Stumpfe Landschaft der Marswüste
Kann den kalten Sonnenaufgang nicht malen
In der dünnen Luft klare Schatten
Wir legten uns auf den inzwischen weit entfernten Geländewagen.
Die Great Space Odyssey des 20. Jahrhunderts wurde zu einer grausamen Farce - eine Reihe unbeholfener Versuche, aus ihrer "Wiege" zu fliehen, und ein schwarzer Abgrund leblosen Raums öffnete sich vor einem Menschen. Der Weg zu den Sternen war eine kurze Sackgasse.
Die düstere Situation in der Kosmonautik hat mehrere einfache Erklärungen:
Erstens sind chemisch betriebene Raketen an ihre Grenzen gestoßen. Ihre Fähigkeiten reichten aus, um die nächsten Himmelskörper zu erreichen, aber für eine umfassende Erforschung des Sonnensystems ist mehr erforderlich. Auch die immer beliebter werdenden Ionentriebwerke können das Problem der Überwindung kolossaler Raumdistanzen nicht lösen. Der Schub von Ionen-Supertriebwerken überschreitet nicht wenige Bruchteile eines Newtons, und interplanetare Flüge erstrecken sich über viele Jahre.
Hinweis - wir sprechen nur über das Studium des Kosmos! Unter Bedingungen, bei denen die Nutzlast nur 1% der Startmasse des Raketen- und Weltraumsystems beträgt, macht es keinen Sinn, überhaupt von einer industriellen Entwicklung von Himmelskörpern zu sprechen.
Besonders enttäuschend war die bemannte Weltraumforschung – entgegen den kühnen Hypothesen der Science-Fiction-Autoren der Mitte des 20. Die Bedingungen auf der Marsoberfläche - dem einzigen der "anständigen" Himmelskörper in dieser Hinsicht, können einen Schock verursachen: die Atmosphäre, die zu 95% aus Kohlendioxid besteht, und der Druck auf der Oberfläche, der dem Druck der Erde entspricht Atmosphäre in 40 Kilometern Höhe. Dies ist das Ende.
Die Bedingungen auf den Oberflächen anderer untersuchter Planeten und Satelliten von Riesenplaneten sind noch schlimmer - Temperaturen von - 200 bis + 500 ° C, aggressive Zusammensetzung der Atmosphäre, monströse Drücke, zu niedrige oder umgekehrt zu starke Schwerkraft, starke Tektonik und Vulkanik Aktivität …
Die interplanetare Station Galileo erhielt nach einer Umlaufbahn um den Jupiter eine Strahlendosis, die 25 tödlichen Dosen für den Menschen entsprach. Aus dem gleichen Grund sind erdnahe Umlaufbahnen in Höhen über 500 km für bemannte Flüge praktisch gesperrt. Oben beginnen die Strahlungsgürtel, in denen ein längerer Aufenthalt für die menschliche Gesundheit gefährlich ist.
Wo die langlebigsten Mechanismen kaum existieren können, hat der zerbrechliche menschliche Körper nichts zu tun.
Aber der Kosmos lockt mit einem Traum von fernen Welten, und ein Mensch ist es nicht gewohnt, angesichts von Schwierigkeiten aufzugeben - eine vorübergehende Verzögerung auf dem Weg zu den Sternen verspricht nur von kurzer Dauer. Vor uns liegt die gigantische Arbeit an der Erforschung und Entwicklung der nächsten Himmelskörper - des Mondes, des Mars, wo man auf bemannte Raumfahrt nicht verzichten kann.
Entdecker des Mars
Sie werden sich wahrscheinlich fragen - warum all diese kosmische "Aufregung"? Dass diese Expeditionen keinen praktischen Nutzen bringen werden, liegt auf der Hand, kühne Fantasien über den Bergbau auf Asteroiden oder die Gewinnung von Helium-3 auf dem Mond bleiben immer noch auf dem Niveau der kühnen Annahmen. Darüber hinaus besteht dies aus wirtschaftlicher und industrieller Sicht der Erde nicht und wird wahrscheinlich nicht bald erscheinen.
