Привычное невозможное. Полеты в космос невозможны
Аутлуков о невозможности полётов в космос
Собственно, по паспорту Мухтар и не Мухтар был вовсе, но, Мухтар, это наиболее понятная для русского уха транскрипция его имени. Генеральным спонсором заседания в этот раз был именинник Юрец. Он принес две по ноль семьдесят пять, три полторушки пива, семечки и поллитровую банку огурцов "Дядя Ваня кошерные". Юрец когда-то давно служил срочную на Байкануре и один раз, стоя в наряде, здоровался за руку с космонавтом Береговым, поэтому считался в нашем коллективе большим специалистом по проблемам космоса. О космосе мы, люди интеллигентные и деликатные, волей неволей и завели разговор. Вернее даже, не завели, а поддержали, ибо, завёл его на правах спонсора и именинника Юрец. За сравнительно небольшое время мы выслушали целую серию космических баек и случаев, причем, подробности там были такими подробными, словно Юрец служил как минимум заместителем начальника Байконура и доброй половиной происшествий руководил лично.
Где-то ближе к половине второго литра космические байки Юрца всем порядком надоели и тонкий и деликатный Аутлуков решил незаметно перевести разговор на иные темы. После произнесения Юрцом очередного тоста за героических российских космонавтов, которых он провожал "вот как с вами сейчас", Александр Константинович, вместо того, чтобы покорно выпить, вдруг произнёс:
- А, ведь, полёты в космос невозможны!
- Как невозможны? - поперхнулся Юрец.
-Так, невозможны. Не может человек летать в космосе и всё тут.
- Обоснуй! - Юрец от неожиданности впал в некое состояние, характеризующееся дезориентацией в пространстве и расстройством речи.
- Ну, как бы тебе сказать попроще... Ну, вот ты видел корабль "Союз"?
- Конечно.
- Какой он из себя размерами?
- Ну, с небольшой автобус, пожалуй.
- С нашу маршрутку?
- Ну, примерно так, поболе даже...
- Ну, так, вот. Начинаем с температуры. - Аутлуков перелез через спинку переднего седения и повернул ключ зажигания в состояние "выкл". Мотор заглох. Обернулся к нам. - Сегодня не очень холодно, всего градусов двадцать мороза, поэтому продолжим разговор чуть позже.
Потом достал из под пассажирских сидений сиську пива и протянул её назад:
- Пейте,. товарищи.
Мы разлили ледяное пиво по кружкам и начали прихлёбывать, ожидая, когда Аутлуков вернётся с водительского места в салон. Он, почему-то всё не возвращался. Тишина затянулась и, вдруг, я отчётливо почувствовал холод. Считанных минут хватило, чтобы маршрутка, лишённая подогрева от мотора, начала замерзать. Уральская зима, туды её в качель.
- Почувствовали? А, ведь, товарищи, у нас за бортом отнюдь не космический холод, который составляет по данным науки свыше 270 градусов цельсия со знаком минус. - Аутлуков повернул ключ, мотор заурчал, вентилятор начал вдувать в салон чуть тёплый воздух.
- Не гони, Аутлуков, - возразил Вова. - Наверняка ракеты утеплены гораздо лучше "ГАЗельки" и, поэтому, космонавты там не мёрзнут.
- А, кроме того, - добавил Юрец. - В космосе вакуум и поэтому космос не переносит температуру окружающей среды на погружённые в него предметы. Как термос.
- Хорошо. - ответил Аутлуков. - Возражения принимаются. Допустим, что внутреннее пространство ракеты абсолютно изолировано от внешнего мира. Закройте водку и выпейте налитое, сейчас другой ик-сперимент делать будем.
Аутлуков включил скорость и медленно поехал. Мы успели выпить налитое и закрыть бутылки. Подъехали к рембоксу. Когда Аутлуков проезжал сквозь ворота, у меня сдавило в желудке в предчуствии чего-то нехорошего. Ворота, однако, Аутлуков не задел. Въехав в бокс, он выключил мотор и перешёл в пассажирское отделение.
- Пъёмте, товарищи, минут пятнадцать. Юрец, давай про Гагарина.
Юрец рассказал ещё пару баек, потом спели хором и я понял, что мне хочется снять куртку. Меня реально стало развозить. В маленьком салоне "ГАЗельки" четыре пьяных мужика нагрели своим дыханием воздух довольно прилично. Юрец потянулся, чтобы открыть вентиляционный люк на крыше.
- Э, нет! Ик-спериментировать, так ик-спериментировать! Мы в ракете и космос наполнен вакуумом, который не отводит от нас тепло. Терпим, товарищи и думаем. Температура тела человека примерно 36,6, поэтому скоро у нас маршрутка нагреется именно до 36,6 градусов. А, может, и больше.
Юрец, было видно, немного сник, но, всё-же возразил:
- Там стоят специальные системы поддержания температуры. Они излучают лишнее тепло в космос в инфракрасном диапазне.
На предложение немедленно пойти в мастерскую и изготовить модель этой системы, Юрец ответил отказом:
- На это специалисты есть!
