija Cosmos Studios un Krievijas Zinātņu akadēmija. Bura tika palaista no Krievijas zemūdenes, taču raķetes Volna palaišana bija neveiksmīga, un Saules bura orbītu nesasniedza.

Un 2008. gadā, kad NASA komanda mēģināja palaist NanoSail-D saules buru, tas pats notika ar raķeti Falcon 1.

Visbeidzot, 2010. gada maijā Japānas Aviācijas un kosmosa izpētes aģentūra veiksmīgi palaida IKAROS — pirmo kosmosa kuģi, kas izmanto saules buru tehnoloģiju starpplanētu telpā. Ierīce tika novietota lidojuma trajektorijā uz Venēru, veiksmīgi izvietoja kvadrātveida buru ar 20 m diagonāli un demonstrēja spēju kontrolēt tās orientāciju un mainīt lidojuma ātrumu. Nākotnē japāņi plāno palaist vēl vienu starpplanētu zondi ar saules buru uz Jupiteru.

Kodolraķete

Zinātnieki apsver arī iespēju izmantot kodolenerģiju starpzvaigžņu ceļojumiem. Jau 1953. gadā ASV Atomenerģijas komisija sāka nopietnu raķešu izstrādi ar kodolreaktoriem, kas sākās ar Rover projektu. 1950. un 1960. gados. eksperimenti ar kodolraķetēm beidzās lielākoties neveiksmīgi. Kodoldzinēji izturējās nestabili un kopumā izrādījās pārāk sarežģīti tā laika vadības sistēmām. Turklāt ir viegli parādīt, ka parastā atomu skaldīšanas reaktora jauda ir pilnīgi nepietiekama starpzvaigžņu kosmosa kuģim. Vidējais rūpnieciskais kodolreaktors saražo aptuveni 1000 megavatu enerģijas, kas nav pietiekami, lai sasniegtu zvaigznes.

Tomēr vēl 1950. gados. zinātnieki ierosināja starpzvaigžņu kosmosa kuģiem izmantot atombumbas un ūdeņraža bumbas, nevis reaktorus. Piemēram, Orion projektam bija jāpaātrina raķete ar atombumbu sprādziena viļņiem. Zvaigžņu kuģim bija paredzēts aiz sevis nomest vairākas atombumbas, kuru sprādzieni radītu spēcīgus rentgena starojuma uzliesmojumus. Šo sprādzienu radītajam triecienvilnim vajadzēja paātrināt zvaigžņu kuģi.

1959. gadā fiziķi no General Atomics aprēķināja, ka uzlabotā Orion versija ar 400 m diametru sver 8 miljonus tonnu un to darbinās 1000 ūdeņraža bumbas.

Fiziķis Frīmens Daisons bija dedzīgs Orion projekta atbalstītājs. “Man Orion nozīmēja visas Saules sistēmas pieejamību dzīvības izplatībai. Viņš varētu mainīt vēstures gaitu, saka Daisons. Turklāt tas būtu ērts veids, kā atbrīvoties no atombumbām. "Vienā lidojumā mēs atbrīvotos no 2000 bumbām."

Orion projekta beigas tomēr bija 1963. gadā noslēgtais Kodolieroču izmēģinājumu ierobežošanas līgums, kas aizliedza sprādzienus uz zemes. Bez testēšanas nebija iespējams īstenot Orion dizainu, un projekts tika slēgts.

Tiešās plūsmas kodolsintēzes dzinējs

Vēl vienu kodolraķetes projektu 1960. gadā izvirzīja Roberts V. Busards; viņš ierosināja aprīkot raķeti ar kodoltermisko dzinēju, kas ir līdzīgs parastajam lidmašīnas reaktīvajam dzinējam. Kopumā reaktīvais dzinējs lidojuma laikā uztver gaisu un sajauc to ar degvielu. Pēc tam degvielas/gaisa maisījums tiek aizdedzināts, radot ķīmisku sprādzienu, kas rada dzinējspēku. Busards ierosināja piemērot to pašu principu kodolsintēzes dzinējam. Tā vietā, lai smeltu gaisu no atmosfēras, kā to dara lidmašīnas dzinējs, kodolsintēzes dzinējs savāks ūdeņradi no starpzvaigžņu telpas. Savākto gāzi paredzēts saspiest un uzsildīt, izmantojot elektriskos un magnētiskos laukus, pirms sākas hēlija kodolsintēzes reakcija, kas atbrīvos milzīgu daudzumu enerģijas. Notiks sprādziens, un raķete saņems impulsu. Un tā kā ūdeņraža rezerves starpzvaigžņu telpā ir neizsmeļamas, iespējams, ka reaktīvo dzinēju kodoldzinējs varētu darboties mūžīgi.

Kuģa dizains ar reaktīvo kodolsintēzes dzinēju atgādina saldējuma konusu. Piltuve uztver ūdeņraža gāzi, kas pēc tam nonāk dzinējā, uzsilst un notiek saplūšanas reakcija ar citiem ūdeņraža atomiem. Busards aprēķināja, ka reaktīvais reaktīvais kodoldzinējs, kas sver aptuveni 1000 tonnas, spēj uzturēt pastāvīgu paātrinājumu aptuveni 10 m/s 2 (t.i., aptuveni vienādu ar gravitācijas paātrinājumu uz Zemes); šajā gadījumā gada laikā kosmosa kuģis paātrinās līdz aptuveni 77% no gaismas ātruma. Tā kā reaktīvo kodoldzinēju neierobežo degvielas rezerves, zvaigžņu kuģis ar šādu dzinēju teorētiski varētu iziet ārpus mūsu Galaktikas robežām un tikai 23 gadu laikā, pēc kuģa pulksteņa, sasniegt Andromedas miglāju, kas atrodas 2 attālumā. miljonu gaismas gadu attālumā no mums. (Saskaņā ar Einšteina relativitātes teoriju paātrinātā kuģī laiks palēninās, tā ka astronauti zvaigžņu kuģī novecos tikai 23 gadus, pat ja šajā laikā uz Zemes ir pagājuši miljoniem gadu.)

Tomēr arī šeit ir nopietnas problēmas. Pirmkārt, starpzvaigžņu vidē galvenokārt ir atsevišķi protoni, tāpēc kodolsintēzes dzinējam būtu jāsadedzina tīrs ūdeņradis, lai gan šī reakcija nerada daudz enerģijas. (Ūdeņraža saplūšana var notikt dažādos veidos. Pašlaik uz Zemes zinātnieki dod priekšroku deitērija un tritija ietekmes variantam, kas atbrīvo daudz vairāk enerģijas. Tomēr starpzvaigžņu vidē ūdeņradis atrodas atsevišķu protonu veidā, tāpēc ramjet kodoldzinēji tikai protonu-protonu saplūšanu var izmantot kodolsintēzes reakcijā, kas izdala daudz mazāk enerģijas nekā deitērija-tritija reakcija.) Tomēr Busards parādīja, ka, ja jūs modificējat degvielas maisījumu, pievienojot nedaudz oglekļa, tad oglekli, kas darbojas kā katalizators, radīs milzīgu enerģijas daudzumu, kas ir diezgan pietiekams zvaigžņu kuģim.

Otrkārt, piltuvei kosmosa kuģa priekšā, lai savāktu pietiekami daudz ūdeņraža, jābūt milzīgai – aptuveni 160 km diametrā, tāpēc tā būs jāsavāc kosmosā.

Ir vēl viena neatrisināta problēma. 1985. gadā inženieri Roberts Zubrins un Dana Endrjūsa parādīja, ka vides pretestība neļaus ar reaktīvo dzinēju darbināmam zvaigžņu kuģim paātrināties līdz gandrīz gaismas ātrumam. Šī pretestība ir saistīta ar kuģa un piltuves kustību ūdeņraža atomu laukā. Tomēr viņu aprēķini ir balstīti uz dažiem pieņēmumiem, kas nākotnē var nebūt piemērojami kuģiem ar reaktīvo dzinēju.

Pašlaik, lai gan mums nav skaidru priekšstatu par protonu un protonu saplūšanas procesu (kā arī par ūdeņraža jonu pretestību starpzvaigžņu vidē), reaktīvo kodoldzinēju izredzes joprojām ir neskaidras. Bet, ja šīs inženiertehniskās problēmas var atrisināt, šis dizains, iespējams, būs viens no labākajiem.

Antimatērijas raķetes

Vēl viena iespēja ir izmantot antimatēriju, vislielāko enerģijas avotu Visumā, zvaigžņu kuģim. Antimatērija ir pretstats matērijai tādā nozīmē, ka visām atoma sastāvdaļām ir pretēji lādiņi. Piemēram, elektronam ir negatīvs lādiņš, bet antielektronam (pozitronam) ir pozitīvs lādiņš. Saskaroties ar matēriju, antimateriāls iznīcinās. Tas atbrīvo tik daudz enerģijas, ka pietiktu ar tējkaroti antimatērijas, lai iznīcinātu visu Ņujorku.

Antimatērija ir tik spēcīga, ka Dena Brauna Eņģeļu un dēmonu ļaundari izmanto to, lai izveidotu bumbu un plāno uzspridzināt Vatikānu; Stāstā viņi nozog antimateriālu no lielākā Eiropas kodolpētniecības centra CERN, kas atrodas Šveicē netālu no Ženēvas. Atšķirībā no ūdeņraža bumbas, kuras efektivitāte ir tikai 1%, antimatērijas bumba būtu 100% efektīva. Matērijas un antimatērijas iznīcināšanas laikā enerģija tiek atbrīvota pilnībā saskaņā ar Einšteina vienādojumu: E = mc 2.

Principā antimatērija ir ideāla raķešu degviela. Pēc Džeralda Smita no Pensilvānijas štata universitātes domām, lai aizlidotu uz Marsu, pietiktu ar 4 miligramiem antimatērijas, un simts grami kuģi aiznestu līdz tuvākajām zvaigznēm. Antimatērijas iznīcināšana atbrīvo miljardu reižu vairāk enerģijas, nekā var iegūt no tāda paša daudzuma mūsdienu raķešu degvielas. Antimatērijas dzinējs izskatītos diezgan vienkāršs. Jūs varat vienkārši ievadīt antimatērijas daļiņas vienu pēc otras īpašā raķešu kamerā. Tur viņi iznīcina ar parasto vielu, izraisot titānisku sprādzienu. Pēc tam uzkarsētās gāzes tiek izvadītas no viena kameras gala, radot strūklas vilci.

Mēs joprojām esam ļoti tālu no šī sapņa īstenošanas. Zinātniekiem izdevās iegūt antielektronus un antiprotonus, kā arī antiūdeņraža atomus, kuros antielektrons cirkulē ap antiprotonu. Tas tika darīts gan CERN, gan Fermi Nacionālajā paātrinātāju laboratorijā (biežāk sauktā par Fermilabu) netālu no Čikāgas Tevatronā, pasaulē otrajā lielākajā daļiņu paātrinātājā (tikai lielāka par lielo hadronu paātrinātāju CERN). Abās laboratorijās fiziķi virzīja lielas enerģijas daļiņu plūsmu uz mērķi un ieguva fragmentu plūsmu, tostarp antiprotonus. Izmantojot spēcīgus magnētus, antimatērija tika atdalīta no parastās vielas. Pēc tam iegūtie antiprotoni tika palēnināti un ļāva sajaukties ar antielektroniem, kā rezultātā radās antiūdeņraža atomi.

Deivs Makginiss, viens no Fermilab fiziķiem, ir ilgi un smagi domājis par antimatērijas praktisko izmantošanu. Viņš un es stāvējām blakus Tevatron, un Deivs man paskaidroja antimatērijas satraucošo ekonomiku. Viņš teica, ka vienīgais zināmais veids, kā iegūt ievērojamu daudzumu antimatērijas, ir izmantot tādu jaudīgu paātrinātāju kā Tevatron; taču šīs iekārtas ir ārkārtīgi dārgas un spēj ražot antimateriālu tikai ļoti mazos daudzumos. Piemēram, 2004. gadā CERN koliders deva zinātniekiem vairākas triljondaļas grama antimatērijas, un šis prieks zinātniekiem izmaksāja 20 miljonus dolāru. Par šādu cenu pasaules ekonomika bankrotētu, pirms varētu saražot pietiekami daudz antimateriāla vienai zvaigžņu ekspedīcijai. Paši antimatērijas dzinēji, uzsvēra Makginss, nav īpaši sarežģīti un noteikti nav pretrunā ar dabas likumiem. Bet šāda dzinēja izmaksas neļaus to reāli uzbūvēt tuvākajā nākotnē.

Viens no iemesliem, kāpēc antimateriāls ir tik neticami dārgs, ir milzīgās summas, kas jāiztērē paātrinātāju un kolideru būvniecībai. Taču paši akseleratori ir universālas mašīnas, un tos galvenokārt izmanto nevis antimatērijas, bet gan visu veidu eksotisku elementārdaļiņu ražošanai. Šis ir fizisks izpētes rīks, nevis rūpniecisks aparāts.

Var pieņemt, ka jauna tipa kolidera izstrāde, kas paredzēts īpaši antimateriālu ražošanai, varētu ievērojami samazināt tā izmaksas. Šādu mašīnu masveida ražošana tad radītu ievērojamu daudzumu antimateriāla. NASA Harolds Gerriss ir pārliecināts, ka antimateriāla cena galu galā varētu samazināties līdz 5000 USD par mikrogramu.

Vēl viena iespēja izmantot antimateriālu kā raķešu degvielu ir atrast antimateriālu meteorītu kosmosā. Ja šāds objekts tiktu atrasts, tā enerģijas, visticamāk, pietiktu, lai darbinātu vairāk nekā vienu kosmosa kuģi. Jāteic, ka 2006. gadā Krievijas satelīta Resurs-DK ietvaros tika palaists Eiropas instruments PAMELA, kura mērķis ir meklēt dabisko antimateriālu kosmosā.

Ja antimatērija tiks atklāta kosmosā, tad cilvēcei būs jāizdomā kaut kas līdzīgs elektromagnētiskajam tīklam, lai to savāktu.

