Kosmosa forma nākotnē. Kāpēc kosmosa attīstība ir svarīga cilvēkam? Kāpēc kosmosa izpēte ir svarīga ikvienam no mums

Cilvēce vairāk nekā pusgadsimtu ir pētījusi kosmosu ar pilotējamiem kosmosa kuģiem. Ak, šajā laikā tas, tēlaini izsakoties, nav tālu peldējis. Ja mēs salīdzinām Visumu ar okeānu, mēs vienkārši klīstam sērfošanas malā līdz potītei ūdenī. Reiz tomēr mēs nolēmām peldēt nedaudz dziļāk (Mēness programma "Apollo"), un kopš tā laika mēs esam dzīvojuši atmiņās par šo notikumu kā augstāko sasniegumu.

Līdz šim kosmosa kuģi galvenokārt kalpoja kā transports uz un no Zemes. Maksimālais autonomā lidojuma ilgums, ko sasniedz Kosmosa kuģis, ir tikai 30 dienas, un pat tad teorētiski. Bet varbūt nākotnes kosmosa kuģi kļūs daudz pilnīgāki un daudzpusīgāki?

Jau Apollo Mēness ekspedīcijas ir skaidri parādījušas, ka prasības gaidāmajam kosmosa kuģim var uzkrītoši atšķirties no "kosmosa taksometru" uzdevumiem. Apollo mēness kabīnē bija ļoti maz kopīga ar racionalizētiem kuģiem, un tā nebija paredzēta lidošanai planētas atmosfērā. Zināma ideja par to, kā izskatīsies nākotnes kosmosa kuģi, amerikāņu astronautu fotogrāfijas sniedz vairāk nekā spilgti.

Visnopietnākais faktors, kas kavē cilvēka epizodisko Saules sistēmas izpēti, nemaz nerunājot par zinātnisko bāzu organizēšanu uz planētām un to pavadoņiem, ir radiācija. Problēmas rodas pat ar Mēness misijām, kas ilgst ne vairāk kā nedēļu. Un pusotra gada lidojums uz Marsu, kas, šķiet, drīz notiks, tiek virzīts arvien tālāk. Automātisko mašīnu pētījumi parādīja, ka cilvēkiem visā starpplanētu lidojuma maršrutā tas ir nāvējoši. Tātad nākotnes kosmosa kuģi neizbēgami iegūs nopietnu pretradiācijas aizsardzību, apvienojumā ar īpašiem medicīniskiem un bioloģiskiem pasākumiem apkalpei.

Ir skaidrs, ka jo ātrāk viņš nokļūs galamērķī, jo labāk. Bet, lai lidotu ātri, nepieciešami jaudīgi dzinēji. Un viņiem savukārt ir ļoti efektīva degviela, kas neaizņemtu daudz vietas. Tāpēc tuvākajā nākotnē ķīmiskās piedziņas dzinēji ļausies kodoldzinējiem. Ja zinātniekiem izdosies pieradināt antimatēriju, tas ir, pārvērst masu gaismas starojumā, iegūs nākotnes kosmosa kuģi.Šajā gadījumā mēs runāsim par relatīvistisku ātrumu un starpzvaigžņu ekspedīciju sasniegšanu.

Vēl viens nopietns šķērslis cilvēka Visuma attīstībai būs viņa dzīves ilgtermiņa uzturēšana. Tikai dienas laikā cilvēka ķermenis patērē daudz skābekļa, ūdens un pārtikas, izdalās cietie un šķidrie atkritumi, izelpo oglekļa dioksīdu. Ir bezjēdzīgi uzņemt pilnu skābekļa un pārtikas krājumu to milzīgā svara dēļ. Problēmu atrisina ar borta slēgtu ķēdi. Tomēr līdz šim visi eksperimenti par šo tēmu nav bijuši veiksmīgi. Un bez slēgta LSS nākotnes kosmosa kuģi, kas lido caur kosmosu, gadiem ilgi nav iedomājami; mākslinieku attēli, protams, pārsteidz iztēli, bet neatspoguļo faktisko situāciju.

Tātad visi kosmosa kuģu un zvaigžņu kuģu projekti joprojām ir tālu no reālās īstenošanas. Un cilvēcei būs jāsamierinās ar Visuma pētījumu, ko veikuši kosmonauti aizsegā un saņemot informāciju no automātiskām zondēm. Bet tas, protams, ir īslaicīgi. Kosmonautika nestāv uz vietas, un netiešās pazīmes liecina, ka šajā cilvēka darbības jomā notiek liels sasniegums. Tātad, iespējams, nākotnes kosmosa kuģi tiks uzbūvēti un pirmos lidojumus veiks jau 21. gadsimtā.

Esmu sagatavojis īsu rakstu žurnālam Popular Mechanics - kosmonautikas attīstības prognozi. Materiālā "5 nākotnes scenāriji" (№ 4, 2016) bija tikai neliela raksta daļa - tikai viena rindkopa :) Es publicēju pilnu versiju!

Pirmā daļa: tuvākā nākotne - 2020.-2030

Jaunās desmitgades sākumā NASA elastīgā ceļa programmas īstenošanas laikā cilvēks atgriezīsies Mēness telpā. Tam palīdzēs jaunā amerikāņu īpaši smagā raķete Space Launch System (SLS), kuras pirmā palaišana paredzēta 2018. gadā. Kravnesība - 70 tonnu pirmajā posmā, līdz 130 tonnām nākamajā. Atgādināšu, ka Krievijas Proton kravnesība ir tikai 22 tonnas, jaunā Angara-A5 - aptuveni 24 tonnas. ASV būvē arī Orion valsts kosmosa kuģi.

VZD
Avots: NASA

Amerikas privātie uzņēmumi nodrošinās astronautu un kravu piegādi uz SKS. Pirmkārt, divi kuģi - Dragon V2 un CST-100, tad citi panāks (iespējams, spārnoti - piemēram, Dream Chaser, ne tikai kravas, bet arī pasažieru versijā).

ISS darbosies vismaz līdz 2024. gadam (iespējams, ilgāk, it īpaši Krievijas segmentā).

Tad NASA izsludinās konkursu par jaunu gandrīz zemes bāzi, kurā, iespējams, uzvarēs Bigelow Aerospace ar stacijas projektu ar piepūšamajiem moduļiem.

Līdz 2020. gadu beigām ir iespējams paredzēt vairāku privātu orbītas staciju klātbūtni orbītā dažādiem mērķiem (sākot no tūrisma līdz orbītas satelītu montāžai).

Izmantojot smago raķeti (ar kravnesību nedaudz vairāk nekā 50 tonnas, dažreiz tā tiek klasificēta kā īpaši smaga), Falcon Heavy un Dragon V2, ko izgatavojis Elons Musks, tūristu lidojumi uz Mēness orbītu ir diezgan ticami - ne tikai pārlidojums, bet darbs Mēness orbītā. tuvāk 2020. gadu vidum.

Arī tuvāk 2020. gadu vidum NASA konkurss, iespējams, radīs Mēness transporta infrastruktūru (privātās ekspedīcijas un privātu Mēness bāzi). Saskaņā ar nesen publicētajām aplēsēm, lai atgrieztos uz Mēness paredzamā laikā (mazāk nekā 10 gadus), privātiem uzņēmumiem būs vajadzīgs aptuveni 10 miljardi ASV dolāru valdības finansējums.

Privātā uzņēmuma Bigelow Aerospace Mēness bāzes modelis
Avots: Bigelow Aerospace

Tādējādi "Elastīgais ceļš" ved NASA uz Marsu (ekspedīcija uz Fobosu - 30. gadu sākumā, uz Marsa virsmu - tikai 40. gados, ja no sabiedrības nav spēcīga paātrinoša impulsa), un tiks dota zema Zemes orbīta un pat Mēness. privātais bizness.

Turklāt tiks nodoti ekspluatācijā jauni teleskopi, kas ļaus atrast ne tikai desmitiem tūkstošu eksoplanētu, bet arī ar tiešiem novērojumiem izmērīt tuvāko no tām atmosfēras spektrus. Es uzdrošinos ieteikt, ka pirms 30. gada tiks iegūti pierādījumi par ārpuszemes dzīves esamību (skābekļa atmosfēra, veģetācijas infrasarkanie paraksti utt.), Un atkal radīsies jautājums par Lielo filtru un Fermi paradoksu.