Dann - wofür? Die Antwort ist einfach - vielleicht ist dies das Schicksal des Menschen. Eine Technik von erstaunlicher Schönheit und Komplexität zu schaffen und mit ihrer Hilfe den umgebenden Raum zu erforschen, zu meistern und zu verändern.
Da wird niemand aufhören. Das Hauptziel besteht nun darin, die Prioritäten für die weitere Arbeit richtig auszuwählen. Wir brauchen neue mutige Ideen und helle, ehrgeizige Projekte. Was werden unsere nächsten Schritte zu den Sternen sein?
Am 1. Juni 2009 wurde auf Initiative der NASA die sog. Augustinus-Kommission (benannt nach seinem Leiter - dem ehemaligen Direktor von Lokheed Martin Norman Augustine) - einem Sonderkomitee für die amerikanische bemannte Weltraumforschung, dessen Aufgabe es war, weitere Lösungen auf dem Weg des menschlichen Eindringens in den Weltraum zu entwickeln.
Die Yankees studierten sorgfältig den Zustand der Raketen- und Raumfahrtindustrie, analysierten mit automatischen Sonden Informationen über interplanetare Expeditionen, berücksichtigten die Bedingungen auf den Oberflächen der nächsten Himmelskörper und prüften gewissenhaft jeden Cent, der aus dem Budget zugewiesen wurde.
Im Herbst 2009 legte die Augustinus-Kommission einen ausführlichen Bericht über die geleistete Arbeit vor und zog eine Reihe einfacher, aber gleichzeitig völlig genialer Schlussfolgerungen:
1. Der in naher Zukunft erwartete bemannte Flug zum Mars ist ein Bluff.
Trotz der Popularität von Projekten im Zusammenhang mit der Landung eines Mannes auf dem Roten Planeten sind all diese Pläne nichts anderes als Science-Fiction. Der Flug eines Menschen zum Mars unter modernen Bedingungen ist wie der Versuch, mit gebrochenen Beinen ein "Hundert-Meter"-Rennen zu laufen.
Der Mars lockt Forscher mit ausreichenden klimatischen Bedingungen - zumindest gibt es hier keine Verbrennungstemperaturen, und der niedrige Luftdruck kann durch einen "normalen" Raumanzug ausgeglichen werden. Der Planet hat eine normale Größe, Schwerkraft und einen angemessenen Abstand von der Sonne. Hier wurden Spuren des Vorhandenseins von Wasser gefunden - formal sind alle Voraussetzungen für eine erfolgreiche Landung und Arbeit auf der Oberfläche des Roten Planeten gegeben.
In Bezug auf die Landung von Raumfahrzeugen ist der Mars jedoch vielleicht die schlechteste Option aller untersuchten Himmelsobjekte!
Es dreht sich alles um die heimtückische Gashülle, die den Planeten umgibt. Die Atmosphäre des Mars ist zu verdünnt - so sehr, dass ein traditioneller Fallschirmabstieg hier unmöglich ist. Gleichzeitig ist es dicht genug, um den Lander zu verbrennen und versehentlich mit kosmischer Geschwindigkeit zur Oberfläche zu "springen".
Die Landung auf der Marsoberfläche mit bremsenden Motoren ist ein äußerst schwieriges und kostspieliges Unterfangen. Das Gerät "hängt" lange Zeit an Düsentriebwerken im Gravitationsfeld des Mars - es ist unmöglich, sich mit Hilfe eines Fallschirms vollständig auf die "Luft" zu verlassen. All dies führt zu einer monströsen Kraftstoffverschwendung.