Tātad, lai gan starpzvaigžņu antimatērijas kosmosa kuģi ir ļoti reāla ideja un nav pretrunā ar dabas likumiem, tie, visticamāk, neparādīsies 21. gadsimtā, ja vien gadsimta pašās beigās zinātnieki nespēs samazināt antimatērijas izmaksas. kādu saprātīgu summu. Bet, ja tas izdosies, antimatērijas zvaigžņu kuģa projekts noteikti būs viens no pirmajiem, kas tiks izskatīts.

Nanokuģi

Mēs jau sen esam pieraduši pie specefektiem tādās filmās kā Star Wars un Star Trek; Domājot par zvaigžņu kuģiem, rodas milzīgu futūristisku mašīnu attēli, kas no visām pusēm ir briest ar jaunākajiem izgudrojumiem augsto tehnoloģiju ierīču jomā. Tikmēr ir vēl viena iespēja: izmantojot nanotehnoloģiju, lai izveidotu sīkus zvaigžņu kuģus, kas nav lielāki par uzpirksteni vai adatu vai pat mazāki. Mēs jau esam pārliecināti, ka zvaigžņu kuģiem būs jābūt milzīgiem, piemēram, Enterprise, un tajos jābūt veselai astronautu komandai. Taču ar nanotehnoloģiju palīdzību zvaigžņu kuģa galvenās funkcijas var ietvert minimālā apjomā, un tad uz zvaigznēm dosies nevis viens milzīgs kuģis, kurā apkalpei būs jādzīvo daudzus gadus, bet gan miljoniem sīku. nanokuģi. Varbūt tikai neliela daļa no tiem sasniegs galamērķi, bet galvenais tiks izdarīts: sasnieguši kādu no galamērķa sistēmas satelītiem, šie kuģi būvēs rūpnīcu un nodrošinās neierobežotu savu eksemplāru skaitu.

Vints Serfs uzskata, ka nanokuģus var izmantot gan Saules sistēmas pētīšanai, gan laika gaitā lidojumiem uz zvaigznēm. Viņš saka: "Ja mēs varam izstrādāt nelielas, bet jaudīgas nanoierīces, kuras var viegli transportēt un nogādāt uz mūsu kaimiņu planētu un pavadoņu virsmas, zem virsmas un atmosfērā, Saules sistēmas izpēte kļūs daudz efektīvāka... Šīs pašas iespējas var attiecināt arī uz starpzvaigžņu izpēti.

Zināms, ka dabā zīdītāji dzemdē tikai dažus pēcnācējus un rūpējas, lai tie visi izdzīvotu. Savukārt kukaiņi rada milzīgu skaitu mazuļu, bet tikai neliels skaits no tiem izdzīvo. Abas stratēģijas ir pietiekami veiksmīgas, lai ļautu sugām pastāvēt uz planētas daudzus miljonus gadu. Tādā pašā veidā mēs varam nosūtīt kosmosā vienu ļoti dārgu zvaigžņu kuģi - vai miljoniem mazu zvaigžņu kuģu, no kuriem katrs maksās santīmu un patērēs ļoti maz degvielas.

Pati nanokuģu koncepcija ir balstīta uz ļoti veiksmīgu stratēģiju, kas tiek plaši izmantota dabā: spietu stratēģija. Putni, bites un tamlīdzīgi bieži lido baros vai baros. Tas nav tikai tas, ka liels radinieku skaits garantē drošību; Turklāt ganāmpulks darbojas kā agrīnās brīdināšanas sistēma. Ja vienā ganāmpulka galā notiek kaut kas bīstams - piemēram, plēsoņa uzbrukums, viss ganāmpulks acumirklī saņem informāciju par to. Ganāmpulks ir ļoti efektīvs un enerģisks. Putni, kas lido raksturīgā V formas figūrā - ķīlī, izmanto vētrainas plūsmas no priekšā esošā kaimiņa spārna un tādējādi atvieglo lidojumu.

Zinātnieki runā par skudru baru, baru vai ģimeni kā “superorganismu”, kam dažos gadījumos ir savs intelekts, kas nav atkarīgs no to veidojošo indivīdu spējām. Skudras nervu sistēma, piemēram, ir ļoti vienkārša, un smadzenes ir ļoti mazas, bet kopā skudru ģimene spēj uzbūvēt ļoti sarežģītu struktūru – skudru pūzni. Zinātnieki cer izmantot dabas sniegtās mācības, izstrādājot "baru" robotus, kas kādu dienu varētu doties tālos ceļojumos uz citām planētām un zvaigznēm.

Savā ziņā tas viss atgādina Pentagona izstrādāto “inteliģento putekļu” jēdzienu: gaisā tiek izkaisīti miljardi daļiņu, kas aprīkotas ar sīkiem sensoriem un veic izlūkošanu. Katram sensoram pašam nav inteliģences un tas nodrošina tikai niecīgu informācijas graudiņu, bet kopā tie var nodrošināt saviem īpašniekiem visu veidu datu kalnus. DARPA ir sponsorējusi pētījumus šajā jomā, lai nākotnē varētu izmantot militārus lietojumus, piemēram, izmantojot viedos putekļus, lai uzraudzītu ienaidnieka pozīcijas kaujas laukā. 2007. un 2009. gadā ASV gaisa spēki ir izlaiduši detalizētus ieroču plānus nākamajām desmitgadēm; tur ir viss, sākot no Predator bezpilota lidaparāta uzlabotajām versijām (šodien maksā 4,5 miljonus dolāru) līdz milzīgiem sīku, lētu sensoru bariem adatas galviņas lielumā.

Zinātniekus interesē arī šī koncepcija. Viedo putekļu bari noderētu viesuļvētras reāllaika uzraudzībai no tūkstošiem dažādu vietu; tādā pašā veidā varēja novērot pērkona negaisus, vulkānu izvirdumus, zemestrīces, plūdus, mežu ugunsgrēkus un citas dabas parādības. Piemēram, filmā Twister mēs sekojam drosmīgu viesuļvētru mednieku komandai, kas riskē ar dzīvību un cilvēkiem, novietojot sensorus ap viesuļvētru. Tas ir ne tikai ļoti riskants, bet arī ne pārāk efektīvs. Tā vietā, lai riskētu ar savu dzīvību, novietojot vairākus sensorus ap vulkāna krāteri izvirduma laikā vai ap tornado, kas staigā pa stepi un saņemot no tiem informāciju par temperatūru, mitrumu un vēja ātrumu, daudz efektīvāk būtu izkaisīt gaisā inteliģentus putekļus. un vienlaikus iegūt datus par tūkstošiem dažādu punktu, kas izkaisīti simtiem kvadrātkilometru platībā. Datorā šie dati tiks apkopoti trīsdimensiju attēlā, kas reāllaikā parādīs viesuļvētras attīstību vai dažādas izvirduma fāzes. Komerciālie uzņēmumi jau strādā pie šo mazo sensoru piemēriem, un daži no tiem faktiski ir mazāki par tapas galvu.

Vēl viena nanokuģu priekšrocība ir tā, ka tiem ir nepieciešams ļoti maz degvielas, lai sasniegtu kosmosu. Lai gan milzīgas nesējraķetes var paātrināties tikai līdz 11 km/s, tādus sīkus objektus kā nanokuģus ir samērā viegli palaist kosmosā ar neticami lielu ātrumu. Piemēram, elementārdaļiņas var paātrināt līdz zemgaismas ātrumam, izmantojot parasto elektrisko lauku. Ja nanodaļiņām piešķirat nelielu elektrisko lādiņu, tās var arī viegli paātrināt ar elektrisko lauku.

Tā vietā, lai tērētu milzīgas naudas summas, sūtot starpplanētu zondes, ir iespējams dot katram nanokuģim spēju replicēties; tādējādi pat viens nanobots varētu uzbūvēt nanobotu rūpnīcu vai pat Mēness bāzi. Pēc tam jaunas pašreplicējošas zondes dosies izpētīt citas pasaules. (Problēma ir radīt pirmo nanobotu, kas spēj paškopēt, un tas joprojām ir ļoti tālās nākotnes jautājums.)

1980. gadā NASA uztvēra ideju par pašreplicējošu robotu pietiekami nopietni, lai no Santaklāras universitātes pasūtīja īpašu pētījumu ar nosaukumu “Advanced Automation for Space Tasks” un detalizēti izskatīja vairākas iespējamās iespējas. Viens no NASA zinātnieku apsvērtajiem scenārijiem bija mazu pašreplicējošu robotu nosūtīšana uz Mēnesi. Tur robotiem bija jāorganizē sava veida ražošana no metāllūžņiem.

Ziņojums par šo programmu galvenokārt bija veltīts ķīmiskās rūpnīcas izveidei Mēness augsnes (regolīta) apstrādei. Piemēram, tika pieņemts, ka robots nolaidīsies uz Mēness, sadalīsies tā sastāvdaļās un pēc tam no tām saliks jaunu konfigurāciju - tieši tāpat kā pārveidojošs rotaļu robots. Tātad robots varētu salikt lielus paraboliskus spoguļus, lai fokusētu saules gaismu un sāktu izkausēt regolītu. Pēc tam viņš izmantos fluorūdeņražskābi, lai no regolīta kausējuma iegūtu izmantojamus metālus un citas vielas. Metālus varētu izmantot, lai izveidotu Mēness bāzi. Laika gaitā robots uzcels arī nelielu Mēness rūpnīcu, lai ražotu savas kopijas.

Pamatojoties uz šī ziņojuma datiem, NASA Uzlaboto koncepciju institūts uzsāka virkni projektu, kuru pamatā ir pašreplicējošu robotu izmantošana. Meisons Peks no Kornela universitātes bija viens no tiem, kurš nopietni uztvēra ideju par maziem zvaigžņu kuģiem.

Es apmeklēju Peka laboratoriju un savām acīm redzēju darbagaldu, kas nokaisīts ar visdažādākajām detaļām, kurām kādreiz varētu būt lemts doties kosmosā. Blakus darbagaldam atradās arī neliela tīra telpa ar plastmasas sienām, kur tika montētas nākotnes satelītu plānās sastāvdaļas.

Peka redzējums par kosmosa izpēti ļoti atšķiras no visa, ko mēs redzam Holivudas filmās. Tas liecina par iespēju izveidot mikroshēmu, kuras izmērs ir viens centimetrs pēc centimetra un sver vienu gramu un kuru var paātrināt līdz 1% no gaismas ātruma. Piemēram, viņš var izmantot slinga efektu, ar kuru NASA paātrina savas starpplanētu stacijas līdz milzīgam ātrumam. Šis gravitācijas manevrs ietver riņķošanu ap planētu; apmēram tāpat akmens slingā, ko notur gravitācijas josta, paātrina, lidojot pa apli un tiek izšauts vajadzīgajā virzienā. Šeit planētas gravitācija palīdz piešķirt kosmosa kuģim papildu ātrumu.

Taču Peks gravitācijas vietā vēlas izmantot magnētiskos spēkus. Viņš cer piespiest mikrozvaigžņu kuģi aprakstīt cilpu Jupitera magnētiskajā laukā, kas ir 20 000 reižu intensīvāks par Zemes magnētisko lauku un ir diezgan salīdzināms ar laukiem Zemes paātrinātājos, kas spēj paātrināt elementārdaļiņas līdz triljonu elektronu voltu enerģijām.

Viņš man parādīja paraugu – mikroshēmu, kas pēc viņa plāna kādu dienu varētu doties tālā ceļojumā apkārt Jupiteram. Tas bija mazs kvadrāts, mazāks par pirksta galu, burtiski piepildīts ar visdažādākajām zinātniskajām lietām. Kopumā Peka starpzvaigžņu aparāts būs ļoti vienkāršs. Vienā pusē mikroshēmai ir saules baterija, kurai vajadzētu nodrošināt to ar enerģiju saziņai, bet otrā - radio raidītājs, videokamera un citi sensori. Šai ierīcei nav dzinēja, un Jupitera magnētiskajam laukam tas būs jāpaātrina. (Diemžēl 2007. gadā NASA Uzlaboto koncepciju institūts, kas kopš 1998. gada finansēja šo un citus novatoriskus kosmosa programmas projektus, tika slēgts budžeta samazināšanas dēļ.)

Mēs redzam, ka Peka priekšstats par zvaigžņu kuģiem ļoti atšķiras no tā, kas pieņemts zinātniskajā fantastikā, kur milzīgi zvaigžņu kuģi klīst pa Visuma plašumiem, ko kontrolē drosmīgu astronautu komanda. Piemēram, ja uz kāda no Jupitera pavadoņiem parādītos zinātniska bāze, desmitiem šādu mazu kuģu varētu palaist orbītā ap gāzes gigantu. Ja, cita starpā, uz šī mēness parādītos lāzera lielgabalu baterija, sīkos kuģus varētu paātrināt līdz ievērojamai gaismas ātruma daļai, nodrošinot tiem paātrinājumu, izmantojot lāzera staru.

Nedaudz vēlāk es uzdevu Pekam vienkāršu jautājumu: vai viņš, izmantojot nanotehnoloģiju, varētu samazināt savu mikroshēmu līdz molekulas izmēram? Tad pat Jupitera magnētiskais lauks nebūs vajadzīgs – tos var paātrināt līdz zemgaismas ātrumam parastajā uz Mēness būvētajā paātrinātājā. Viņš teica, ka tas ir iespējams, bet viņš vēl nebija izstrādājis detaļas.

Tāpēc mēs paņēmām papīra lapu un kopā sākām rakstīt uz tā vienādojumus un izdomāt, kas no tā sanāks. (Tā mēs, zinātnieki, komunicējam savā starpā – ejam ar krītu pie tāfeles vai paņemam lapiņu un mēģinām atrisināt problēmu, izmantojot dažādas formulas.) Mēs uzrakstījām Lorenca spēka vienādojumu, ko Peks piedāvā izmantot lai paātrinātu savus kuģus pie Jupitera. Tad mēs garīgi samazinājām kuģus līdz molekulu izmēram un garīgi ievietojām tos hipotētiskā paātrinātājā, piemēram, Lielajā hadronu paātrinātājā. Mēs ātri sapratām, ka ar parastā paātrinātāja palīdzību, kas novietots uz Mēness, mūsu nanozvaigžņu kuģus bez problēmām var paātrināt līdz ātrumam, kas tuvs gaismas ātrumam. Samazinot zvaigžņu kuģa izmēru no centimetru plāksnes līdz molekulai, mēs varējām samazināt to paātrināšanai nepieciešamo akseleratoru; Tagad Jupitera vietā mēs varētu izmantot tradicionālo daļiņu paātrinātāju. Ideja mums šķita diezgan reāla.