(продолжение следует)
912015
lengvizd.livejournal.com
Межзвездные полеты: правда или миф? | Futurist
Сможем ли мы на самом деле добраться до неведомых планет за пределами Солнечной системы? Как это вообще возможно?
Фантасты и кинематографисты, конечно, молодцы, хорошо поработали. В красочные истории, где человек покоряет самые дальние уголки космоса, действительно хочется верить. К сожалению, прежде чем эта картинка станет явью, нам придется преодолеть немало ограничений. Например, законы физики, какими мы их видим сейчас.
Но! В последние годы появилось несколько волонтерских и финансируемых частными лицами организаций (Фонд Tau Zero, проект Icarus, проект Breakthrough Starshot), каждая из которых ставит целью создание транспорта для межзвездных полетов и приблизить человечество к покорению Вселенной. Их надежду и веру в успех укрепляют позитивные новости, например, открытие на орбите звезды Проксима-Центавра планеты размером с Землю.
Создание межзвездного космического аппарата станет одной из тем для обсуждения на Всемирном саммите BBC Future «Идеи, которые меняют мир» в Сиднее в ноябре. Сможет ли человек отправиться в другие галактики? И если да, то какие виды космических кораблей нам для этого понадобятся?
Куда бы нам отправиться?
А куда лететь не стоит? Во Вселенной звезд больше, чем песчинок на Земле — около 70 секстиллионов (это 22 нуля после семерки) — и, по оценкам ученых, миллиарды из них имеют на орбитах от одной до трех планет в так называемой «зоне Златовласки»: на них не слишком холодно и не слишком жарко. В самый раз.
С самого начала и до сих пор лучшим претендентом для первого межзвездного полета является наш ближайший сосед — тройная звездная система Альфа Центавра. Она находится на расстоянии 4,37 световых лет от Земли. В этом году астрономы Европейской южной обсерватории обнаружили планету размером с Землю, вращающуюся вокруг красного карлика Проксима Центавра из этого созвездия. Масса планеты, названной Проксима b, как минимум в 1,3 раза больше земной, и она имеет очень короткий период обращения вокруг своей звезды – всего 11 земных дней. Но все равно эта новость чрезвычайно взволновала астрономов и охотников за экзопланетами, ведь температурный режим Проксимы b подходит для существования воды в жидком виде, а это – серьезный плюс к возможной обитаемости.
Но есть и недостатки: мы не знаем, имеет ли Проксима b атмосферу, и, учитывая ее близость к Проксима Центавра (ближе, чем Меркурий к Солнцу), она, вероятно, будет подвергаться воздействию выбросов звездной плазмы и радиации. И она так заперта приливными силами, что всегда обращена к звезде одной стороной. Это, конечно, может полностью изменить наши представления о дне и ночи.
И как мы туда попадем?
Это вопрос на 64 триллиона долларов. Даже на максимальной скорости, которую позволяют развить современные технологии, нам придется лететь до Проксимы Б 18 тысяч лет. И высока вероятность, что добравшись до цели мы встретим там… наших потомков в Земли, которые уже колонизировали новую планету и забрали всю славу себе. Поэтому глубокие умы и бездонные карманы ставят себе амбициозную задачу: найти более быстрый способ пересекать огромные расстояния.
Breakthrough Starshot – это космический проект с бюджетом в размере 100 миллионов долларов, он финансируется российским миллиардером Юрием Мильнером. Breakthrough Starshot сосредоточился на создании крошечных беспилотных зондов со световыми парусами, подгоняемых мощным наземным лазером. Идея в том, что космический аппарат достаточно малого веса (едва ли 1 грамм) со световым парусом можно будет регулярно ускорять мощным световым лучом с Земли примерно до скорости в одну пятую от скорости света. Такими темпами нанозонды достигнут Альфа Центавра примерно за 20 лет.
Разработчики проекта Breakthrough Starshot рассчитывают на миниатюризацию всех технологий, ведь крошечный космический зонд должен нести с собой камеру, подруливающие устройства, источник питания, средства связи и навигационное оборудование. Все для того, чтобы по прибытии сообщить: «Смотрите, я здесь. А она совсем не вертится». Миллер надеется, что это сработает и заложит основу для следующего, более сложного этапа межзвездных передвижений: путешествия человека.
А что же варп-двигатели?
Да, в сериале Star Trek это все выглядит очень просто: включил варп-двигатель и полетел быстрее скорости света. Но все, что мы в настоящее время знаем о законах физики, говорит нам: путешествия со скоростью выше скорости света, или даже равной ей, невозможны. Но ученые не сдаются: NASA вдохновилось другим захватывающим двигателем из научной фантастики и запустило проект NASA Evolutionary Xenon Thruster (сокращено NEXT) — ионный двигатель, который сможет ускорять космические корабли до скорости 145 тысяч км/ч, используя лишь одну фракцию топлива для обычной ракеты.
Но даже на таких скоростях мы не сможем улететь далеко от Солнечной системы за одну человеческую жизнь. Пока мы не разберемся, как работать с пространством-временем, межзвездные путешествия будет протекать очень, очень медленно. Возможно, уже пора начать воспринимать то время, которое галактические странники проведут на борту межзвездного корабля, просто как жизнь, а не как поездку на «космическом автобусе» от пункта А к пункту Б.
