Изследването на космоса е нашето бъдеще. космически кораб на бъдещето

Dragon (SpaceX Dragon) е частният транспортен космически кораб на SpaceX, разработен по поръчка на НАСА, предназначен да доставя и връща полезни товари и в бъдеще хора до Международната космическа станция.
Корабът Dragon се разработва в няколко модификации: товарен, пилотиран Dragon v2 (екипаж до 7 души), товарно-пътнически (екипаж 4 души + 2,5 тона товар), максималната маса на кораба с товар на МКС може да бъде 7,5 тона, също модификация за автономни полети (DragonLab).

На 29 май 2014 г. компанията представи пилотирана версия на многократното превозно средство Dragon, което ще позволи на екипажа не само да стигне до МКС, но и да се върне на Земята с пълен контрол на процедурата по кацане. Седем астронавти могат да бъдат едновременно в капсулата на Дракона. За разлика от товарната версия, тя може да се скачва самостоятелно с МКС, без да използва манипулатора на станцията. Главни стронавти и контролен панел. Посочва се също, че спускащата се капсула ще бъде многократна, първият безпилотен полет е насрочен за 2015 г., пилотиран - за 2016 г.
През юли 2011 г. стана известно, че изследователският център Ames разработва концепцията за изследователската мисия Red Dragon Martian с помощта на ракетата-носител Falcon Heavy и капсулата SpaceX Dragon.

КОСМИЧЕСКИ КОРАБАЛ ДВА

SpaceShipTwo (SS2) е частен пилотиран суборбитален космически кораб за многократна употреба. Той е част от програмата Tier One, основана от Пол Алън и се основава на успешния проект SpaceShipOne.
Устройството ще бъде доставено на височина на изстрелване (около 20 км) с помощта на самолета White Knight Two (WK2). Максималната височина на полета е 135-140 км (според информация на BBC) или 160-320 км (според интервю с Бърт Рутан), което ще увеличи времето за безтегловност до 6 минути. Максималното претоварване е 6 g. Всички полети са планирани да започват и завършват на едно и също летище в Мохаве, Калифорния. Първоначалната очаквана цена на билета е 200 000 долара. Първият тестов полет се проведе през март 2010 г. Планирани са около сто тестови полета. Началото на търговската експлоатация е не по-рано от 2015 г.

МЕЧТАТЕЛ

Dream Chaser е пилотиран космически кораб за многократна употреба, разработван от американска компания SpaceDev. Корабът е проектиран да доставя товари и екипажи до 7 души до ниска земна орбита.
През януари 2014 г. беше обявено, че изстрелването на първия безпилотен тестов орбитален полет е насрочено за 1 ноември 2016 г.; ако тестовата програма бъде завършена успешно, първият пилотиран полет ще се осъществи през 2017 г.
Dream Chaser ще бъде изстрелян в космоса върху ракета-носител Atlas-5. Кацане - хоризонтално, самолет. Предполага се, че е възможно не само за планиране, подобно на корабите космически совалки, но и за самостоятелен полет и кацане на всякакви писти с дължина най-малко 2,5 км. Корпусът на апарата е изработен от композитни материали, с керамична термозащита, екипажът е от двама до седем души.

НОВ ШЕПАРД

Проектиран за използване в космическия туризъм, New Shepard е ракета-носител за многократна употреба от Blue Origin, която ще има възможности за вертикално излитане и кацане. Blue Origin е компания, собственост на основателя и бизнесмен на Amazon.com Джеф Безос. New Shepard ще започне да пътува до подорбитални височини и в допълнение ще провежда експерименти в космоса, след което ще извършва вертикални кацания за захранване и ще възстанови и използва повторно превозното средство.
Космическият кораб за многократна употреба New Shepard е способен на вертикално излитане и кацане.
В съответствие с идеята на разработчиците, New Shepard може да се използва за доставяне на хора и оборудване в космоса на суборбитална височина от около 100 км над морското равнище. На такава височина могат да се провеждат експерименти в условия на микрогравитация. Отбелязва се, че космическият кораб може да побере до трима членове на екипажа на борда. След вертикалния старт на апарата, двигателното отделение (заема около 3/4 от целия апарат, разположено в долната част) работи 2,5 минути. Освен това двигателното отделение е отделено от пилотската кабина и прави независимо вертикално кацане. Кабината с екипажа, след завършване на цялата планирана работа в орбита, може да кацне самостоятелно, планира се да се използват парашути за нейното спускане и кацане.