Notiks jauni zondes lidojumi uz asteroīdiem, gāzes gigantiem (uz Jupitera pavadoni Europa, uz Saturna pavadoņiem Titan un Enceladus, kā arī uz Urānu vai Neptūnu), parādīsies pirmās privātās starpplanētu zondes (Mēness, Venēra, iespējams, Marss ar asteroīdiem).

Runāšana par resursu iegūšanu par astroīdiem līdz 30. gadam paliks saruna. Ja vien privāti tirgotāji neveiks nelielus tehnoloģiskus eksperimentus kopā ar valsts aģentūrām.

Tūristu suborbitālās sistēmas sāks lidot masveidā - simtiem cilvēku apmeklēs kosmosa robežu.

20.gadu sākumā Ķīna uzbūvēs savu daudzmoduļu orbitālo staciju un līdz desmitgades vidum vai beigām veiks cilvēka pavadīto orbītas Mēness lidojumu. Tas arī palaidīs daudzas starpplanētu zondes (piemēram, ķīniešu Marsa roveri), bet astronautikā tas netiks izvirzīts. Lai gan tas būs trešajā vai ceturtajā vietā - tieši aiz ASV un lieliem privātiem uzņēmumiem.

Labākajā gadījumā Krievija saglabās "pragmatisko kosmosu" - sakarus, navigāciju, Zemes attālo izpēti, kā arī padomju mantojumu kosmosa izpētei. Astronauti Sojuzā lidos uz SKS Krievijas segmentu, un pēc ASV izstāšanās no projekta Krievijas segments, visticamāk, izveidos atsevišķu staciju - daudz mazāku par padomju Mir un pat mazāku par Ķīnas staciju. Bet tas ir pietiekami, lai saglabātu nozari. Pat nesējraķešu ziņā Krievija atgriezīsies 3-4 vietā. Bet tas būs pietiekami, lai veiktu valsts ekonomiski svarīgus uzdevumus. Sliktā scenārijā pēc ISS darbības pabeigšanas pilotējamā teritorija kosmonautikā Krievijā tiks pilnībā slēgta, un visoptimistiskākajā scenārijā tiks izsludināta Mēness programma ar reāliem (un ne 2030. gadu vidū) noteikumiem un skaidru kontroli, kas ļaus 2020. gada vidū. x piezemēties uz Mēness. Bet šāds scenārijs, diemžēl, ir maz ticams.

Kosmosa lielvalstu klubam pievienosies jaunas valstis, tostarp vairākas valstis ar pilotējamām programmām - Indija, Irāna, pat Ziemeļkoreja. Un tas nemaz nerunājot par privātiem uzņēmumiem: līdz desmitgades beigām būs daudz pilotējamu orbitālo privāto transportlīdzekļu - bet diez vai vairāk par duci.

Daudzas mazas firmas veidos savas īpaši vieglas un vieglas raķetes. Un daži no viņiem pakāpeniski palielinās kravnesību - un nonāks vidējās un pat smagās klasēs.

Nekādas principiāli jaunas nesējraķetes neparādīsies, cilvēki lidos ar raķetēm, taču pirmo posmu atkārtota izmantošana vai dzinēju glābšana kļūs par normu. Visticamāk, tiks veikti eksperimenti ar kosmosa atkārtoti lietojamām sistēmām, jauniem propelentiem un konstrukcijām. Varbūt līdz 20. gadu beigām tiks uzbūvēts vienpakāpes atkārtoti lietojams nesējs un sāks lidot.

Otrā daļa: cilvēces pārveidošana par kosmosa civilizāciju - no 2030. gada līdz 21. gadsimta beigām

Mēnesī ir daudz bāzu - gan publisku, gan privātu. Dabisko Zemes satelītu izmanto kā resursu bāzi (enerģija, ledus, dažādas regolīta sastāvdaļas), eksperimentālu un zinātnisku izmēģinājumu poligonu, kurā tiek pārbaudītas kosmosa tehnoloģijas tālsatiksmes lidojumiem, infrasarkanie teleskopi tiek novietoti aizēnotos krāteros, bet radioteleskopi atrodas aizmugurē.

Mēness ir iekļauts zemes ekonomikā - Mēness spēkstaciju enerģija (saules paneļu lauki un no vietējiem resursiem veidoti saules koncentratori) tiek pārnesta gan uz kosmosa velkoņiem Zemes tuvumā, gan uz Zemi. Ir atrisināta vielas piegādes problēma no Mēness virsmas uz zemas zemes orbītu (palēnināšanās atmosfērā un uztveršana). Mēness ūdeņradi un skābekli izmanto Mēness un Zemes tuvumā esošajās degvielas uzpildes stacijās. Protams, visi šie ir tikai pirmie eksperimenti, taču privātie uzņēmumi jau tagad tiem veicas. Hēlijs-3 joprojām tiek ražots tikai nelielos daudzumos eksperimentiem, kas saistīti ar kodoltermisko raķešu dzinējiem.

Uz Marsa ir zinātniskās kolonijas stacija. "Privātu tirgotāju" (galvenokārt Elona Muska) un štatu (galvenokārt ASV) kopīgs projekts. Cilvēkiem ir iespēja atgriezties uz Zemes, taču daudzi uz visiem laikiem aizbēg uz jauno pasauli. Pirmie eksperimenti ar iespējamo planētas terraformāciju. Phobos ir pārkraušanas bāze smagajiem starpplanētu kuģiem.

Marsa bāze
Avots: Bryan Versteeg

Visā Saules sistēmā ir daudz zondu, kuru mērķis ir sagatavoties attīstībai, meklēt resursus. Ātrgaitas transportlīdzekļu ar atomelektrostacijām Kuipera joslā lidojumi uz nesen atklāto gāzes gigantu - devīto planētu. Roveri uz dzīvsudraba, baloni, peldošas, lidojošas zondes Venērā, milzu planētu satelītu izpēte (piemēram, zemūdenes Titāna jūrās).

Izplatītie kosmosa teleskopu tīkli ļauj tieši novērot eksoplanētas un pat izveidot planētas (ļoti zemas izšķirtspējas) tuvumā esošo zvaigžņu tuvumā. Saules gravitācijas lēcas fokusā ir nosūtītas lielas automātiskās observatorijas.

Ir izvietoti un darbojas vienpakāpes atkārtoti lietojamās nesējraķetes, uz Mēness tiek aktīvi izmantotas kravas piegādes bez raķetēm metodes - mehāniskās un elektromagnētiskās katapultas.

Lido daudzas tūristu kosmosa stacijas. Ir vairākas stacijas - zinātniski institūti ar mākslīgo gravitāciju (torusa stacija).

Smagie pilotētie starpplanētu kuģi ne tikai sasniedza Marsu un nodrošināja kolonijas bāzes izvietošanu uz Sarkanās planētas, bet arī aktīvi pēta asteroīdu joslu. Daudzas ekspedīcijas tika nosūtītas uz gandrīz zemes asteroīdiem, tika veikta ekspedīcija uz Venēras orbītu. Ir sākti sagatavošanās darbi izpētes bāzu izvietošanai netālu no milzu planētām - Jupitera un Saturna. Varbūt milzu planētas kļūs par starpplanētu kosmosa kuģa pirmā izmēģinājuma lidojuma mērķi ar kodolsintēzes motoru ar magnētisko plazmas izolāciju.

Laika balona palaišana Titānā

Februārī Space X palaida savu smago nesējraķeti Falcon Heavy. Uzņēmuma vadītājs Elons Musks tiek uzskatīts par ģēniju un "vizionāru", taču pat viņa fantāzijas par Marsa kolonizāciju nobāl, salīdzinot ar projektiem, kas jau notiek pilnā sparā.

Kalnrači uz meteorīta

Pelnīt naudu kosmosā ir salīdzinoši jauna ideja. Ir grūti sagaidīt, ka lielo biznesu interesēs tīri zinātniski pētījumi, tāpēc kosmosa industrijas nākotne slēpjas tieši komerciālo projektu pieaugumā - galu galā arī Amerikas plašumu attīstību diktēja ne tik daudz alkas pēc zināšanām, cik slāpes pēc peļņas.

Resursu iegūšana uz asteroīda ir visdrosmīgākā un vērienīgākā no visām iespējamām idejām, lai bagātinātu sevi uz ārpuszemes resursu rēķina. Visspilgtākais jaunas nozares parādīšanās piemērs ir Amerikas uzņēmumi Deep Space Industries un Planetary Resources, kuru projektiem Luksemburgas valdība ir piešķīrusi 200 miljonus dolāru.

