Phong cảnh buồn tẻ của sa mạc sao Hỏa
Không thể vẽ bình minh lạnh giá
Trong không khí mỏng, bóng rõ ràng
Chúng tôi nằm trên chiếc xe địa hình giờ đã xa.
Great Space Odyssey của thế kỷ 20 đã biến thành một trò hề độc ác - một loạt các nỗ lực vụng về để thoát khỏi "cái nôi" của nó, và một vực thẳm đen không gian vô hồn mở ra trước mắt một người. Đường đến các vì sao là một con đường cụt ngắn ngủi.
Tình hình ảm đạm trong Cosmonautics có một số cách giải thích đơn giản:
Thứ nhất, tên lửa chạy bằng nhiên liệu hóa học đã đạt đến giới hạn. Khả năng của họ đã đủ để tiếp cận các thiên thể gần nhất, nhưng cần nhiều hơn nữa để khám phá toàn bộ hệ mặt trời. Các động cơ ion ngày càng phổ biến cũng không thể giải quyết vấn đề vượt qua khoảng cách không gian khổng lồ. Lực đẩy của siêu động cơ ion không vượt quá một vài phần nhỏ của một Newton, và các chuyến bay liên hành tinh tiếp tục kéo dài trong nhiều năm.
Lưu ý - chúng ta chỉ nói về nghiên cứu Vũ trụ! Trong điều kiện trọng tải chỉ bằng 1% khối lượng phóng của tên lửa và hệ thống vũ trụ, không có ý nghĩa gì khi nói về bất kỳ sự phát triển công nghiệp nào của các thiên thể.
Chuyến thám hiểm không gian có người lái đặc biệt gây thất vọng - trái với những giả thuyết táo bạo của các nhà văn khoa học viễn tưởng vào giữa thế kỷ 20, Vũ trụ hóa ra là một môi trường thù địch băng giá, nơi không ai hài lòng với các dạng sống hữu cơ. Các điều kiện trên bề mặt sao Hỏa - thiên thể duy nhất trong số các thiên thể "tốt" về mặt này, có thể gây ra một cú sốc: bầu khí quyển, có 95% là carbon dioxide, và áp suất trên bề mặt, tương đương với áp suất của trái đất. bầu khí quyển ở độ cao 40 km. Đây là kết thúc.
Điều kiện trên bề mặt của các hành tinh được kiểm tra khác và vệ tinh của các hành tinh khổng lồ thậm chí còn tồi tệ hơn - nhiệt độ từ - 200 đến + 500 ° С, thành phần tích cực của khí quyển, áp suất khủng khiếp, quá thấp hoặc ngược lại, lực hấp dẫn quá mạnh, kiến tạo mạnh mẽ và núi lửa hoạt động …
Trạm liên hành tinh Galileo, sau khi hoàn thành một quỹ đạo quanh Sao Mộc, đã nhận được một lượng bức xạ tương đương với 25 liều gây chết người đối với con người. Vì lý do tương tự, quỹ đạo gần trái đất ở độ cao hơn 500 km trên thực tế bị đóng cửa cho các chuyến bay có người lái. Trên đây, các vành đai bức xạ bắt đầu, nơi ở lâu dài gây nguy hiểm cho sức khỏe con người.
Nơi mà cơ chế bền bỉ nhất khó có thể tồn tại, cơ thể con người mỏng manh không có gì để làm.
Nhưng Cosmos vẫy gọi với một giấc mơ về những thế giới xa xôi, và một người không quen bỏ cuộc khi đối mặt với khó khăn - sự trì hoãn tạm thời trên con đường tới các vì sao hứa hẹn sẽ chỉ tồn tại trong thời gian ngắn. Ahead là công trình vĩ đại về nghiên cứu và phát triển các thiên thể gần nhất - Mặt trăng, sao Hỏa, nơi mà người ta không thể làm được nếu không có các phi hành gia có người lái.
Những người thám hiểm sao Hỏa
Bạn có thể sẽ hỏi - tại sao tất cả vũ trụ "ồn ào" này? Rõ ràng là những cuộc thám hiểm này sẽ không mang lại lợi ích thiết thực nào, những tưởng tượng táo bạo về việc khai thác trên các tiểu hành tinh hay việc khai thác Helium-3 trên Mặt trăng vẫn chỉ dừng lại ở mức độ của những giả thiết táo bạo. Hơn nữa, theo quan điểm của nền kinh tế và công nghiệp của trái đất, không cần điều này, và nó có lẽ sẽ không sớm xuất hiện.