ORION MPCV

Orion, MPCV е многофункционален частично използваем пилотиран космически кораб на Съединените щати, разработен от средата на 2000-те като част от програмата Constellation. Целта на тази програма беше да върне американците на Луната, а космическият кораб „Орион“ имаше за цел да достави хора и товари до Международната космическа станция и за полети до Луната, както и до Марс в бъдеще.
Първоначално тестовият полет на космическия кораб беше насрочен за 2013 г., първият пилотиран полет с екипаж от двама астронавти беше планиран за 2014 г., началото на полетите до Луната - за 2019-2020 г. В края на 2011 г. се предполагаше, че първият полет без астронавти ще се осъществи през 2014 г., а първият пилотиран през 2017 г. През декември 2013 г. бяха обявени планове за първия безпилотен тестов полет (EFT-1) с помощта на Delta 4 през септември 2014 г., първото безпилотно изстрелване с помощта на SLS носача е насрочено за 2017 г. През март 2014 г. първият безпилотен тестов полет (EFT-1), използващ носителя Delta 4, беше пренасрочен за декември 2014 г.
На космическия кораб „Орион“ в космоса ще бъдат изстреляни както товари, така и астронавти. Когато лети до МКС, екипажът на Орион може да включва до 6 астронавти. Предвижда се изпращането на четирима астронавти в експедиция до Луната. Космическият кораб „Орион“ трябваше да осигури доставката на хора до Луната за дълъг престой на нея, за да се подготви допълнително пилотиран полет до Марс.

МАРКА НА РИСА

Основната цел на Lynx Mark I ще бъде туризъм. Излитайки хоризонтално от конвенционално летище, машината ще се изкачи до 42 километра, поддържайки скорост, удвоена от скоростта на звука. След това двигателите ще изключат, но Lynx Mark I ще се издигне на още 19 километра по инерция. В самия пик на диапазона от височини, достъпни за кораба, той ще изпита приблизително четири минути безтегловност, след което ще влезе отново в атмосферата и, като планира, ще кацне на летището. Максималната g-сила по време на спускане ще бъде 4 g. Целият полет ще отнеме не повече от половин час. В същото време ракетата е замислена за интензивна работа: четири полета на ден с поддръжка след всеки 40 полета (10 дни полети).
От гледна точка на космическия туризъм, устройството разполага с редица неоспорими предимства, основната от които е не твърде високата му скорост както при изкачване, така и при слизане. Това ви позволява да направите топлозащитната обвивка надеждна, но не и за еднократна употреба, като SpaceX Dragon.
Като се има предвид, че цената на двуместен орбитален самолет, според обещанията на компанията, няма да надвишава 10 милиона долара, с четири полета на ден, устройството бързо ще се изплати. След това ще бъдат създадени по-амбициозните Lynx Mark II и III, с орбитална височина на полета от 100 километра, способни да носят товар до 650 килограма.

CST-100

CST-100 (от английския Crew Space Transportation) е пилотиран транспортен космически кораб, разработен от Boeing. Това е космическият дебют на Boeing като част от спонсорираната и финансирана от НАСА програма за развитие на търговски пилотирани космически кораби.
Носовият обтекател CST-100 ще се използва за увеличаване на въздушния поток на капсулата, а след излизането от атмосферата тя ще бъде отделена. Зад панела има докинг порт за скачване с МКС и вероятно други орбитални станции. За управление на устройството са предназначени 3 двойки двигатели: два отстрани за маневриране, два основни, които създават основната тяга и две допълнителни. Капсулата е оборудвана с два илюминатора: преден и страничен. CST-100 се състои от два модула: инструментално-агрегатно отделение и модул за спускане. Последният е предназначен да осигури нормалното съществуване на астронавтите на борда на апарата и да съхранява товарите, докато първият включва всички необходими системи за управление на полета и ще бъде отделен от спускащия се апарат, преди да влезе в атмосферата.
В бъдеще устройството ще се използва за доставка на товари и екипаж. CST-100 ще може да носи екип от 7 души. Предполага се, че устройството ще достави екипажа до Международната космическа станция и орбиталния космически комплекс Bigelow (Bigelow Aerospace Orbital Space Complex). Срокът в скачено състояние с МКС е до 6 месеца.
CST-100 е проектиран за сравнително кратки пътувания. "100" в името на кораба означава 100 км или 62 мили (ниска околоземна орбита).
Една от характеристиките на CST-100 са допълнителни орбитални маневриращи възможности: ако горивото в системата, разделяща капсулата и ракетата-носител, не се използва (в случай на неуспешно изстрелване), то може да се изразходва в орбита.
Предвижда се повторно използване на капсулата за спускане до 10 пъти.
Връщането на капсулата на Земята ще бъде осигурено от термозащита за еднократна употреба, парашути и надуваеми възглавници (за крайния етап на кацане).
През май 2014 г. първото безпилотно тестово изстрелване на CST-100 беше обявено през януари 2017 г. Първият орбитален полет на пилотиран космически кораб с двама астронавти е насрочен за средата на 2017 г. По време на изстрелванията ще се използва ракетата-носител Атлас-5. Също така не е изключено и скачване с МКС.

