المناظر الطبيعية الباهتة لصحراء المريخ
لا يمكن أن ترسم شروق الشمس البارد
في الهواء الرقيق ، وظلال واضحة
استلقينا على مركبة بعيدة كل البعد الآن.
تحولت ملحمة الفضاء العظيمة في القرن العشرين إلى مهزلة قاسية - سلسلة من المحاولات الخرقاء للهروب من "مهدها" ، وفتحت هاوية سوداء من الفضاء الخالي من الحياة أمام أي شخص. كان الطريق إلى النجوم طريقًا مسدودًا قصيرًا.
الوضع الكئيب في علم الفضاء له عدة تفسيرات بسيطة:
أولاً ، وصلت الصواريخ التي تعمل بالوقود الكيميائي إلى حدودها القصوى. كانت قدراتهم كافية للوصول إلى أقرب الأجرام السماوية ، ولكن هناك حاجة إلى المزيد لاستكشاف النظام الشمسي على نطاق واسع. المحركات الأيونية الشائعة بشكل متزايد غير قادرة أيضًا على حل مشكلة التغلب على مسافات فضائية هائلة. لا يتجاوز دفع المحركات الأيونية الفائقة بضعة أجزاء من نيوتن واحد ، وتستمر الرحلات الجوية بين الكواكب في التمدد لسنوات عديدة.
ملاحظة - نحن نتحدث فقط عن دراسة الكون! في الظروف التي تكون فيها الحمولة 1٪ فقط من كتلة إطلاق الصاروخ ونظام الفضاء ، لا معنى للحديث عن أي تطور صناعي للأجرام السماوية على الإطلاق.
كان استكشاف الفضاء المأهول مخيبًا للآمال بشكل خاص - على عكس الفرضيات الجريئة لكتاب الخيال العلمي في منتصف القرن العشرين ، تبين أن الكون كان بيئة معادية جليدية ، حيث لا أحد سعيد بأشكال الحياة العضوية. الظروف على سطح المريخ - الوحيد من الأجرام السماوية "اللائقة" في هذا الصدد ، يمكن أن تسبب صدمة: الغلاف الجوي ، الذي يتكون من 95٪ من ثاني أكسيد الكربون ، والضغط على السطح يعادل ضغط الأرض. الغلاف الجوي على ارتفاع 40 كيلومترًا. هذه هي النهاية.
الظروف على أسطح الكواكب والأقمار الصناعية الأخرى التي تم فحصها للكواكب العملاقة أسوأ - درجات الحرارة من - 200 إلى +500 درجة مئوية ، والتكوين العدواني للغلاف الجوي ، والضغوط الوحشية ، والجاذبية المنخفضة جدًا أو ، على العكس ، الجاذبية القوية جدًا ، والتكتونية القوية والبركانية نشاط …
تلقت محطة جاليليو بين الكواكب ، بعد أن أكملت مدارًا واحدًا حول المشتري ، جرعة من الإشعاع تعادل 25 جرعة قاتلة للبشر. للسبب نفسه ، فإن المدارات القريبة من الأرض على ارتفاعات تزيد عن 500 كم مغلقة عمليًا للرحلات المأهولة. أعلاه ، تبدأ الأحزمة الإشعاعية ، حيث تشكل الإقامة الطويلة الأمد خطراً على صحة الإنسان.
وحيث يصعب وجود أكثر الآليات ديمومة ، فإن جسم الإنسان الهش ليس لديه ما يفعله.
لكن الكون يغري بحلم عوالم بعيدة ، والشخص غير معتاد على الاستسلام في مواجهة الصعوبات - التأخير المؤقت في الطريق إلى النجوم يعد بأن يكون قصير الأجل. أمامنا العمل الجبار على دراسة وتطوير أقرب الأجرام السماوية - القمر والمريخ ، حيث لا يمكن الاستغناء عن رواد الفضاء المأهول.
مستكشفو المريخ
ربما ستسأل - لماذا كل هذه "الجلبة" الكونية؟ من الواضح تمامًا أن هذه الرحلات الاستكشافية لن تجلب أي فائدة عملية ، ولا تزال التخيلات الجريئة حول التعدين على الكويكبات أو استخراج الهيليوم 3 على القمر على مستوى الافتراضات الجريئة. علاوة على ذلك ، من وجهة نظر اقتصاد وصناعة الأرض ، ليست هناك حاجة لذلك ، وربما لن يظهر قريبًا.