Sau đó - để làm gì? Câu trả lời rất đơn giản - có lẽ đây là định mệnh của con người. Để tạo ra một kỹ thuật có vẻ đẹp và độ phức tạp đáng kinh ngạc, và với sự trợ giúp của nó để khám phá, làm chủ, thay đổi không gian xung quanh.
Không ai sẽ dừng lại ở đó. Bây giờ mục tiêu chính là chọn chính xác các ưu tiên cho công việc tiếp theo. Chúng tôi cần những ý tưởng táo bạo mới và những dự án tươi sáng, đầy tham vọng. Bước tiếp theo của chúng ta hướng tới các vì sao là gì?
Vào ngày 1 tháng 6 năm 2009, theo sáng kiến của NASA, cái gọi là. Ủy ban Augustine (được đặt theo tên người đứng đầu - cựu giám đốc của Lokheed Martin Norman Augustine) - một ủy ban đặc biệt về thám hiểm không gian có người lái của Mỹ, có nhiệm vụ phát triển các giải pháp sâu hơn trên con đường xâm nhập của con người vào không gian.
Yankees đã nghiên cứu kỹ lưỡng tình trạng của ngành công nghiệp tên lửa và vũ trụ, phân tích thông tin về các chuyến thám hiểm liên hành tinh bằng cách sử dụng các tàu thăm dò tự động, tính đến điều kiện bề mặt của các thiên thể gần nhất và cẩn thận "soi sáng" từng xu được phân bổ từ ngân sách.
Vào mùa thu năm 2009, Ủy ban Augustine đã trình bày một báo cáo chi tiết về công việc đã thực hiện và đưa ra một số kết luận đơn giản, nhưng đồng thời hoàn toàn khéo léo:
1. Chuyến bay có người lái đến sao Hỏa dự kiến trong tương lai gần là một trò lừa bịp.
Bất chấp sự phổ biến của các dự án liên quan đến cuộc hạ cánh của một người đàn ông trên Hành tinh Đỏ, tất cả những kế hoạch này chỉ là khoa học viễn tưởng. Chuyến bay của một người đàn ông lên sao Hỏa trong điều kiện hiện đại giống như đang cố gắng chạy một cuộc đua "trăm mét" với đôi chân bị gãy.
Sao Hỏa thu hút các nhà nghiên cứu với điều kiện khí hậu thích hợp - ít nhất là không có nhiệt độ thiêu hủy ở đây và áp suất khí quyển thấp có thể được bù đắp bằng một bộ đồ không gian "bình thường". Hành tinh này có kích thước bình thường, lực hấp dẫn và khoảng cách hợp lý với Mặt trời. Tại đây, người ta đã tìm thấy dấu vết về sự hiện diện của nước - về mặt hình thức, có tất cả các điều kiện để hạ cánh thành công và hoạt động trên bề mặt Hành tinh Đỏ.
Tuy nhiên, về mặt hạ cánh của tàu vũ trụ, sao Hỏa có lẽ là lựa chọn tồi tệ nhất trong số các thiên thể được nghiên cứu!
Đó là tất cả về lớp vỏ khí ngấm ngầm bao quanh hành tinh. Bầu khí quyển của sao Hỏa quá hiếm - đến nỗi việc nhảy dù truyền thống là không thể xảy ra ở đây. Đồng thời, nó đủ dày đặc để đốt cháy tàu đổ bộ, vô tình "lao" về phía bề mặt với tốc độ vũ trụ.
Hạ cánh trên bề mặt sao Hỏa bằng động cơ hãm là một công việc cực kỳ khó khăn và tốn kém. Trong một thời gian dài, thiết bị "treo" trên động cơ phản lực trong trường hấp dẫn của sao Hỏa - không thể hoàn toàn dựa vào "không khí" với sự hỗ trợ của một chiếc dù. Tất cả điều này dẫn đến sự lãng phí nhiên liệu khủng khiếp.
Chính vì lý do này mà các phương án bất thường được sử dụng - ví dụ, tàu thăm dò liên hành tinh tự động "Người tìm đường" hạ cánh với sự hỗ trợ của hai bộ động cơ phanh, màn hình phanh trước (cách nhiệt), một chiếc dù và "túi khí" bơm hơi - đâm vào bãi cát đỏ với tốc độ 100 km / h, ga bật ra khỏi mặt đất nhiều lần như một quả bóng, cho đến khi dừng hẳn. Tất nhiên, một kế hoạch như vậy là hoàn toàn không thể áp dụng khi hạ cánh một cuộc thám hiểm có người lái.