Aus diesem Grund werden ungewöhnliche Schemata verwendet - zum Beispiel die automatische interplanetare Sonde "Pathfinder", die mit Hilfe von zwei Bremsmotorensätzen, einem frontalen (wärmeisolierenden) Schirm, einem Fallschirm und einem aufblasbaren "Airbag" gelandet ist. - mit einer Geschwindigkeit von 100 km/h in den roten Sand krachend, prallte die Station wie eine Kugel mehrmals von der Oberfläche ab, bis sie zum Stillstand kam. Natürlich ist ein solches Schema bei der Landung einer bemannten Expedition völlig unanwendbar.
Curiosity hat sich 2012 nicht weniger wunderbar gesetzt.
Der Mars-Rover mit einer Masse von 899 kg (Gewicht auf dem Mars 340 kg) wurde zum schwersten der auf die Marsoberfläche gelieferten terrestrischen Fahrzeuge. Es scheint, dass nur 899 kg - welche Probleme können hier auftreten? Zum Vergleich: Das Sinkfahrzeug der Raumsonde Vostok hatte eine Masse von 2,5 Tonnen (die Masse des gesamten Schiffes, auf dem Yuri Gagarin flog, betrug 4,7 Tonnen).
Schema der Landung des Mars Science Laboratory (MSL), besser bekannt als Curiosity Rover
Und dennoch stellten sich die Probleme als groß heraus - um Schäden an Struktur und Ausrüstung des Curiosity-Rovers zu vermeiden, musste das ursprüngliche Schema, bekannt als "Himmelskran", verwendet werden. Zusammengefasst sah der ganze Vorgang so aus: Nach starker Abbremsung in der Atmosphäre des Planeten schwebte die Plattform mit dem daran befestigten Rover 7,5 Meter über der Marsoberfläche. Mit Hilfe von drei Kabeln wurde die Curiosity sanft auf die Oberfläche des Planeten abgesenkt – nach Erhalt der Bestätigung, dass ihre Räder den Boden berührten, durchschnitt der Rover die Kabel und elektrischen Kabel mit Pyroladungen, und die darüber hängende Traktionsplattform flog davon zur Seite und macht eine harte Landung 650 Meter vom Rover entfernt.
Und das sind gerade einmal 899 Kilogramm Nutzlast! Es ist beängstigend, sich vorzustellen, welche Schwierigkeiten bei der Landung eines 100-Tonnen-Schiffs mit ein paar Astronauten an Bord auf dem Mars auftreten werden.
Alle oben genannten Probleme werden in zusätzliche Hunderte von Tonnen des "Marsschiffs" umgewandelt. Nach konservativsten Schätzungen wird die Masse der Abflugstufe im erdnahen Orbit mindestens 300 Tonnen betragen (weniger optimistische Schätzungen ergeben bis zu 1500 Tonnen)! Erneut werden superschwere Trägerraketen benötigt, deren Abmessungen die Mond-Satrun-V und N-1 mit einer Nutzlast von 130 … 140 Tonnen um ein Vielfaches übertreffen.
Selbst bei Verwendung der Methode der Sektionsmontage des "Mars-Raumschiffs" aus kleineren Blöcken und unter Verwendung eines Schemas von zwei Schiffen - dem Haupt- (bemannten) und automatischen Transportmodul mit anschließendem Andocken in die Mars-Umlaufbahn, übersteigt die Anzahl der ungelösten technischen Probleme alle sinnvollen Grenzen.
Eine Person zum Mars zu schicken ist in dieser Situation wie der Versuch, Fermats letzten Satz zu lösen, ohne die einfachsten Kenntnisse der Algebra zu besitzen.
Warum sich dann mit unrealisierbaren Illusionen quälen? Ist es nicht einfacher, das „Gehen ohne Krücken“zu erlernen und die nötige Erfahrung zu sammeln, indem man etwas einfachere, aber nicht weniger bezaubernde Aufgaben löst?
Britische Wissenschaftler haben herausgefunden, dass der Asteroid Apophis für die Erde ungefährlich ist
Die Augustine-Kommission entwickelte einen Plan namens Flexibler Pfad, eine Handlung, die einem Hollywood-Filmset würdig ist. Die Bedeutung dieser Theorie ist einfach - zu lernen, wie man lange interplanetare Flüge macht, indem man auf … Astreroiden trainiert.