Saskaņā ar esošajiem projektiem asteroīdu ieguve notiks vairākos posmos: potenciāli "interesantu" debess ķermeņu noteikšana, tālvadības analīze / paraugu ņemšana un, ja tiek uzskatīts, ka asteroīds ir "stāvošs", raktuves uz tā.

Meteorītu resursu attīstība nav tikai fantāzija: Planetary Resources zonde Arkyd-6 bija veiksmīga gada sākumā Zemes orbītā. Tas ir sava veida modulis, kas izstrādās tehnoloģiju, lai noteiktu potenciāli piemērotus debess ķermeņu attīstībai. Turklāt uzņēmums plāno orbītā palaist ierīci Arkyd-100 - pilnvērtīgu satelītu, kas pilnībā aprīkots meteorītu noteikšanai, pēc kura Arkyd-200 un Arkyd-300 tiks nosūtīti tieši debess ķermenim, kura mērķis būs iepazīšanās ar debess ķermeni.

Pēc šiem iepriekšējiem sagatavošanās darbiem uz debess ķermeni plānots nosūtīt kalnrūpniecības kuģus, kas darbojas automātiskā režīmā. Saskaņā ar Planetary Resources prognozēm cilvēce varēs lepoties ar pirmo kosmosa urbšanas pieredzi līdz 2030. gadam.

Kādas ir rūpnieciskas asteroīdu ieguves priekšrocības? Pirmkārt, viņi var ražot ūdeni un ūdeni saturošas vielas - nepieciešamās izejvielas raķešu degvielas ražošanai tieši kosmosā.

Un, otrkārt, šādos debess ķermeņos var būt daudz elementu, kas uz Zemes ir ārkārtīgi reti. Piemēram, asteroīds 2011 UW158, kas 2015. gadā lidoja garām mūsu planētai, saturēja 5 triljonus dolāru platīna.

Mēness apbedīšana

Cilvēks nav mūžīgs, un viņa ceļš pēc dzīves ir jāpārskata kosmosa laikmetā. Jebkurā gadījumā par to ir pārliecināta Elysium Space, kas plāno piedāvāt pakalpojumu mirušo pelnu nosūtīšanai uz Mēnesi.

Tā vietā, lai skatītos uz savām kājām, atcerētos savus tuviniekus un draugus, mēs varam pacelties uz nakts debesu mūžīgajiem brīnumiem, zinot, ka mūsu dārgie cilvēki vienmēr ir ar mums, teikts uzņēmuma mājaslapā.

Lai izmantotu šo neparasto servisu, uzņēmums ir izstrādājis īpašas mini-urnas, kur ievieto daļu pelnu, kuras pēc tam tiek palaistas kosmosā.

Elysium Space piedāvā divas iespējas "kosmosa bērēm": pirmā par cenu 2500 USD ar nosaukumu "Shooting Star" ietver pelnu ievietošanu Zemes orbītā, kur tā pavadīs apmēram divus gadus un būs pieejama reāllaika izsekošanai, izmantojot viedtālruņa lietotni. Otrais ir pelnu nogādāšana uz Mēnesi, kur tas atpūšas "visu mūžību".

Kosmosa kuģa Star II, ar kuru mini urnas nonāks orbītā, palaišanas datums nav noteikts, savukārt zondei Lunar I vajadzētu piesteigties pie Zemes satelīta 2019. gadā.

Bezpilota lidaparāts un zemūdene uz Saturna satelīta

Atšķirībā no iepriekš apspriestajiem projektiem un uzņēmumiem, Amerikas aviācijas un kosmosa aģentūra NASA vairāk koncentrējas uz izpētes misijām, kas, kā izrādījās, prasa arvien vairāk iztēles un drosmes. Šie projekti ietver bezpilota lidaparāta un zemūdenes nosūtīšanu uz Saturna pavadoni Titan, debess ķermeni, uz kura, kā zinātnieki, visticamāk, varētu parādīties un attīstīties dzīvība.

Projekts "Spāre" (Spāre) tika izstrādāts Džona Hopkinsa universitātes Lietišķās fizikas laboratorijā un ir viens no diviem labāko kosmosa misiju finālistiem Saules sistēmas jauno robežu izpētes programmā.

Atšķirībā no standarta "roveriem", kurus virza riteņi, Spāre ir lidojoša zonde, tā pārvietojas Titāna blīvajā atmosfērā, izmantojot propellerus, kas aparātu paceļ virs satelīta virsmas.

Vēl viena atšķirīga projekta iezīme ir tā, ka zonde darbosies atomelektrostacijā.

Titāna virspusē upes, ezerus un veselus okeānus veido ogļūdeņraži. Saturnas mēness noslēpumu izpēte nav iedomājama, nirstot šajā bezdibenī.

Tāpēc NASA plāno uzbūvēt un aprīkot "kosmosa zemūdeni". Darbu pie projekta veic Vašingtonas universitātes speciālisti, kuri atjaunoja apstākļus, ar kādiem ierīce saskarsies uz Titāna, lai izpētītu maz pētītās satelītu vides iespējamo ietekmi uz ierīci.

Jo īpaši zinātniekiem jau ir izdevies noskaidrot, ka "ogļūdeņražu rezervuāri" sasalst temperatūrā -198 ° C, kas nozīmē, ka iespēja, ka zemūdene sadursies ar aisberga izskatu, ir minimāla - tas ievērojami vienkāršo zemūdenes projektēšanas uzdevumu, kura palaišana paredzēta nākamajā 20 gadi.

Pirmais starpzvaigžņu lidojums

Dzīvības vai tās pazīmju meklēšana Saules sistēmā ir viens no mūsdienu zinātnes galvenajiem uzdevumiem, taču tas nenozīmē, ka cilvēce uz visiem laikiem atteiksies no lidojumiem uz zvaigznēm.

Krievu miljardiera Jurija Milnera un slavenā britu astrofiziķa Stīvena Hokinga iniciatīva “Izrāviens Starshot” paredz nanopalīdzekļu sūtīšanu uz lāzera burām uz Saulei tuvāko zvaigžņu sistēmu Alpha Centauri.

Alfa Centauri atrodas apmēram 4,37 gaismas gadu attālumā. Nanosatellīti, atšķirībā no lielajiem kuģiem, spēs pārvarēt milzīgus starpzvaigžņu attālumus, pateicoties to ultravioletajai masai ar daudz lielāku ātrumu - aptuveni 20% no gaismas ātruma.

Lai projekts kļūtu par realitāti, Milners piešķīra 100 miljonus ASV dolāru. Nepieciešamās tehnoloģijas vēl nepastāv, taču, pēc zinātnieku domām, cilvēcei ir visas iespējas sasniegt Alfa Kentauri pirms 21. gadsimta beigām.

Kosmosa lifts

Viens no vērienīgākajiem nākotnes projektiem, kas radikāli un uz visiem laikiem mainīs cilvēces likteni un pieeju sevis redzēšanai, ir kosmosa lifts.

Pirmo reizi kosmiskā lifta ideju formulēja krievu zinātnieks Konstantīns Ciolkovskis. Parasti kosmosa lifts ir struktūra, uz kuras kabeli viens gals tur uz planētas virsmas, bet otrs - punktā, kas fiksēts attiecībā pret Zemi orbītā.

Šāda lifta masas centram jāatrodas aptuveni 36 tūkstošu kilometru augstumā. Lifta kabelim jābūt izgatavotam no materiāla, kam ir ārkārtīgi liela stiepes izturība pret īpatnējā svara attiecību - vispiemērotākais materiāls kosmosa lifta būvei ir oglekļa nanocaurules, ko bieži dēvē par 21. gadsimta materiālu.

Neskatoties uz to, tehnoloģija nanocaurulīšu ražošanai rūpnieciskos daudzumos un to turpmāka pīšana kabelī vēl tikai tiek izstrādāta.

Kāpēc kosmosa lifts ir ambiciozu, bet īstenošanas projektos tomēr vairāk vai mazāk tuvu esošo vietu sarakstā?

Obajaši sola kosmosa liftu izveidot līdz 2050. gadam.

Planētu pētnieki par prioritāti izvirzījuši Saules sistēmas izpēti.

