Visioonid sajanditeks, mitte aastakümneteks

Kas me peaksime reisima läbi kosmose? Mugav vastus on ei. Arvestades aga kõike seda, mis meid kui inimkonda ja tsivilisatsiooni ähvardab, poleks mõistlik loobuda kosmoseuuringutest, mehitatud lendudest ja lõpuks otsida elamiseks muid kohti peale Maa.

Mõni kuu tagasi teatas NASA üksikasjalikust Riiklik kosmoseuuringute plaansaavutada president Trumpi 2017. aasta detsembri kosmosepoliitika direktiivis seatud kõrged eesmärgid. Need ambitsioonikad plaanid hõlmavad Kuu maandumise kavandamist, inimeste pikaajalist paigutamist Kuule ja selle ümbrusesse, USA kosmosejuhtimise tugevdamist ja erakosmoseettevõtete tugevdamist. ja töötades välja viisi, kuidas Ameerika astronaudid ohutult Marsi pinnale maanduda.

Kõik teated Marsi jalutuskäikude rakendamise kohta aastaks 2030 – nagu on avaldatud NASA uues aruandes – on siiski üsna paindlikud ja võivad muutuda, kui juhtub midagi, mida teadlased pole hetkel märganud. Seetõttu on enne mehitatud missiooni eelarve täpsustamist plaanis näiteks tulemustega arvestada Missioon Marss 2020, kus teine ​​kulgur kogub ja analüüsib proove Punase planeedi pinnalt,

Kuu kosmosesadam

NASA ajakava peab üle elama rahastamisprobleemid, mis on tüüpilised igale uuele USA presidendi administratsioonile. NASA insenerid Floridas Kennedy kosmosekeskuses panevad praegu kokku kosmoselaeva, mis viib inimesed lähiaastatel tagasi Kuule ja seejärel Marsile. Seda nimetatakse Orioniks ja see näeb välja nagu kapsel, millega Apollo astronaudid peaaegu neli aastakümmet tagasi Kuule lendasid.

Kuna NASA tähistab oma 60. juubelit, loodetakse 2020. aastal ümber Kuu ja 2023. aastal astronaudidega pardal saada see taas meie satelliidi orbiidile.

Kuu on taas populaarne. Kui Trumpi administratsioon määras NASA suuna Marsile juba ammu, siis plaan on esmalt ehitada Kuu ümber tiirlev kosmosejaam, nn värav või sadam, struktuur, mis sarnaneb rahvusvahelise kosmosejaamaga, kuid teenindab lende Kuu pinnale ja lõpuks ka Marsile. see on ka plaanis alaline baas meie looduslikul satelliidil. NASA ja presidendi administratsioon on seadnud eesmärgiks toetada mehitamata robot-kommertsliku kuu maanduri ehitamist hiljemalt 2020. aastal.

Kosmoselaev Orion läheneb Kuu orbiidil olevale jaamale – visualiseerimine

 Sellest teatas augustis Houstonis Johnsoni kosmosekeskuses asepresident Mike Pence. Pence on äsja uuendatud juhatuse esimees Rahvuslik kosmosenõukogu. Üle poole NASA kavandatud eelarvest 19,9 miljardit dollarit järgmiseks eelarveaastaks on eraldatud Kuu uurimisele ja Kongress peaks need meetmed heaks kiitma.

Agentuur on taotlenud ideid ja kavandeid Kuu ümber tiirleva lüüsijaama jaoks. Eeldused viitavad kosmosesondide, sidereleede sillapeale ja Kuu pinnal olevate seadmete automatiseeritud töötamise baasile. Lockheed Martin, Boeing, Airbus, Bigelow Aerospace, Sierra Nevada Corporation, Orbital ATK, Northrop Grumman ja Nanoracks on juba esitanud oma kavandid NASAle ja ESA-le.

NASA ja ESA ennustavad, et nad on pardal Kuu kosmosesadam astronaudid saavad seal viibida kuni kuuskümmend päeva. Rajatis peab olema varustatud universaalsete õhulukkudega, mis võimaldavad nii meeskonnal siseneda avakosmosesse kui ka dokkida kaevandusmissioonidel osalevaid erakosmoselaevu, sealhulgas, nagu tuleks mõista, kommertsotstarbelisi.