إذن لماذا؟ الجواب بسيط - ربما هذا هو مصير الإنسان. لإنشاء تقنية ذات جمال وتعقيد مذهلين ، وبمساعدتها في استكشاف الفضاء المحيط وإتقانه وتغييره.
لن يتوقف أحد عند هذا الحد. الآن الهدف الرئيسي هو تحديد الأولويات بشكل صحيح لمزيد من العمل. نحن بحاجة إلى أفكار جريئة جديدة ومشاريع مشرقة وطموحة. ماذا ستكون خطواتنا القادمة نحو النجوم؟
في 1 يونيو 2009 ، بمبادرة من وكالة ناسا ، ما يسمى ب. لجنة أوغسطين (سميت على اسم رئيسها - المدير السابق لـ Lokheed Martin Norman Augustine) - لجنة خاصة لاستكشاف الفضاء المأهول الأمريكي ، كانت مهمتها تطوير المزيد من الحلول على مسار اختراق الإنسان للفضاء.
درس اليانكيون بعناية حالة الصواريخ والفضاء ، وقاموا بتحليل المعلومات حول الرحلات الاستكشافية بين الكواكب باستخدام المجسات الآلية ، وأخذوا في الاعتبار الظروف على أسطح أقرب الأجرام السماوية و "فحصوا بدقة" كل سنت تم تخصيصه من الميزانية.
في خريف عام 2009 ، قدمت لجنة أوغسطين تقريرًا مفصلاً عن العمل المنجز وقدمت عددًا من الاستنتاجات البسيطة ، ولكن في نفس الوقت العبقرية تمامًا:
1. الرحلة المأهولة إلى المريخ المتوقعة في المستقبل القريب هي خدعة.
على الرغم من شعبية المشاريع المتعلقة بهبوط رجل على الكوكب الأحمر ، فإن كل هذه الخطط ليست أكثر من خيال علمي. إن رحلة رجل إلى المريخ في الظروف الحديثة أشبه بمحاولة خوض سباق "مائة متر" بأرجل مكسورة.
يجذب المريخ الباحثين بظروف مناخية مناسبة - على الأقل لا توجد درجات حرارة محترقة هنا ، ويمكن تعويض الضغط الجوي المنخفض ببدلة فضائية "عادية". الكوكب ذو حجم طبيعي وجاذبية ومسافة معقولة من الشمس. هنا ، تم العثور على آثار لوجود المياه - رسميًا ، هناك جميع الشروط لهبوط ناجح والعمل على سطح الكوكب الأحمر.
ومع ذلك ، من حيث هبوط المركبات الفضائية ، ربما يكون المريخ هو الخيار الأسوأ لجميع الأجرام السماوية التي تمت دراستها!
الأمر كله يتعلق بقذيفة الغاز الخبيثة التي تحيط بالكوكب. الغلاف الجوي للمريخ مخلخل للغاية - لدرجة أن هبوط المظلة التقليدي أمر مستحيل هنا. في الوقت نفسه ، تكون كثيفة بدرجة كافية لحرق المسبار ، و "القفز" عن غير قصد نحو السطح بسرعة كونية.
يعد الهبوط على سطح المريخ باستخدام محركات الفرملة مهمة صعبة للغاية ومكلفة. لفترة طويلة من الزمن ، "يعلق" الجهاز على المحركات النفاثة في مجال جاذبية المريخ - من المستحيل الاعتماد بشكل كامل على "الهواء" بمساعدة المظلة. كل هذا يؤدي إلى هدر رهيب للوقود.
ولهذا السبب يتم استخدام مخططات غير عادية - على سبيل المثال ، هبط المسبار الكواكب الأوتوماتيكي "باثفايندر" بمساعدة مجموعتين من محركات الفرامل ، وشاشة فرملة أمامية (عازلة للحرارة) ، ومظلة و "وسادة هوائية" قابلة للنفخ - ارتطمت المحطة بالرمل الأحمر بسرعة 100 كم / ساعة ، وارتدت عن السطح عدة مرات ، مثل كرة ، حتى توقفت تمامًا. بالطبع ، مثل هذا المخطط غير قابل للتطبيق تمامًا عند الهبوط في رحلة استكشافية مأهولة.