ППТС -ПТК НП

Проспективната пилотирана транспортна система (PPTS) и пилотираната транспортна машина от ново поколение (PTK NP) са временни официални имена за проектите на руската ракета-носител и многоцелевия пилотиран космически кораб за частично използване.
Под тези временни официални именаОбхванати са руски проекти, представени от ракета-носител и многоцелеви пилотиран космически кораб, който е частично използваем. Именно той в бъдеще ще трябва да замени пилотираните кораби, представени от серията "Союз", както и автоматичните товарни кораби от програмата "Прогрес".
Създаването на СПС е обусловено от определени държавни цели и задачи. Сред тях е фактът, че корабът ще трябва да гарантира националната сигурност, да бъде технологично независим, да позволява на държавата да има безпрепятствен достъп до космоса, да лети в лунна орбита и да каца там.
Екипажът може да се състои от максимум шест души, а ако това е полет до Луната, тогава не повече от четирима. Доставеният товар може да достигне 500 кг тегло, същото количество може да бъде и масата на върнатия товар.
Извеждането на кораба в орбита ще бъде извършено с помощта на новата ракета-носител "Амур".
Що се отнася до двигателното отделение на спускащото се превозно средство, то предвижда използването само на екологично чисти горивни компоненти, включително - етаноли газообразен кислород. Вътре в двигателното отделение могат да се поберат до 8 тона гориво.
Очаква се територията на площадките за кацане да бъде разположена в южната част на Русия. Кацането на спускащото се превозно средство ще се извърши с три парашута. За това ще допринесе и реактивната система за меко кацане. Преди това разработчиците се придържаха към идеята за използване на напълно реактивна система, която да включва резервни парашути за онези ситуации, когато двигателите се окажат дефектни.

Човечеството изследва космическото пространство с пилотирани космически кораби повече от половин век. Уви, през това време, образно казано, не отплава далеч. Ако сравним Вселената с океана, ние просто се разхождаме по ръба на прибоя, дълбоко до глезена във вода. Веднъж обаче решихме да поплуваме малко по-навътре (лунната програма Аполон) и оттогава живеем в спомени за това събитие като най-високо постижение.

Досега космическите кораби са служили предимно като превозни средства за доставка до и от Земята. Максималната продължителност на автономен полет, постижима от многократната космическа совалка, е само 30 дни и дори тогава теоретично. Но може би космическите кораби на бъдещето ще станат много по-съвършени и гъвкави?

Вече лунните експедиции на Аполо ясно показаха, че изискванията към бъдещите космически кораби могат да бъдат поразително различни от задачите за "космическите таксита". Лунната кабина на Аполо имаше много малко общо с модерните кораби и не беше проектирана да лети в планетарна атмосфера. Някаква представа за това как ще изглеждат космическите кораби на бъдещето, снимките на американски астронавти дават повече от ясно.

Най-сериозният фактор, който възпрепятства епизодичното човешко изследване на Слънчевата система, да не говорим за организирането на научни бази на планетите и техните спътници, е радиацията. Проблеми възникват дори при лунни мисии с продължителност най-много седмица. А едногодишният и половина полет до Марс, който сякаш ще се осъществи, се избутва все повече и повече. Автоматизираните изследвания показват, че е смъртоносен за хората по целия маршрут на междупланетен полет. Така космическият кораб на бъдещето неминуемо ще придобие сериозна антирадиационна защита в комбинация със специални биомедицински мерки за екипажа.

Ясно е, че колкото по-скоро стигне до местоназначението си, толкова по-добре. Но за бърз полет се нуждаете от мощни двигатели. А за тях от своя страна високоефективно гориво, което не би заемало много място. Следователно химическите двигатели ще отстъпят място на ядрените в близко бъдеще. Ако учените успеят да укротят антиматерията, т.е. да превърнат масата в светлинно излъчване, космическите кораби на бъдещето ще спечелят В този случай ще говоримвече за постигане на релативистки скорости и междузвездни експедиции.

Друга сериозна пречка за развитието на Вселената от човека ще бъде дългосрочното поддържане на живота му. Само за един ден човешкото тялоконсумира много кислород, вода и храна, отделя твърди и течни отпадъци, издишва въглероден диоксид. Безсмислено е да вземете пълен запас от кислород и храна със себе си на борда поради огромното им тегло. Проблемът се решава с бордова затворена, но досега всички експерименти по тази тема не са успешни. А без затворен LSS космическите кораби на бъдещето, летящи през космоса с години, са немислими; снимки на художници, разбира се, удивляват въображението, но не отразяват реалното състояние на нещата.