Kui mitte kiirgus, siis surmav kaaluta olek

Isegi kui me selle infrastruktuuri ehitame, ei kao need samad probleemid, mis on seotud inimeste pikamaareisimisega kosmoses. Meie liik jätkab võitlust kaaluta olekuga. Ruumilise orienteerumise mehhanismid võivad kaasa tuua suuri terviseprobleeme ja nn. kosmosehaigus.

Mida kaugemal atmosfääri turvalisest kookonist ja Maa magnetväljast, seda enam kiirgusprobleem - vähi risk see kasvab seal iga lisapäevaga. Lisaks vähile võib see põhjustada ka katarakti ja võib-olla Alzheimeri tõbi. Veelgi enam, kui radioaktiivsed osakesed tabavad laevakeredes alumiiniumi aatomeid, löövad osakesed välja sekundaarsesse kiirgusse.

Lahendus oleks plastid. Need on kerged ja tugevad, täis vesinikuaatomeid, mille pisikesed tuumad ei tekita palju sekundaarset kiirgust. NASA katsetab plastikuid, mis võivad kosmoselaevades või kosmoseülikondades kiirgust vähendada. Teine idee kiirgusvastased ekraanid, näiteks magnetiline, luues aseaine väljale, mis meid Maal kaitseb. Euroopa kosmosekiirguse ülijuhtiva kilbi teadlased töötavad magneesiumdiboriidist ülijuhi kallal, mis magnetvälja tekitades peegeldab laetud osakesi laevast eemale. Kilp töötab -263°C juures, mis ei tundu kuigi palju, arvestades, et kosmoses on juba väga külm.

Uus uuring näitab, et päikesekiirguse tase tõuseb 10% kiiremini kui seni arvati ning kiirguskeskkond kosmoses aja jooksul halveneb. LRO kuuorbiidi instrumendi CRaTER andmete hiljutine analüüs näitas, et Maa ja Päikese vaheline kiirgusolukord on aja jooksul halvenenud ning kaitseta astronaut võib saada 20% rohkem kiirgusdoose, kui seni arvati. Teadlased viitavad sellele, et suur osa sellest lisariskist tuleneb madala energiaga kosmilise kiirguse osakestest. Siiski kahtlustavad nad, et see täiendav 10% võib tulevikus kehtestada kosmoseuuringutele tõsiseid piiranguid.

Kaalutus hävitab keha. Muuhulgas toob see kaasa asjaolu, et mõned immuunrakud ei saa oma tööd teha ja punased verelibled surevad. Samuti põhjustab see neerukive ja nõrgestab südant. ISS-i astronaudid võitlevad lihasnõrkuse, südame-veresoonkonna süsteemi languse ja luuhõrenemisega, mis kestavad kaks kuni kolm tundi päevas. Siiski kaotavad nad pardal olles endiselt luumassi.

Astronaut Sunita Williams ISS-il õppusel

Lahendus oleks kunstlik gravitatsioon. Massachusettsi Tehnoloogiainstituudis katsetab endine astronaut Lawrence Young tsentrifuugi, mis meenutab mõneti filmi nägemust. Inimesed lamavad külili, platvormil, surudes pöörlevat inertsiaalset struktuuri. Veel üks paljutõotav lahendus on Kanada alakeha negatiivse rõhu (LBNP) projekt. Seade ise tekitab inimese talje ümber ballasti, tekitades alakehas raskustunde.

Sage terviserisk ISS-il on kajutites vedelevad väikesed esemed. Need mõjutavad astronautide silmi ja põhjustavad marrastusi. See pole aga kosmose silmade jaoks kõige hullem probleem. Kaalutus muudab silmamuna kuju ja mõjutab seda vähenenud nägemine. See on tõsine probleem, mida pole veel lahendatud.

Tervis üldiselt muutub kosmoselaeva jaoks keeruliseks probleemiks. Kui me Maal külmetame, siis jääme koju ja kõik. Tihedalt pakitud suletud keskkonnas, mis on täis ringlusõhku ja palju ühiste pindade puudutusi, kus on raske korralikult pesta, näevad asjad välja väga erinevad. Praegusel ajal ei tööta inimese immuunsüsteem hästi, mistõttu isoleeritakse missiooniliikmed enne väljalendu mitu nädalat, et end haiguste eest kaitsta. Me ei tea täpselt, miks, kuid bakterid muutuvad ohtlikumaks. Lisaks lendavad kosmoses aevastades kõik piisad välja ja lendavad edasi. Kui kellelgi on gripp, on see kõigil pardal. Ja tee kliinikusse või haiglasse on pikk.