جلس الفضول بشكل رائع في عام 2012.
أصبحت مركبة المريخ التي تزن 899 كجم (وزنها على المريخ 340 كجم) أثقل المركبات الأرضية التي تم تسليمها إلى سطح المريخ. يبدو أن 899 كجم فقط - ما هي المشاكل التي يمكن أن تنشأ هنا؟ للمقارنة ، كانت كتلة مركبة الهبوط الخاصة بمركبة فوستوك الفضائية 2.5 طن (كانت كتلة السفينة بأكملها التي طار عليها يوري غاغارين 4.7 طن).
مخطط هبوط مختبر علوم المريخ (MSL) ، المعروف باسم روفر كيوريوسيتي
ومع ذلك ، اتضح أن المشاكل كبيرة - من أجل تجنب الأضرار التي لحقت بهيكل ومعدات روفر كيوريوسيتي ، كان عليهم استخدام المخطط الأصلي ، المعروف باسم "رافعة السماء". باختصار ، بدت العملية برمتها على النحو التالي: بعد التباطؤ الشديد في الغلاف الجوي للكوكب ، حلقت المنصة المرفقة بالمركبة الجوالة بها 7.5 متر فوق سطح المريخ.بمساعدة ثلاثة كبلات ، تم إنزال Curiosity بلطف إلى سطح الكوكب - بعد تلقي تأكيد بأن عجلاتها تلامس الأرض ، قطعت العربة الجوالة الكابلات والكابلات الكهربائية بشحنات بايرو ، وانطلقت منصة الجر المعلقة فوقها جانبًا ، مما يؤدي إلى هبوط صعب على بُعد 650 مترًا من العربة الجوالة.
وهذا فقط 899 كجم من الحمولة! إنه لأمر مخيف أن نتخيل الصعوبات التي ستنشأ عند الهبوط على المريخ على متن سفينة تزن 100 طن وعلى متنها اثنان من رواد الفضاء.
يتم تحويل جميع المشكلات المذكورة أعلاه إلى مئات الأطنان الإضافية من "سفينة المريخ". وفقًا للتقديرات الأكثر تحفظًا ، فإن كتلة مرحلة المغادرة في مدار أرضي منخفض ستكون على الأقل 300 طن (تقديرات أقل تفاؤلاً تعطي نتيجة تصل إلى 1500 طن)! مرة أخرى ، ستكون هناك حاجة إلى مركبات إطلاق ثقيلة للغاية ، ستتجاوز أبعادها عدة مرات القمرين Satrun-V و N-1 بحمولة 130 … 140 طنًا.
حتى عند استخدام طريقة التجميع المقطعي لـ "مركبة الفضاء المريخية" من الكتل الصغيرة واستخدام مخطط من سفينتين - وحدة النقل الرئيسية (المأهولة) والأوتوماتيكية مع الالتحام اللاحق في مدار المريخ ، فإن عدد المشكلات الفنية التي لم يتم حلها يتجاوز كل الحدود المعقولة.
في هذه الحالة ، يشبه إرسال شخص إلى المريخ محاولة حل نظرية فيرما الأخيرة دون امتلاك أبسط معرفة بالجبر.
إذن لماذا تعذب نفسك بأوهام غير قابلة للتحقيق؟ أليس من الأسهل البدء في تعلم "المشي بدون عكازات" واكتساب الخبرة اللازمة من خلال حل مهام أبسط قليلاً ، ولكنها ليست أقل سحرًا؟
اكتشف علماء بريطانيون أن الكويكب أبوفيس لا يشكل خطورة على الأرض
توصلت لجنة أوغسطين إلى خطة تسمى المسار المرن ، وهي قصة تستحق مجموعة أفلام هوليوود. معنى هذه النظرية بسيط - لتعلم كيفية القيام برحلات طويلة بين الكواكب من خلال التدريب على …
مقارنة الكويكب إيتوكاوا بمحطة الفضاء الدولية
لا تحتوي شظايا الحجر المتجول على أي غلاف جوي محسوس ، كما أن جاذبيتها المنخفضة تجعل عملية "الالتحام" مشابهة لرسو المكوك بمحطة الفضاء الدولية - خاصة وأن البشرية لديها بالفعل خبرة في "الاتصالات الوثيقة" مع الأجرام السماوية الصغيرة.