Cilvēkiem, kas dzimuši kosmosa izpētes laikmetā, grāmatas par Saules sistēmu, kas tika publicētas pirms 1957. gada, bieži ir šokētas. Cik maz zināja vecākā paaudze, pat nenojaušot par milzīgajiem Marsa vulkāniem un kanjoniem, salīdzinot ar kuriem Everests izskatās kā meža skudru pūznis, bet Lielais kanjons izskatās kā grāvis ceļa malā. Iespējams, iepriekš tika uzskatīts, ka zem Venēras mākoņiem var atrasties grezni mitri džungļi vai bezgalīgs sauss tuksnesis, vai svelošs okeāns, vai milzīgi darvas purvi - jebkas, kas jums patīk, bet tikai ne tas, kas izrādījās patiesībā: milzīgi vulkāniskie lauki - ainas Noasa sastingušās magmas plūdi. Satura skats iepriekš šķita blāvs: divi neskaidri gredzeni, turpretī šodien mēs varam apbrīnot simtiem un tūkstošiem graciozu gredzenu. Milzu planētu satelīti bija plankumi, nevis fantastiskas metāna ezeru un putekļainu geizeru ainavas.

Tajos gados visas planētas izskatījās kā mazas gaismas salas, un Zeme šķita daudz lielāka nekā šodien. Neviens nekad nav redzējis mūsu planētu no malas: zils marmors uz melna samta, pārklāts ar plānu ūdens un gaisa slāni. Neviens nezināja, ka Mēness ir noticis tā dzimšanas dēļ vai ka vienlaikus notiek arī dinozauru nāve. Neviens pilnībā nesaprata, kā cilvēce var pilnībā mainīt vidi uz visas planētas. Turklāt kosmosa laikmets ir bagātinājis mūs ar zināšanām par dabu un pavēris jaunas perspektīvas.

Kopš satelīta palaišanas planētu izpēte ir piedzīvojusi vairākus kāpumus un kritumus. Piemēram, 1980. gados. darbs gandrīz apstājās. Mūsdienās Saules sistēmu klāj desmitiem zondu no dažādām valstīm - no Merkura līdz Plutonam. Bet budžets tiek samazināts, izdevumi pieaug un ne vienmēr noved pie vēlamā rezultāta, kas met ēnu uz NASA. Pašlaik aģentūra piedzīvo nebūt ne labāko periodu savā vēsturē, kopš Niksons pirms 35 gadiem slēdza Apollo programmu.

"NASA eksperti turpina meklēt prioritārās pētniecības jomas," saka Entonijs Janetoss ( Entonijs janetoss) no Klusā okeāna ziemeļrietumu nacionālās laboratorijas, Nacionālās pētniecības padomes (NRC) locekle, kas pārrauga NASA Zemes novērošanas programmu. - Vai viņi pēta kosmosu? Vai viņi studē cilvēku vai nodarbojas ar tīru zinātni? Vai viņi steidzas uz galaktikām vai arī aprobežojas ar Saules sistēmu? Vai viņus interesē transporta pakalpojumi un kosmosa stacijas vai tikai mūsu planētas daba? "

Principā šādai notikumu attīstībai vajadzētu nest augļus. Jāatdzīvina ne tikai programmas, kurās izmanto robotu zondes, bet arī kosmosa lidojumi. Prezidents Džordžs Bušs 2004. gadā izvirzīja mērķi - spert kāju uz Mēness un Marsa virsmas. Neskatoties uz visām šī projekta pretrunām, NASA to izmantoja. Bet grūtības sagādāja tas, ka visa lieta ātri pārvērtās par nefinansētu uzdevumu un piespieda aģentūru izlauzties cauri sienai, kas tradicionāli "aizsargā" zinātniskās un vadītās programmas no izmaksu pārsniegšanas. "Es domāju, ka visi zina, ka aģentūrai nav pietiekami daudz naudas, lai veiktu visu nepieciešamo darbu," saka Bils Kleybo ( Bils claybaugh), NASA Pētniecības un analīzes direktors. "Nauda nelīst kā zelta lietus arī uz kosmosa aģentūrām citās valstīs."

NRC dažkārt sper soli atpakaļ un jautā, kā pasaulē notiek planētu izpēte. Tāpēc mēs piedāvājam prioritāro mērķu sarakstu.

1. Zemes klimata novērošana

2005. gadā Nacionālās pētniecības padomes komisija secināja, ka "pastāv risks, ka vides novērošanas pavadoņu sistēma neizdosies". Kopš tā laika situācija ir mainījusies. Piecu gadu laikā NASA no Zemes izpētes projektiem ir pārskaitījusi maršruta un kosmosa staciju atbalsta programmai 600 miljonus dolāru. Tajā pašā laikā jaunas valsts polārā orbītā esošās satelītu sistēmas izstrāde Zemes novērošanai ir pārsniegusi budžetu, un to vajadzētu samazināt. Tas attiecas uz instrumentiem, kas pēta globālo sasilšanu, mēra uz Zemes krītošo saules starojumu un no Zemes virsmas atstarotos infrasarkanos starus.

Tā rezultātā vairāk nekā 20 Zemes novērošanas sistēmas satelīti pārstās darboties pat pirms to nomaiņas ar jaunām ierīcēm. Zinātnieki un inženieri cer, ka kādu laiku varēs tos uzturēt darba kārtībā. "Mēs esam gatavi strādāt, bet tagad mums ir nepieciešams plāns," saka Roberts Kahalans ( Roberts Kahalans), NASA Godarda kosmosa lidojumu centra klimata un radiācijas vadītājs. - Jūs nevarat gaidīt, kad viņi salūzt.

Ja satelīti nedarbosies, pirms tos varēs nomainīt, radīsies datu trūkums, kas apgrūtinās izmaiņu izsekošanu. Piemēram, ja nākamās paaudzes kosmosa kuģis pamanīs, ka saule ir kļuvusi spožāka, būs grūti saprast, vai tas tā patiešām ir, vai arī instrumenti ir nepareizi kalibrēti. Ja netiek veikti nepārtraukti novērojumi no satelītiem, šo problēmu nevar atrisināt. Zemes virsmas novērojumi no satelītiem Landsatskas veikti kopš 1972. gada, jau vairākus gadus tiek pārtraukta, un USDA ir spiesta iegādāties datus no Indijas satelītiem, lai uzraudzītu ražu.

NRC aicina atjaunot finansējumu un nākamās desmitgades laikā uzsākt 17 jaunus ledus un oglekļa monitorus, lai izpētītu šādu faktoru ietekmi uz laika apstākļiem un uzlabotu laika apstākļu prognozēšanas metodes. Diemžēl klimata pētījumi ir saistīti ar regulāru laika apstākļu novērošanu (NOAA uzdevums) un zinātni (NASA). "Galvenā problēma ir tā, ka neviens nav norīkots uzraudzīt klimatu," saka klimatologs Drū Šindels. Drew šindels) no NASA Godarda kosmosa pētījumu centra. Tāpat kā daudzi citi zinātnieki, viņš uzskata, ka valdības klimata programmas, kas tiek izplatītas starp dažādiem departamentiem, būtu jāsapulcina un jāpārvieto uz vienu departamentu, kas nodarbosies tikai ar šo tēmu.

Darbības plāns

• Finansējiet nākamajos desmit gados NASA ierosinātos 17 jaunus satelītus (izmaksas - aptuveni 500 miljoni ASV dolāru gadā).
• Izveidot klimata pētījumu biroju.

2. Aizsardzības sagatavošana no asteroīdiem

Asteroīdu draudi

10 km diametra asteroīdi (dinozauru slepkavas) uz zemes nokrīt vidēji reizi 100 miljonos gados. Apmēram 1 km diametra asteroīdi (globālie iznīcinātāji) - reizi pusmiljonā gadu. 50 m lieli asteroīdi, kas spēj iznīcināt pilsētu - reizi tūkstošgadē.

"Apsekojums kosmosa aizsardzībai" ir identificējis vairāk nekā 700 kilometru lielus ķermeņus, taču tie visi nākamajos gadsimtos mums nav bīstami. Tomēr šī aptauja spēs atklāt ne vairāk kā 75% šādu asteroīdu.

Izredzes, ka starp neatklātiem 25% būs asteroīds, kas nokritīs zemē, ir maza. Vidējais risks ir līdz 1000 nāves gadījumiem gadā. Mazāku asteroīdu risks - vidēji līdz 100 cilvēkiem gadā.