Така че всички проекти на космически кораби и звездни кораби са все още далеч истинско въплъщение. И човечеството ще трябва да се примири с изучаването на Вселената от астронавти под прикритие и получаване на информация от автоматични сонди. Но това, разбира се, е временно. Астронавтиката не стои на едно място и косвените знаци показват, че в тази област на човешката дейност назрява голям пробив. Така че може би космическите кораби на бъдещето ще бъдат построени и ще направят първите си полети през 21-ви век.

През 2011 г. Съединените щати се оказаха без космически превозни средства, способни да доставят човек в ниска околоземна орбита. Сега американските инженери проектират още нови пилотирани космически коработ всякога, с частни компании, водещи, което означава, че изследването на космоса ще стане много по-евтино. В тази статия ще говорим за седем проектирани устройства и ако поне някои от тези проекти оживеят, ще настъпи нова златна ера в пилотираната астронавтика.

Тип: обитаема капсула Създател: Space Exploration Technologies / Илон Мъск
Дата на стартиране: 2015 г
Дестинация: полети до орбита (до МКС)
Шансове за успех: много добри

Когато Илон Мъск основа своята компания Space Exploration Technologies, или SpaceX, през 2002 г., скептиците не виждаха никакви перспективи в това. Въпреки това до 2010 г. стартирането му става първото частно предприятие, което успява да повтори това, което дотогава е било епархия на държавата. Ракета Falcon 9 изведе в орбита безпилотна капсула Dragon.

Следващата стъпка в пътуването на Мъск в космоса е разработването на превозно средство Dragon за многократна употреба, способно да превозва хора на борда. Той ще носи името DragonRider и е предназначен за полети до МКС. Използвайки иновативен подход както в дизайна, така и в експлоатацията, SpaceX твърди, че превозът на пътници ще струва само 20 милиона долара на пътническо място (место за пътник в руския Союз днес струва на Съединените щати 63 милиона долара).

Пътят към пилотираната капсула

Подобрен интериор

Капсулата ще бъде оборудвана за екипаж от седем души. Вече вътре в безпилотната версия земното налягане се поддържа, така че няма да е трудно да го адаптирате за оставане на хора.

По-широки илюминатори

Чрез тях астронавтите ще могат да наблюдават процеса на скачване с МКС. При бъдещи модификации на капсулата – с възможност за кацане върху реактивен поток – ще се изисква още по-широк изглед.

Допълнителни двигатели, развиващи 54 тона тяга за аварийно изкачване в орбита в случай на повреда на ракета-носител.

Dream Chaser - Потомък на космическата совалка

Тип: ракетно изстрелян космически самолет Създател: Sierra Nevada Space Systems
Планирано изстрелване в орбита: 2017 г
Предназначение: орбитални полети
Шансове за успех: добри

Разбира се, космическите самолети имат определени предимства. За разлика от конвенционалната пътническа капсула, която, падайки през атмосферата, може само леко да коригира траекторията, совалките са в състояние да извършват маневри по време на спускане и дори да променят летището на местоназначението. Освен това те могат да бъдат използвани повторно след кратък сервиз. Авариите на две американски совалки обаче показаха, че космическите самолети в никакъв случай не са идеално средство за орбитални експедиции. Първо, превозването на товари на същите превозни средства като екипажите е скъпо, защото с помощта на чисто товарен кораб можете да спестите от системи за сигурност и животоподдържане.

Второ, закрепването на совалката отстрани на ускорителите и резервоара за гориво увеличава риска от повреда от случайно падане на елементи на тези конструкции, което е причинило смъртта на совалката Columbia. Въпреки това, Sierra Nevada Space Systems се кълне, че ще може да избели репутацията на орбиталния космически самолет. За да направи това, тя има Dream Chaser - крилато превозно средство за доставка на екипажи до космическата станция. Компанията вече се бори за договори на НАСА. Дизайнът на Dream Chaser се отърва от основните недостатъци, характерни за старите космически совалки. Първо, сега те възнамеряват да превозват товари и екипажи поотделно. И второ, сега корабът ще бъде монтиран не отстрани, а отгоре на ракетата-носител Atlas V. В същото време ще бъдат запазени всички предимства на совалките.

Суборбиталните полети на апарата са насрочени за 2015 г., а две години по-късно той ще бъде изведен в орбита.

Как е вътре?

На това устройство седем души могат да отидат в космоса наведнъж. Корабът излита на върха на ракетата.

На дадено място той се отделя от носителя и след това може да акостира към докинг порта на космическата станция.

Dream Chaser никога не е летял в космоса все още, но вече е готов, поне за писти. Освен това той беше свален от хеликоптери, тествайки аеродинамичните възможности на кораба.