Curiosity đã ngồi xuống không kém phần tuyệt vời vào năm 2012.
Mars rover với khối lượng 899 kg (trọng lượng trên sao Hỏa 340 kg) trở thành phương tiện nặng nhất trong số các phương tiện trên cạn được đưa lên bề mặt sao Hỏa. Nó dường như chỉ có 899 kg - những vấn đề gì có thể phát sinh ở đây? Để so sánh, phần phụ của tàu vũ trụ Vostok có khối lượng 2,5 tấn (khối lượng của toàn bộ con tàu mà Yuri Gagarin bay trên đó là 4,7 tấn).
Sơ đồ hạ cánh của Phòng thí nghiệm Khoa học Sao Hỏa (MSL), hay còn được biết đến với cái tên Curiosity rover
Và, tuy nhiên, các vấn đề trở nên rất lớn - để tránh hư hỏng cấu trúc và thiết bị của Curiosity rover, họ phải sử dụng sơ đồ ban đầu, được gọi là "cần cẩu bầu trời". Nói tóm lại, toàn bộ quá trình trông như thế này: sau khi bầu khí quyển của hành tinh giảm tốc mạnh, nền tảng có gắn máy điều khiển bay lơ lửng 7,5 mét trên bề mặt sao Hỏa. Với sự trợ giúp của ba sợi dây cáp, Curiosity đã nhẹ nhàng hạ xuống bề mặt hành tinh - sau khi nhận được xác nhận rằng bánh xe của nó đã chạm đất, người lái tàu đã cắt dây cáp và dây cáp điện bằng điện tích pyro, và bệ kéo treo trên nó bay ra. sang một bên, hạ cánh cứng cách máy quay 650 m.
Và đó chỉ là 899 kg trọng tải! Thật đáng sợ khi tưởng tượng những khó khăn sẽ nảy sinh khi đáp xuống sao Hỏa một con tàu 100 tấn với một vài phi hành gia trên tàu.
Tất cả những vấn đề trên đều được "con tàu Sao Hỏa" quy đổi thành hàng trăm tấn phụ. Theo những ước tính thận trọng nhất, khối lượng của giai đoạn khởi hành trong quỹ đạo trái đất thấp sẽ ít nhất là 300 tấn (ước tính kém lạc quan hơn cho kết quả lên đến 1500 tấn)! Một lần nữa, các phương tiện phóng siêu nặng sẽ được yêu cầu, có kích thước gấp nhiều lần Satrun-V và N-1 mặt trăng với trọng tải 130 … 140 tấn.
Ngay cả khi sử dụng phương pháp lắp ráp từng phần của "tàu vũ trụ trên sao Hỏa" từ các khối nhỏ hơn và sử dụng sơ đồ hai con tàu - mô-đun vận tải chính (có người lái) và tự động với việc cập bến sau đó trên quỹ đạo sao Hỏa, số lượng các vấn đề kỹ thuật chưa được giải quyết vượt quá tất cả các giới hạn hợp lý.
Trong tình huống này, việc cử một người lên sao Hỏa giống như cố gắng giải Định lý cuối cùng của Fermat mà không cần sở hữu kiến thức đơn giản nhất về đại số.
Vậy thì tại sao lại tự dày vò bản thân với những ảo tưởng không thể thực hiện được? Không dễ dàng hơn để bắt đầu học cách “đi mà không cần nạng” và có được kinh nghiệm cần thiết bằng cách giải quyết các nhiệm vụ đơn giản hơn một chút, nhưng không kém phần hấp dẫn?
Các nhà khoa học Anh đã phát hiện ra rằng tiểu hành tinh Apophis không gây nguy hiểm cho Trái đất
Ủy ban Augustine đã đưa ra một kế hoạch mang tên Con đường linh hoạt, một cốt truyện xứng đáng với phim trường Hollywood. Ý nghĩa của lý thuyết này rất đơn giản - học cách thực hiện các chuyến bay dài liên hành tinh bằng cách đào tạo trên … hành tinh vũ trụ.
Tiểu hành tinh Itokawa so với Trạm vũ trụ quốc tế
Các mảnh đá lang thang không có bất kỳ bầu khí quyển nào có thể cảm nhận được, và trọng lực thấp của chúng khiến quá trình "cập bến" tương tự như quá trình cập bến Tàu con thoi với ISS - đặc biệt là vì nhân loại đã có kinh nghiệm "tiếp xúc gần" với các thiên thể nhỏ.
