Etter 50 år planlegger menneskeheten å komme tilbake til månen, og litt senere spår en flytur til Mars. Imidlertid er det lite sannsynlig at mennesker i løpet av en nær fremtid er bestemt til å bevege seg vekk fra jordens bane: mange faktorer forstyrrer dette.
Plass er ikke bare den siste, men også den farligste grensen. Dette er det mest ekstreme miljøet, men det er gjennom veien banen til nye verdener ligger. For å komme til dem, vil en person måtte finne opp nye motorer, lære å tåle stråling, ikke dø av et tilfeldig riper og ikke bli gal. Er det mulig?
Med hjemlevering
Når du reiser til eksoplaneter (romlegemer utenfor solsystemet), vil hovedproblemet for moderne forskere - både levende og automatiserte - ikke være de ukjente forholdene til studieobjektene, men selve tiden som kreves for et slikt foretak. NASA fremhevet hovedproblemene som vil oppstå på grunn av det faktum at med den mest optimale utviklingen av tekniske midler, vil reisen ta år.
I dag er hovedmotorene basert på kjemiske prosesser: drivstoff og oksidasjonsmiddel brennes for å danne varm gass. På grunn av oppvarmingen strømmer eksosgassene ut med høy hastighet fra rakettdysen, og skyver raketten i motsatt retning. Akk, slike motorer lar lite spillerom for en person, siden hastigheten på gasstrømmen er begrenset av forbrenningstemperaturen. Selv teoretisk er en tur til stjernene på motorer med kjemisk fremdrift urealistisk med dagens teknologinivå. Så romfartøyet, det fjerneste fra jorden, Voyager-1, som ble lansert i 1977, dekket over 21 milliarder km på 40 år. Dette er uten overdrivelse en astronomisk figur, men selv i denne tilstanden vil Voyager-1 nå stjernen AC +79 3888 (17 lysår fra solen), mot hvilken den flyr med en hastighet på rundt 62.000 km / t, bare etter 40.000 år gammel.
Moderne romprober er i stand til å utvikle enda høyere hastigheter. For eksempel er Jupiters kunstige satellitt Juno i stand til å nå rundt 250.000 km / t, mens den nylig lanserte Parker Solar Probe vil akselerere til 692.000 km / t. Men i disse prosjektene oppnås høy hastighet blant annet på grunn av gravitasjonsmanøvrer: sonden passerer nær planeten, og den fører den bort "med den", og akselererer den til sin banehastighet. Dette er praktisk i systemet vårt, men ikke nok for rask reise til stjernene: det vil ikke være noen gjenstander for gravitasjonsmanøver utenfor solsystemet. I tillegg, jo lenger en planet er fra en stjerne, jo saktere den beveger seg.
En mulig løsning på problemet er en ionestasjon. Prinsippet for dets drift er basert på dannelse av jetstrøm basert på ionisert gass: elektroner blir revet fra molekyler, og de resulterende ladede ioner akselereres i et elektrisk felt. Dermed er det mulig å oppnå høyere strømningshastigheter for stoffet fra dysene, i tillegg er denne tilnærmingen mer energieffektiv (mindre drivstoff brukes på akselerasjon). Som et resultat gjør ionemotorer det teoretisk mulig å oppnå enestående hastigheter: Ifølge forskere kan Mars nås på bare 39 dager i stedet for syv måneder, som totalt vil bli brukt på vei til Red Planet av InSight-modulen, som skal lande på Mars i november. Dessverre er de eksisterende ionetrusterne for svake og kan bare brukes til bane korrigering.
Salgsfremmende video:
I Russland er det statlige aksjeselskapet "Rosatom" engasjert i prosjektet til en kjernefysisk motor for kosmonautikk, detaljer er ikke blitt avslørt
En mer radikal tilnærming, i det minste for koloniseringen av solsystemet, kan være kjernefysiske rakettmotorer. Atomkilden blir oppvarmet ved forfall av det radioaktive stoffet, og oppvarmer arbeidsfluidet, som kan strømme ut med en mye høyere hastighet enn den som skyldes forbrenning av drivstoff og oksydasjonsmiddel i en kjemisk motor. De prøvde å anvende denne tilnærmingen på begynnelsen av romalderen, under den kalde krigen. Inntil nå begrenses bruken av to faktorer. Det er uønsket å kaste en stor mengde radioaktive stoffer i bane: som praksis viser, kan det noen ganger falle tilbake. I tillegg krever en slik motor alvorlig avkjøling, og i rommet kan det gis varme bare ved stråling, som transporterer energi relativt sakte, noe som begrenser kraften til kjernemotorer. Svake kjernefysiske motorer er lettere å erstatte med ionemotorer som er mindre farlige for jorden eller mer kjente jetmotorer drevet av kjemisk drivstoff.
Ved å bruke moderne materialer og teknologier prøver forskjellige land nå å utvikle kraftigere modeller av kjernefysiske og ionemotorer. Potensielt vil de gi flere måneder mulighet til å komme seg til Saturn (for Cassini-oppdraget tok denne banen syv år). I dag utvikles for eksempel kjernefysiske motorer i USA: i 2017 signerte NASA og BWXT Nuclear Energy en kontrakt om å utvikle motoren. I Russland er det statlige selskapet Rosatom engasjert i prosjektet til en kjernefysisk motor for kosmonautikk, detaljer er ikke blitt avslørt.