لا يتعلق الأمر بـ "نيزك تشيليابينسك" - في نوفمبر 2005 ، قام المسبار الياباني هايابوسا (سابسان) بهبوط مرتين مع امتصاص الغبار على سطح الكويكب إيتوكاوا البالغ ارتفاعه 300 متر (25143). لم يكن كل شيء يسير بسلاسة: تسبب التوهج الشمسي في إتلاف الألواح الشمسية ، وتعطيل برودة الفضاء اثنين من جيروسكوبات المسبار الثلاثة ، وفقد الروبوت الصغير Minerva أثناء الهبوط ، وأخيراً ، اصطدم الجهاز بكويكب ، وأتلف المحرك وفقد اتجاهه. بعد عامين ، تمكن اليابانيون من استعادة السيطرة على المسبار وإعادة تشغيل المحرك الأيوني - في يونيو 2010 ، تم تسليم كبسولة بها جزيئات كويكب إلى الأرض أخيرًا.
يمكن أن تعطي الرحلات إلى الكويكبات عدة نتائج مفيدة في آنٍ واحد:
ستصبح بعض تفاصيل تكوين وتاريخ النظام الشمسي واضحة ، وهذا بحد ذاته له أهمية كبيرة.
ثانيًا ، هو المفتاح لحل المشكلة المطبقة لمنع "تهديد النيزك" - كل التفاصيل في نص فيلم هوليوود الرائد "هرمجدون". لكن في الواقع ، يمكن أن تأخذ الأمور منعطفًا أكثر إثارة للاهتمام:
اليوم الأول. كويكب عملاق يقترب من الأرض. مجموعة من الحفارين الشجعان
ذهب إليه لتركيب شحنة نووية.
ثاني يوم. كويكب عملاق بشحنة نووية يقترب من الأرض.
ثالثا الاستكشاف الجيولوجي. تعتبر الكويكبات ذات أهمية كبيرة كمصادر للمعادن (احتياطيات خام ضخمة ، جاذبية منخفضة وقيمة منخفضة للسرعة الكونية الثانية - تم تبسيط نقل المواد الخام إلى الأرض). هذا من أجل المستقبل.
أخيرًا ، ستوفر مثل هذه البعثات خبرة لا تقدر بثمن في الرحلات المأهولة بين الكواكب.
تقترح ناسا نقاط لاغرانج في نظام الأرض والشمس (المناطق التي يمكن أن يظل فيها الجسم ذو الكتلة الضئيلة ثابتًا في إطار مرجعي دوار مرتبط بجسمين ضخمين) كأهداف ذات أولوية قصوى. من وجهة نظر الميكانيكا السماوية ، فإن الطيران إلى هذه المناطق أسهل من الطيران إلى القمر ، على الرغم من المسافة الأكبر بكثير من الأرض.
تسمى الأهداف التالية الكويكبات القريبة من الأرض لمجموعات آتون وأبولو وما إلى ذلك. - بين مداري الأرض والمريخ. التالي هو أقرب جرم سماوي - القمر. ثم هناك مقترحات لإرسال رحلة استكشافية بدون توقف إلى المريخ - التحليق ودراسة الكوكب من المدار ، ثم الهبوط على القمر الصناعي المريخي فوبوس. وعندها فقط - المريخ!
ستتطلب الرحلات الاستكشافية الجريئة الجديدة إنشاء وسائل تقنية جديدة - يعمل اليانكيز الآن بنشاط في مشروع المركبة الفضائية المأهولة متعددة الأغراض "أوريون".