Tomēr, vēlreiz analizējot vienādojumus, mēs nonācām pie vispārēja secinājuma: vienīgā problēma šeit ir nanozvaigžņu kuģu stabilitāte un izturība. Vai paātrinātājs saplēs mūsu molekulas? Tāpat kā bumba uz auklas, šie nanokuģi piedzīvos centrbēdzes spēkus, paātrinoties līdz gandrīz gaismas ātrumam. Turklāt tie tiks elektriski uzlādēti, tā ka pat elektriskie spēki apdraudēs to integritāti. Vispārējais secinājums: jā, nanokuģi ir reāla iespēja, taču būs vajadzīgi gadu desmiti ilgus pētījumus, pirms Peka mikroshēmu varēs samazināt līdz molekulas izmēram un pietiekami pastiprināt, lai tuvošanās gaismas ātrumam tam nekādi nekaitētu.

Tikmēr Meisons Peks sapņo nosūtīt nanozvaigžņu kuģu baru uz tuvāko zvaigzni cerībā, ka vismaz daži no tiem pārvarēs starpzvaigžņu telpu, kas mūs šķir. Bet ko viņi darīs, kad nonāks galamērķī?

Šeit tiek izmantots Pei Zhang projekts no Kārnegija Melona universitātes Silīcija ielejā. Viņš radīja veselu minihelikopteru flotiļu, kam kādreiz varētu būt lemts ielidot svešas planētas atmosfērā. Viņš lepni rādīja man savu minibotu baru, kas atgādināja rotaļu helikopterus. Tomēr ārējā vienkāršība ir mānīga. Es skaidri redzēju, ka katram no tiem ir mikroshēma, kas piepildīta ar vissarežģītāko elektroniku. Ar vienu pogas nospiešanu Džans pacēla gaisā četrus minibotus, kas uzreiz izklīda dažādos virzienos un sāka mums pārraidīt informāciju. Pavisam drīz mani no visām pusēm ielenca miniboti.

Džans man teica, ka šādiem helikopteriem ir jāsniedz palīdzība kritiskos apstākļos, piemēram, ugunsgrēkā vai sprādzienā; viņu uzdevums ir informācijas vākšana un izlūkošana. Laika gaitā minibotus var aprīkot ar televīzijas kamerām un sensoriem temperatūrai, spiedienam, vēja virzienam utt.; Dabas vai cilvēka izraisītas katastrofas gadījumā šāda informācija var būt ļoti svarīga. Tūkstošiem minibotu varētu palaist virs kaujas lauka, meža ugunsgrēka vai (kāpēc gan ne?) virs neizpētītas citplanētiešu ainavas. Viņi visi pastāvīgi sazinās viens ar otru. Ja viens minibots sastopas ar šķērsli, pārējie par to uzreiz uzzinās.

Tātad viens no starpzvaigžņu ceļojumu scenārijiem ir izšaut tūkstošiem lētu vienreizlietojamu mikroshēmu, kas ir līdzīgas Meisona Peka mikroshēmai, virzienā uz tuvāko zvaigzni, kas lido ar tuvu gaismas ātrumu. Ja kaut neliela daļa no tiem sasniegs galamērķi, mini zvaigžņu kuģi atbrīvos savus spārnus vai dzenskrūves un, tāpat kā Pei Zhang mehāniskais bars, lidos pāri nebijušai citplanētiešu ainavai. Viņi nosūtīs informāciju pa radio tieši uz Zemi. Kad tiks atklātas daudzsološas planētas, ceļā dosies otrās paaudzes minizvaigznes; viņu uzdevums būs būvēt rūpnīcas netālu no tālas zvaigznes, lai ražotu tādus pašus mini zvaigžņu kuģus, kas pēc tam dosies uz nākamo zvaigzni. Process attīstīsies bezgalīgi.

Izceļošana no Zemes?

Līdz 2100. gadam mēs, visticamāk, nosūtīsim astronautus uz Marsu un asteroīdu joslu, izpētīsim Jupitera pavadoņus un nopietni pievērsīsimies zondes nosūtīšanai uz zvaigznēm.

Bet kā ir ar cilvēci? Vai mums būs kosmosa kolonijas un vai tās spēs atrisināt pārapdzīvotības problēmu? Vai kosmosā atradīsim jaunas mājas? Vai cilvēce sāks pamest Zemi līdz 2100. gadam?

Nē. Ņemot vērā ceļojumu kosmosā izmaksas, lielākā daļa cilvēku neiekāps kosmosa kuģī un neredzēs tālas planētas 2100. gadā vai pat daudz vēlāk. Iespējams, saujiņai astronautu līdz tam laikam būs izdevies izveidot dažus sīkus cilvēces priekšposteņus uz citām planētām un satelītiem, taču cilvēce kopumā paliks ierobežota ar Zemi.

Tā kā Zeme būs cilvēces mājvieta vēl daudzus gadsimtus, jautāsim sev: kā attīstīsies cilvēku civilizācija? Kā zinātne ietekmēs dzīvesveidu, darbu un sabiedrību? Zinātne ir labklājības dzinējspēks, tāpēc ir vērts padomāt, kā tā mainīs cilvēka civilizāciju un mūsu labklājību nākotnē.

Piezīmes:

Lietotāja koordinātu noteikšanas pamatā ir nevis frekvenču nobīdes mērīšana, bet tikai signālu ceļošanas laiks no vairākiem satelītiem, kas atrodas dažādos (bet katrā brīdī zināmos) attālumos no viņa. Lai noteiktu trīs telpiskās koordinātas, principā pietiek ar četru satelītu signālu apstrādi, lai gan parasti uztvērējs “ņem vērā” visus darbojošos satelītus, kurus tas šobrīd dzird. Ir arī precīzāka (bet arī grūtāk īstenojama) metode, kuras pamatā ir saņemtā signāla fāzes mērīšana. - Apm. josla

Vai citā zemes valodā, atkarībā no tā, kur filma uzņemta. - Apm. josla

TPF projekts patiešām ir iekļauts NASA ilgtermiņa plānos jau ilgu laiku, taču tas vienmēr ir palicis "papīra projekts", tālu no praktiskās īstenošanas stadijas. Ne tas, ne otrs projekts no tās pašas tematiskās jomas — Zemes planētas fotogrāfs (TPI) — nav iekļauts 2012. finanšu gada budžeta priekšlikumā. Iespējams, viņu pēctece būs Jaunās pasaules misija Zemei līdzīgu planētu attēlveidošanai un spektroskopijai, taču neko nevar teikt par tās palaišanas laiku. - Apm. josla

Patiesībā runa nebija par jutību, bet gan par spoguļa virsmas kvalitāti. - Apm. josla

Šo projektu 2009. gada februārī kopīgi īstenoja NASA un Eiropas Kosmosa aģentūra. 2011. gada sākumā amerikāņi no projekta izstājās līdzekļu trūkuma dēļ, un Eiropa atlika savu lēmumu tajā piedalīties līdz 2012. gada februārim. Tālāk minētais projekts Ice Clipper tika ierosināts NASA konkursam tālajā 1997. gadā un netika pieņemts. . - Apm. josla

Diemžēl arī šajā teksts ir novecojis. Tāpat kā EJSM, arī šis kopīgais projekts zaudēja ASV atbalstu 2011. gada sākumā un tiek pārskatīts, pieprasot EKA budžetā tādus pašus līdzekļus kā EJSM un Starptautiskā rentgena observatorija IXO. Tikai viens no šiem trim projektiem samazinātā veidā var tikt apstiprināts īstenošanai 2012. gadā, un palaišana var notikt pēc 2020. gada - piezīme. josla

Un daži no viņiem tiek nopratināti. - Apm. josla

Stingri sakot, tas bija NASA programmas nosaukums, kas izstrādāta, lai izpildītu Buša prasības, kuras galvenos noteikumus autors aprakstījis tālāk. - Apm. josla

ASV ir raķetes, un tās nav jāizgudro no nulles: Orion kosmosa kuģi var palaist ar smago versiju - Delta IV nesēju, bet vieglākus privātos kuģus - ar raķetēm Atlas V vai Falcon-9. Taču nav neviena gatava pilotējamā kosmosa kuģa un nebūs arī tuvāko trīs līdz četru gadu laikā. - Apm. josla

Lieta, protams, nav attālums, bet gan lidojumiem nepieciešamais ātruma pieaugums un samazinājums. Ir arī ieteicams ierobežot ekspedīcijas ilgumu, lai līdz minimumam samazinātu apkalpes starojuma iedarbību. Kopumā šie ierobežojumi var radīt lidojuma modeli ar ļoti lielu degvielas patēriņu un attiecīgi lielu ekspedīcijas kompleksa masu un tā izmaksām. - Apm. josla

Tā nav taisnība. Karstas gāzes iekļuva Kolumbijas kreisā spārna iekšpusē un pēc ilgstošas ​​karsēšanas atņēma tai spēku. Spārns tika deformēts, kuģis, bremzējot augšējos atmosfēras slāņos, zaudēja vienīgo pareizo orientāciju un tika iznīcināts aerodinamisko spēku ietekmē. Astronauti gāja bojā spiediena samazināšanas un nepanesamas trieciena pārslodzes dēļ. - Apm. josla

2010. gada februārī Obamas administrācija paziņoja par programmas Constellation, tostarp kosmosa kuģa Orion, pilnīgu slēgšanu, bet jau aprīlī piekrita to uzturēt kā SKS glābšanas transportlīdzekli. 2011. gadā tika panākta vienprātība par tūlītēju finansējuma sākšanu supersmagajai nesējraķetei SLS, kuras pamatā ir atspoles elementi, un darba turpināšanu pie Orion, oficiāli nepaziņojot par daudzsološās pilotējamās programmas mērķiem. - Apm. josla

Nekas tamlīdzīgs! Pirmkārt, krievi un amerikāņi, kas tagad lido kopā sešus mēnešus vienā reizē, nolaižas ar labu veselību un nosēšanās dienā spēj staigāt, lai arī ar piesardzību. Otrkārt, padomju un Krievijas kosmonautu stāvoklis bija vienāds pēc rekordlidojumiem, kas ilga 366 un 438 dienas, jo mūsu izstrādātie līdzekļi kosmosa lidojumu faktoru ietekmes apkarošanai ir pietiekami tādiem periodiem. Treškārt, Andrjans Nikolajevs un Vitālijs Sevastjanovs knapi spēja rāpot pēc rekordlielā 18 dienu lidojuma ar Sojuz-9 1970. gadā, kad vēl praktiski nebija veikti nekādi preventīvie pasākumi. - Apm. josla

Kuģa vai tā daļas apgriešana ap savu asi ir diezgan vienkārša un gandrīz neprasa papildu degvielas patēriņu. Cita lieta, ka brigādei šādos apstākļos var nebūt īpaši ērti strādāt. Tomēr praktiski nav eksperimentālu datu par šo jautājumu. - Apm. josla

Šis populārais ISS izmaksu aprēķins ir nepareizs, jo tajā mākslīgi ir iekļautas visu reisu izmaksas tās būvniecības un ekspluatācijas laikā. Staciju komponentu projektēšana un ražošana, zinātniskie instrumenti un misijas kontrole tagad tiek novērtēti aptuveni 58 miljardu USD vērtībā gandrīz 30 gadu laikā (1984–2011). - Apm. josla

Kosmiskais lifts nevar beigties ģeostacionārās orbītas augstumā - lai tas karātos nekustīgi un varētu kalpot kā atbalsts transporta kabīņu kustībai, sistēmai jābūt aprīkotai ar pretsvaru augstumā līdz 100 000 km. . - Apm. josla

Otrais šī kosmosa kuģa eksemplārs NanoSail-D2 tika palaists 2010. gada 20. novembrī kopā ar Fastsat satelītu, atdalīts no tā 2011. gada 17. janvārī un veiksmīgi izvietojis kosmosa buru 10 m2 platībā. - Apm. josla

2011. gada maijā trīs Peka komandas eksperimentālie "čipu pavadoņi" tika nogādāti SKS izturības testēšanai kosmosa apstākļos. - Apm. josla

Šāda nodošana pati par sevi ir biedējošs uzdevums. - Apm. josla

Planētu zinātnieki ir izvirzījuši prioritātes Saules sistēmas izpētē.

Cilvēkiem, kas dzimuši kosmosa izpētes laikmetā, grāmatas par Saules sistēmu, kas izdotas pirms 1957. gada, bieži izraisa šoka stāvokli. Cik maz zināja vecākā paaudze, pat nenojaušot par milzīgajiem Marsa vulkāniem un kanjoniem, salīdzinājumā ar kuriem Everests šķiet meža skudru pūznis, bet Lielais kanjons – kā grāvis ceļa malā. Iespējams, iepriekš tika uzskatīts, ka zem Venēras mākoņiem var atrasties grezni, mitri džungļi, vai bezgalīgs sauss tuksnesis, vai kūsošs okeāns, vai milzīgi darvas purvi - jebkas, bet ne tas, kas patiesībā izrādījās: milzīgi vulkāniskie lauki. ainas Noasa sasalušās magmas plūdi. Saturna izskats iepriekš šķita blāvs: divi neskaidri gredzeni, savukārt šodien mēs varam apbrīnot simtiem un tūkstošiem elegantu gredzenu. Milzu planētu satelīti bija plankumi, nevis fantastiskas ainavas ar metāna ezeriem un putekļu geizeriem.