Đây không phải là về "thiên thạch Chelyabinsk" - vào tháng 11 năm 2005, tàu thăm dò Hayabusa (Sapsan) của Nhật Bản đã thực hiện hai cuộc hạ cánh với hút bụi trên bề mặt của tiểu hành tinh 300 mét (25143) Itokawa. Không phải mọi thứ đều suôn sẻ: ánh sáng mặt trời làm hỏng các tấm pin mặt trời, không gian lạnh làm vô hiệu hóa hai trong số ba con quay hồi chuyển của tàu thăm dò, robot mini Minerva bị mất tích khi hạ cánh, cuối cùng, thiết bị va chạm với một tiểu hành tinh, làm hỏng động cơ và mất định hướng. Sau một vài năm, người Nhật vẫn cố gắng giành lại quyền kiểm soát tàu thăm dò và khởi động lại động cơ ion - vào tháng 6 năm 2010, một viên nang chứa các hạt tiểu hành tinh cuối cùng đã được chuyển đến Trái đất.
Các chuyến bay đến các tiểu hành tinh có thể đưa ra một số kết quả hữu ích cùng một lúc:
Một số chi tiết về sự hình thành và lịch sử của hệ mặt trời sẽ trở nên rõ ràng, bản thân nó đã được quan tâm đáng kể.
Thứ hai, đó là chìa khóa để giải quyết vấn đề ứng dụng trong việc ngăn chặn "mối đe dọa thiên thạch" - tất cả các chi tiết trong kịch bản của bộ phim bom tấn Hollywood "Armageddon". Nhưng trên thực tế, mọi thứ có thể diễn ra một cách thậm chí còn thú vị hơn:
Ngày đầu tiên. Một tiểu hành tinh khổng lồ đang tiến đến Trái đất. Một nhóm thợ khoan dũng cảm
đã đến chỗ anh ta để cài đặt một điện tích hạt nhân.
Ngày thứ nhì. Một tiểu hành tinh khổng lồ mang điện tích hạt nhân đang tiến đến Trái đất.
Thứ ba, thăm dò địa chất. Các tiểu hành tinh được quan tâm đáng kể vì là nguồn khoáng sản (trữ lượng quặng khổng lồ, trọng lực thấp và giá trị vận tốc vũ trụ thứ hai thấp - việc vận chuyển nguyên liệu thô đến Trái đất được đơn giản hóa). Điều này là cho tương lai.
Cuối cùng, những sứ mệnh như vậy sẽ mang lại trải nghiệm vô giá trong các chuyến bay liên hành tinh có người lái.
NASA đề xuất các điểm Lagrange trong hệ thống Trái đất-Mặt trời (các khu vực trong đó một thiên thể có khối lượng không đáng kể có thể đứng yên trong hệ quy chiếu quay liên kết với hai thiên thể có khối lượng lớn) là mục tiêu ưu tiên cao nhất. Theo quan điểm của cơ học thiên thể, bay đến những vùng này thậm chí còn dễ hơn bay tới Mặt trăng, mặc dù khoảng cách từ Trái đất lớn hơn đáng kể.
Các mục tiêu tiếp theo được gọi là tiểu hành tinh gần Trái đất thuộc nhóm Aton, Apollo, v.v. - giữa quỹ đạo của Trái đất và sao Hỏa. Tiếp theo là thiên thể gần nhất của chúng ta - Mặt trăng. Sau đó, có những đề xuất gửi một chuyến thám hiểm không ngừng đến sao Hỏa - bay bằng máy bay và nghiên cứu hành tinh này từ quỹ đạo, tiếp theo là hạ cánh xuống vệ tinh sao Hỏa Phobos. Và chỉ sau đó - Sao Hỏa!
Những cuộc thám hiểm táo bạo mới sẽ đòi hỏi phải tạo ra các phương tiện kỹ thuật mới - hiện nay quân Yankees đang hăng say làm việc với dự án tàu vũ trụ có người lái đa năng "Orion".