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

Tāpat kā klimata novērošana, acīmredzot planētas aizsardzība no asteroīdiem bija "starp diviem krēsliem". Ne NASA, ne Eiropas Kosmosa aģentūra ( Eiropas Kosmosa aģentūra, EKA) nav pilnvaru glābt cilvēci. Labākais, ko viņi izdarīja, bija Space Defense Review ( Kosmosa apsardze, NASA) ar budžetu 4 miljoni ASV dolāru gadā, lai Zemes tuvumā esošajā kosmosā meklētu ķermeņus, kuru diametrs ir lielāks par 1 km, kas var kaitēt ne tikai jebkuram planētas reģionam, bet arī visai Zemei. Tomēr līdz šim neviens nenodarbojas ar sistemātisku mazāku "reģionālo iznīcinātāju" meklēšanu, no kuriem Zemes tuvumā vajadzētu būt apmēram 20 tūkstošiem. Nav arī Kosmosa draudu biroja, kas vajadzības gadījumā paziņotu par trauksmi. Ja pastāvētu aizsardzības tehnoloģija, būtu nepieciešami vismaz 15 gadi, lai nodrošinātu aizsardzību pret bīstamu ielaušanos. "ASV pašlaik nav visaptveroša plāna," saka Lerijs Lemke ( Lerijs lemke), NASA Ameson centra inženieris.

Atbildot uz Kongresa pieprasījumu 2007. gada martā, NASA publicēja ziņojumu, kurā norādīts, ka ķermeņu noteikšanu lielumā no 100 līdz 1000 m var piešķirt Lielajam novērošanas teleskopam ( Liels sinoptiskā apsekojuma teleskops, LSST), kas izstrādāts, lai izpētītu debesis un meklētu jaunus objektus. Šī projekta izstrādātāji uzskata, ka tādā formā, kādā tika izveidots teleskops, 10 darbības gados (2014. – 2024.) Tas spēs atklāt 80% šo ķermeņu. Ieguldot projektā papildus 100 miljonus dolāru, efektivitāte var pieaugt līdz pat 90%.

Tāpat kā ar visiem zemes instrumentiem, arī LSST teleskopa iespējas ir ierobežotas. Pirmkārt, tam ir aklā zona: visbīstamākie objekti, kas pārvietojas netālu no Zemes orbītas nedaudz priekšā vai aiz mūsu planētas, to var novērot tikai rīta vai vakara rītausmas staros, kad saules stari traucē tos atklāt. Otrkārt, šis teleskops asteroīda masu var noteikt tikai netieši - pēc tā spilgtuma. Tajā pašā laikā masas aprēķins var atšķirties uz pusi: lielu tumšu asteroīdu var sajaukt ar mazu, bet gaišu. "Un šī atšķirība var būt ļoti svarīga, ja mums nepieciešama aizsardzība," saka Kleibo.

Lai atrisinātu šīs problēmas, NASA nolēma uzbūvēt 500 miljonu ASV dolāru infrasarkano staru teleskopu un ievietot to orbītā ap Sauli. Tas spēs atklāt jebkādus draudus Zemei un, novērojot debess ķermeņus dažādos viļņu garumos, noteikt to masu ar kļūdu, kas nepārsniedz 20%. "Ja vēlaties to izdarīt pareizi, jums jāievēro infrasarkanais starojums no kosmosa," saka Donalds Yeomans ( Donalds jemans) no reaktīvo dzinēju laboratorijas, ziņojuma līdzautore.

Ko darīt, ja asteroīds jau virzās uz mūsu planētu? Īkšķis nosaka: lai novirzītu asteroīdu pēc Zemes rādiusa vērtības, desmit gadus pirms sadursmes mainiet tā ātrumu par milimetru sekundē, virzot to ar kodolsprādzienu vai noraujot to ar gravitācijas pievilcību.

2004. gadā NASA komisija pie Zemes objektu ekspedīcijām ieteica testēšanu. Saskaņā ar projektu Don Kichote, kura vērtība ir 400 miljoni ASV dolāru, paredzams, ka tas mainīs trajektoriju, trāpot 400 kilogramu smagam šķērslim. Vielas izdalīšanās pēc sadursmes reaktīvās iedarbības rezultātā novirzīs asteroīda virzienu, taču neviens nezina, cik spēcīgs būs šis efekts. Šī noteikšana ir projekta galvenais uzdevums. Zinātniekiem jāatrod ķermenis tik tālā orbītā, ka nejauši ar triecienu tas to nepagriež uz sadursmes kursa ar Zemi.

2008. gada pavasarī ESA 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

• Papildu asteroīdu meklēšana, ieskaitot mazus ķermeņus, iespējams, izmantojot īpašu kosmosa infrasarkano staru teleskopu.
• Eksperiments ar kontrolētu asteroīda novirzi.
• Formālas bīstamības novērtēšanas sistēmas izstrāde.

3. Jaunas dzīves meklēšana

Pirms satelīta palaišanas zinātnieki Saules sistēmu uzskatīja par īstu paradīzi. Tad optimisms mazinājās. Izrādījās, ka Zemes māsa ir dzīvā elle. Uzlidojuši uz putekļainā Marsa, jūrnieki atklāja, ka tā ar krāteri pārklāta ainava ir līdzīga mēnesim; Sēžot uz tās virsmas, vikingi nevarēja atrast nevienu organisku molekulu. Bet vēlāk tika atklātas dzīvībai piemērotas vietas. Marss joprojām izrāda solījumus. Planētu, it īpaši Europa un Enceladus, satelītiem acīmredzot ir lielas pazemes jūras un milzīgs daudzums izejvielu dzīvības veidošanai. Iespējams, pat Venēru kādreiz ir pārklājis okeāns. Uz Marsa NASA meklē nevis pašus organismus, bet gan to esamības pēdas pagātnē vai tagadnē, koncentrējoties uz ūdens klātbūtni. Pēdējā zonde Phoenix, kas tika palaista augustā, ir paredzēta 2008. gadā neizpētītajā ziemeļu polārajā reģionā. Šis nav roveris, bet gan stacionārs aparāts ar manipulatoru, kas spēj rakt vairākus centimetrus dziļā augsnē, lai meklētu ledus nogulsnes. "Marsa zinātnes laboratorija" ( Marsa zinātnes laboratorija, MSL), kura vērtība ir 1,5 miljardi ASV dolāru, ir automašīnas izmēra roveris, kas paredzēts izlaišanai 2009. gada beigās un nolaišanās gada laikā.

Bet pamazām zinātnieki atgriezīsies pie tiešiem dzīvo organismu vai to atlieku meklējumiem. ESA 2013. gadā plāno sākt ExoMars zondi ( ExoMars), kas aprīkots ar tādu pašu laboratoriju kā vikingi, un urbi, kas spēj nokļūt 2 m dziļi zemē - pietiekami, lai sasniegtu slāņus, kur organiskie savienojumi nesadalās.

Daudzi planētu eksperti no Marsa uz Zemi nogādāto klinšu izpēti uzskata par prioritāti. Pat neliela tā daudzuma analīze dos iespēju dziļi iekļūt planētas vēsturē, kā to darīja Apollo programma Mēnesim. NASA budžeta problēmas vairāku miljardu dolāru projektu virzīja atpakaļ uz 2024. gadu, taču aģentūra jau ir sākusi modernizēt MSL aparātu, lai tas varētu saglabāt kolekcijas paraugus.

Attiecībā uz Jupitera pavadoni Europa zinātnieki arī vēlētos, lai orbīts noteiktu, kā mēness forma un gravitācijas lauks reaģē uz Jupitera plūdmaiņu ietekmi. Ja satelīta iekšpusē ir šķidrums, tā virsma pacelsies un nokritīs par 30 m, un ja nē - tikai par 1 m. Magnetometrs un radars palīdzēs skatīties zem virsmas un, iespējams, satvert okeānu, un kameras ļaus jums kartēt virsmu, lai sagatavotos nolaišanās un urbšanas darbiem. ...

Dabisks Kasinī darba turpinājums Titāna tuvumā būtu orbītas un desants. Titāna atmosfēra ir līdzīga Zemes atmosfērai, ļaujot laiku pa laikam izmantot karstā gaisa balonu, lai nolaistu uz virsmas un paņemtu paraugus. Tā visa mērķis norāda Džonatans Luņins ( Jonatans Lunine) no Arizonas universitātes, būtu "organisko vielu analīze uz virsmas, lai pārbaudītu, vai ir vērojams progress vielas pašorganizācijā, no kuras, kā daudzi eksperti domā, sākās dzīvības izcelsme uz Zemes".

2007. gada janvārī NASA sāka pārskatīt šos projektus. Aģentūra 2008. gadā plāno izvēlēties starp Eiropu un Titānu. Zonde 2 miljardu ASV dolāru apmērā var tikt uzsākta nākamajos desmit gados. Otro debesu ķermeni nāksies gaidīt vēl desmit gadus.