Как мы выживем в межзвездном путешествии?
Варп-двигатели и ионные моторы – это, конечно, очень круто, но во всем этом будет мало проку, если наши межзвездные странники погибнут от голода, холода, обезвоживания или отсутствия кислорода еще до того, как покинут пределы Солнечной системы. Исследователь Рейчел Армстронг утверждает, что нам пора задумываться о создании настоящей экосистемы для межзвездного человечества.
«Мы переходим от индустриального взгляда к экологическому видению реальности», — заявляет Армстронг.
Армстронг — профессор экспериментальной архитектуры в Университете Ньюкасла в Великобритании — говорит о таком понятии как «worlding»: «Это о пространстве обитания, а не только о дизайне объекта». Сегодня внутри космического корабля или станции все стерильно и выглядит как промышленный объект. Армстронг считает, что вместо этого мы должны подумать об экологической составляющей космических судов: о растениях, которые мы сможем выращивать на борту, и даже о видах почв, которые возьмем с собой. В будущем, как она предполагает, космолеты будут выглядеть как гигантские биомы, полные органической жизни, а не сегодняшние холодные, металлические ящики.
А мы не можем просто проспать всю дорогу?
Криосон и гибернация – это, конечно хорошее решение довольно неприятной проблемы: как сохранить людей живыми во время путешествия, которое длится гораздо дольше, чем сама человеческая жизнь. По крайней мере, в кино так делают. И в мире полно крио-оптимистов: Фонд продления жизни Алькор хранит множество крио-консервированных тел и голов людей, которые надеются, что наши потомки научатся безопасно размораживать людей и избавляться от неизлечимых ныне заболеваний, но в настоящее время таких технологий не существует.
В фильмах типа «Интерстеллар» и в книгах наподобие «Seveneves» Нила Стивенсона озвучивается идея отправить в космос замороженные эмбрионы, которые могли бы пережить даже самый длительный полет, потому что ни есть, ни пить, ни дышать им не нужно. Но это поднимает проблему «курицы и яйца»: кто-то ведь должен ухаживать за этим зарождающимся человечеством в несознательном возрасте.
Так это все реально?
Если вы в состоянии прочитать эту статью, то, вероятно уже слишком стары и не доживете до первого межзвездного полета. Но в долгосрочной перспективе повод для оптимизма есть.
«С самого зарождения человечества мы смотрели на звезды и обращали к ним наши надежды и страхи, тревоги и мечты», — говорит Рэйчел Армстронг.
С запуском новых инженерных проектов, таких как Breakthrough Starshot, «мечта становится реальным экспериментом».
Оригинал статьи
Понравилась статья?
Поделись с друзьями!
Поделиться 0 Поделиться 0 Твитнуть 0Подпишись на еженедельную рассылку
futurist.ru
Привычное невозможное
В 1961 году полет человека в космос стал радостным шоком для всего человечества. Прошло всего 16 лет после Второй мировой войны, начинавшейся на «кукурузниках», а реактивная авиация только-только расправляла крылья. И хотя фантасты (а вместе с ними и главный мечтатель отечественной космонавтики Циолковский) уже давно отправили человека в космос, в массовом сознании даже перелет через океан на самолете был подвигом.
Никто не знал, что ждет человека на орбите.
Юрия Гагарина на всякий случай «защитили» от возможного помешательства специальной инструкцией-кодом для ручного управления кораблем. Идея была такой: если вдруг бездонный космос сведет космонавта с ума, он не сможет ввести сложный код и взять управление кораблем на себя, и полет пройдет полностью в автоматическом режиме — как у Белки со Стрелкой. Воспользоваться им не пришлось, хотя в полете многое пошло не по плану (неправильная орбита, нештатный сход с нее), но через 108 минут Гагарин вернулся на Землю не советским, а всемирным героем.В СССР каждый слетавший в космос автоматически удостаивался высшей награды — звания Героя Советского Союза. После второго полета человек становился дважды Героем, а после третьего получал «всего лишь» высший орден Ленина.
Запуск ракеты-носителя «Союз-ФГ» с пилотируемым кораблем «Союз ТМА-19М» на космодроме Байконур, 15 декабря 2015г. Фото: Сергей Севостьянов/ТАСС К 2016 году в космосе побывало несколько сотен людей, три страны (Россия, США и Китай) имеют собственные технологии вывода человека в космос, работает сложнейшее и самое дорогое в истории сооружение — Международная космическая станция (примерная и не окончательная оценка стоимости — 100 миллиардов евро), и полеты в космос стали считаться обычным делом и едва ли не рутиной. Тем более что некоторые предприниматели, в первую очередь, конечно, эксцентричный Ричард Брэнсон, уже объявили о скором начале новой эры «доступного космического туризма».
Но, тем не менее, и сегодня каждый российский космонавт, побывавший в космосе, становится Героем России. Привычка? Вовсе нет: несмотря на все достижения прогресса, исследование космоса по-прежнему остается очень сложным делом.