New Shepard - Тайният кораб на Amazon

Тип: обитаема капсула Създател: Blue Origin / Джеф Безос
Дата на стартиране: неизвестна
Шансове за успех: добри

Джеф Безос, 49-годишният основател на Amazon.com и милиардер с визия за бъдещето, изпълнява тайни планове за изследване на космоса повече от десетилетие. От нетната си стойност от 25 милиарда долара Безос вече е инвестирал много милиони в смело начинание, наречено Blue Origin. Неговият кораб ще излети от експериментална стартова площадка, построена (с одобрението на FAA, разбира се) в отдалечен ъгъл на Западен Тексас.

През 2011 г. компанията пусна кадри, показващи конусообразната ракетна система New Shepard, която се подготвя за тестване. Той излита вертикално на височина от сто и половина метра, виси там за известно време и след това плавно пада на земята с помощта на реактивна струя. Според проекта в бъдеще ракетата-носител ще може, след като изхвърли капсулата на суборбитална височина, самостоятелно да се върне на космодрума със собствен двигател. Това е много по-икономична схема от улавянето на използваната сцена в океана след спускане.

След като интернет предприемачът Джеф Безос основа своята космическа компания през 2000 г., той запази самото й съществуване в тайна в продължение на три години. Компанията изстрелва своите експериментални превозни средства (като капсулата на снимката) от частен космодрум в Западен Тексас.

Системата се състои от две части.

Капсула на екипажа, която поддържа нормално Атмосферно налягане, отделя се от носача и лети на височина 100 км. Марселинният двигател позволява на ракетата да направи вертикално кацане близо до стартовата площадка. След това самата капсула се връща на земята с помощта на парашут.

Ракетата-носител повдига апарата от стартовата площадка.

SpaceShipTwo - Пионер в туристическия бизнес

Тип: космически кораб с въздушно изстрелване от самолет-носител Създаден от: Virgin Galactic /
Ричард Брансън
Дата на стартиране: планирано за 2014 г
Предназначение: суборбитални полети
Шансове за успех: много добри

Първият от превозните средства SpaceShipTwo по време на тестов планиращ полет. В бъдеще ще бъдат построени още четири от същия апарат, който ще започне да превозва туристи. Вече 600 души са се записали за полета, включително известни личности като Джъстин Бийбър, Аштън Къчър и Леонардо ди Каприо.

Построен от известния дизайнер Бърт Рутан в сътрудничество с магната Ричард Брансън, собственик на Virgin Group, корабът положи основата за бъдещето на космическия туризъм. Защо не хвърлите всички в космоса? Новата версия на това устройство ще може да побере шестима туристи и двама пилоти. Пътуването в космоса ще се състои от две части. Първо, кулата на самолета WhiteKnightTwo (дължината й е 18 м, а размахът на крилата й е 42) ще издигне апарата SpaceShipTwo на височина от 15 км.

Тогава ракетата ще се отдели от самолета носител, ще стартира собствените си двигатели и ще се взриви в космоса. На височина от 108 км пътниците ще преценят перфектно кривината земна повърхност, и ведрото излъчване на земната атмосфера - и всичко това на фона на черни космически дълбини. Билет на стойност четвърт милион долара ще позволи на пътуващите да се насладят на безтегловност, но само за четири минути.

Вдъхновение Марс - Целувка над Червената планета

Тип: междупланетен транспорт Създател: Inspiration Mars Foundation / Денис Тито
Дата на стартиране: 2018 г
Дестинация: полет до Марс
Шансове за успех: съмнителни

Меден месец (с продължителност една година и половина) в междупланетна експедиция? Фондът Inspiration Mars, управляван от бивш инженер на НАСА, специалист по инвестиции и първи космически турист Денис Тито, иска да предложи тази възможност на избрана двойка. Групата на Тито очаква да се възползва от подреждането на планетите, което ще се случи през 2018 г. (това се случва веднъж на всеки 15 години). „Парад“ ще позволи летене от Земята до Марс и връщане по траектория на свободно връщане, тоест без изгаряне на допълнително гориво. Следващата година Inspiration Mars ще започне да приема заявки за 501-дневна експедиция.

Корабът ще трябва да лети на разстояние 150 км от повърхността на Марс. За да участвате в полета, трябва да изберете брачна двойка - вероятно младоженци (важен въпрос психологическа съвместимост). "Фондация Inspiration Mars Foundation изчислява, че ще трябва да бъдат събрани 1-2 милиарда долара. Ние полагаме основите за неща, които преди изглеждаха просто немислими, като например да отидем на други планети", казва Марко Касерес, ръководител на космическите изследвания в Teal Group.

Тип: космически самолет, способен да излита самостоятелно Създател: XCOR Aerospace
Планирана дата на стартиране: 2014 г
Предназначение: суборбитални полети
Шансове за успех: доста добри

Базираната в Калифорния XCOR Aerospace (с централа в Мохаве) вярва, че държат ключа към най-евтините суборбитални полети. Компанията вече продава билети за своя 9-метров Lynx, който побира само двама пътника. Билетите струват 95 000 долара.