Asteroid Itokawa im Vergleich zur Internationalen Raumstation
Wandernde Steinfragmente haben keine wahrnehmbare Atmosphäre, und ihre geringe Schwerkraft macht das "Andocken" ähnlich wie das Andocken des Shuttles an die ISS - zumal die Menschheit bereits Erfahrungen mit "engen Kontakten" mit kleinen Himmelskörpern hat.
Hier geht es nicht um den "Tscheljabinsk-Meteorit" - im November 2005 landete die japanische Sonde Hayabusa (Sapsan) zwei Mal mit einer Staubaufnahme auf der Oberfläche des 300 Meter hohen Asteroiden (25143) Itokawa. Nicht alles lief reibungslos: Die Sonneneruption beschädigte die Sonnenkollektoren, die Weltraumkälte deaktivierte zwei der drei Gyroskope der Sonde, der Minerva-Miniroboter ging bei der Landung verloren, schließlich kollidierte das Gerät mit einem Asteroiden, beschädigte den Motor und verlor seine Ausrichtung. Nach einigen Jahren gelang es den Japanern immer noch, die Kontrolle über die Sonde zurückzuerlangen und den Ionenmotor neu zu starten – im Juni 2010 wurde schließlich eine Kapsel mit Asteroidenpartikeln zur Erde geliefert.
Flüge zu Asteroiden können mehrere nützliche Ergebnisse gleichzeitig liefern:
Einige Details zur Entstehung und Geschichte des Sonnensystems werden deutlich, was an sich schon von großem Interesse ist.
Zweitens ist es der Schlüssel zur Lösung des angewandten Problems der Verhinderung der "Meteoriten-Bedrohung" - alle Details im Drehbuch zum Hollywood-Blockbuster "Armageddon". Aber in Wirklichkeit können die Dinge eine noch interessantere Wendung nehmen:
Der erste Tag. Ein riesiger Asteroid nähert sich der Erde. Eine Gruppe mutiger Bohrer
ging zu ihm, um eine Atombombe zu installieren.
Zweiter Tag. Ein riesiger Asteroid mit einer Kernladung nähert sich der Erde.
Drittens, geologische Erkundung. Asteroiden sind als Rohstoffquellen von großem Interesse (große Erzvorkommen, geringe Schwerkraft und geringer Wert der zweiten kosmischen Geschwindigkeit - der Transport von Rohstoffen zur Erde wird vereinfacht). Dies ist für die Zukunft.
Schließlich werden solche Missionen unschätzbare Erfahrungen mit bemannten interplanetaren Flügen liefern.
Die NASA schlägt Lagrange-Punkte im Erde-Sonne-System (Gebiete, in denen ein Körper mit vernachlässigbarer Masse in einem rotierenden Bezugsrahmen, der mit zwei massiven Körpern verbunden ist, stationär bleiben kann) als Ziele mit höchster Priorität vor. Aus Sicht der Himmelsmechanik ist das Fliegen in diese Regionen trotz der deutlich größeren Entfernung von der Erde noch einfacher als zum Mond.
Die nächsten Ziele werden als erdnahe Asteroiden der Gruppen Aton, Apollo usw. bezeichnet. - zwischen den Umlaufbahnen der Erde und des Mars. Als nächstes ist unser nächster Himmelskörper - der Mond. Dann gibt es Vorschläge, eine Nonstop-Expedition zum Mars zu schicken - Vorbeiflug und Untersuchung des Planeten aus der Umlaufbahn, gefolgt von der Landung auf dem Mars-Satelliten Phobos. Und nur dann - Mars!
Neue waghalsige Expeditionen erfordern die Schaffung neuer technischer Mittel - schon jetzt arbeiten die Yankees energisch am Projekt der bemannten Mehrzweck-Raumsonde "Orion".