Tajos gados visas planētas izskatījās kā mazas gaismas saliņas, un Zeme šķita daudz lielāka nekā mūsdienās. Neviens nekad nav redzējis mūsu planētu no ārpuses: zils marmors uz melna samta, pārklāts ar plānu ūdens un gaisa kārtu. Neviens nezināja, ka Mēness ir radies trieciena dēļ vai ka dinozauru nāve notika tajā pašā laikā. Neviens pilnībā nesaprata, kā cilvēce var pilnībā mainīt visas planētas vidi. Turklāt kosmosa laikmets ir bagātinājis mūs ar zināšanām par dabu un pavēris jaunas perspektīvas.

Kopš Sputnik palaišanas planētu izpētei ir bijuši vairāki kāpumi un kritumi. Piemēram, 1980. gados. darbs ir gandrīz apstājies. Mūsdienās pa Saules sistēmu klīst desmitiem zondes no dažādām valstīm – no Merkūrija līdz Plutonam. Taču budžets tiek samazināts, izdevumi aug un ne vienmēr noved pie vēlamā rezultāta, kas met ēnu uz NASA. Aģentūra pašlaik piedzīvo sarežģītu posmu savā vēsturē, kopš Niksons pirms 35 gadiem beidza Apollo programmu.

"NASA speciālisti turpina meklēt prioritārās pētniecības jomas," saka Entonijs Džanetoss ( Entonijs Dženetoss) no Klusā okeāna ziemeļrietumu nacionālās laboratorijas, Nacionālās pētniecības padomes (NRC) loceklis, kas pārrauga NASA Zemes novērošanas programmu. -Vai viņi pēta kosmosu? Vai viņi pēta cilvēkus vai dara tīru zinātni? Vai viņi steidzas pretī galaktikām vai aprobežojas ar Saules sistēmu? Vai viņus interesē atspoles un kosmosa stacijas vai tikai mūsu planētas daba?

Principā šādai notikumu attīstībai vajadzētu nest augļus. Jāatdzīvina ne tikai robotu zondes programmas, bet arī pilotējamie lidojumi kosmosā. Prezidents Džordžs Bušs 2004. gadā izvirzīja mērķi spert kāju uz Mēness un Marsa. Neskatoties uz šīs idejas pretrunīgumu, NASA to izmantoja. Taču grūtības radīja tas, ka tas ātri kļuva par nefinansētu mandātu un piespieda aģentūru izlauzties cauri sienai, kas tradicionāli “aizsargā” zinātni un apkalpes programmas no izmaksu pārsniegšanas. "Es domāju, ka visi zina, ka aģentūrai nav pietiekami daudz naudas, lai veiktu visu nepieciešamo darbu," saka Bils Kleobs ( Bils Kleibahs), NASA pētniecības un analīzes direktors. "Arī citu valstu kosmosa aģentūrām nauda nelīst kā zelts."

NRC dažreiz sper soli atpakaļ un brīnās, kā planētu zinātnei klājas visā pasaulē. Tāpēc mēs piedāvājam prioritāro mērķu sarakstu.

1. Zemes klimata monitorings

2005. gadā Nacionālās pētniecības padomes grupa secināja: "pastāv risks, ka vides satelītu sistēma neizdosies." Kopš tā laika situācija ir mainījusies. NASA piecu gadu laikā ir pārskaitījusi 600 miljonus ASV dolāru no Zemes izpētes projektiem, lai atbalstītu programmas atspole un kosmosa stacijai. Tajā pašā laikā jaunas valsts polāro orbītas Zemes novērošanas satelītu sistēmas izstrāde ir pārsniegusi budžetu, un tā ir jāsamazina. Tas attiecas uz instrumentiem, kas pēta globālo sasilšanu, mērot saules starojumu, kas rodas uz Zemes, un infrasarkanos starus, kas atstaro no Zemes virsmas.

Rezultātā vairāk nekā 20 Zemes novērošanas sistēmas satelīti pārtrauks darboties pat pirms to vietā nāks jaunas ierīces. Zinātnieki un inženieri cer, ka kādu laiku izdosies tos uzturēt darba kārtībā. "Mēs esam gatavi strādāt, bet tagad mums ir nepieciešams plāns," saka Roberts Cahalan ( Roberts Cahalans), NASA Godāras kosmosa lidojumu centra Klimata un radiācijas nodaļas vadītājs. "Jūs nevarat gaidīt, kad viņi salūzīs."

Ja satelīti pārtrauks darboties pirms to nomaiņas, radīsies datu nepilnība, kas apgrūtina izmaiņu izsekošanu. Piemēram, ja nākamās paaudzes ierīces pamanīs, ka Saule ir kļuvusi spožāka, būs grūti saprast, vai tas tā tiešām ir, vai arī instrumenti ir nepareizi kalibrēti. Ja vien netiek veikti nepārtraukti satelītu novērojumi, šo problēmu nevar atrisināt. Zemes virsmas novērojumi no satelītiem Landsat, kas tiek veiktas kopš 1972. gada, jau vairākus gadus ir pārtrauktas, un ASV Lauksaimniecības ministrija ir spiesta iegādāties datus no Indijas satelītiem, lai uzraudzītu ražu.

NRC aicina nākamajā desmitgadē atjaunot finansējumu un palaist 17 jaunus kosmosa kuģus, kas uzrauga ledus segumu un oglekļa dioksīdu, lai izpētītu, kā šādi faktori ietekmē laikapstākļus un uzlabo prognozēšanas metodes. Diemžēl klimata izpēte ir starp parasto laikapstākļu novērošanu (NOAA darbs) un zinātni (NASA darbs). "Galvenā problēma ir tā, ka nevienam nav uzdots uzraudzīt klimatu," saka klimata zinātnieks Drū Šindels. Drū Šindela) no NASA Godāras kosmosa pētniecības centra. Tāpat kā daudzi citi zinātnieki, viņš uzskata, ka valdības klimata programmas, kas sadalītas starp dažādiem departamentiem, ir jāapvieno un jāpārnes uz vienu departamentu, kas nodarbosies tikai ar šo tēmu.

Darbības plāns

• Nākamajā desmitgadē finansējiet 17 jaunus NASA ierosinātos satelītus (izmaksas: aptuveni 500 miljoni USD gadā).
• Izveidot klimata izpētes biroju.

2. Aizsardzības sagatavošana pret asteroīdiem

Asteroīdu draudi

Asteroīdi ar diametru 10 km (dinozauru slepkavas) nokrīt uz Zemes vidēji reizi 100 miljonos gadu. Asteroīdi ar diametru aptuveni 1 km (globālie iznīcinātāji) - reizi pusmiljonā gadu. Reizi tūkstošgadē parādās 50 m lieli asteroīdi, kas spēj iznīcināt pilsētu.

Kosmosa aizsardzības apsekojumā tika identificēti vairāk nekā 700 kilometrus lieli ķermeņi, taču tie visi tuvākajos gadsimtos mums nav bīstami. Tomēr šī aptauja spēs atklāt ne vairāk kā 75% šādu asteroīdu.

Iespēja, ka starp neatklātajiem 25% atradīsies asteroīds, kas nokritīs uz zemes, ir maza. Vidējais risks ir līdz 1 tūkstotim nāves gadījumu gadā. Risks no mazākiem asteroīdiem ir vidēji līdz 100 cilvēkiem gadā.

Asteroīds ir tik milzīgs, un kosmiskā zonde ir tik maza... bet dodiet tam laiku, un pat vāja raķete var novirzīt milzu akmeni no bīstamās orbītas.

Tāpat kā klimata monitorings, planētas aizsardzība pret asteroīdiem, šķiet, atrodas starp diviem izkārnījumiem. Ne NASA, ne Eiropas Kosmosa aģentūra ( Eiropas Kosmosa aģentūra, ESA) nav pilnvarota glābt cilvēci. Labākais, ko viņi darīja, bija programma Survey for Space Defense ( Kosmosa apsardzes aptauja, NASA), kura budžets ir 4 miljoni USD gadā, lai Zemes tuvumā kosmosā meklētu ķermeņus, kuru diametrs ir lielāks par 1 km un kas var nodarīt kaitējumu ne tikai jebkuram planētas reģionam, bet arī Zemei kopumā. . Taču pagaidām neviens nenodarbojas ar sistemātisku mazāku “reģionālo iznīcinātāju” meklēšanu, kuru Zemes tuvumā vajadzētu būt ap 20 tūkstošiem.. Nav arī Kosmosa draudu direkcijas, kas nepieciešamības gadījumā sauktu trauksmi. Ja drošības tehnoloģija pastāvētu, aizsardzībai pret bīstamu ielaušanos būtu nepieciešami vismaz 15 gadi. "Pašlaik ASV nav visaptveroša plāna," saka Lerijs Lemke ( Lerijs Lemke), inženieris NASA Eimsona centrā.

Atbildot uz Kongresa lūgumu 2007. gada martā, NASA publicēja ziņojumu, kurā teikts, ka ķermeņu noteikšanu, kuru izmērs svārstās no 100 līdz 1000 m, var uzticēt lielajam izpētes teleskopam. Lielais sinoptiskais izpētes teleskops, LSST), kas izstrādāta, lai izpētītu debesis un meklētu jaunus objektus. Šī projekta izstrādātāji uzskata, ka tādā formā, kādā tika iecerēts teleskops, tas spēs atklāt 80% šo ķermeņu 10 gadu darbības laikā (2014-2024). Ja projektā tiks ieguldīti papildu 100 miljoni ASV dolāru, efektivitāte varētu palielināties līdz 90%.

Tāpat kā visiem uz zemes esošajiem instrumentiem, arī LSST teleskopa iespējas ir ierobežotas. Pirmkārt, tai ir aklā zona: tā var novērot bīstamākos objektus, kas pārvietojas netālu no Zemes orbītas nedaudz uz priekšu vai aiz mūsu planētas, tikai rīta vai vakara ausmas staros, kad saules stari apgrūtina to noteikšanu. Otrkārt, šis teleskops asteroīda masu var noteikt tikai netieši – pēc tā spilgtuma. Šajā gadījumā masas novērtējums var atšķirties uz pusi: lielu tumšo asteroīdu var sajaukt ar mazu, bet gaišu. "Un šī atšķirība var būt ļoti svarīga, ja mums nepieciešama aizsardzība," saka Kleobs.

Lai atrisinātu šīs problēmas, NASA nolēma uzbūvēt 500 miljonus dolāru vērtu infrasarkano staru kosmosa teleskopu un novietot to orbītā ap Sauli. Tas spēs atklāt jebkādus draudus Zemei un, novērojot debess ķermeņus dažādos viļņu garumos, noteikt to masu ar kļūdu ne vairāk kā 20%. "Ja vēlaties to izdarīt pareizi, jums ir jānovēro infrasarkanais starojums no kosmosa," saka Donalds Yeomans ( Donalds Yeomans) no Jet Propulsion Laboratory, ziņojuma līdzautore.

Ko darīt, ja asteroīds jau virzās uz mūsu planētu? Īkšķis ir tāds, ka, lai novirzītu asteroīdu par Zemes rādiusu, jums ir jāmaina tā ātrums desmit gadus pirms trieciena par milimetru sekundē, nospiežot to ar kodolsprādzienu vai atvelkot to ar gravitācijas pievilcību.

2004. gadā NASA komisija par ekspedīcijām uz zemei ​​tuviem objektiem ieteica veikt testēšanu. Saskaņā ar 400 miljonus dolāru vērto Dona Kihota projektu tam ir jāmaina trajektorija, ietriecoties četrsimt kilogramu smagajā šķērslī. Materiāla izdalīšanās pēc sadursmes reakcijas efekta rezultātā mainīs asteroīda virzienu, taču neviens nezina, cik spēcīga būs šī ietekme. To noteikšana ir projekta galvenais uzdevums. Zinātniekiem jāatrod ķermenis tik tālā orbītā, lai trieciena rezultātā tas nejauši nenonāktu sadursmes kursā ar Zemi.

2008. gada pavasarī EKA pabeidza provizorisko projektu un naudas trūkuma dēļ nekavējoties nolika to plauktā. Lai īstenotu savus plānus, tā mēģinās apvienot spēkus ar NASA un/vai Japānas Kosmosa aģentūru ( Japānas Aviācijas un kosmosa izpētes aģentūra, JAXA).

Darbības plāns

• Uzlabota asteroīdu, tostarp mazu ķermeņu, meklēšana, iespējams, izmantojot īpašu kosmosa infrasarkano teleskopu.
• Eksperiments ar kontrolētu asteroīda novirzi.
• Formālas sistēmas izveide potenciālo apdraudējumu novērtēšanai.

3. Jaunas dzīves meklējumi

Pirms satelīta palaišanas zinātnieki Saules sistēmu uzskatīja par īstu paradīzi. Tad optimisms mazinājās. Izrādījās, ka Zemes māsa ir dzīvā elle. Pietuvojušies putekļainajam Marsam, jūrnieki atklāja, ka tā krātera ainava ir līdzīga Mēness ainavai; Apsēdušies uz tās virsmas, vikingi nevarēja atrast nevienu organisko molekulu. Taču vēlāk tika atklātas dzīvei piemērotas vietas. Marss joprojām sola. Šķiet, ka planētu pavadoņiem, īpaši Eiropai un Enceladam, ir lielas zemūdens jūras un milzīgs daudzums izejvielu dzīvības veidošanai. Pat Veneru, iespējams, kādreiz klājis okeāns. Uz Marsa NASA nemeklē pašus organismus, bet gan to eksistences pēdas pagātnē vai tagadnē, koncentrējoties uz ūdens klātbūtni. Jaunākā zonde Phoenix, kas tika palaista augustā, 2008. gadā nolaidīsies neizpētītajā ziemeļu polārajā reģionā. Tas nav roveris, bet gan stacionāra ierīce ar manipulatoru, kas spēj ierakties augsnē vairāku centimetru dziļumā, lai meklētu ledus nogulsnes. Lidojumam gatavojas arī Marsa zinātnes laboratorija ( Marsa zinātnes laboratorija, MSL) ir 1,5 miljardu dolāru (1,5 miljardu dolāru) automašīnas izmēra Marsa roveris, kas tiks palaists 2009. gada beigās un nosēdīsies gadu vēlāk.