За разлика от други космически самолети и пътнически капсули, Lynx не се нуждае от ускорител, за да отиде в космоса. Чрез стартиране на специално проектирани за този проект реактивни двигатели(ще горят керосин с течен кислород), Lynx ще излети от пистата в хоризонтална посока, както прави обикновен самолет, и само след като се ускори, ще се издигне стръмно по космическата си траектория. Първият тестов полет на устройството може да се проведе през следващите месеци.

Излитане: Космическият самолет се ускорява по пистата.

Изкачване: След достигане на Мах 2,9 се изкачва стръмно.

Цел: Приблизително 3 минути след излитане двигателите се изключват. Самолетът следва параболична траектория, докато лети през суборбиталното пространство.

Връщане към плътните слоеве на атмосферата и кацане.

Устройството постепенно се забавя, изрязвайки кръгове в низходяща спирала.

Орион - Пътническа капсула за голяма компания

Тип: пилотиран космически кораб за междузвездно пътуване
Създател: НАСА/Конгресът на САЩ
Дата на стартиране: 2021-2025

НАСА вече е отстъпила полети до ниска орбита на Земята без съжаление на частни компании, но агенцията все още не е изоставила претенциите си за дълбокия космос. До планетите и астероидите, може би, многоцелевият обитаем апарат Orion ще лети. Той ще се състои от капсула, скачена с модул, който от своя страна ще съдържа електроцентрала със захранване с гориво, както и жилищно отделение. Първият тестов полет на капсулата ще се проведе през 2014 г. Тя ще бъде изстреляна в космоса от ракета-носител Delta с дължина 70 м. След това капсулата трябва да се върне в атмосферата и да кацне във водите на Тихия океан.

За експедиции на дълги разстояния, за които се готви „Орион“, явно ще бъде построена и нова ракета. Съоръженията на НАСА в Хънтсвил, Алабама, вече работят върху нова 98-метрова ракета Space Launch System. Това свръхтежко превозно средство трябва да е готово до момента (и ако) астронавтите на НАСА ще летят до Луната, до някакъв астероид или дори по-далеч. „Все по-често мислим за Марс“, казва Дан Дъмбахер, директор на отдела за инженерство на проучвателните системи на НАСА, „като наша основна цел“. Вярно е, че някои критици казват, че подобни твърдения са малко прекомерни. Проектираната система е толкова огромна, че НАСА ще може да я използва не повече от веднъж на две години, тъй като едно изстрелване ще струва 6 милиарда долара.

Кога човекът ще стъпи на астероид?

През 2025 г. НАСА планира да изпрати астронавти в космическия кораб Орион до един от астероидите, разположени близо до Земята - 1999AO10. Пътуването трябва да отнеме пет месеца.

Стартиране: Орион с четиричленен екипаж ще излети от Кейп Канаверал, Флорида.

Полет: След пет дни полет, Орион, използвайки силата на гравитацията на Луната, ще направи завой около нея и ще се отправи към 1999AO10.

Среща: астронавтите ще летят до астероида два месеца след изстрелването. Те ще прекарат две седмици на повърхността му, но истинско кацане не може да се говори, тъй като тази космическа скала има твърде малка гравитация. По-скоро членовете на екипажа просто ще прикрепят своя кораб към повърхността на астероида и ще събират минерални проби.

Връщане: Тъй като астероидът 1999AO10 постепенно се приближава до Земята през цялото това време, връщането ще бъде малко по-кратко. Веднъж в земната орбита, капсулата ще се отдели от кораба и ще се пръсне в океана.

15 юни 2014 г

Всички ние сме виждали голямо разнообразие от космически станции и космически градове много пъти в научнофантастичните филми. Но всички те са нереалистични. Брайън Верстиг от Spacehabs разработва концепции, базирани на реални научни принципи космически станцииче един ден всъщност ще бъде възможно да се построи. Една такава селищна станция е Kalpana One. По-точно, подобрена, модерна версия на концепцията, разработена през 70-те години на миналия век. Kalpana One е цилиндрична конструкция с радиус 250 метра и дължина 325 метра. Приблизително ниво на населението: 3000 жители.

Нека да разгледаме по-отблизо този град...

Снимка 2.

„The Kalpana One Space Settlement е резултат от изследване на много реалните граници на структурата и формата на огромни космически селища. От края на 60-те и до 80-те години на миналия век човечеството е погълнало идеята за онези форми и размери на възможните космически станции на бъдещето, които през цялото това време се показват в научнофантастични филми и в различни картини. Въпреки това, много от тези форми имаха някои конструктивни недостатъци, в резултат на което в действителност такива конструкции биха страдали от недостатъчна стабилност по време на въртене в космически условия. Други форми не са използвали ефективно съотношението на структурната и защитната маса, за да създадат обитаеми зони“, казва Верстиг.