من المقرر إجراء أول اختبار إطلاق في عام 2014 ، ومن المقرر إطلاق المركبة الفضائية على مسافة 6000 كيلومتر من الأرض - 15 مرة أبعد من مدار محطة الفضاء الدولية. بحلول عام 2017 ، تم التخطيط لإعداد مركبة إطلاق فائقة الثقل SLS لـ Orion ، قادرة على إطلاق ما يصل إلى 70 طنًا من البضائع في المدار المرجعي (في المستقبل - ما يصل إلى 130 طنًا). من المتوقع أن يصل صاروخ Orion + SLS ونظام الفضاء إلى الاستعداد الكامل بحلول عام 2021 - من تلك اللحظة فصاعدًا ، ستصبح البعثات المأهولة خارج مدار الأرض ممكنة.
"الجبار" على أوريت القمر كما قدمه الفنان
كل ما هو جديد قديم منسي. كانت استنتاجات لجنة أوغسطين معروفة جيدًا للمتخصصين المحليين - فليس من قبيل المصادفة أنه بعد التعرف على الغلاف الجوي الخبيث للمريخ ، أعاد برنامج الفضاء السوفيتي توجيه نفسه سريعًا لدراسة فوبوس (عمليات الإطلاق غير الناجحة لـ Phobos-1 و 2 ، 1988) - بعد كل شيء ، فإن الهبوط على قمر صناعي أسهل بكثير من الهبوط على سطح الكوكب الأحمر. في الوقت نفسه ، فإن فوبوس ، من حيث الجيولوجيا ، يكاد يكون ذا أهمية أكبر من المريخ نفسه. إن Phobos-Grunt البغيضة و Phobos-Grunt-2 الواعدة كلها روابط في نفس السلسلة.
في الوقت الحاضر ، يميل العلماء الروس أيضًا إلى الاعتقاد بأنه من المفيد دراسة الأجرام السماوية الصغيرة. لا يوجد حديث عن الرحلات الاستكشافية المأهولة حتى الآن ، تعمل Roscosmos على إمكانية إرسال مجسات تلقائية إلى القمر (Luna-Glob ، Luna-Resource ، الإطلاق المخطط التالي هو عام 2015) ، بالإضافة إلى تنفيذ Laplace-P الرائع البعثة. في الحالة الأخيرة ، من المخطط أن يهبط المسبار على سطح جانيميد ، أحد الأقمار الصناعية الجليدية لكوكب المشتري.
تسببت الرسالة حول الإرسال المخطط لمسبار روسي إلى الكواكب الخارجية للنظام الشمسي في موجة من النكات الكاوية بأسلوب "فوبوس جرونت" ، "كوكب المشتري هدف مثالي ، وسوف يموت 5 مليارات أخرى إلى الأبد في الأعماق. من الفضاء "" الخيار "لابلاس-بوبوفكين" …
ومع ذلك ، على الرغم من كل التعقيد والغموض الظاهر في المهمة القادمة ، فإن هبوط محطة أوتوماتيكية على سطح جانيميد لن يكون أكثر صعوبة من سطح المريخ.
بالطبع ، لا تزال الرحلات الجوية المأهولة إلى نقاط لاغرانج والتحقيقات الآلية بالقرب من كوكب المشتري أفضل من الأحلام الزائفة حول كيفية "ازدهار أشجار التفاح على سطح المريخ". الشيء الرئيسي هو عدم الاسترخاء فيما حققته. حتى بعد أن هبطت على سطح كويكب ، لا ينبغي لنا أن ننغمس في الأحلام الجميلة حول كيف أن علمنا كلي القدرة قادر الآن على إزاحة أي جرم سماوي من المدار وجعلنا أسياد الفضاء القريب.
لا يمكن لـ "Captains of Heaven" سد حفرة صغيرة في قاع المحيط لعدة أشهر - من السهل تخيل ما ينتظرنا في حالة اجتماع مع نيزك Tunguska التالي.
مسبار الكواكب التلقائي هايابوسا
مركبة فضائية متعددة الأغراض "أوريون"
الوزن 25 طن. الحجم الداخلي للسكن - 9 متر مكعب. متر (للمقارنة - الحجم الصالح للسكن للمركبة الفضائية سويوز هو 3.85 متر مكعب). الطاقم - ما يصل إلى 6 أشخاص. يفترض الاستخدام القابل لإعادة الاستخدام للعناصر الهيكلية الرئيسية.
مركبة الإطلاق الثقيلة الفائقة SLS ، المشروع