Во-первых, это опасно. В космосе побывало чуть более полутысячи человек, и каждый пятидесятый из них погиб. За 55 лет путешествий за пределы Земли на планету не вернулись четыре советских космонавта, 16 астронавтов из США и израильский космонавт. И далеко не все эти смерти пришлись на первые годы освоения космоса: мы все помним катастрофу «Челленджера» в 1986 году и «Колумбии» в 2003-м. К счастью, после этого катастроф не было, но совсем недавно, в 2014 году, были потеряны сразу два транспортных корабля, которые доставляют на МКС грузы, — «Прогресс» и Cygnus. Ракетный старт — это всегда опасно, вне зависимости от того, в какой стране и в какое время он происходит.
Во-вторых, космос очень вреден для здоровья и страшно изматывает физически. Во время длительных, по нескольку месяцев полетов (а сейчас, после завершения программы шаттлов, полеты только такие) людям приходится постоянно заниматься на тренажерах для того, чтобы мышцы не атрофировались в невесомости. Но все равно из костей вымывается кальций, обитатели МКС постоянно находятся в условиях повышенной радиации, и космическая медицина пока не может предсказать и предупредить все потенциально возможные последствия длительного пребывания в космосе.
В-третьих, космические полеты — это сложно. МКС, единственный на сегодня космический конечный пункт, — грандиозное устройство из сотен тысяч деталей размером со стадион и массой почти в 500 тонн. На четырех научных модулях станции (российская «Наука», японский «Кибо», американский «Дестини» и европейский «Коламбус») ежедневно проводится масса научных экспериментов по химии, биологии, растениеводству, генетике, материаловедению, физике, медицине, а жизнеобеспечение всей МКС требует огромного количества знаний и усилий. За все это хозяйство отвечает команда всего из шести человек, а до недавнего времени — и вовсе из трех.
46—47-я длительная экспедиция на МКС: астронавт Европейского космического агентства (ESA) Тимоти Пик, космонавт «Роскосмоса» Юрий Маленченко и астронавт NASA Тимоти Копра (слева направо). Фото: Сергей Севостьянов/ТАССВ-четвертых, космос — это долго. От поступления в отряд космонавтов/астронавтов до первого полета может пройти много лет. При этом, скорее всего, побывать на орбите даже пару раз не получится: россиянин Сергей Крикалев с шестью полетами и американцы Франклин Чанг-Диас и Джерри Росс с семью — скорее исключение. Рекордсмен по количеству дней в космосе — Геннадий Падалка, который провел на МКС 878 дней. То есть максимум, на что может рассчитывать космонавт, — это 2,5 года вне Земли, а ведь готовится к полетам он почти полжизни. При этом свободного времени у космонавта очень мало. Наш соотечественник Юрий Маленченко даже женился, будучи на орбите, благо законы штата Техас, где жила его благоверная, позволяют проводить церемонию без присутствия жениха или невесты.
Так что освоение космического пространства не занудная рутина, а очень сложная, опасная и трудная работа. Особенно важно помнить это, учитывая, что человечество вроде как всерьез решило вернуться на Луну и добраться до Марса.
chrdk.ru
Космический эксперт утверждает, что человек не сможет улететь дальше Марса
Российский ученый Лев Зеленый не верит в возможность дальних космических полетов. Пилотируемые корабли, по его мнению, смогут добраться разве что до Красной планеты, а дальше людям лететь не захочется. Во всем виновата солнечная радиация.
Долгие годы полет человека на Марс считался в обывательской среде едва ли не главной целью освоения космического пространства. Эта цель с каждым годом становится все ближе, но пока что назвать точные сроки высадки земного десанта на поверхность Красной планеты никто не может. Ожидается, что это произойдет в ближайшие три-четыре десятилетия. В то же время человечество всегда мечтало о большем. Когда Марс будет покорен (и на нем будут цвести яблони), люди отправятся дальше. На этом убеждении построена вся космическая фантастика – немаловажный пласт массовой культуры.
Ученые оценивают перспективы дальних космических экспедиций весьма осторожно. Тем не менее никто из них не говорит, что это в принципе невозможно. Однако на днях директор Института космических исследований Российской академии наук Лев Зеленый призвал человечество не тешить себя напрасными иллюзиями. По его мнению, Марс будет конечным пунктом пилотируемых космических полетов. Дальше человек не полетит.
Свой скепсис ученый объясняет тем, что космическая радиация станет для покорителей галактики непреодолимым препятствием. «Человек в нынешнем его виде, выросший не вблизи Чернобыльской АЭС, без генетических изменений, способный жить в поле космической радиации», не сможет продвинуться дальше орбиты Марса, заявил Зеленый. Однако и на этой планете человек продолжительное время находиться не сможет. Чтобы проиллюстрировать этот тезис, ученый припомнил Аэлиту – героиню фантастического романа Алексея Толстого, племя которой, по сюжету, населяло Красную планету. По словам исследователя, она «там долго бы тоже не прожила – умерла бы от лучевой болезни». После полета на Марс у землян «эйфория пропадет», и двигаться вглубь космического пространства им попросту не захочется: уж больно велик будет риск для жизни, уверен Зеленый.