Снимка 3.

„При търсене на форма, която да създаде жилищна и обитаема зона под въздействието на претоварвания и да има необходимата защитна маса, се установи, че продълговата форма на станцията ще бъде най-подходящият избор. Поради големия размер и дизайна на такава станция, ще са необходими много малко усилия или настройка, за да не се колебае."

Снимка 4.

„При същия радиус от 250 метра и дълбочина от 325 метра станцията ще прави две пълни обороти около себе си в минута и създава усещането, че човек, намирайки се в нея, ще изпита същото чувство, както ако е в условията на земната гравитация. И това е много важен аспект, тъй като гравитацията ще ни позволи да живеем по-дълго в космоса, защото нашите кости и мускули ще се развиват по същия начин, както биха се развили на Земята. Тъй като такива станции в бъдеще може да стане постоянно мястоза обитаване на хората е много важно да се създадат условия за тях, които са възможно най-близки до условията на нашата планета. Направете го така, че хората не само да работят върху него, но и да се отпуснат. И се отпуснете с украшения.

Снимка 5.

„Въпреки че физиката на удрянето или хвърлянето, да речем, на топка ще бъде много различна в такава среда от земята, станцията определено ще предлага голямо разнообразие от спортни (и не само) дейности и забавления.”

Снимка 6.

Брайън Верстиг е концептуален дизайнер, фокусиран върху работата на бъдещите технологии и изследване на космоса. Той е работил с редица частни космически компании, както и печатни медии, за да демонстрира концепции за това какво ще използва човечеството в бъдеще, за да завладее космоса. Проектът Kalpana One е една такава концепция.

Снимка 7.

Снимка 8.

Снимка 9.

Снимка 10.

Снимка 11.

И ето още няколко стари концепции:

Научна база на Луната. Концепцията от 1959 г

Изображение: сп. Младежка техника, 1965/10

Концепция за тороидална колония

Изображение: Дон Дейвис/НАСА/Изследователски център на Еймс

Разработено от аерокосмическата агенция НАСА през 70-те години на миналия век. Както беше планирано, колонията щеше да бъде предназначена за живота на 10 000 души. Самият дизайн беше модулен и позволяваше свързването на нови отделения. Би било възможно да се движите в тях със специален транспорт, наречен МРАВКИ.

Изображение и представяне: Don Davis/NASA/Ames Research Center

Сфери Бернал

Изображение: Дон Дейвис/НАСА/Изследователски център на Еймс

Друга концепция е разработена в изследователския център на НАСА Еймс през 70-те години на миналия век. Население: 10 000. Основната идея зад сферата на Бернал е сферичните жилищни помещения. Населената зона се намира в центъра на сферата, заобиколена е от зони за земеделско и селскостопанско производство. Слънчевата светлина се използва като осветление за жилищни и селскостопански площи, която се пренасочва към тях чрез система от слънчеви огледални масиви. Остатъчна топлина, отделена в космоса специални панели. Заводите и доковете за космически кораби са разположени в специална дълга тръба в центъра на сферата.

Изображение: Rick Guides/NASA/Ames Research Center

Изображение: Rick Guides /NASA/Ames Research Center

Концепцията за цилиндрична колония, разработена през 70-те години на миналия век

Изображение: Rick Guides/NASA/Ames Research Center

Проектиран за население от над един милион души. Идеята на концепцията принадлежи на американския физик Джерард К. Онейл.

Изображение: Дон Дейвис/НАСА/Изследователски център на Еймс

Изображение и презентация: Rick Guides/NASA/Ames Research Center

1975 г Поглед отвътре на колонията, идеята за концепцията принадлежи на Oneil. На терасите, които са монтирани на всяко ниво на колонията, са разположени земеделски сектори с различни видове зеленчуци и растения. Светлина за реколтата се осигурява от огледала, които отразяват слънчевите лъчи.

Изображение: НАСА/Ames Research Center

Изображение: сп. Младежка техника, 1977/4

Огромни орбитални ферми като тази на снимката ще произвеждат достатъчно храна за космическите заселници

Изображение: Делта, 1980/1

Минна колония на астероид

Изображение: Делта, 1980/1

Тороидална космическа колония на бъдещето. 1982 г

Концепция за космическа база. 1984 г

Изображение: Les Bosinas/NASA/Glenn Research Center

Концепция за лунна основа. 1989 г

Изображение: НАСА/JSC

Концепцията за многофункционална марсианска база. 1991 г

Изображение: НАСА/Glenn Research Center

1995 г луна

Естественият спътник на Земята изглежда е чудесно място за тестване на оборудване и подготовка на хората за мисии до Марс.

Специалните гравитационни условия на Луната ще бъдат отлично място за спортни състезания.

