Визии за векове, а не за десетилетия
Трябва ли да пътуваме през космоса? Удобният отговор е не. Въпреки това, като се има предвид всичко, което ни заплашва като човечеството и цивилизацията, би било неразумно да се откажем от изследването на космоса, пилотираните полети и в крайна сметка да търсим други места за живеене, различни от Земята.
Преди няколко месеца НАСА обяви подробна Национален план за изследване на космосаза постигане на високите цели, заложени в директивата за космическата политика на президента Тръмп от декември 2017 г. Тези амбициозни планове включват: планиране за кацане на Луната, дългосрочно разполагане на хора на и около Луната, укрепване на лидерството на САЩ в космоса и укрепване на частните космически компании и разработване на начин за безопасно кацане на американски астронавти на повърхността на Марс.
Всички съобщения относно прилагането на марсиански разходки до 2030 г. - както е публикувано в новия доклад на НАСА - обаче са доста гъвкави и подлежат на промяна, ако се случи нещо, което учените не са забелязали в момента. Следователно, преди да се прецизира бюджетът за пилотирана мисия, се планира например да се вземат предвид резултатите Мисия Марс 2020, в който друг роувър ще събира и анализира проби от повърхността на Червената планета,
Лунен космодрум
Графикът на НАСА ще трябва да преживее предизвикателствата на финансирането, които са типични за всяка нова президентска администрация на САЩ. Инженерите на НАСА в космическия център Кенеди във Флорида в момента сглобяват космически кораб, който ще отведе хората обратно на Луната и след това на Марс през следващите няколко години. Нарича се Орион и прилича малко на капсулата, в която астронавтите от Аполо летяха до Луната преди почти четири десетилетия.
Тъй като НАСА празнува своята 60-та годишнина, се надяваме, че през 2020 г. около Луната и през 2023 г. с астронавти на борда, тя отново ще го изпрати в орбитата на нашия спътник.
Луната отново е популярна. Докато администрацията на Тръмп отдавна определи посоката на НАСА към Марс, планът е първо да се построи космическа станция в орбита около Луната, така наречената порта или пристанище, структура, подобна на Международната космическа станция, но обслужваща полети до повърхността на Луната и в крайна сметка до Марс. това също е в плановете постоянна база на нашия естествен спътник. НАСА и президентската администрация си поставиха за цел да подкрепят изграждането на безпилотен роботизиран комерсиален лунен кацащ не по-късно от 2020 г.
Космическият кораб Орион се приближава до станцията в орбита на Луната – визуализация
Това обяви през август в космическия център Джонсън в Хюстън вицепрезидентът Майк Пенс. Пенс е председател на наскоро обновената Национален космически съвет. Повече от половината от предложения бюджет на НАСА от 19,9 милиарда долара за следващата фискална година е разпределен за изследване на Луната и Конгресът изглежда е готов да одобри тези мерки.
Агенцията е поискала идеи и проекти за портална станция в орбита около Луната. Предположенията се отнасят за плацдарм за космически сонди, комуникационни релета и база за автоматизирана работа на устройства на лунната повърхност. Lockheed Martin, Boeing, Airbus, Bigelow Aerospace, Sierra Nevada Corporation, Orbital ATK, Northrop Grumman и Nanoracks вече са представили своите проекти на НАСА и ЕКА.
НАСА и ЕКА прогнозират, че ще бъдат на борда Лунен космодрум астронавтите ще могат да останат там до около шестдесет дни. Обектът трябва да бъде оборудван с универсални шлюзове, които ще позволят както на екипажа да излезе в космоса, така и да акостира частни космически кораби, участващи в минни мисии, включително, както трябва да се разбира, търговски.
Ако не радиация, то смъртоносна безтегловност
Дори да изградим тази инфраструктура, все още няма да изчезнат същите проблеми, свързани с пътуванията на хора в космоса на дълги разстояния. Нашият вид продължава да се бори с безтегловността. Механизмите за пространствено ориентиране могат да доведат до големи здравословни проблеми и т.нар. космическа болест.
Колкото по-далеч от безопасния пашкул на атмосферата и магнитното поле на Земята, толкова повече радиационен проблем - риск от рак расте там с всеки допълнителен ден. Освен рак, може да причини и катаракта и евентуално Болезнь Альцгеймера. Освен това, когато радиоактивните частици ударят алуминиевите атоми в корпусите на корабите, частиците се избиват във вторична радиация.
Решението би било пластмаси. Те са леки и силни, пълни с водородни атоми, чиито малки ядра не произвеждат много вторична радиация. НАСА тества пластмаси, които могат да намалят радиацията в космически кораб или скафандри. Друга идея антирадиационни екрани, например магнитен, създаващ заместител на полето, което ни защитава на Земята. Учените от Европейския свръхпроводящ щит за космическа радиация работят върху свръхпроводник от магнезиев дибориден, който чрез създаване на магнитно поле ще отразява заредените частици далеч от кораб. Щитът работи при -263°C, което не изглежда много, като се има предвид, че вече е много студено в космоса.
Ново проучване показва, че нивата на слънчевата радиация се покачват с 10% по-бързо, отколкото се смяташе преди, и че радиационната среда в космоса ще се влоши с времето. Скорошен анализ на данни от инструмента CRaTER на лунния орбитален апарат LRO показа, че радиационната ситуация между Земята и Слънцето се е влошила с течение на времето и че незащитен астронавт може да получи 20% повече дози радиация, отколкото се смяташе преди. Учените предполагат, че голяма част от този допълнителен риск идва от нискоенергийни частици от космически лъчи. Те обаче подозират, че тези допълнителни 10% могат да наложат сериозни ограничения за изследването на космоса в бъдеще.