Galu galā var izrādīties, ka dzīve uz zemes ir unikāla. Tas būtu skumji, bet tas nenozīmētu, ka visi pūliņi būtu iztērēti. Pēc Bruce Yakoski domām ( Brūss Džoskis), Kolorādo Universitātes Astrobioloģijas centra direktore, astrobioloģija ļauj mums saprast, cik daudzveidīga var būt dzīve, kādi ir tās priekšnoteikumi un kā tā radās uz mūsu planētas pirms 4 miljardiem gadu.

Darbības plāns

• Marsa augsnes paraugu iegūšana.
• Gatavojas izpētīt Eiropu un Titānu.

4. Norāde uz planētu izcelsmi

Tāpat kā dzīves izcelsme, arī planētu veidošanās bija sarežģīts, daudzpakāpju process. Vispirms nāca Jupiters un tad valdīja pār citiem. Cik ilgi šī izglītība ilga? Vai arī tas radies vienā gravitācijas kontrakcijā, piemēram, mazā zvaigzne? Vai tas izveidojās tālu no Saules un pēc tam tuvojās tai, par ko liecina nenormāli augsts smago elementu saturs tajā? Un vai viņš tajā pašā laikā varētu virzīt mazās planētas savā ceļā? Jupitera pavadonim Juno, kuru NASA plāno palaist 2011. gadā, vajadzētu palīdzēt atbildēt uz šiem jautājumiem.

Zondes "Stardust" idejas attīstība, kas 2006. gadā piegādāja putekļu paraugus no komas, kas ap komētas cieto kodolu, palīdzētu izprast planētu veidošanos. Pēc projekta vadītāja Donalda Brownlee ( Donalds Brownlee) no Vašingtonas universitātes, Stardust parādīja, ka komētas bija kolosāli protosolāru miglāju vielas savācēji Saules sistēmas veidošanās sākuma stadijās, kas bija sasalusi ledū un izdzīvoja līdz šai dienai. "Stardust" piegādāja brīnišķīgas putekļu daļiņas no Saules sistēmas iekšējā reģiona, no ārpus saules avotiem un, acīmredzot, pat no iznīcinātiem objektiem, piemēram, Plutona, taču to ir ļoti maz. " JAXA plāno iegūt paraugus no komētu kodoliem.

Mēness var kļūt arī par astroarheoloģisko pētījumu platformu. Tas kalpoja kā Rosetta akmens, lai izprastu sadursmes vēsturi jaunajā Saules sistēmā, jo tas palīdzēja sasaistīt virsmas relatīvo vecumu, kas noteikts, skaitot krāterus, ar absolūto Apollo un Krievijas Lunas atvesto paraugu datēšanu. Bet 1960. gados. landers apmeklēja tikai dažas vietas. Viņi nebija nokļuvuši Aitkena krāterī, kontinenta lielajā baseinā tālajā malā, kura vecums var liecināt par planētu veidošanās beigām. NASA tagad izlemj, vai nosūtīt tur robotu, lai ņemtu paraugus un nogādātu tos uz Zemes.

Vēl viens Saules sistēmas noslēpums ir tāds, ka galvenie jostas asteroīdi, šķiet, ir radušies pirms Marsa, kas savukārt izveidojās pirms Zemes. Izskatās, ka planētas veidošanās vilnis gāja uz iekšu, iespējams, to izraisīja Jupiters. Bet vai Venēra iekļaujas šajā modelī? Galu galā šī planēta ar saviem skābajiem mākoņiem, milzīgo spiedienu un ellišķo temperatūru nav patīkamākā vieta, kur piezemēties. 2004. gadā NRC ieteica tur izmest balonu, kas var īsi piezemēties uz virsmas, paņemt paraugus un pēc tam iegūt nepieciešamo augstumu, lai tos analizētu vai nosūtītu uz Zemi. 80. gadu vidū. Padomju Savienība jau ir nosūtījusi kosmosa kuģus uz Venēru, un tagad Krievijas Kosmosa aģentūra plāno palaist jaunu desantu.

Planētu veidošanās pētījums ir nedaudz līdzīgs dzīvības izcelsmes pētījumam. Venēra atrodas dzīvības zonas iekšējā malā, Marss ir ārējā, bet Zeme ir vidū. Lai saprastu atšķirību starp šīm planētām, ir jāpalīdz meklēt dzīvi ārpus Saules sistēmas.

Darbības plāns

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

5. Ārpus Saules sistēmas pārdales

Pirms diviem gadiem leģendārie Voyagers pārvarēja finanšu krīzi. Kad NASA paziņoja, ka gatavojas slēgt projektu, sabiedrības sašutums piespieda viņus turpināt darbu. Nekas, ko radīja cilvēku rokas, nebija tik tālu no mums kā Voyager 1: 103 astronomiskās vienības (AU), tas ir, 103 reizes tālāk nekā Zeme no Saules, un katru gadu tam pievieno 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 izveidoti, lai pētītu ārējās planētas, nevis starpzvaigžņu telpu. Viņu plutonija enerģijas avoti izžūst. NASA jau sen domā par īpašas zondes izveidi, un NRC 2004. gada ziņojumā par saules fiziku aģentūrai tiek ieteikts sākt darbu šajā virzienā.

Ārējās robežas

Starpzvaigžņu zondei ir paredzēts izpētīt Saules sistēmas pierobežas reģionu, kur Saules izstarotā gāze satiekas ar starpzvaigžņu gāzi. Tam jābūt ātrumam, izturībai un aprīkojumam, kāda nav Voyagers un Pionieriem.

Zondei jāmēra starpzvaigžņu daļiņu aminoskābju saturs, lai noteiktu, cik daudz sarežģītas organiskās vielas no ārpuses ir iekļuvušas Saules sistēmā. Viņam jāatrod arī antimatērijas daļiņas, kas varētu būt dzimušas miniatūrās melnajās bedrēs vai tumšajā matērijā. Viņam jānosaka, kā Saules sistēmas robeža atspoguļo matēriju, ieskaitot kosmiskos starus, kas var ietekmēt zemes klimatu. Viņam arī jānoskaidro, vai starpzvaigžņu telpā, kas mūs ieskauj, ir magnētiskais lauks, kam var būt nozīmīga loma zvaigžņu veidošanā. Šo zondi var izmantot kā miniatūru kosmosa teleskopu kosmoloģiskiem novērojumiem bez starpplanētu putekļu ietekmes. Viņš palīdzētu izpētīt tā saukto "Pionieru" anomāliju - neizskaidrojamu spēku, kas iedarbojas uz divām tālām kosmosa zondēm "Pioneer 10" un "Pioneer 11", kā arī pārbaudītu Einšteina vispārējo relativitātes teoriju, norādot, kur saules gravitācija savāc gaismas starus no attāliem avotiem. uzmanības centrā. Ar tās palīdzību būtu iespējams detalizēti izpētīt vienu no tuvākajām zvaigznēm, piemēram, Epsilon Eridani, lai gan tur nokļūšana prasītu desmitiem tūkstošu gadu.

Lai zinātnieka (un plutonija enerģijas avota) dzīves laikā sasniegtu debess ķermeni simtiem astronomisku vienību attālumā, jāpaātrinās līdz 15 AU ātrumam. gadā. Lai to izdarītu, varat izmantot vienu no trim iespējām - attiecīgi smagu, vidēju vai vieglu ar jonu motoru, ko darbina kodolreaktors, vai saules buras.

Smagās (36 t) un vidējās (1 t) zondes 2005. gadā izstrādāja komandas, kuras vadīja Tomass Zurbučens ( Tomas zurbuchen) no Mičiganas universitātes Ann Arborā un Ralfa Maknuta ( Ralfs Maknuts) no Džona Hopkinsa universitātes Lietišķās fizikas laboratorijas. Bet vienkāršākais variants izskatās pieņemamāks palaišanai. ESA pašlaik izskata starptautiskas zinātnieku grupas, kuru vada Roberts Vimers-Šveingrūbers, priekšlikumu ( Roberts Vimers-Švingrubers) no Ķīles universitātes (Vācija). Šim projektam var pievienoties arī NASA.