48 ekspeditsiooni meeskond ISS-i pardal – elu tegelikkus kosmoselaeva pardal

Kosmosereiside järgmine suur probleem lahendatud ei mingit mugavust elu. Põhimõtteliselt seisnevad maavälised ekspeditsioonid lõpmatu vaakumi läbimises survestatud konteineris, mida hoiab elus õhku ja vett töötlevate masinate meeskond. Ruumi on vähe ja elad pidevas hirmus kiirguse ja mikrometeoriitide ees. Kui oleme ühestki planeedist kaugel, pole väljas vaateid, on vaid sügav kosmosemust.

Teadlased otsivad ideid, kuidas seda kohutavat monotoonsust taaselustada. Üks neist on Virtuaalne reaalsuskus astronaudid saaksid aega veeta. Asi, mida muidu tuntakse, ehkki teise nime all, Stanisław Lemi romaanist.

Kas lift on odavam?

Kosmosereisid on lõputu hulk ekstreemseid olukordi, millega inimesed ja seadmed kokku puutuvad. Ühelt poolt võitlus gravitatsiooni, ülekoormuse, kiirguse, gaaside, toksiinide ja agressiivsete ainetega. Teisest küljest elektrostaatilised lahendused, tolm, kiiresti muutuvad temperatuurid mõlemal pool skaalat. Lisaks on kogu see nauding kohutavalt kallis.

Täna vajame umbes 20 tuhat. dollarit, et saata madalale Maa orbiidile kilogramm massi. Enamik neist kuludest on seotud projekteerimise ja käitamisega. alglaadimissüsteem. Sagedased ja pikad missioonid nõuavad märkimisväärsel hulgal kulumaterjale, kütust, varuosi, kulumaterjale. Kosmoses on süsteemi remont ja hooldus kallis ja keeruline.

Kosmoselift – visualiseerimine

Rahalise leevenduse idee on vähemalt osaliselt kontseptsioon kosmoseliftmeie maakera teatud punkti ühendamine sihtjaamaga, mis asub kusagil kosmoses üle maailma. Jaapani Shizuoka ülikooli teadlaste käimasolev eksperiment on esimene omataoline mikroskaalal. Projekti piirides Kosmosesse ühendatud autonoomne robotsatelliit (STARS) kaks väikest STARS-ME satelliiti ühendatakse 10-meetrise kaabli abil, mis liigutab väikest robotseadet. See on kosmosekraana esialgne minimudel. Edu korral võib ta liikuda edasi kosmoselifti projekti järgmisse etappi. Selle loomine vähendaks oluliselt inimeste ja esemete kosmosesse ja tagasi toimetamise kulusid.

Samuti tuleb meeles pidada, et kosmoses pole GPS-i ja ruum on tohutu ja navigeerimine pole lihtne. Süvakosmose võrk - antennimassiivide kollektsioon Californias, Austraalias ja Hispaanias - seni on see ainus maaväline navigatsioonitööriist, mis meil on. Peaaegu kõik, alates üliõpilassatelliitidest kuni New Horizonsi kosmoseaparaadini, mis praegu Kuiperi vööd läbistavad, toetub sellele süsteemile. See on ülekoormatud ja NASA kaalub selle kättesaadavuse piiramist vähem kriitiliste missioonidega.

Muidugi on ideid alternatiivse GPS-i jaoks kosmose jaoks. Navigatsiooniekspert Joseph Guinn asus välja töötama autonoomse süsteemi, mis koguks sihtmärkide ja lähedalasuvate objektide pilte, kasutades nende suhtelisi asukohti kosmoselaeva koordinaatide kolmnurkseks määramiseks – ilma et oleks vaja maapealset juhtimist. Ta nimetab seda lühidalt süvakosmose positsioneerimissüsteemiks (DPS).

Vaatamata juhtide ja visionääride optimismile – Donald Trumpist Elon Muskini – usuvad paljud eksperdid endiselt, et Marsi koloniseerimise tegelik väljavaade ei ole mitte aastakümned, vaid sajandid. Ametlikud kuupäevad ja plaanid on olemas, kuid paljud realistid tunnistavad, et kuni 2050. aastani on inimesel hea jalg Punasele planeedile tõsta. Ja edasised mehitatud ekspeditsioonid on puhas fantaasia. Lõppude lõpuks on lisaks ülaltoodud probleemidele vaja lahendada veel üks põhiprobleem - ei mingit sõitu tõeliselt kiireks kosmosereisiks.