Taču pamazām zinātnieki atgriezīsies pie tiešas dzīvo organismu vai to atlieku meklēšanas. ESA plāno palaist ExoMars zondi 2013. gadā ( ExoMars), kas aprīkots ar tādu pašu laboratoriju kā Vikings, un urbi, kas spēj iebraukt 2 m dziļumā augsnē – pietiekami, lai sasniegtu slāņus, kuros netiek iznīcināti organiskie savienojumi.

Daudzi planētu zinātnieki par prioritāti uzskata no Marsa uz Zemi atvesto iežu izpēti. Analizējot pat nelielu tā daudzumu, būs iespēja dziļi iekļūt planētas vēsturē, kā to darīja Apollo programma attiecībā uz Mēnesi. NASA budžeta problēmas ir atcēlušas vairāku miljardu dolāru projektu līdz 2024. gadam, taču aģentūra jau ir sākusi uzlabot MSL, lai varētu saglabāt kolekcijas paraugus.

Jupitera pavadonim Eiropai zinātnieki arī vēlētos orbītu, lai noteiktu, kā mēness forma un gravitācijas lauks reaģē uz Jupitera plūdmaiņu ietekmi. Ja satelīta iekšpusē ir šķidrums, tā virsma paaugstināsies un kritīsies par 30 m, bet, ja nē, tad tikai par 1 m. Magnetometrs un radars palīdzēs jums ieskatīties zem virsmas un, iespējams, sajust okeānu, savukārt kameras palīdzēs kartēt satelītu. virsma sagatavošanā nolaišanai un urbšanai.

Dabisks Cassini darba paplašinājums netālu no Titāna būtu orbīta un nosēšanās. Titāna atmosfēra ir līdzīga Zemes atmosfērai, ļaujot izmantot karstā gaisa balonu, kas laiku pa laikam var nolaisties uz virsmas un ņemt paraugus. Šī visa mērķis, saka Džonatans Lunins ( Džonatans Lunīns) no Arizonas universitātes "analizēs virsmas organiskās vielas, lai pārbaudītu, vai ir panākts progress vielas pašorganizācijā, kas, pēc daudzu ekspertu domām, izraisīja dzīvības izcelsmi uz Zemes".

2007. gada janvārī NASA sāka pārskatīt šos projektus. Aģentūra plāno 2008. gadā izdarīt izvēli starp Eiropu un Titānu. Divu miljardu dolāru vērtā zonde var tikt uzsākta nākamo desmit gadu laikā. Otrajam debess ķermenim būs jāgaida vēl desmit gadi.

Galu galā var izrādīties, ka zemes dzīve ir unikāla. Tas būtu skumji, taču tas nenozīmētu, ka visi centieni ir izšķiesti. Pēc Brūsa Jakoski teiktā ( Brūss Džekoskis), Kolorādo Universitātes Astrobioloģijas centra direktors, astrobioloģija ļauj mums saprast, cik daudzveidīga var būt dzīvība, kādi ir tās priekšnoteikumi un kā tā sākās uz mūsu planētas pirms 4 miljardiem gadu.

Darbības plāns

• Marsa augsnes paraugu iegūšana.
• Gatavošanās Eiropas un Titāna izpētei.

4. Padoms par planētu izcelsmi

Tāpat kā dzīvības izcelsme, arī planētu veidošanās bija sarežģīts, daudzpakāpju process. Jupiters bija pirmais un tad valdīja pārējos. Cik ilgi ilga šī izglītība? Vai arī tas radās vienā gravitācijas saspiešanā, piemēram, mazā zvaigznē? Vai tas veidojās tālu no Saules un pēc tam virzījās tai tuvāk, par ko liecina anomāli augstais smago elementu saturs? Un vai viņš tajā pašā laikā varētu virzīt pa savu ceļu mazas planētas? Atbildēt uz šiem jautājumiem vajadzētu palīdzēt Jupitera satelītam Juno, kuru NASA plāno palaist 2011. gadā.

Izprast planētu veidošanos palīdzētu arī idejas attīstība par zondi Stardust, kas 2006. gadā nogādāja putekļu paraugus no komas, kas ieskauj komētas cieto kodolu. Pēc projekta vadītāja Donalda Braunlija teiktā ( Donalds Braunlijs) no Vašingtonas universitātes, Stardust parādīja, ka komētas bija kolosālas protosolāra miglāja materiāla savācējas Saules sistēmas veidošanās sākumā, kas bija sasalis ledū un saglabājies līdz mūsdienām. "Zvaigžņu putekļi ir atnesuši ievērojamus putekļu graudus no iekšējās Saules sistēmas, no ekstrasolāriem avotiem un, acīmredzot, pat no iznīcinātiem objektiem, piemēram, Plutons, taču tie ir ļoti maz." JAXA plāno iegūt paraugus no komētas kodoliem.

Mēness var kļūt arī par astroarheoloģisko pētījumu platformu. Tas bija sava veida Rozetas akmens, lai izprastu ietekmes vēsturi jaunajā Saules sistēmā, jo tas palīdzēja saistīt virsmas relatīvo vecumu, kas noteikts, skaitot krāterus, ar Apollo un Krievijas Lunas atgriezto paraugu absolūto datējumu. Bet 1960. gados. desantnieki apmeklēja tikai dažas vietas. Viņi netika līdz Aitken krāterim, kontinenta izmēra baseinam tālākajā pusē, kura vecums var norādīt uz planētas veidošanās beigām. NASA tagad apsver iespēju nosūtīt uz turieni robotu, lai ņemtu paraugus un nogādātu tos atpakaļ uz Zemi.

Vēl viens Saules sistēmas noslēpums ir tāds, ka Galvenās joslas asteroīdi, šķiet, ir izveidojušies pirms Marsa, kas savukārt veidojās pirms Zemes. Šķiet, ka planētu veidošanās vilnis virzījās uz iekšu, iespējams, to izraisīja Jupiters. Bet vai Venēra iekļaujas šajā modelī? Galu galā šī planēta ar skābajiem mākoņiem, milzīgo spiedienu un ellišķīgo temperatūru nav tā patīkamākā vieta, kur nolaisties. 2004. gadā NRC ieteica izvietot balonu, kas varētu uz īsu brīdi nolaisties uz virsmas, paņemt paraugus un pēc tam iegūt nepieciešamo augstumu, lai tos analizētu vai nosūtītu atpakaļ uz Zemi. 80. gadu vidū. Padomju Savienība jau ir nosūtījusi kosmosa kuģus uz Venēru, un tagad Krievijas Kosmosa aģentūra plāno palaist jaunu nolaižamo aparātu.

Planētu veidošanās izpēte savā ziņā ir līdzīga dzīvības izcelsmes pētījumiem. Venēra atrodas dzīvības zonas iekšējā malā, Marss atrodas ārējā malā, bet Zeme atrodas vidū. Izpratne par atšķirībām starp šīm planētām nozīmē virzīt dzīvības meklējumus ārpus Saules sistēmas.

Darbības plāns

• Iegūstiet vielas paraugus no komētu kodoliem, Mēness un Venēras.

5. Aiz Saules sistēmas

Pirms diviem gadiem leģendārie Voyagers pārvarēja finanšu krīzi. Kad NASA paziņoja, ka viņi gatavojas slēgt projektu, sabiedrības sašutums lika viņiem turpināt darbu. Nekas cilvēka radīts nekad nav bijis tik tālu no mums kā Voyager 1: 103 astronomiskās vienības (AU), t.i., 103 reizes tālāk par Zemi no Saules, un pievienojot vēl 3,6 a.u. 2002. vai 2004. gadā (pēc dažādām aplēsēm) tas sasniedza noslēpumaino Saules sistēmas daudzslāņu robežu, kur Saules vēja daļiņas saduras ar starpzvaigžņu gāzes plūsmu.

Bet Voyagers tika izstrādāti, lai izpētītu ārējās planētas, nevis starpzvaigžņu telpu. Viņu plutonija enerģijas avoti izžūst. NASA jau sen ir domājusi par īpašas zondes izveidi, un NRC ziņojums par saules fiziku no 2004. gada iesaka aģentūrai sākt darbu šajā virzienā.

Ārējās robežas

Starpzvaigžņu zondei vajadzētu izpētīt Saules sistēmas robežapgabalu, kur no Saules izmestā gāze satiekas ar starpzvaigžņu gāzi. Tam jābūt ar ātrumu, izturību un aprīkojumu, kas nav Voyagers un Pioneers.

Zondei jāizmēra aminoskābju saturs starpzvaigžņu daļiņās, lai noteiktu, cik daudz sarežģītu organisko vielu iekļuva Saules sistēmā no ārpuses. Viņam arī jāatrod antimatērijas daļiņas, kas varētu rasties miniatūros melnos caurumos vai tumšajā matērijā. Tai ir jānosaka, kā Saules sistēmas mala atspoguļo vielu, tostarp kosmiskos starus, kas var ietekmēt Zemes klimatu. Viņam arī jānoskaidro, vai mums apkārt esošajā starpzvaigžņu telpā nepastāv magnētiskais lauks, kam var būt liela nozīme zvaigžņu veidošanā. Šo zondi var izmantot kā miniatūru kosmosa teleskopu, lai veiktu kosmoloģiskos novērojumus bez starpplanētu putekļu ietekmes. Tas palīdzētu izpētīt tā saukto Pionieru anomāliju, neizskaidrojamu spēku, kas iedarbojas uz divām attālajām kosmosa zondēm Pioneer 10 un Pioneer 11, kā arī pārbaudīt Einšteina vispārējās relativitātes teoriju, norādot, kur saules gravitācija savāc gaismas starus no attāliem avotiem un fokusā. . To varētu izmantot, lai detalizēti izpētītu kādu no tuvumā esošajām zvaigznēm, piemēram, Epsilon Eridani, lai gan, lai tur nokļūtu, būtu nepieciešami desmitiem tūkstošu gadu.

Lai zinātnieka (un plutonija enerģijas avota) dzīves laikā sasniegtu debess ķermeni simtiem astronomisku vienību attālumā, jāpaātrina līdz 15 AU. gadā. Lai to izdarītu, var izmantot vienu no trim iespējām – attiecīgi smago, vidējo vai vieglo, ar jonu dzinēju, ko darbina kodolreaktors, vai saules buru.

Smagās (36 t) un vidējās (1 t) zondes izstrādāja 2005. gadā komandas, kuru vadīja Tomass Zurbuhens ( Tomass Zurbuhens) no Mičiganas Universitātes Annārborā un Ralfs Maknuts ( Ralfs Maknuts) no Džona Hopkinsa universitātes Lietišķās fizikas laboratorijas. Bet palaišanai pieņemamāks izskatās vienkāršākais variants. ESA šobrīd apsver priekšlikumu no starptautiskas zinātnieku grupas, kuru vada Roberts Vimmers-Šveingrubers ( Roberts Vīmers-Šveingrūbers) no Ķīles universitātes Vācijā. Šim projektam var pievienoties arī NASA.

Saules bura ar diametru 200 m spēs paātrināt piecsimt kilogramu smagu zondi. Pēc palaišanas no Zemes tai jāsteidzas pretī Saulei un jāiet tai pēc iespējas tuvāk (Merkūrija orbītā), lai noķertu spēcīgu saules gaismas pieplūdumu. Tāpat kā vindsērferis, kosmosa kuģis slīdēs. Pirms Jupitera orbītas tai ir jānomet bura un jālido brīvi. Taču vispirms inženieriem jāizstrādā pietiekami viegla bura un jāizmēģina tā vienkāršotā versijā.

"Šāda misija ESA vai NASA aizgādībā būtu nākamais loģiskais solis kosmosa izpētē," saka Vimmers-Šveingrūbers. Nākamo 30 gadu laikā šī projekta izmaksas tiek lēstas 2 miljardu dolāru apmērā.Planētu izpēte palīdzēs mums saprast, kā Zeme iekļaujas kopējā shēmā, un mūsu starpzvaigžņu apkārtnes izpēte palīdzēs mums uzzināt to pašu attiecībā uz visu Saules sistēmu.

Izlauzies cauri debesjumam ar savu “Vostok 1”, viņš nokrita tieši kosmosā. Pasaule tika iekarota. Dāmas čīkstēja, nometot ziedus varonim pie kājām, un visu valstu vadītāji, Anglijas pirmdzimtā karaliene un labsirdīgais revolucionārs Fidels apskāva apburošāko vīrieti, kurš jebkad dzīvojis kā viņu brālis. Tad bija kosmonauts Ļeonovs, kurš devās kosmosā, Tereškova, lidojums uz Mēnesi, Plutonam tika atņemtas tiesības saukties par planētu un nekāda redzama kosmiskā progresa. Labi, zinātniskās fantastikas rakstnieks Bredberijs ar to samierinājās, bet Sergejs Pavlovičs Koroļovs būtu ļoti neapmierināts. Kā mēs varam viņam izskaidrot, ka cilvēce pat nav bijusi uz Mēness?

Tas ir kauns, biedri. Taču pēdējos gados ir notikušas lielas pārmaiņas, un, ja viss notiek saskaņā ar plānu, desmitgade no 2020. līdz 2030. gadam solās būt mūsu jaunie 60. gadi. Apskatīsim, pie kā šobrīd strādā Roscosmos, NASA un Eiropas Kosmosa aģentūra.

1. Bēgt no asteroīda. Versija #1

Kosmosa pētnieku sirdīs ir dzīvas filmas “Armagedons” svētās idejas, vairāk fantastiskas nekā zinātniskas. Tikai viss būs bez cilvēku upuriem. Drons vienkārši nolaidīsies uz asteroīda nelīdzenās virsmas un novirzīs bezprātīgi klīstošo ķermeni stabilā orbītā ap Mēnesi vai Zemi.

Tas nav vajadzīgs, lai glābtu Zemi, un tā nav sava veida kaprīze, asteroīds vienkārši tiks izmantots apmācības nolūkos. Pirmkārt, uz šī asteroīda var iemēģināt nosēšanos uz Mēness, Marsa un citiem kosmiskajiem ķermeņiem, lai astronauti zinātu, kā šajā situācijā uzvesties. Turklāt no asteroīda būs iespējams veikt augsnes analīzi, kas palīdzēs iegūt jaunu informāciju par Saules sistēmas izcelsmi. Kā tieši notiks debess ķermeņa sagūstīšana, vēl nav izlemts. Tiek apsvērtas iespējas izmantot milzu piepūšamu konteineru, lai turētu asteroīdu.