Der erste Teststart ist für 2014 geplant, die Raumsonde soll in einer Entfernung von 6000 km von der Erde gestartet werden - 15-mal weiter als die ISS-Umlaufbahn liegt. Bis 2017 soll eine superschwere Trägerrakete SLS für Orion vorbereitet werden, die bis zu 70 Tonnen Fracht in die Referenzumlaufbahn bringen kann (zukünftig bis zu 130 Tonnen). Es wird erwartet, dass das Raketen- und Weltraumsystem Orion + SLS bis 2021 die volle Einsatzbereitschaft erreicht – ab diesem Zeitpunkt sind bemannte Expeditionen jenseits der Erdumlaufbahn möglich.
"Orion" auf dem Mondorit, präsentiert vom Künstler
Alles Neue ist gut vergessen alt. Die Schlussfolgerungen der Augustinus-Kommission waren einheimischen Fachleuten bekannt - es ist kein Zufall, dass sich das sowjetische Raumfahrtprogramm, nachdem es die heimtückische Atmosphäre des Mars kennengelernt hatte, schnell auf das Studium von Phobos umstellte (erfolglose Starts von Phobos-1 und 2, 1988) - schließlich ist die Landung auf einem Satelliten viel einfacher als auf der Oberfläche des Roten Planeten. Gleichzeitig ist Phobos in Bezug auf die Geologie fast von größerem Interesse als der Mars selbst. Der abscheuliche Phobos-Grunt und der vielversprechende Phobos-Grunt-2 sind alle Glieder einer Kette.
Derzeit neigen auch russische Wissenschaftler dazu, zu glauben, dass es nützlich ist, kleine Himmelskörper zu untersuchen. Von bemannten Expeditionen ist noch keine Rede, Roscosmos arbeitet an der Möglichkeit, automatische Sonden zum Mond zu schicken (Luna-Glob, Luna-Resource, nächster geplanter Start ist 2015) sowie an der Umsetzung des fantastischen Laplace-P Expedition. Im letzteren Fall ist geplant, die Sonde auf der Oberfläche von Ganymed zu landen, einem der eisigen Satelliten des Jupiter.
Die Nachricht über die geplante Entsendung einer russischen Sonde zu den äußeren Planeten des Sonnensystems sorgte für einen Ausbruch ätzender Witze im Stil von "Phobos-Grunt", "Jupiter ist ein ideales Ziel, weitere 5 Milliarden werden für immer in der Tiefe zugrunde gehen" des Weltraums" "Option" Laplace-Popovkin "…
Doch bei aller scheinbaren Komplexität und Mehrdeutigkeit der anstehenden Mission wird die Landung einer automatischen Station auf der Ganymed-Oberfläche kaum schwieriger sein als auf der Marsoberfläche.
Natürlich sind bemannte Flüge zu Lagrange-Punkten und automatische Sonden in der Nähe des Jupiter immer noch besser als Wunschträume, wie "Apfelbäume auf dem Mars blühen". Die Hauptsache ist, sich nicht auf das Erreichte zu entspannen. Selbst wenn wir auf der Oberfläche eines Asteroiden gelandet sind, sollten wir uns keinen süßen Träumen hingeben, wie unsere allmächtige Wissenschaft jetzt jeden Himmelskörper aus der Umlaufbahn verdrängen und uns zu Meistern des nahen Weltraums machen kann.
„Captains of Heaven“kann monatelang kein kleines Loch am Meeresgrund stopfen – man kann sich leicht vorstellen, was uns bei einer Begegnung mit dem nächsten Tunguska-Meteoriten erwartet.
Hayabusa automatische interplanetare Sonde
Mehrzweckraumschiff "Orion"
Gewicht 25 Tonnen. Internes Wohnvolumen - 9 Kubikmeter. Meter (zum Vergleich - das bewohnbare Volumen der Sojus-Raumsonde beträgt 3,85 Kubikmeter). Besatzung - bis zu 6 Personen. Es wird von einer wiederverwendbaren Verwendung der Hauptstrukturelemente ausgegangen.
Superschwere Trägerrakete SLS, Projekt