Lần phóng thử đầu tiên được lên kế hoạch cho năm 2014, tàu vũ trụ dự kiến được phóng ở khoảng cách 6000 km so với Trái đất - xa hơn 15 lần so với quỹ đạo ISS đang tọa lạc. Đến năm 2017, người ta có kế hoạch chuẩn bị một phương tiện phóng siêu nặng SLS cho Orion, có khả năng phóng 70 tấn hàng hóa lên quỹ đạo tham chiếu (trong tương lai - lên đến 130 tấn). Dự kiến, tên lửa Orion + SLS và hệ thống không gian sẽ đạt được trạng thái sẵn sàng hoàn toàn vào năm 2021 - kể từ thời điểm đó, các chuyến thám hiểm có người lái ngoài quỹ đạo Trái đất sẽ trở nên khả thi.
"Orion" trên mặt trăng do nghệ sĩ trình bày
Mọi thứ mới cũng bị lãng quên cũ. Các kết luận của Ủy ban Augustinô đã được các chuyên gia trong nước biết đến - không phải ngẫu nhiên, khi đã làm quen với bầu khí quyển bí ẩn của sao Hỏa, chương trình không gian của Liên Xô đã nhanh chóng định hướng lại cho việc nghiên cứu Phobos (các vụ phóng Phobos-1 và 2 không thành công, 1988) - xét cho cùng, hạ cánh trên một vệ tinh dễ dàng hơn nhiều so với bề mặt của Hành tinh Đỏ. Đồng thời, về mặt địa chất, Phobos gần như được quan tâm nhiều hơn so với bản thân sao Hỏa. Phobos-Grunt đáng sợ và Phobos-Grunt-2 đầy hứa hẹn đều là những mắt xích trong cùng một chuỗi.
Hiện nay, các nhà khoa học Nga cũng đang có xu hướng tin rằng việc nghiên cứu các thiên thể nhỏ là hữu ích. Vẫn chưa có cuộc nói chuyện về các cuộc thám hiểm có người lái, Roscosmos đang nghiên cứu khả năng gửi các tàu thăm dò tự động lên Mặt trăng (Luna-Glob, Luna-Resource, lần phóng tiếp theo được lên kế hoạch là năm 2015), cũng như việc thực hiện Laplace-P tuyệt vời cuộc thám hiểm. Trong trường hợp thứ hai, người ta dự định hạ cánh tàu thăm dò xuống bề mặt Ganymede, một trong những vệ tinh băng giá của Sao Mộc.
Thông điệp về việc dự kiến gửi một tàu thăm dò của Nga đến các hành tinh bên ngoài của hệ mặt trời đã gây ra một tràng cười vui nhộn theo kiểu "Phobos-Grunt", "Sao Mộc là một mục tiêu lý tưởng, 5 tỷ người khác sẽ bị diệt vong vĩnh viễn dưới đáy sâu of Space "" Tùy chọn "Laplace-Popovkin" …
Tuy nhiên, bất chấp sự phức tạp và mơ hồ rõ ràng của nhiệm vụ sắp tới, việc hạ cánh của một trạm tự động trên bề mặt Ganymede sẽ khó hơn trên bề mặt sao Hỏa.
Tất nhiên, các chuyến bay có người lái đến các điểm Lagrange và các tàu thăm dò tự động trong vùng lân cận của Sao Mộc vẫn tốt hơn những giấc mơ viễn vông về việc "những cây táo sẽ nở hoa trên Sao Hỏa". Điều chính không phải là để thư giãn trên những gì bạn đã đạt được. Ngay cả khi đã hạ cánh trên bề mặt của một tiểu hành tinh, chúng ta cũng không nên đắm chìm trong những giấc mơ ngọt ngào về cách khoa học toàn năng của chúng ta hiện có khả năng dịch chuyển bất kỳ thiên thể nào khỏi quỹ đạo và biến chúng ta trở thành chủ nhân của không gian gần.
"Captains of Heaven" không thể cắm một lỗ nhỏ dưới đáy đại dương trong nhiều tháng - thật dễ dàng để tưởng tượng điều gì đang chờ đợi chúng ta trong trường hợp gặp gỡ với thiên thạch Tunguska tiếp theo.
Tàu thăm dò liên hành tinh tự động Hayabusa
Tàu vũ trụ đa năng "Orion"
Trọng lượng 25 tấn. Thể tích có thể sinh sống bên trong - 9 mét khối. mét (để so sánh - thể tích có thể ở của tàu vũ trụ Soyuz là 3,85 mét khối). Phi hành đoàn - tối đa 6 người. Việc sử dụng tái sử dụng các yếu tố cấu trúc chính được giả định.
Xe phóng siêu nặng SLS, dự án