2. Bēgt no asteroīda. Versija #2

Eiropas Kosmosa aģentūrai ir savs skatījums uz cīņu ar asteroīdiem, kas vairāk atgādina kanonisko metodi no filmas. AIDA (Asteroid Impact & Deflection Assessment) projekts ir cilvēces pirmā misija uz dubultasteroīdu Didim, kas 2022. gadā pietuvosies mūsu planētai par 11 miljoniem kilometru. Galvenā korpusa diametrs ir aptuveni 800 metri, tā satelīta - 150 metri. Abi asteroīdi riņķo ap kopīgu masas centru aptuveni viena kilometra attālumā.

Vēl 2014. gadā projekts saucās , bet tad, kā vienmēr, nauda beidzās un NASA nāca palīgā. Tagad veiksmīga iznākuma gadījumā būs jādala lauri.

NASA izstrādātā triecienzonde DART ietrieksies asteroīda satelītā ar ātrumu aptuveni 6,5 kilometri sekundē, un Eiropas Kosmosa aģentūras (ESA) aparāts AIM iesaistīsies abu debess ķermeņu orbitālajā izpētē, kā arī “pašnāvības zondes” sadursmes sekas. Trieciena eksperimentam vajadzētu palīdzēt ekspertiem saprast, vai ir iespējams izstumt asteroīdu no orbītas.

3. Mēness bāze

Saskaņā ar neapstiprinātiem ziņojumiem tas notiks 2030. gadu sākumā, gandrīz 70 gadus pēc tam, kad izcilā blūzmeņa vārdabrālis tur spēris kāju. Taču šoreiz plānota ne tikai pieklājības vizīte, bet gan pilnvērtīga sakņošanās uz satelīta. Bāze būs paredzēta 2-3 cilvēkiem un būs ne tikai sava veida pitstops ekipāžām, kas dodas izpētīt tālākas planētas, bet arī sava veida raktuves. Kas nezināja, viņi plāno iegūt ūdeņradi uz Mēness un pēc tam pārvērst to raķešu degvielā.

4. "Luna-Glob"

Taču arī mūsu drosmīgie astronauti raugās uz Mēnesi. Faktiski šis ir vienīgais šāda mēroga neatkarīgais projekts, no kura Krievija vēl nav pametusi.

Tiesa, kosmosa bāzes izveide uz Mēness vēl ir tāla perspektīva, taču starpplanētu automātisko staciju projekti mākslīgā Zemes pavadoņa izpētei šobrīd ir diezgan iespējami, un jau vairākus gadus galvenais Krievijā ir Luna-Glob programma - patiesībā pirmais nepieciešamais solis ceļā uz iespējamo Mēness apmetni.

Zonde izstrādās nosēšanās mehānismu uz Mēness virsmas un pētīs Mēness augsni - urbumus, lai ņemtu augsnes paraugus un tālāk analizētu ledus klātbūtni (ūdens ir nepieciešams gan astronautu dzīvībai, gan potenciāli kā ūdeņraža degviela raķetēm ).

Ierīces palaišana dažādu iemeslu dēļ tika daudzkārt atlikta, un līdz šim esam apstājušies pie 2015. gada. Nākotnē pirms 2030. gados plānotā pilotējamā lidojuma plānots palaist vēl vairākas smagākas zondes, tostarp Luna-Resurs, kas arī pētīs Mēnesi un citus nepieciešamos sagatavošanās pasākumus turpmākajai astronautu nolaišanās iespējai.

Bet nesteidzieties kritizēt mūsu kosmisko cieņu. Piemēram, Krievija pastāvīgi sūta kosmosā amerikāņu, Eiropas, Kanādas un Japānas astronautus. Vietas uz iekšzemes Soyuz ir izpārdotas vairākus gadus. Citas valstis pārņem Krievijas pieredzi, gatavojoties lidojumiem kosmosā. Francijā nesen tika uzsākta Krievijas kosmonautu apmācības programma, kas simulē bezsvara stāvokli.

Neaizmirstiet, ka ilgu laiku mēs bijām vienīgie, kas nodarbojās ar miljonāru sūtīšanu kā kosmosa tūristus.

Vispirms mums jāatrisina problēmas ar Plesetskas kosmodromu, jāizstrādā GLONASS, jāizstrādā apkalpošanas sistēmas atsevišķiem kosmosa kuģiem orbītā un jādara citas sīkas lietas, bez kurām nav iespējama kosmosa izpēte. Tātad viss ir priekšā, Jura joprojām ar mums leposies.

5. Uz priekšu uz Jupiteru

Jupiters izskatās pārāk daudzsološa planēta turpmākai kosmosa izpētei. Un viņam nebija laika pielikt zobus kā Marsam vai Mēnesim. Pētniekus īpaši interesē planētas Eiropa satelīts ar tā ledainajiem plašumiem. Pateicoties lielajam attālumam no Saules, Eiropa saņem ļoti maz siltuma, taču iespējams, ka zem ledus atrodas šķidrs ūdens, ko silda tektoniskā aktivitāte planētas zarnās. Lai tajā nokļūtu, jums būs nepieciešams kriobots - ierīce, kas, izmantojot termisko ietekmi, spēj izbraukt cauri vairākus kilometrus biezam ledus. NASA jau strādā pie šādas ierīces, ko viņi sauc par Valkyrie. Ierīce silda ūdeni, izmantojot iebūvētu kodolenerģijas avotu, un virza strūklu uz ledus, izkausējot to. Pēc tam Valkyrie savāc izkusušo ūdeni un atkārto procedūru, pakāpeniski virzoties uz priekšu. Pārbaudes laikā Aļaskā paraugs gada laikā pārvarēja astoņus kilometrus ledus. Rezultātā, ja ekspedīcija notiks, zinātnieki pirmo reizi cer atklāt dzīvības izcelsmei piemērotus apstākļus.

Taču slavas kāri eiropieši no visa spēka cenšas plūkt Jupitera pētnieku laurus sev. 2022. gadā viņi uz Jupiteru nosūtīs starpplanētu automātisko staciju Jupiter Icy Moon Explorer. Satelīts nekavējoties izpētīs trīs tuvākos un lielākos Jupitera pavadoņus no tā dēvētās Galilejas grupas: Eiropu, Ganimēdu un Kalisto. Ja ierīce tiks veiksmīgi palaists paredzētajā laikā, tā Jupitera sistēmu sasniegs 2030. gadā.

6. Lidojums uz Alpha Centauri

Ekspedīcijas Saules sistēmā nav iespaidīgas ikvienam, piemēram, Alpha Centauri. Visas cerības slēpjas tikai NASA un ASV Aizsardzības progresīvo pētījumu projektu aģentūras kopprojektā “Simtgades kosmosa kuģis”. Ja viss būs kārtībā, tad cilvēce tagadējo jaundzimušo dzīves laikā dosies pie mums tuvākās zvaigznes ārpus Saules sistēmas. Projekta vadītāji paredz vismaz nākamo 100 gadu laikā izveidot starpzvaigžņu ceļojumiem nepieciešamās tehnoloģijas, piemēram, antimatērijas dzinēju. Būs jādomā arī par pasākumiem, lai novērstu ilgstošas ​​uzturēšanās kosmosā sekas cilvēka ķermenim. Ņemot vērā pašreizējo zinātnes stāvokli, izredzes uz misijas panākumiem šķiet niecīgas. Tomēr projekts arvien vairāk tiek finansēts, tāpēc ir iespējas.

7. Džeimsa Veba kosmiskais teleskops

Habla teleskopam ir pēctecis, kas tiek izstrādāts 20 gadus. Taču šī ilgā gaidīšana ir tā vērta – cilvēce beidzot varēs paskatīties uz visattālākajiem Visuma objektiem, kas atrodas miljardu gaismas gadu attālumā no mums. Piemēram, būs iespējams redzēt dažas no pirmajām zvaigznēm un galaktikām, kas izveidojušās pēc Lielā sprādziena. Tomēr ne viss ir tik rožaini - daudzi astrofiziķi nav pārliecināti par šī okulāra efektivitāti, it īpaši pēc daudzām kļūmēm testēšanas laikā un bezgalīgiem budžeta pārpalikumiem. Bet pagaidiet un redziet, laika vairs nav daudz, tikai gads.

8. Ceļojums uz Marsu

Viņi saka tik daudz, ka nez kāpēc šķiet, ka esam jau tur aizlidojuši. Turklāt uz lidojumu pretendē ne tikai NASA, bet arī jaunpienācēji SpaceX un Blue Origin. No otras puses, NASA nesteidzas un uzskata, ka labāk ir aprēķināt visus riskus uz Zemes, pirms esi zils sejā, veikt virkni testu (asteroīds, lai palīdzētu), un tikai tad nosūtīt cilvēkus starpzvaigžņu masa. To viņi plāno izdarīt 2030. gadā, taču, visticamāk, lidojums tiks pārcelts, jo šos dažus gadus kosmosa aģentūras puiši sūdzējušies tikai par budžeta trūkumu. Nīderlandes kompānija Mars One plāno nosūtīt ekspedīciju 2026. gadā, taču šo projektu periodiski apdraud fakts, ka tas ir vienkārši neizturams. Daži lidojuma kandidāti stāsta, ka visas šīs kustības organizatori nav savākuši nepieciešamo naudu, taču turpina cerēt uz sponsorēšanu.

Arī Eiropas Kosmosa aģentūrai ir savs Marsa misijas plāns. Šie biedri vēlas nosēdināt cilvēku uz Marsa tuvāk 2033. gadam. Aģentūras vadība stāsta, ka zemā finansējuma dēļ būs spiesti ķerties pie starptautiskas sadarbības. Piemēram, Krievija ir iesaistīta vienā no programmas ExoMars posmiem. Bet šis posms nav saistīts ar, bet gan ar dzīvības iespējamības izpēti uz tā.

Mūsdienās vadošās kosmosa aģentūras atzīst SpaceX programmu par visdaudzsološāko Marsa izpētes ziņā. Tas lielā mērā ir pateicoties viņu Falcon 9 atspoles raķetei, kas šodien piegādā kravu uz SKS. Raķetes īpatnība ir iespēja nolaist pirmo pakāpi atkārtotai izmantošanai. Šī tehnoloģija ir lieliski piemērota Marsa misijām.

Ierosinātā Startram kosmosa palaišanas sistēma, kuras būvniecības un ieviešanas sākšana izmaksātu aptuveni 20 miljardus dolāru, sola iespēju nogādāt orbītā kravu, kas sver līdz 300 000 tonnām, par ļoti pieņemamu cenu 40 USD par kilogramu derīgās kravas. Ņemot vērā, ka pašreizējās izmaksas par 1 kg kravas nogādāšanu kosmosā labākajā gadījumā ir USD 11 000, projekts izskatās ļoti interesants.

Startram projektam nebūs vajadzīgas raķetes, degvielas vai jonu dzinēji. Tā visa vietā šeit tiks izmantota magnētiskās atgrūšanas tehnoloģija. Ir vērts atzīmēt, ka magnētiskās levitācijas vilciena koncepcija nebūt nav jauna. Uz Zemes jau darbojas vilcieni, kas pārvietojas pa magnētisko virsmu ar ātrumu aptuveni 600 kilometri stundā. Tomēr visiem šiem magleviem (ko galvenokārt izmanto Japānā) ir viens liels šķērslis, kas ierobežo to maksimālo ātrumu. Lai šie vilcieni pilnībā izmantotu savu potenciālu un sasniegtu pēc iespējas lielāku ātrumu, mums ir jāatbrīvojas no laikapstākļiem, kas tos palēnina.

Projekts Startram piedāvā šīs problēmas risinājumu, izbūvējot garu piekārtu vakuuma tuneli aptuveni 20 kilometru augstumā. Šādā augstumā gaisa pretestība kļūst mazāk izteikta, kas ļaus veikt kosmosa palaišanu ar daudz lielāku ātrumu un ar daudz mazāku pretestību. Kosmosa kuģis burtiski tiks izšauts kosmosā, bez nepieciešamības pārvarēt atmosfēru. Šāda sistēma prasītu aptuveni 20 gadu darbu un investīcijas 60 miljardu dolāru apmērā.

Asteroīdu ķērējs

Zinātniskās fantastikas cienītāju vidū savulaik bija karstas debates par pretzinātnisko metodi un nepārprotami nenovērtēto nosēšanās uz asteroīdu sarežģītību, kas parādīta slavenajā amerikāņu zinātniskās fantastikas trillerī “Armagedons”. Pat NASA reiz atzīmēja, ka viņi būtu atraduši labāku (un reālāku) iespēju mēģināt glābt Zemi no nenovēršamas iznīcināšanas. Turklāt Aviācijas un kosmosa aģentūra nesen piešķīra dotāciju "komētas un asteroīdu ķērēja" izstrādei un būvniecībai. Kosmosa kuģis ar īpašu jaudīgu harpūnu pieķersies izvēlētajam kosmosa objektam un, izmantojot savu dzinēju jaudu, novilks šos objektus no bīstamas tuvošanās Zemei trajektorijas.

Turklāt ierīci var izmantot, lai noķertu asteroīdus, lai tālāk no tiem iegūtu minerālus. Kosmosa objekts tiks piesaistīts ar harpūnu un nogādāts vēlamajā vietā, piemēram, Marsa vai Mēness orbītā, kur atradīsies orbitālās vai zemes bāzes. Pēc tam raktuvju grupas tiks nosūtītas uz asteroīdu.

Saules zonde

Tāpat kā uz Zemes, arī Saulei ir savi vēji un vētras. Tomēr atšķirībā no tiem, kas atrodas uz Zemes, saules vēji var ne tikai sabojāt jūsu matus, bet tie var jūs burtiski iztvaikot. Saskaņā ar NASA aviācijas un kosmosa aģentūras datiem, uz daudziem jautājumiem par Sauli, uz kuriem joprojām nav atbildes, atbildes sniegs Saules zonde, kas tiks nosūtīta mūsu gaismeklim 2018. gadā.