Безтегловността разрушава тялото. Наред с други неща, това води до факта, че някои имунни клетки не могат да си вършат работата и червените кръвни клетки умират. Той също така причинява камъни в бъбреците и отслабва сърцето. Астронавтите на МКС се борят с мускулна слабост, сърдечно-съдов спад и костна загуба, които продължават два до три часа на ден. Въпреки това, те все още губят костна маса, докато са на борда.
Астронавт Сунита Уилямс по време на учение на МКС
Решението би било изкуствена гравитация. В Масачузетския технологичен институт бившият астронавт Лорънс Йънг тества центрофуга, която донякъде напомня визия от филм. Хората лежат на една страна, на платформа, бутайки инерционна структура, която се върти. Друго обещаващо решение е проектът Canadian Lower Body Negative Pressure (LBNP). Самото устройство създава баласт около кръста на човека, създавайки усещане за тежест в долната част на тялото.
Често срещан риск за здравето на МКС са малки предмети, плаващи в кабините. Те засягат очите на космонавтите и причиняват охлузвания. Това обаче не е най-лошият проблем за очите в космоса. Безтегловността променя формата на очната ябълка и я засяга намалено зрение. Това е сериозен проблем, който все още не е решен.
Здравето като цяло се превръща в труден въпрос на космически кораб. Ако настинем на Земята, ще си стоим вкъщи и това е всичко. В плътно опакована, затворена среда, пълна с рециркулиращ въздух и много докосвания на общи повърхности, където е трудно да се измие правилно, нещата изглеждат много различно. По това време човешката имунна система не работи добре, така че членовете на мисията са изолирани за няколко седмици преди заминаването, за да се предпазят от болести. Не знаем точно защо, но бактериите стават все по-опасни. Освен това, ако кихате в космоса, всички капчици излитат и продължават да летят по-нататък. Когато някой има грип, всички на борда ще го имат. А пътят до клиниката или болницата е дълъг.
Екипажът на 48 експедиции на борда на МКС - реалностите на живота на борда на космическия кораб
Следващият голям проблем на космическото пътуване е решен никакъв комфорт живот. По същество извънземните експедиции се състоят от преминаване на безкраен вакуум в контейнер под налягане, който се поддържа жив от екипаж от машини, които обработват въздух и вода. Има малко място и живеете в постоянен страх от радиация и микрометеорити. Ако сме далеч от която и да е планета, навън няма гледка, а само дълбоката чернота на космоса.
Учените търсят идеи как да съживят тази ужасна монотонност. Един от тях е Виртуалната реалносткъдето астронавтите могат да се мотаят. Нещо друго известно, макар и под друго име, от роман на Станислав Лем.
По-евтин ли е асансьорът?
Пътуването в космоса е безкрайна поредица от екстремни ситуации, на които са изложени хората и оборудването. От една страна, борбата срещу гравитацията, претоварването, радиацията, газове, токсини и агресивни вещества. От друга страна, електростатични разряди, прах, бързо променящи се температури от двете страни на скалата. Освен това цялото това удоволствие е страшно скъпо.
Днес имаме нужда от около 20 хиляди. долара за изпращане на килограм маса в ниска земна орбита. Повечето от тези разходи са свързани с проектиране и експлоатация. система за зареждане. Честите и дълги мисии изискват значително количество консумативи, гориво, резервни части, консумативи. В космоса ремонтът и поддръжката на системата са скъпи и трудни.
Космически асансьор - визуализация
Идеята за финансово облекчение е, поне отчасти, концепцията космически асансьорвръзка на определена точка от нашето земно кълбо с дестинационна станция, разположена някъде в космоса по света. Продължаващият експеримент на учени от университета Шизуока в Япония е първият по рода си в микромащаб. В границите на проекта Привързан към космоса автономен роботизиран спътник (STARS) два малки спътника STARS-ME ще бъдат свързани с 10-метров кабел, който ще движи малко роботизирано устройство. Това е предварителен мини-модел на космическия кран. Ако успее, той може да премине към следващата фаза на проекта за космически асансьор. Създаването му би намалило значително разходите за транспортиране на хора и предмети до и от космоса.
Трябва също да запомните, че в космоса няма GPS, а пространството е огромно и навигацията не е лесна. Дълбока космическа мрежа - колекция от антенни решетки в Калифорния, Австралия и Испания - досега това е единственият инструмент за извънземна навигация, който имаме. На практика всичко, от студентски сателити до космическия кораб New Horizons, който в момента пробива пояса на Кайпер, разчита на тази система. Този е претоварен и НАСА обмисля ограничаване на наличността му до по-малко критични мисии.
Разбира се, има идеи за алтернативен GPS за космоса. Джоузеф Гуин, експерт по навигация, се зае да разработи автономна система, която ще събира изображения на цели и близки обекти, използвайки техните относителни позиции, за да триангулира координатите на космическия кораб - без необходимост от наземен контрол. Той я нарича накратко Система за позициониране в дълбоко пространство (DPS).
Въпреки оптимизма на лидери и визионери - от Доналд Тръмп до Илон Мъск - много експерти все още смятат, че реалната перспектива за колонизиране на Марс не е десетилетия, а векове. Има официални дати и планове, но много реалисти признават, че ще е добре човек да стъпи на Червената планета до 2050 г. А по-нататъшните пилотирани експедиции са чиста фантазия. В крайна сметка, в допълнение към горните проблеми, е необходимо да се реши друг основен проблем - няма шофиране за наистина бързо пътуване в космоса.