Saules bura ar 200 m diametru varēs paātrināt piecsimt kilogramu zondi. Pēc palaišanas no Zemes tai jāsteidzas uz Sauli un jāiet garām tik tuvu tai (dzīvsudraba orbītas iekšpusē), lai noķertu spēcīgo saules gaismas spiedienu. Būdams vindsērfinga sportists, kosmosa kuģis pielips. Pirms Jupitera orbītas viņam jāizmet bura un brīvi jālido. Bet vispirms inženieriem jāprojektē pietiekami viegla bura un jāpārbauda tā vienkāršotā veidā.

"Šāds lidojums ESA vai NASA paspārnē būtu nākamais loģiskais solis kosmosa izpētē," saka Vimers-Šveingrubers. Nākamo 30 gadu laikā šī projekta izmaksas tiek lēstas 2 miljardu ASV dolāru apmērā. Planētu izpēte palīdzēs mums saprast, kā Zeme iekļaujas vispārējā shēmā, un mūsu starpzvaigžņu apkārtnes izpēte atklās to pašu visai Saules sistēmai.

2011. gadā Amerikas Savienotās Valstis pārtrauca Kosmosa transporta sistēmas darbību ar atkārtoti lietojamu Space Shuttle, kā rezultātā Krievijas Sojuz ģimenes kosmosa kuģis kļuva par vienīgo līdzekli astronautu nogādāšanai Starptautiskajā kosmosa stacijā. Dažu nākamo gadu laikā šī situācija turpināsies, un pēc tam ir sagaidāms, ka jauni kuģi varēs konkurēt ar Sojuz. Gan mūsu valstī, gan ārvalstīs tiek veidoti jauni sasniegumi pilotējamas astronautikas jomā.

Krievijas Federācija"

Pēdējo desmitgažu laikā Krievijas kosmosa industrija ir mēģinājusi izveidot daudzsološu pilotējamu kosmosa kuģi, kas piemērots Sojuz nomaiņai. Tomēr šie projekti vēl nav devuši gaidītos rezultātus. Jaunākais un daudzsološākais mēģinājums aizstāt Sojuz ir Federācijas projekts, kurā ierosināts izveidot atkārtoti izmantojamu sistēmu cilvēku un kravu izpildē.

Federācijas kuģa modeļi. Foto Wikimedia Commons

2009. gadā raķešu un kosmosa korporācija Energia saņēma pasūtījumu kosmosa kuģa projektēšanai, kas apzīmēts ar nosaukumu “Uzlabota pārvaldīta transporta sistēma”. Nosaukums "Federācija" parādījās tikai dažus gadus vēlāk. Vēl nesen RSC Energia nodarbojās ar nepieciešamās dokumentācijas izstrādi. Pirmā jaunā tipa kuģa būvniecība sākās pagājušā gada martā. Drīz gatavo paraugu sāks testēt stendos un testa vietās.

Saskaņā ar pēdējiem paziņotajiem plāniem pirmais Federācijas kosmosa lidojums notiks 2022. gadā, un kosmosa kuģis nosūtīs kravas orbītā. Pirmais lidojums ar apkalpi ir paredzēts 2024. gadā. Pēc nepieciešamo pārbaužu veikšanas kuģis varēs veikt daudz pārdrošākas misijas. Tātad nākamās desmitgades otrajā pusē var notikt bezpilota un apkalpoti Mēness lidojumi.

Kosmosa kuģis, kas sastāv no atkārtoti lietojamas kravas-pasažieru salona un vienreizējas lietošanas motora nodalījuma, var svērt līdz 17-19 tonnām. Atkarībā no mērķiem un lietderīgās slodzes tas var uzņemt uz kuģa līdz sešiem kosmonautiem vai 2 tonnām kravas. Atgriežoties, nolaišanās transportlīdzeklī var būt līdz 500 kg kravas. Ir zināms par vairāku kuģa versiju izstrādi dažādu problēmu risināšanai. Ar atbilstošu konfigurāciju Federācija varēs nosūtīt cilvēkus vai kravas uz ISS vai patstāvīgi strādāt orbītā. Arī kuģi paredzēts izmantot turpmākajos lidojumos uz Mēnesi.

Amerikas kosmosa industrija, kas pirms dažiem gadiem palika bez Shuttles, ļoti cer uz daudzsološo Orion projektu, kas ir slēgtās Constellation programmas ideju attīstība. Šī projekta izstrādē ir iesaistījušās vairākas vadošās organizācijas - gan Amerikas, gan ārvalstu. Tātad par kosmosa nodalījuma izveidi ir atbildīga Eiropas Kosmosa aģentūra, un Airbus veidos šādus produktus. Amerikas zinātni un rūpniecību pārstāv NASA un Lockheed Martin.

Orion kuģa modelis. NASA foto

Orion projekts pašreizējā formā tika uzsākts 2011. gadā. Līdz šim laikam NASA bija pabeidzis daļu darbu pie Constellation programmas, taču no tā nācās atteikties. Noteiktas izstrādes tika pārceltas no šī projekta uz jaunu. Jau 2014. gada 5. decembrī amerikāņu speciālistiem izdevās veikt daudzsološa kosmosa kuģa pirmo izmēģinājuma palaišanu bezpilota konfigurācijā. Jaunas palaišanas vēl nav veiktas. Saskaņā ar izstrādātajiem plāniem projekta autoriem ir jāveic nepieciešamais darbs, un tikai pēc tam būs iespējams sākt jaunu testēšanas posmu.

Saskaņā ar pašreizējiem plāniem jauns Orion lidojums kosmisko kravas automašīnu konfigurācijā notiks tikai 2019. gadā, pēc Kosmosa palaišanas sistēmas parādīšanās. Kosmosa kuģa bezpilota versijai būs jāstrādā no SKS, kā arī jālido ap Mēnesi. Astronauti uz Orions klāja atradīsies no 2023. gada. Nākamās desmitgades otrajā pusē ir plānoti ilgi lidojumi ar lidmašīnām, ieskaitot lidojumus ar Mēness lidojumu. Nākotnē nav izslēgta iespēja izmantot Orion sistēmu Marsa programmā.

Kuģis ar maksimālo starta svaru 25,85 tonnas saņems noslēgtu nodalījumu, kura tilpums ir nedaudz mazāks par 9 kubikmetriem, kas ļaus pārvadāt pietiekami lielu kravu vai cilvēkus. Uz Zemes orbītu 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 uzskatīt CST-100 Starliner, ko Boeing izstrādājis kā daļu no NASA Commercial Crew Transportation Capability programmas. Projektā paredzēts izveidot pilotējamu kosmosa kuģi, kas spēj nogādāt orbītā vairākus cilvēkus un atgriezties uz zemes. Sakarā ar vairākām dizaina iezīmēm, ieskaitot tās, kas saistītas ar vienreizēju tehnoloģiju izmantošanu, kuģi plānots aprīkot ar septiņām vietām vienlaikus kosmonautiem.

CST-100 orbītā, līdz šim tikai mākslinieka skatījumā. NASA zīmējums

Starliner kopš 2010. gada ir izveidojuši Boeing un Bigelow Aerospace. Projektēšana ilga vairākus gadus, un šīs desmitgades vidū bija plānots veikt pirmo jaunā kuģa palaišanu. Neskatoties uz to, dažu grūtību dēļ testa sākums tika vairākkārt atlikts. Saskaņā ar NASA nesen pieņemto lēmumu kosmosa kuģa CST-100 ar kravu uz kuģa pirmajai palaišanai vajadzētu notikt šī gada augustā. Turklāt Boeing novembrī saņēma atļauju pilotēt lidojumu. Acīmredzot daudzsološais kuģis jau tuvākajā laikā būs gatavs testēšanai, un jaunas grafika izmaiņas vairs nebūs vajadzīgas.

Starliner no citiem perspektīviem amerikāņu un ārvalstu attīstības pilotējamu kosmosa kuģu projektiem atšķiras ar pieticīgākiem mērķiem. Kā iecerējuši radītāji, šim kuģim būs jānogādā cilvēki uz ISS vai citām daudzsološām stacijām, kuras pašlaik tiek izstrādātas. Nekādi lidojumi ārpus Zemes orbītas nav plānoti. Tas viss samazina prasības kuģim un rezultātā ļauj sasniegt ievērojamus ietaupījumus. Zemākas projekta izmaksas un samazinātas astronautu nosūtīšanas izmaksas var būt laba konkurences priekšrocība.