Kosmosa kuģim būs jāpietuvojas Saulei aptuveni 6 miljonu kilometru attālumā. Tas novedīs pie tā, ka zondei būs jāpiedzīvo tādas jaudas starojuma enerģijas ietekme, kādu nekad nav pieredzējis neviens cilvēka radīts kosmosa kuģis. Pēc inženieru un zinātnieku domām, 12 centimetrus biezs oglekļa kompozītmateriāla siltuma vairogs palīdzēs aizsargāt zondi no kaitīgā starojuma ietekmes.

Tomēr NASA nevar vienkārši nosūtīt zondi tieši uz Sauli. Kosmosa kuģim būs jāveic vismaz septiņi orbītas lidojumi ap Venēru. Un tas viņam prasīs apmēram septiņus gadus. Katra rotācija paātrinās zondi un pielāgos trajektoriju pareizajam kursam. Pēc pēdējā pārlidojuma zonde virzīsies uz Saules orbītu 5,8 miljonu kilometru attālumā no tās virsmas. Tādējādi tas kļūs par Saulei tuvāko cilvēka radīto kosmosa objektu. Pašreizējais rekords pieder kosmosa zondei Helios 2, kas atrodas aptuveni 43,5 miljonu kilometru attālumā no Saules.

Marsa priekšpostenis

Jaunās izredzes turpmākajiem lidojumiem uz Marsu un Eiropu ir milzīgas. NASA uzskata, ka, ja tos nenovērs nekādas globālas kataklizmas un slepkavu asteroīdu krišana, aģentūra tuvāko divu desmitgažu laikā nosūtīs cilvēku uz Marsa virsmu. NASA pat jau ir prezentējusi nākotnes Marsa priekšposteņa koncepciju, kuras būvniecību plānots sākt kaut kad 2030. gadu beigās.

Plānotās izpētes zonas rādiuss būs aptuveni 100 kilometri. Būs dzīvojamie moduļi, zinātniskie kompleksi, stāvvietas Marsa roveriem, kā arī kalnrūpniecības aprīkojums četru cilvēku komandai. Enerģiju kompleksam daļēji ražos vairāki kompakti kodolreaktori. Turklāt elektrību ražos saules paneļi, kas, protams, Marsa smilšu vētru gadījumā kļūs neefektīvi (tātad būs nepieciešami kompakti reaktori).

Laika gaitā šajā apgabalā apmetīsies daudzas zinātniskās grupas, kurām pašiem būs jāaudzē pārtika, jāvāc Marsa ūdens un pat uz vietas jārada raķešu degviela lidojumiem atpakaļ uz Zemi. Par laimi, daudzi noderīgi un nepieciešami materiāli Marsa bāzes celtniecībai atrodas tieši Marsa augsnē, tāpēc jums nebūs jānēsā dažas lietas, lai izveidotu pirmo Marsa koloniju.

NASA ATHLETE rover

Zirneklim līdzīgais ATHLETE (All-Terrain Hex-Limbed Extraterrestrial Explorer) roveris kādu dienu kolonizēs Mēnesi. Pateicoties īpašajai balstiekārtai, kas sastāv no sešām neatkarīgām kājām, kas spēj griezties visos virzienos, roveris var pārvietoties uz jebkuras sarežģītības zemes. Tajā pašā laikā riteņu klātbūtne ļauj tai ātrāk pārvietoties uz līdzenākas virsmas.

Šo seškāju var aprīkot ar visdažādāko zinātnisko un darba aprīkojumu un, ja nepieciešams, var viegli tikt galā ar autoceltņa lomu. Augšējā fotoattēlā, piemēram, ATHLETE ir uzstādīts dzīvesvietas modulis. Citiem vārdiem sakot, roveru var izmantot arī kā pārvietojamu māju. SPORTISTA augums ir aptuveni 4 metri. Tajā pašā laikā tas spēj pacelt un transportēt priekšmetus, kas sver līdz 400 kilogramiem. Un tas ir Zemes gravitācijā!

ATHLETE lielākā priekšrocība ir tās balstiekārta, kas nodrošina tai neticamu mobilitāti un spēju veikt sarežģīto darbu, nogādājot smagus priekšmetus, atšķirībā no stacionārajiem piezemēšanās mehānismiem, ko izmantoja pagātnē un izmanto šodien. Viena no ATHLETE izmantošanas iespējām ir 3D drukāšana. Uzstādot tajā 3D printeri, roveru varēs izmantot kā mobilo drukas iekārtu Mēness mājokļiem.

3D drukātas Marsa mājas

Lai palīdzētu uzsākt gatavošanos cilvēka misijai uz Marsu, NASA ir organizējusi arhitektūras konkursu, lai izstrādātu un sponsorētu 3D drukas tehnoloģijas, kas ļaus 3D drukāšanai būvēt Marsa mājas.

Vienīgā prasība konkursam bija izmantot materiālus, kas ir plaši pieejami ieguvei uz Marsa. Uzvarētāji bija divi dizaina uzņēmumi no Ņujorkas, Team Space Exploration Architecture un Clouds Architecture Office, kas ierosināja savu Marsa mājas ICE HOUSE koncepciju. Koncepcija izmanto ledu kā pamatu (tātad nosaukums). Ēku celtniecība tiks veikta Marsa ledainajās zonās, kur tiks sūtīti nolaišanās moduļi, piekrauti ar daudziem kompaktiem robotiem, kas savāks netīrumus un ledu, lai ap šiem moduļiem veidotu konstrukcijas.

Konstrukciju sienas tiks veidotas no ūdens, želejas un silīcija dioksīda maisījuma. Kad materiāls sasalst, pateicoties zemajai temperatūrai uz Marsa virsmas, rezultātā tiek iegūta ļoti piemērota dubultsienu istaba dzīvošanai. Pirmā siena sastāvēs no ledus maisījuma un nodrošinās papildu aizsardzību pret radiāciju, otrās sienas lomu pildīs pats modulis.

Uzlabots koronagrāfs

Saules vainaga (zvaigznes atmosfēras ārējā slāņa, kas sastāv no lādētām daļiņām) dziļu izpēti apgrūtina viens apstāklis. Un šis apstāklis, lai cik ironiski tas neizklausītos, ir pati Saule. Problēmas risinājums var būt tā sauktais tilpuma saules dimmers, bumbiņa, kas ir nedaudz lielāka par tenisa bumbiņu, kas izgatavota no īpaši tumša titāna sakausējuma. Dimmera būtība ir šāda: tas ir uzstādīts pret Sauli vērsta spektrogrāfa priekšā, tādējādi radot miniatūru Saules aptumsumu, atstājot tikai Saules koronu.

Pašlaik NASA savos SOHO un STEREO kosmosa kuģos izmanto plakanu saules ēnojumu, taču šādu ierīču plakanā konstrukcija rada zināmu izplūdumu un nevajadzīgus kropļojumus. Šīs problēmas risinājumu ierosināja pati telpa. Ir zināms, ka Zemei ir savs saules aptumšojums, kas atrodas aptuveni 400 000 kilometru attālumā. Šis neskaidrais, protams, ir Mēness, pateicoties kuram mēs laiku pa laikam esam liecinieki Saules aptumsumam.

NASA tilpuma dimmeram būs jāreproducē Mēness aptumsuma efekts, protams, tikai kosmosa kuģim, kas pētīs Sauli, taču, atrodoties divu metru attālumā no tā spektrogrāfa, dimmers palīdzēs izpētīt Saules vainagu bez jebkādas problēmas, traucējumi vai izkropļojumi.

Medus bišu robotikas tehnoloģijas

Neliels Rietumu privātais uzņēmums Honeybee Robotics, kas nodarbojas ar dažādu kosmosa tehnoloģiju izstrādi un ražošanu, nesen saņēma kosmosa aģentūras NASA pasūtījumu veikt divus jaunus tehnoloģiskos izstrādnes kosmosa programmai Asteroid Redirect System. Programmas galvenais mērķis ir pētīt asteroīdus un atrast veidus, kā nākotnē cīnīties ar iespējamiem to sadursmes ar Zemi draudiem. Turklāt uzņēmums attīsta citas tikpat interesantas lietas.

Piemēram, viena no šīm izstrādēm ir kosmosa lielgabals, kas izšaus īpašus šāviņus uz asteroīdiem un izšaus gabalus no kosmosa objekta. Šādi nošāvis asteroīda gabalu, īpašs kosmosa kuģis to noķers ar robotu nagiem un nogādās Mēness orbītā, kur zinātnieki varēs sīkāk izpētīt tā uzbūvi. NASA plāno izmēģināt šo ierīci uz viena no trim asteroīdiem: Itokawa, Bennu vai 2008 EV5.

Otra attīstība ir tā sauktais kosmosa nanourbis augsnes paraugu savākšanai no asteroīdiem. Sējmašīnas svars ir tikai 1 kilograms, un pēc izmēra tas ir nedaudz lielāks par vidējo viedtālruni. Urbju izmantos vai nu roboti, vai astronauti. To izmantos, lai savāktu nepieciešamo augsnes daudzumu turpmākai analīzei.

Saules satelīts SPS-ALPHA

SPS-ALPHA ir ar saules enerģiju darbināms orbitālais kosmosa kuģis, kas sastāv no desmitiem tūkstošu plānu spoguļu. Uzkrātā enerģija tiks pārvērsta mikroviļņos un nosūtīta atpakaļ uz īpašām zemes stacijām, kur no turienes tā tiks pārsūtīta uz elektrolīnijām, lai darbinātu visas pilsētas.

Šis projekts, iespējams, ir viens no visgrūtāk īstenojamajiem no šodienas izlasē piedāvātajiem. Pirmkārt, aprakstītā SPS-ALPHA platforma būs daudz lielāka izmēra nekā Starptautiskā kosmosa stacija. Tās celtniecība prasīs daudz laika, veselu astronautu-inženieru armiju un kolosālu līdzekļu ieguldījumu. Pateicoties tās gigantiskajiem izmēriem, platforma būs jābūvē tieši orbītā. No otras puses, platformas elementi tiks izgatavoti no salīdzinoši lētiem un no masveida ražošanas viedokļa nesarežģītiem materiāliem, kas nozīmē, ka projekts automātiski pāriet no “neiespējamā” uz “ļoti sarežģītu”, kas, savukārt, paver ceru, ka kādu dienu tas tiks realizēts, tiešām to izdarīs.

Projekts "Mērķis Eiropa"

Projekts Objective Europa ir trakākā kosmosa izpētes ideja, kas jebkad ierosināta. Tās galvenais mērķis ir uz īpašas zemūdenes klāja nosūtīt cilvēku uz Eiropu, vienu no Jupitera pavadoņiem, pateicoties kuriem tiks veikta iespējamās dzīvības meklēšana pavadoņa subglaciālajā okeānā.

Šī projekta neprātīgumu palielina fakts, ka šī ir vienvirziena misija. Ikvienam astronautam, kurš nolems doties uz Eiropu, patiesībā būs jāpiekrīt ziedot savu dzīvību zinātnes labā, vienlaikus sniedzot iespēju atbildēt uz mūsdienu astronomijas slepenāko jautājumu: vai kosmosā ir dzīvība papildus dzīvībai uz Zemes?

Projekta Objective Europa ideja pieder Kristīnai fon Bengstonai. Bengston pašlaik rīko pūļa pakalpojumu kampaņu, lai piesaistītu līdzekļus šim projektam. Pati zemūdene būs aprīkota ar vismodernākajām tehnoloģijām. Būs superjaudīga urbjmašīna, daudzdimensiju vilces dzinēji, jaudīgi prožektori un, iespējams, pāris daudzfunkcionālu robotu roku. Zemūdenei, tāpat kā kosmosa kuģim, kas to nogādās Eiropā, būs nepieciešama spēcīga aizsardzība pret radiāciju.

Izkraušanas vietas izvēle būs kritiska. Eiropas ledus biezums gandrīz visā tās virsmā ir vairāki kilometri, tāpēc vislabāk būtu ierīci nosēdināt blakus defektiem un plaisām, kur ledus garoza nav tik spēcīga un bieza. Projekts, protams, rada daudz jautājumu, tostarp morālus.

2011. gadā ASV pārtrauca Space Transportation System kompleksa darbību ar atkārtoti lietojamo Space Shuttle, kā rezultātā Krievijas Sojuz ģimenes kuģi kļuva par vienīgo līdzekli astronautu nogādāšanai Starptautiskajā kosmosa stacijā. Dažu nākamo gadu laikā šī situācija turpināsies, un pēc tam gaidāma jaunu kuģu parādīšanās, kas spēs konkurēt ar Sojuz. Jauni sasniegumi pilotējamo kosmosa lidojumu jomā tiek radīti gan mūsu valstī, gan ārvalstīs.

Krievijas Federācija"

Pēdējo desmitgažu laikā Krievijas kosmosa industrija ir veikusi vairākus mēģinājumus izveidot daudzsološu pilotējamu kosmosa kuģi, kas būtu piemērots Sojuz aizstāšanai. Taču šie projekti vēl nav devuši gaidītos rezultātus. Jaunākais un perspektīvākais mēģinājums nomainīt Sojuz ir Federācijas projekts, kas ierosina būvēt atkārtoti lietojamu sistēmu gan apkalpes, gan kravas versijās.

Kuģa "Federācija" modeļi. Foto: Wikimedia Commons

2009. gadā raķešu un kosmosa korporācija Energia saņēma pasūtījumu izstrādāt kosmosa kuģi, kas apzīmēts kā "uzlabotā pilotējamā transporta sistēma". Nosaukums "Federācija" parādījās tikai dažus gadus vēlāk. Vēl nesen RSC Energia izstrādāja nepieciešamo dokumentāciju. Pirmā jaunā tipa kuģa būvniecība sākās pagājušā gada martā. Drīzumā tiks sākta gatavā parauga testēšana stendos un izmēģinājumu poligonos.

Saskaņā ar pēdējiem paziņotajiem plāniem, pirmais Federācijas lidojums kosmosā notiks 2022. gadā, un kuģis nosūtīs kravu orbītā. Pirmais lidojums ar apkalpi uz klāja plānots 2024. gadā. Pēc nepieciešamo pārbaužu veikšanas kuģis varēs veikt drosmīgākas misijas. Tātad nākamās desmitgades otrajā pusē var notikt bezpilota un pilotēti Mēness lidojumi.