Магнитное поле Земли защищает находящихся на орбите космонавтов от вредоносных лучей. При длительном пребывании человека вдали от родной планеты (а при пилотируемом полете на Марс и дальше это неизбежно) организм будет подвергаться катастрофическому воздействию радиации. Лучи разрушают ДНК, поражают центральную нервную систему и приводят к клеточным мутациям. Чем дальше от Земли, тем сильнее будет подобное воздействие. Защититься от него при современном уровне развития технологий невозможно. Так что предостережения Зеленого не лишены резона.
По прогнозу директора Института космических исследований, разочаровавшись в дальних полетах, космонавтика несколько изменит свои приоритеты. Человечество создаст базу на Луне, высадится на Марсе, а дальше перспективы пилотируемой космонавтики будут исчерпаны, и полеты в космос станут лишь уделом туристов. Космическая наука тем временем займется изучением дальних галактик при помощи автоматических станций. Все это произойдет уже к концу нынешнего столетия, считает россиянин.
Проблему космической радиации идеологи марсианской программы, безусловно, держат в уме. В прошлом году международная группа ученых предложила установить на будущем марсианском корабле несколько спиралевидных сверхпроводящих магнитов, которые помогут минимизировать вред от излучения. Магниты будут отклонять летящие прямо на них заряженные частицы. При компьютерном моделировании этот метод дал позитивные результаты. Осталось лишь рассчитать, насколько энергоемок такой способ защиты и, следовательно, смогут ли воспользоваться им покорители космоса во время реального полета. Дело в том, что условный противорадиационный экран должен быть не только эффективным, но и практически невесомым. Поднимать предметы с поверхности планеты на околоземную орбиту очень тяжело. Поэтому, например, в космосе невозможно закрыться от вредных лучей при помощи воды.
Справиться с излучением ученым помогает и марсоход Curiosity. На нем установлены специальные датчики, которые регистрируют уровень радиации как во время перелета, так и на поверхности планеты. Первые данные свидетельствуют, что радиационный фон на Марсе не так уж и высок – он сопоставим с показателем радиации на Международной космической станции.
Между тем в России примерно в одно время с выступлением Льва Зеленого было объявлено о том, что в ближайшие дни на высшем уровне будет принято решение о производстве сверхтяжелой космической ракеты. Такой летательный аппарат необходим для экспедиции на Марс. Предполагается, что масса российского комплекса составит около 500 тонн – именно такой вес необходим, чтобы четыре человека смогли достигнуть поверхности Красной планеты. Подобные ракеты (правда, меньшего объема) сейчас проектируют и в США. Скорее всего, в конечном счете будет воплощен в жизнь чей-то один проект: российские ученые настаивают на том, что «осваивать дальний космос в одиночку – бесполезно».
Материал опубликован на сайте «Эксперт-Казахстан»
expert.ru
Что мешает межзвездным полетам? - В мечтах о космосе
Ответ потребует большой статьи, хотя на него можно ответить и единственным символом: c.
Скорость света в вакууме, c, равна примерно тремстам тысячам километров в секунду и превысить ее невозможно. Следовательно, нельзя и добраться до звезд быстрее, чем за несколько лет (свет идет 4,243 года до Проксимы Центавра, так что космический корабль не сможет прибыть еще быстрее). Если добавить время на разгон и торможение с более-менее приемлемым для человека ускорением, то получится около десяти лет до ближайшей звезды.
В каких условиях лететь?
И этот срок уже существенное препятствие сам по себе, даже если отвлечься от вопроса «как разогнаться до скорости, близкой к скорости света». Сейчас не существует космических кораблей, которые позволяли экипажу автономно жить в космосе столько времени — космонавтам постоянно привозят свежие припасы с Земли. Обычно разговор о проблемах межзвездных перелетов начинают с более фундаментальных вопросов, но мы начнем с сугубо прикладных проблем.
Даже спустя полвека после полета Гагарина инженеры не смогли создать для космических кораблей стиральную машину и достаточно практичный душ, а рассчитанные на условия невесомости туалеты ломаются на МКС с завидной регулярностью. Перелет хотя бы к Марсу (22 световые минуты вместо 4 световых лет) уже ставит перед конструкторами сантехники нетривиальную задачу: так что для путешествия к звездам потребуется как минимум изобрести космический унитаз с двадцатилетней гарантией и такую же стиральную машину. Воду для стирки, мытья и питья тоже придется либо брать с собой, либо использовать повторно. Равно как и воздух, да и еду тоже необходимо либо запасать, либо выращивать на борту. Эксперименты по созданию замкнутой экосистемы на Земле уже проводились, однако их условия все же сильно отличались от космических хотя бы наличием гравитации. Человечество умеет превращать содержимое ночного горшка в чистую питьевую воду, но в данном случае требуется суметь сделать это в невесомости, с абсолютной надежностью и без грузовика расходных материалов: брать к звездам грузовик катриджей для фильтров слишком накладно.
Стирка носков и защита от кишечных инфекций могут показаться слишком банальными, «нефизическими» ограничениями на межзвездные полеты — однако любой опытный путешественник подтвердит, что «мелочи» вроде неудобной обуви или расстройства желудка от незнакомой пищи в автономной экспедиции могут обернуться угрозой для жизни.