Raksturīga kuģa CST-100 iezīme ir tā diezgan lielais izmērs. Apdzīvojamās kapsulas diametrs būs nedaudz lielāks par 4,5 m, un kuģa kopējais garums pārsniegs 5 m. Kopējā masa ir 13 tonnas. Jāatzīmē, ka maksimālā iekšējā tilpuma iegūšanai tiks izmantoti lielie izmēri. Aprīkojuma un cilvēku uzņemšanai ir izveidots noslēgts nodalījums ar 11 kubikmetru tilpumu. Astronautiem būs iespējams uzstādīt septiņus krēslus. Šajā ziņā kuģis Starliner - ja tam izdosies sasniegt darbību - varētu kļūt par vienu no līderiem.

Pūķis v2

Pirms dažām dienām NASA arī noteica datumus jauniem kosmosa kuģa izmēģinājuma lidojumiem no SpaceX. Tātad pirmais pilotējamais Dragon V2 tipa kosmosa kuģa starts paredzēts 2018. gada decembrī. Šis produkts ir pārveidota esošās Dragon "kravas automašīnas" versija, kas spēj pārvadāt cilvēkus. Projekta izstrāde sākās jau sen, bet tikai tagad tas tuvojas testēšanai.

Dragon V2 dj kuģa izspēles prezentācijas laiks. NASA foto

Dragon V2 projekts paredz pārveidotu kravas tilpnes izmantošanu cilvēku pārvadāšanai. Tiek teikts, ka atkarībā no klienta prasībām šāds kuģis orbītā varēs pacelt līdz septiņiem cilvēkiem. Tāpat kā tā priekšgājējs, arī jaunais "Dragon" būs atkārtoti lietojams, un pēc nelieliem remontiem varēs veikt jaunus lidojumus. Projekta izstrāde turpinājās vairākus pēdējos gadus, taču testi vēl nav sākušies. Tikai 2018. gada augustā SpaceX pirmo reizi kosmosā palaidīs Dragon V2; šis lidojums notiks bez astronautiem uz klāja. Pilns lidojums ar personālu, kā norādījusi NASA, paredzēts decembrī.

SpaceX ir pazīstams ar saviem drosmīgajiem plāniem jebkuram daudzsološam projektam, un pilotējams kosmosa kuģis nav izņēmums. Sākumā Dragon V2 ir paredzēts izmantot tikai cilvēku nosūtīšanai uz ISS. Šādu kuģi ir iespējams izmantot arī neatkarīgās orbītas misijās, kas ilgst līdz vairākām dienām. Tālā nākotnē ir paredzēts nosūtīt kuģi uz Mēnesi. Turklāt ar tā palīdzību viņi vēlas noorganizēt jaunu kosmosa tūrisma "maršrutu": transportlīdzekļi ar pasažieriem komerciālos apstākļos lidos ap Mēnesi. Tomēr tas viss joprojām ir tālas nākotnes jautājums, un kuģim pašam pat nav bijis laika nokārtot visus nepieciešamos pārbaudījumus.

Vidējā izmērā Dragon V2 ir noslēgts nodalījums ar 10 kubikmetru tilpumu un 14 kubikmetru nodalījums bez blīvēšanas. Pēc attīstības kompānijas teiktā, tas spēs nogādāt nedaudz vairāk kā 3,3 tonnas kravas uz SKS un atgriezt 2,5 tonnas uz Zemi. Pilota komplektācijā tiek piedāvāts ierīkot septiņas naktsmītnes vietas pilota kabīnē. Tādējādi jaunais "Pūķis" spēs vismaz nepārsniegt konkurentus nestspējas ziņā. Tiek ierosināts iegūt ekonomiskas priekšrocības, izmantojot atkārtoti lietojamu.

Kosmosa kuģis Indija

Kopā ar kosmosa nozares vadošajām valstīm citas valstis mēģina izveidot savas pilotējamo kosmosa kuģu versijas. Tātad tuvākajā nākotnē var notikt pirmais perspektīvā Indijas kosmosa kuģa lidojums ar astronautiem. Indijas Kosmosa izpētes organizācija (ISRO) kopš 2006. gada strādā pie sava kosmosa kuģa projekta un jau ir pabeigusi daļu nepieciešamo darbu. Nez kāpēc šis projekts vēl nav saņēmis pilnvērtīgu apzīmējumu un joprojām tiek saukts par "ISRO kosmosa kuģi".

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

Saskaņā ar zināmiem datiem jaunais ISRO projekts paredz samērā vienkārša, kompakta un viegla automašīnas vadību, līdzīgi kā pirmie ārvalstu kuģi. Jo īpaši pastāv zināma līdzība ar Amerikas dzīvsudraba ģimenes tehnoloģijām. Daļa projektēšanas darbu tika pabeigta pirms vairākiem gadiem, un 2014. gada 18. decembrī notika pirmā kuģa palaišana ar balasta kravu. Kad jaunais kosmosa kuģis pirmos astronautus nogādās orbītā, nav zināms. Šī notikuma laiks tika mainīts vairākas reizes, un līdz šim nav datu par šo rādītāju.

ISRO projekts ierosina uzbūvēt kapsulu, kas sver ne vairāk kā 3,7 tonnas un kuras iekšējais tilpums ir vairāki kubikmetri. Ar tās palīdzību orbītā plānots nogādāt trīs kosmonautus. Autonomija tiek deklarēta nedēļas līmenī. Pirmās kuģa misijas būs saistītas ar atrašanos orbītā, manevrēšanu utt. Nākotnē Indijas zinātnieki plāno sākt divkāršus startus ar kuģu sapulci un piestātni. Tomēr tas vēl ir tālu.

Pēc lidojumu izstrādes uz zemes orbītu Indijas Kosmosa izpētes organizācija plāno izveidot vairākus jaunus projektus. Plānos ietilpst jaunas paaudzes kosmosa kuģa izveide, kā arī pilotēti lidojumi uz Mēnesi, kas, iespējams, tiks veikti sadarbībā ar ārvalstu kolēģiem.

Projekti un perspektīvas

Tagad vairākās valstīs tiek veidoti daudzsološi kosmosa kuģi. Šajā gadījumā mēs runājam par dažādiem priekšnoteikumiem jaunu kuģu parādīšanai. Tātad, Indija plāno attīstīt savu pirmo projektu, Krievija gatavojas aizstāt esošo "Sojuz", un Amerikas Savienotajām Valstīm ir nepieciešami vietējie kuģi ar spēju pārvadāt cilvēkus. Pēdējā gadījumā problēma izpaužas tik skaidri, ka NASA ir spiesta vienlaikus izstrādāt vai pavadīt vairākus daudzsološu kosmosa tehnoloģiju projektus.

Neskatoties uz dažādiem radīšanas priekšnoteikumiem, daudzsološiem projektiem gandrīz vienmēr ir līdzīgi mērķi. Visas kosmosa lielvalstis gatavojas nodot ekspluatācijā jaunu savu vadītu kosmosa kuģi, kas piemērots vismaz orbitālajiem lidojumiem. Tajā pašā laikā lielākā daļa pašreizējo projektu tiek veidoti, ņemot vērā jaunu mērķu sasniegšanu. Pēc dažām izmaiņām dažiem jaunajiem kuģiem būs jāiziet no orbītas un jādodas vismaz uz Mēnesi.

Interesanti, ka lielākā daļa pirmo jauno tehnoloģiju ieviešanas ir ieplānotas tajā pašā periodā. Sākot no šīs desmitgades beigām līdz divdesmito gadu vidum, vairākas valstis vienlaikus plāno pārbaudīt savus jaunākos notikumus praksē. Ja tiks iegūti vēlamie rezultāti, kosmosa nozare līdz nākamās desmitgades beigām ievērojami mainīsies. Turklāt, pateicoties jauno tehnoloģiju izstrādātāju tālredzībai, astronautikai būs iespēja ne tikai strādāt Zemes orbītā, bet arī lidot uz Mēnesi vai pat sagatavoties drosmīgākām misijām.

Daudzsološi pilotējamo kosmosa kuģu projekti, kas izveidoti dažādās valstīs, vēl nav sasnieguši pilnvērtīgu izmēģinājumu un lidojumu ar apkalpi uz klāja stadiju. Neskatoties uz to, šogad notiks vairākas šādas palaišanas, un šādi reisi turpināsies arī nākotnē. Kosmosa nozares attīstība turpinās un dod vēlamos rezultātus.

Pamatojoties uz vietņu materiāliem:
http://tass.ru/
http://ria.ru/
https://energia.ru/
http://space.com/
https://roscosmos.ru/
https://nasa.gov/
http://boeing.com/
http://spacex.com/
http://hindustantimes.com/