Farlig miljø
Selv i nærvær av motorer som tillater å nå fjerne planeter eller til og med stjerner i løpet av måneder eller år, forblir spørsmålet om sikkerheten til mannskapet på et slikt skip åpent. Og hovedtrusselen vil ikke være romvesener eller asteroider, men stråling. Ioniserende stråling kan skade DNA, forårsake problemer i driften av nesten alle kroppssystemer og ugyldiggjøre ethvert, selv det mest gjennomtenkte, romfartsforetak som involverer en person.
Hvis vi snakker om det rimeligere alternativet i dag (fly til Mars), er det stråling som blir et av hovedproblemene som astronauter vil møte. Hvis en person på jorden er beskyttet av atmosfæren og planetens magnetfelt, er allerede på ISS kosmonautene utsatt for stråling ti ganger sterkere. Flyturen til den røde planeten med det nåværende nivået av teknologiutvikling vil ta omtrent 7 måneder. Til dette må tillegges tiden brukt på Mars, som ikke har et beskyttende magnetfelt og en tett jordatmosfære, og også veien tilbake må tas i betraktning. Oppsummering av alle risikoer kan bare en strålingstrussel gjøre en billett til den fjerde planeten fra Solen dødelig. Derfor, for eksempel,Orion som er utviklet av Lockheed Martin vil være utstyrt med et spesielt beskyttet tilfluktsrom i tilfelle overdreven solaktivitet og stor frigjøring av radioaktive partikler. Merk at en lignende løsning for øyeblikket brukes på ISS.
Siden eldgamle tider kunne vulkansk aktivitet på Månen og Mars ha etterlatt mange kilometer med tunneler opp til 1 km brede.
Hvis vi snakker om planetarisk utvidelse, foreslår forskere å bruke magnetiske skjold eller terraforming i fremtiden for dette. Det er et budsjettalternativ: italienske forskere foreslo et konsept for bosetting av de såkalte lavarørene - kanaler i tykkelsen av planeten, dannet under ujevn kjøling av lava. Stråling fra det ytre rom i dem vil være minimal, da det vil bli svekket av de øvre lagene på Mars. I dette tilfellet er heller ikke stormer og andre trusler mot planeter med en atmosfære redd.
Det antas at siden eldgamle tider med vulkansk aktivitet på Månen og Mars, kunne mange kilometer med tunneler opptil 1 km brede forbli, i mørket som historien om koloniseringen av himmellegemer av mennesker godt kunne begynne.
I tillegg til stråling må en person fremdeles løse mange problemer: å sikre en uavbrutt og pålitelig tilførsel av oksygen, å løse problemet med ernæring, å lære å komme sammen med de samme menneskene i lang tid, etc. Unødvendig å si det under et betinget oppdrag selv til de nærmeste planetene, vil astronauter måtte løse medisinske problemer på egen hånd, for eksempel å fjerne blindtarmbetennelse? For øyeblikket gjennomgår alle som går ut i verdensrommet mange tester, men det er rett og slett umulig å forsikre seg mot alt. Som forskerne påpekte, vil et seksmannsteam i løpet av en 900-dagers seilas til Mars nesten uunngåelig møte minst ett tilfelle når et av besetningsmedlemmene trenger akutt hjelp. Noe håp blir gitt av det russisk-europeiske eksperimentet "Mars-500"der mannskapet på seks personer i et lukket rom på jorden med suksess bodde "i flukt" i 520 dager, og taklet psykologiske og medisinske problemer.
Kjære plass
Finansiering er ryggraden i romprosjekter, og de aller fleste urealiserte romprosjekter har mislyktes på dette stadiet. Selv helautomatiske prosjekter som Curiosity rover er verdt milliarder av dollar. Fly av en mann til Mars anslås til tider dyrere.
Selv prosjekter der det ikke er behov for å tenke over livsstøttesystemer for mennesker, får ofte finansieringsproblemer på grunn av høye teknologikostnader. For eksempel har kostnadene for James Webb Orbiting Telescope allerede oversteg 9 milliarder dollar, og det var planlagt å lansere det i verdensrommet for 10 år siden. Hvis vi snakker om kostnadene ved bemannede oppdrag, var det mest slående eksemplet prosjektet til den internasjonale romstasjonen. Det er estimert til 150 milliarder dollar og er en av de dyreste ingeniørstrukturene i verden.
Finansiering av ett prosjekt i seg selv sikrer ikke at det lykkes. Slike prosjekter krever en velutviklet vitenskapelig base, samt produksjonsanlegg og infrastruktur som er i stand til å støtte stasjonen. USA alene bruker tre milliarder dollar på dette årlig.
Ifølge beregningene fra NASA kan kostnadene for å utvikle, forberede og implementere et oppdrag til Mars innen 30 år overstige 450 milliarder dollar. I følge noen estimater vil de totale kostnadene for prosjektet være 1,5 billion dollar! Et fantastisk beløp på bakgrunn av budsjettet til American Aerospace Agency, som gjennomsnittlig tilsvarer rundt 20 milliarder dollar årlig. Selv hele volumet av det moderne markedet for romtjenester og teknologier når 350 milliarder dollar. Så kostnadene for en ekspedisjon er ikke mindre et problem enn romstråling.