Решение даже элементарных бытовых проблем требует столь же серьезной технологической базы, как и разработка принципиально новых космических двигателей. Если на Земле изношенную прокладку в бачке унитаза можно купить в ближайшем магазине за два рубля, то уже на марсианском корабле нужно предусмотреть либо запас всех подобных деталей, либо трехмерный принтер для производства запчастей из универсального пластикового сырья.
В ВМС США в 2013 году всерьез занялись трехмерной печатью после того, как оценили затраты времени и средств на ремонт боевой техники традиционными методами в полевых условиях. Военные рассудили, что напечатать какую-нибудь редкую прокладку для снятого с производства десять лет назад узла вертолета проще, чем заказать деталь со склада на другом материке.
Один из ближайших соратников Королева, Борис Черток, писал в своих мемуарах «Ракеты и люди» о том, что в определенный момент советская космическая программа столкнулась с нехваткой штепсельных контактов. Надежные соединители для многожильных кабелей пришлось разрабатывать отдельно.
Кроме запчастей для техники, еды, воды и воздуха космонавтам потребуется энергия. Энергия будет нужна двигателю и бортовому оборудованию, так что отдельно придется решить проблему с мощным и надежным ее источником. Солнечные батареи не годятся хотя бы по причине удаленности от светил в полете, радиоизотопные генераторы (они питают «Вояджеры» и «Новые горизонты») не дают требуемой для большого пилотируемого корабля мощности, а полноценные ядерные реакторы для космоса до сих пор делать не научились.
Советская программа по созданию спутников с ядерной энергоустановкой была омрачена международным скандалом после падения аппарата «Космос-954» в Канаде, а также рядом отказов с менее драматичными последствиями; аналогичные работы в США свернули еще раньше. Сейчас созданием космической ядерной энергоустановки намерены заняться в Росатоме и Роскосмосе, но это все-таки установки для ближних перелетов, а не многолетнего пути к другой звездной системе.
Возможно, вместо ядерного реактора в будущих межзвездных кораблях найдут применение токамаки. О том, насколько сложно хотя бы правильно определить параметры термоядерной плазмы, в МФТИ этим летом прочитали целую лекцию для всех желающих. Кстати, проект ITER на Земле успешно продвигается: даже те, кто поступил на первый курс, сегодня имеют все шансы приобщиться к работе над первым экспериментальным термоядерным реактором с положительным энергетическим балансом.
На чем лететь?
Для разгона и торможения межзвездного корабля обычные ракетные двигатели не годятся. Знакомые с курсом механики, который читают в МФТИ в первом семестре, могут самостоятельно рассчитать то, сколько топлива потребуется ракете для набора хотя бы ста тысяч километров в секунду. Для тех, кто еще не знаком с уравнением Циолковского, сразу озвучим результат — масса топливных баков получается существенно выше массы Солнечной системы.
Уменьшить запас топлива можно за счет повышения скорости, с которой двигатель выбрасывает рабочее тело, газ, плазму или что-то еще, вплоть до пучка элементарных частиц. В настоящее время для перелетов автоматических межпланетных станций в пределах Солнечной системы или для коррекции орбиты геостационарных спутников активно используют плазменные и ионные двигатели, но у них есть ряд других недостатков. В частности, все такие двигатели дают слишком малую тягу, ими пока нельзя придать кораблю ускорение в несколько метров на секунду в квадрате.
Проректор МФТИ Олег Горшков — один из признанных экспертов в области плазменных двигателей. Двигатели серии СПД — производят в ОКБ «Факел», это серийные изделия для коррекции орбиты спутников связи.
В 1950-е годы разрабатывался проект двигателя, который бы использовал импульс ядерного взрыва (проект Orion), но и он далек от того, чтобы стать готовым решением для межзвездных полетов. Еще менее проработан проект двигателя, который использует магнитогидродинамический эффект, то есть разгоняется за счет взаимодействия с межзвездной плазмой. Теоретически, космический корабль мог бы «засасывать» плазму внутрь и выбрасывать ее назад с созданием реактивной тяги, но тут возникает еще одна проблема.
Как выжить?
Межзвездная плазма — это прежде всего протоны и ядра гелия, если рассматривать тяжелые частицы. При движении с скоростями порядка сотни тысяч километров в секунду все эти частицы приобретают энергию в мегаэлектронвольты или даже десятки мегаэлектронвольт — столько же, сколько имеют продукты ядерных реакций. Плотность межзвездной среды составляет порядка ста тысяч ионов на кубический метр, а это значит, что за секунду квадратный метр обшивки корабля получит порядка 1013 протонов с энергиями в десятки МэВ.
Один электронвольт, эВ, это та энергия, которую приобретает электрон при пролете от одного электрода до другого с разностью потенциалов в один вольт. Такую энергию имеют кванты света, а кванты ультрафиолета с большей энергией уже способны повредить молекулы ДНК. Излучение или частицы с энергиями в мегаэлектронвольты сопровождает ядерные реакции и, кроме того, само способно их вызывать.
Подобное облучение соответствует поглощенной энергии (в предположении, что вся энергия поглощается обшивкой) в десятки джоулей. Причем эта энергия придет не просто в виде тепла, а может частично уйти на инициацию в материале корабля ядерных реакций с образованием короткоживущих изотопов: проще говоря, обшивка станет радиоактивной.