Kuģis, kas sastāv no atkārtoti lietojamas atgriežamās kravas-pasažieru kabīnes un vienreizējās lietošanas dzinēja nodalījuma, varēs ar masu līdz 17-19 tonnām, atkarībā no mērķiem un kravnesības, tas varēs uzņemt līdz pat līdz 17-19 tonnām. seši astronauti vai 2 tonnas kravas. Atgriežoties nolaišanās modulī var būt līdz 500 kg kravas. Zināms, ka dažādu problēmu risināšanai tiek izstrādātas vairākas kuģa versijas. Ar atbilstošu konfigurāciju Federācija varēs nosūtīt cilvēkus vai kravas uz SKS, vai darboties orbītā neatkarīgi. Plānots, ka kuģis tiks izmantots arī turpmākajos lidojumos uz Mēnesi.

Amerikas kosmosa industrija, kas pirms vairākiem gadiem palika bez Shuttle, lielas cerības saista ar daudzsološo Orion projektu, kas ir slēgtās programmas Constellation ideju attīstība. Šī projekta izstrādē ir iesaistījušās vairākas vadošās organizācijas, gan Amerikas, gan ārvalstu. Tādējādi Eiropas Kosmosa aģentūra ir atbildīga par montāžas nodalījuma izveidi, un Airbus būvēs šādus produktus. Amerikas zinātni un rūpniecību pārstāv NASA un Lockheed Martin.

Orion kuģa modelis. NASA fotogrāfija

Projekts Orion tā pašreizējā formā tika uzsākts 2011. gadā. Līdz tam laikam NASA bija pabeigusi dažus Constellation programmas darbus, taču no tā bija jāatsakās. Atsevišķas norises no šī projekta tika pārceltas uz jauno. Jau 2014. gada 5. decembrī amerikāņu speciālistiem izdevās veikt pirmo daudzsološā kuģa izmēģinājuma palaišanu bezpilota konfigurācijā. Jaunu palaišanu vēl nav bijis. Saskaņā ar izveidotajiem plāniem projekta autoriem jāpabeidz nepieciešamie darbi, un tikai pēc tam varēs sākt jaunu testēšanas posmu.

Saskaņā ar pašreizējiem plāniem jauns kosmosa kuģa Orion lidojums kosmosa kravas auto konfigurācijā notiks tikai 2019. gadā pēc nesējraķetes Space Launch System parādīšanās. Kuģa bezpilota versijai būs jāsadarbojas ar SKS un arī jālido ap Mēnesi. No 2023. gada astronauti atradīsies uz kuģa Orions. Nākamās desmitgades otrajā pusē plānoti ilgstoši pilotēti lidojumi, tostarp Mēness aplidošana. Nākotnē nav izslēgta iespēja izmantot Orion sistēmu Marsa programmā.

Kuģim ar maksimālo palaišanas masu 25,85 tonnas būs noslēgts nodalījums ar tilpumu nedaudz zem 9 kubikmetriem, kas ļaus pārvadāt diezgan lielas kravas vai cilvēkus. Zemes orbītā būs iespējams nogādāt līdz sešiem cilvēkiem. “Mēness” apkalpe būs ierobežota līdz četriem astronautiem. Kuģa kravas modifikācija pacels līdz 2-2,5 tonnām ar iespēju droši atgriezt mazāku masu.

CST-100 Starliner

Kā alternatīvu kosmosa kuģim Orion var apsvērt CST-100 Starliner, ko Boeing izstrādāja NASA Commercial Crew Transportation Capability programmas ietvaros. Projekts ietver pilotējama kosmosa kuģa izveidi, kas spēj nogādāt orbītā vairākus cilvēkus un atgriezties uz Zemes. Ņemot vērā vairākas konstrukcijas īpatnības, tostarp tās, kas saistītas ar aprīkojuma vienreizēju izmantošanu, kuģi plānots aprīkot ar septiņām sēdvietām astronautiem uzreiz.

CST-100 orbītā, pagaidām tikai mākslinieka iztēlē. NASA zīmējums

Starliner kopš 2010. gada ir radījuši Boeing un Bigelow Aerospace. Projektēšana ilga vairākus gadus, un pirmā jaunā kuģa palaišana bija gaidāma šīs desmitgades vidū. Tomēr zināmu grūtību dēļ testa palaišana vairākas reizes tika atlikta. Saskaņā ar nesen pieņemto NASA lēmumu kosmosa kuģa CST-100 pirmajam startam ar kravu uz klāja jānotiek šī gada augustā. Turklāt Boeing novembrī saņēma atļauju veikt pilotētu lidojumu. Acīmredzot daudzsološais kuģis testēšanai būs gatavs jau pavisam tuvā nākotnē, un jaunas grafika izmaiņas vairs nebūs nepieciešamas.

Starliner atšķiras no citiem daudzsološu amerikāņu un ārvalstu dizaina pilotētu kosmosa kuģu projektiem ar pieticīgākiem mērķiem. Kā izdomājuši veidotāji, šim kuģim būs jānogādā cilvēki uz SKS vai uz citām daudzsološām stacijām, kas pašlaik tiek izstrādātas. Lidojumi ārpus Zemes orbītas nav plānoti. Tas viss samazina prasības kuģim un rezultātā ļauj panākt ievērojamus ietaupījumus. Zemākas projekta izmaksas un samazinātas astronautu transportēšanas izmaksas var būt laba konkurences priekšrocība.

CST-100 kuģa raksturīga iezīme ir tā diezgan lielais izmērs. Dzīvojamās kapsulas diametrs būs nedaudz virs 4,5 m, un kuģa kopējais garums pārsniegs 5 m Kopējā masa būs 13 tonnas.Jāpiebilst, ka tiks izmantoti lieli izmēri, lai iegūtu maksimālo iekšējo tilpumu. Iekārtu un cilvēku izvietošanai izstrādāts noslēgts nodalījums ar tilpumu 11 kubikmetri. Būs iespējams uzstādīt septiņas sēdvietas astronautiem. Šajā ziņā Starliner kuģis - ja tam izdosies sasniegt ekspluatāciju - varētu kļūt par vienu no līderiem.

Pūķis V2

Pirms dažām dienām NASA noteica arī jaunu kosmosa kuģu testa lidojumu laiku no SpaceX. Tādējādi pirmā Dragon V2 tipa pilotējamā kosmosa kuģa izmēģinājuma palaišana ir paredzēta 2018. gada decembrī. Šis produkts ir pārveidota versija jau izmantotajai Dragon “kravas automašīnai”, kas spēj pārvadāt cilvēkus. Projekta izstrāde sākās diezgan sen, taču tikai tagad tas tuvojas testēšanai.

Dragon V2 kuģa izkārtojuma dj prezentācijas laiks. NASA fotogrāfija

Dragon V2 projekts paredz izmantot pārveidotu kravas nodalījumu, kas pielāgots cilvēku pārvadāšanai. Atkarībā no klienta prasībām šāds kuģis spēj pacelt orbītā līdz septiņiem cilvēkiem. Tāpat kā tā priekšgājējs, arī jaunais Dragon būs atkārtoti lietojams un pēc nelieliem remontdarbiem varēs veikt jaunus lidojumus. Projekts ir izstrādāts pēdējos gadus, taču testēšana vēl nav sākusies. Tikai 2018. gada augustā SpaceX pirmo reizi palaidīs Dragon V2 kosmosā; šis lidojums notiks bez astronautiem uz klāja. Pilnvērtīgs pilotēts lidojums, saskaņā ar NASA norādījumiem, paredzēts decembrī.

SpaceX ir pazīstams ar saviem drosmīgajiem plāniem jebkuram daudzsološam projektam, un pilotējamais kosmosa kuģis nav izņēmums. Sākumā Dragon V2 ir paredzēts izmantot tikai cilvēku nosūtīšanai uz SKS. Šādu kuģi iespējams izmantot arī neatkarīgās orbitālās misijās, kas ilgst līdz pat vairākām dienām. Tālā nākotnē plānots nosūtīt kuģi uz Mēnesi. Turklāt ar tās palīdzību viņi vēlas organizēt jaunu kosmosa tūrisma “maršrutu”: transportlīdzekļi ar pasažieriem komerciālos nolūkos lidos ap Mēnesi. Taču tas viss vēl ir tālās nākotnes jautājums, un pašam kuģim pat nav bijis laika iziet visus nepieciešamos testus.

Ar vidējo izmēru Dragon V2 kuģim ir zem spiediena nodalījums ar 10 kubikmetru tilpumu un 14 kubikmetru nodalījums bez spiediena. Pēc izstrādes kompānijas domām, tas spēs nogādāt uz SKS nedaudz vairāk par 3,3 tonnām kravas un uz Zemi atgriezt 2,5 tonnas.Apkalpes konfigurācijā salonā tiek piedāvāts uzstādīt septiņas sēdvietas. Tādējādi jaunais “Dragon” spēs vismaz neatpalikt no saviem konkurentiem kravnesības ziņā. Tiek ierosināts iegūt ekonomiskas priekšrocības, izmantojot atkārtoti.

Indijas kosmosa kuģis

Kopā ar vadošajām valstīm kosmosa industrijā arī citas valstis cenšas radīt savas pilotējamo kosmosa kuģu versijas. Tādējādi tuvākajā nākotnē var notikt pirmais daudzsološā Indijas kosmosa kuģa lidojums ar astronautiem uz klāja. Indijas Kosmosa izpētes organizācija (ISRO) ir strādājusi pie sava kosmosa kuģu projekta kopš 2006. gada un jau ir pabeigusi daļu no nepieciešamajiem darbiem. Kādu iemeslu dēļ šis projekts vēl nav saņēmis pilnu apzīmējumu un joprojām ir pazīstams kā "ISRO kosmosa kuģis".

Daudzsološs Indijas kuģis un tā pārvadātājs. Attēls Timesofindia.indiatimes.com

Pēc zināmiem datiem, ISRO jaunais projekts paredz salīdzinoši vienkārša, kompakta un viegla pilotējama transportlīdzekļa būvniecību, līdzīgi kā pirmie ārvalstu kuģi. Jo īpaši ir zināma līdzība ar Mercury ģimenes amerikāņu tehnoloģiju. Daļa projektēšanas darbu tika pabeigti pirms vairākiem gadiem, un 2014. gada 18. decembrī notika pirmā kuģa ar balasta kravu nolaišana ūdenī. Nav zināms, kad jaunais kosmosa kuģis orbītā nogādās pirmos kosmonautus. Šī notikuma laiks ir vairākkārt pārcelts, un pagaidām par šo lietu nav datu.

ISRO projekts piedāvā būvēt kapsulu, kas sver ne vairāk kā 3,7 tonnas ar iekšējo tilpumu vairākus kubikmetrus. Ar tās palīdzību orbītā plānots nogādāt trīs astronautus. Deklarēta autonomija nedēļas līmenī. Kuģa pirmās misijas ietvers atrašanos orbītā, manevrēšanu utt. Nākotnē Indijas zinātnieki plāno pāra palaišanu ar kuģu satikšanos un piestātni. Tomēr tas vēl ir tālu.

Pēc lidojumu apgūšanas uz Zemes orbītu Indijas Kosmosa pētniecības organizācija plāno izveidot vairākus jaunus projektus. Plānos ietilpst jaunas paaudzes atkārtoti lietojamu kosmosa kuģu izveide, kā arī pilotēti lidojumi uz Mēnesi, kas, visticamāk, tiks īstenoti sadarbībā ar ārvalstu kolēģiem.

Projekti un perspektīvas

Šobrīd vairākās valstīs tiek radīti daudzsološi pilotējami kosmosa kuģi. Tajā pašā laikā mēs runājam par dažādiem priekšnoteikumiem jaunu kuģu parādīšanai. Tādējādi Indija iecerējusi attīstīt savu pirmo projektu, Krievija gatavojas nomainīt esošo Sojuz, bet ASV nepieciešami iekšzemes kuģi ar iespēju pārvadāt cilvēkus. Pēdējā gadījumā problēma izpaužas tik skaidri, ka NASA ir spiesta izstrādāt vai atbalstīt vairākus daudzsološu kosmosa tehnoloģiju projektus vienlaikus.

Neskatoties uz dažādajiem radīšanas priekšnosacījumiem, daudzsološiem projektiem gandrīz vienmēr ir līdzīgi mērķi. Visas kosmosa lielvalstis gatavojas nodot ekspluatācijā savus jaunos pilotējamos kosmosa kuģus, kas ir vismaz piemēroti orbitālajiem lidojumiem. Tajā pašā laikā lielākā daļa pašreizējo projektu tiek veidoti, ņemot vērā jaunu mērķu sasniegšanu. Pēc noteiktām modifikācijām dažiem jaunajiem kuģiem būs jādodas ārpus orbītas un vismaz jādodas uz Mēnesi.

Interesanti, ka lielākā daļa pirmo jauno tehnoloģiju palaišanas ir plānotas tajā pašā laika posmā. No pašreizējās desmitgades beigām līdz divdesmito gadu vidum vairākas valstis plāno praksē pārbaudīt savus jaunākos sasniegumus. Ja tiks sasniegti vēlamie rezultāti, līdz nākamās desmitgades beigām kosmosa nozare būtiski mainīsies. Turklāt, pateicoties jauno tehnoloģiju izstrādātāju tālredzībai, astronautikai būs iespēja ne tikai strādāt Zemes orbītā, bet arī aizlidot uz Mēnesi vai pat sagatavoties drosmīgākām misijām.

Daudzsološi dažādās valstīs radītie pilotējamo kosmosa kuģu projekti vēl nav sasnieguši pilnu testēšanu un lidojumus ar apkalpi uz klāja. Taču šogad notiks vairākas šādas palaišanas, un šādi lidojumi turpināsies arī turpmāk. Kosmosa nozares attīstība turpinās un dod vēlamos rezultātus.

Pamatojoties uz materiāliem no vietnēm:
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://hindustatimes.com/