Часть налетающих протонов и ядер гелия можно отклонять в сторону магнитным полем, от наведенной радиации и вторичного излучения можно защищаться сложной оболочкой из многих слоев, однако эти проблемы тоже пока не имеют решения. Кроме того, принципиальные сложности вида «какой материал в наименьшей степени будет разрушаться при облучении» на стадии обслуживания корабля в полете перейдут в частные проблемы — «как открутить четыре болта на 25 в отсеке с фоном в пятьдесят миллизиверт в час».
Напомним, что при последнем ремонте телескопа «Хаббл» у астронавтов поначалу не получилось открутить четыре болта, которые крепили одну из фотокамер. Посовещавшись с Землей, они заменили ключ с ограничением крутящего момента на обычный и приложили грубую физическую силу. Болты стронулись с места, камеру успешно заменили. Если бы прикипевший болт при этом сорвали, вторая экспедиция обошлась бы в полмиллиарда долларов США. Или вовсе бы не состоялась.
Нет ли обходных путей?
В научной фантастике (часто более фантастической, чем научной) межзвездные перелеты совершаются через «подпространственные туннели». Формально, уравнения Эйнштейна, описывающие геометрию пространства-времени в зависимости от распределенного в этом пространстве-времени массы и энергии, действительно допускают нечто подобное — вот только предполагаемые затраты энергии удручают еще больше, чем оценки количества ракетного топлива для полета к Проксиме Центавра. Мало того, что энергии нужно очень много, так еще и плотность энергии должна быть отрицательной.
Вопрос о том, нельзя ли создать стабильную, большую и энергетически возможную «кротовую нору» — привязан к фундаментальным вопросам об устройстве Вселенной в целом. Одной из нерешенных физических проблем является отсутствие гравитации в так называемой Стандартной модели — теории, описывающей поведение элементарных частиц и три из четырех фундаментальных физических взаимодействий. Абсолютное большинство физиков довольно скептически относится к тому, что в квантовой теории гравитации найдется место для межзвездных «прыжков через гиперпространство», но, строго говоря, попробовать поискать обходной путь для полетов к звездам никто не запрещает.
ru-universe.livejournal.com
Ррраз — и всё! Мусор в Космосе сделает полеты невозможными
Изучение космоса — одно из самых вдохновляющих действий человечества. Выйдя в великое неизвестное Вселенной, мы надеемся расширить наш охват, найти новые ресурсы и формы жизни, решая многие из наших земных проблем. Но выход в космос — это не что-то само собой разумеющееся, ибо волне может стать однажды невозможным. Существует сценарий, называемый синдромом Кесслера , который может привести к прекращению всех исследований космоса и значительно повлиять на нашу повседневную жизнь.В 1978 году ученый НАСА Дональд Дж. Кесслер предположил, что цепная реакция взрыва космического мусора может в конечном итоге сделать космическую деятельность и использование спутников невозможными для многих будущих поколений. Он предсказал, что количество объектов, которые мы продолжаем запускать на низкую околоземную орбиту (НОО), может создать такую плотную среду над Землёй, что неизбежные столкновения могут вызвать эффект домино. Космический мусор и осколки, образующиеся при одном столкновении сделают намного более возможными последующие столкновения. А если число столкновений достигнет определённого уровня, количество образовавшегося космического мусора сможет полностью разрушить орбитальное пространство.То, что подобная ситуация вполне возможна, подтверждает тот факт, что вокруг Земли уже вращаются миллионы микрометеоритов, а также пропасть техногенные мусора. Опасность, создаваемая даже небольшим фрагментом, который перемещается с высокой скоростью, очевидна. Как подсчитано НАСА , 1-сантиметровая «чешуйка краски», движущаяся со скоростью 10 км/сек, может нанести такой же ущерб, как и 250-килограммовый объект, движущийся со скоростью около 10 км/час на Земле. А если размер осколка увеличить до 10 сантиметров, такой снаряд имел бы разрушительную силу, эквивалентную 7 килограммам тротила. Теперь представьте себе тысячи таких объектов, летящих на головокружительных скоростях и врезающихся друг в друга.
Если бы произошла цепная реакция взрывающегося космического мусора, заполняя орбитальную зону такими опасными обломками, космическая программа действительно оказалась бы под угрозой. Путешествие, которое выходит за пределы НОО, как запланированный полёт на Марс, окажется более сложным, но все же не исключено, что возможным.
Что безусловно бы пострадало, оправдайся худшие предсказания Кесслера, так это все службы, которые зависят от спутников. Основные аспекты нашей современной жизни — GPS, телевидение, военные и научные исследования — все это окажется под угрозой.
В 70-х годах у НАСА уже был небольшой инцидент в духе синдрома Кесслера, когда ракеты «Дельта», оставшиеся на орбите, начали взрываться,превращаясь в облака шрапнели. Это побудило астрофизика Кесслера предположить, что возможен момент, когда количество обломков на орбите достигнет критической массы. В этот момент и начнется эффект домино, даже если в космос больше ничего запущено не будет. Цепь взрывов может продолжаться до тех пор, пока орбитальное пространство окажется совершенно непригодным для дальнейшего использования.
По оценке Кесслера, для достижения такого порога потребуется 30-40 лет. НАСА сообщило, что его эксперты предупреждают: мы уже находимся на пороге критической массе на околоземной орбите, которая составляет около 560-620 миль (от 900 до 1000 километров).
Согласно оценкам НАСА, на орбите Земли в настоящее время насчитывается 500 тыс. кусков космического мусора длиной до 10 см, более 21 тыс. единиц мусора более 10 см и более 100 миллионов кусков космического мусора меньше 1 см.
Происшествие 2009 года, получившее название столкновения «Космос-Иридиум», продемонстрировало столкновение в космосе российского и американского спутников связи, что позволило определить вероятный состав созданного его массива мусора. Авария привела к распаду аппаратов на более чем 2000 кусков относительно большого космического мусора.
Несмотря на принятие некоторых мер безопасности, таких как создание сети космического наблюдения, которой управляют военные, огромное количество материала, уже плавающего в космосе, делает вероятность взрыва с последующим эффектом домино вполне возможной.
Посмотрите видео ниже о синдроме Кесслера, в котором участвует сам Дон Кесслер. И вот оригинальная статья Кесслера по этому вопросу под названием «Частота столкновений искусственных спутников: создание пояса мусора».
marafonec.livejournal.com
Международные полеты в космос невозможны без участия России
Интерфакс-АВНМеждународная космическая станция Источник: http://photoshtab.ru/Россия всегда подчеркивала, что она является надежным партнером в сотрудничестве по освоению космического пространства, заявил в четверг на пресс-конференции член правления Объединенной ракетно-космической корпорации (ОРКК) Игорь Буренков."Любой международный полет невозможен без участия России", - подчеркнул он.
Говоря о стартующем 27 марта на МКС 43-м экипаже, из состава которого россиянин Михаил Корниенко и американец Скотт Келли пробудут на орбите около года, И.Буренков отметил, что "предстоящий полет - совместный полет российского космонавта и американского астронавта, что очень символично". "Необходимо продолжать международное сотрудничество в космосе. Без России здесь обойтись невозможно", - подчеркнул он. Ранее сообщалось, что 27 марта с Байконура стартует корабль "Союз ТМА-16М" с российско-американским экипажем - космонавтами Геннадием Падалкой, и Михаилом Корниенко, а также американским астронавтом Скоттом Келли. При этом М.Корниенко и С.Келли отправятся на станцию с годовой миссией. Космонавты давно не работали на орбите более года. Последние такие полеты были осуществлены еще во времена российского орбитального комплекса "Мир", то есть, почти двадцать лет назад. Г.Падалка должен вернуться на Землю спустя полгода после старта. Тем не менее, Г.Падалка в результате полугодового полета станет рекордсменом среди космонавтов и астронавтов мира по общему времени пребывания в космическом пространстве (суммарная продолжительность - около 900 суток) и опередит другого российского космонавта, бывшего начальника Центра подготовки космонавтов Сергея Крикалева, который провел в космосе 803 суток. По словам, начальника ЦПК имени Гагарина Юрия Лончакова, программа годового полета предусматривает 49 экспериментов, из них 21 - по медицинскому направлению, девять по американской программе. М.Корниенко участвует в 21 российском эксперименте и трех американских - совместно. Скотт Келли из 9 российских экспериментов примет участие в пяти. Как ранее сообщили "Интерфаксу-АВН" в космической отрасли, главная проблема при организации продолжительного полета - обеспечение психологической поддержки космонавтов в длительной экспедиции, а также их послеполетная реабилитация. "Сегодня для вернувших после полугодового полета космонавтов предусмотрен реабилитационный период продолжительностью примерно в месяц. Если экспедиция будет длиться год, то космонавтам потребуется более длительный восстановительный отдых", - сказал собеседник агентства. Что касается психологической поддержки, то, по его словам, здесь много зависит от настроя родственников и работы психологов. В качестве дополнительных средств для снятия возможного стресса или депрессии в длительной космической экспедиции психологи рассматривают, в частности, возможность телефонной связи с близкими. Сегодня раз в неделю каждый член экипажа может пообщаться с семьей по видеосвязи. Кроме того, в российском и американском центрах управления полетом всегда есть профессиональные психологи, способные прийти на помощь космонавтам. Чтобы космическая еда "не приелась" участникам длительного полета, меню разрабатывается индивидуально, с учетом пристрастий каждого участника полета. Доставка продуктов осуществляется грузовыми кораблями "Прогресс", которые отправляются к МКС примерно 4 раза в год. С такой же периодичностью "грузовиками" на борт МКС доставляются и комплекты чистой одежды для космонавтов. Собеседник агентства отметил, что основная часть экспериментов, которые планируют провести за год космонавты, связаны с изучением влияния факторов длительного космического полета, в том числе невесомости, на организм человека. Ученые, прежде всего, хотят изучить возможности адаптации человека к длительным перелетам, а также исследовать, смогут ли космонавты, например, после длительного перелета выйти на поверхность той или иной планеты и провести там определенные операции. Ранее также сообщалось, что годовой полет С.Келли и М.Корниенко на Международной космической станции послужит основой для разработки полетов в дальний космос.
in-space.info