Изображение: Пат Роулингс/НАСА

1997 г Добивът на лед в тъмните кратери на южния лунен полюс отваря възможности за човешка експанзия в Слънчевата система. На това уникално място хората от космическата колония, захранвана със слънчева енергия, ще произвеждат гориво за изпращане на космически кораби от лунната повърхност. Водата от потенциални източници на лед, или реголит, ще тече вътре в клетките на купола и ще предотврати излагането на вредна радиация.

Изображение: Пат Роулингс/НАСА

Отварящ скрийнсейвър на поредицата "Космос": схематично представяне на разпространението на човечеството в слънчева система

Подготвих кратка статия за списание Popular Mechanics – прогноза за развитието на космонавтиката. Материалът "5 сценария на бъдещето" (No4, 2016) включваше само малка част от статията - само един абзац :) Публикувам пълната версия!

Част първа: Близко бъдеще - 2020-2030

В началото на новото десетилетие хората ще се върнат в лунното пространство като част от програмата на НАСА Гъвкава пътека. За това ще помогне новата американска свръхтежка ракета Space Launch System (SLS), първото изстрелване на която е насрочено за 2018 г. Полезният товар е 70 тона на първия етап, до 130 тона на следващите. Да припомня, че руският Протон е с полезен товар едва 22 т, новият Ангара-А5 е около 24 т. Държавният космически кораб „Орион“ също се строи в САЩ.

SLS
Източник: НАСА

Американските частни търговци ще осигурят доставката на астронавти и товари до МКС. Първоначално два кораба - Dragon V2 и CST-100, след това други ще настигнат (евентуално крилати - например Dream Chaser, не само в товарна, но и в пътническа версия).

МКС ще работи най-малко до 2024 г. (евентуално по-дълго, особено в руския сегмент).

Тогава НАСА ще обяви конкурс за нова околоземна база, в която Bigelow Aerospace вероятно ще спечели с проект за станция с надуваеми модули.

До края на 2020 г. е възможно да се предвиди присъствието в орбита на няколко частни пилотирани орбитални станции за различни цели (от туризъм до орбитално сглобяване на спътници).

С използването на тежка ракета (с товароносимост малко повече от 50 тона, понякога класифицирана като супер тежка) Falcon Heavy и Dragon V2, направени от Илон Мъск, туристическите полети до орбита около Луната са доста вероятни - не просто прелитане, а именно работа в лунна орбита - по-близо до средата на 2020-те.

Освен това, по-близо до средата на края на 2020-те, конкуренция от НАСА вероятно ще създаде лунен транспортна инфраструктура(частни експедиции и частна лунна база). Според последните оценки частните търговци ще се нуждаят от около 10 милиарда долара държавно финансиране, за да се върнат на Луната в обозримо (по-малко от 10 години) време.

Оформление на лунната база частна компания Bigelow Aerospace
Източник: Bigelow Aerospace

Така "Гъвкавият път" отвежда НАСА до Марс (експедиция до Фобос - в началото на 30-те, до повърхността на Марс - само през 40-те, ако няма мощен ускоряващ импулс от обществото), и ниска околоземна орбита и дори на Луната ще бъде даден частен бизнес.

Освен това ще бъдат пуснати в експлоатация нови телескопи, които ще позволят не само намирането на десетки хиляди екзопланети, но и измерването на спектрите на атмосферите на най-близката от тях чрез директно наблюдение. Бих си позволил да предположа, че преди 30-та година ще бъдат получени доказателства за съществуването на извънземен живот (кислородна атмосфера, инфрачервени сигнатури на растителността и т.н.) и отново ще възникне въпросът за Големия филтър и парадокса на Ферми.

Ще има нови полети на сонди до астероиди, газови гиганти (до луната на Юпитер Европа, до луните на Сатурн Титан и Енцелад, както и до Уран или Нептун), ще се появят първите частни междупланетни сонди (Луна, Венера, вероятно Марс с астероиди ).

Говоренето за извличане на ресурси на астроиди до 30-та година ще остане приказка. Освен ако частните търговци не провеждат малки технологични експерименти заедно с държавните агенции.

Туристическите суборбитални системи ще започнат да летят масово - стотици хора ще посетят ръба на космоса.

Китай ще построи своята многомодулна орбитална станция в началото на 20-те години на миналия век, а до средата до края на десетилетието ще извърши пилотиран полет около Луната. Той също така ще изстреля много междупланетни сонди (например китайския роувър), но няма да излезе начело в астронавтиката. Въпреки че ще бъде на трето или четвърто място - точно зад САЩ и големите частни търговци.

Русия в най-добрия случай ще запази "прагматично пространство" - комуникации, навигация, дистанционно наблюдение на Земята, както и съветското наследство в изследването на космоса с хора. Космонавтите на "Союз" ще летят до руския сегмент на МКС, а след като САЩ се оттеглят от проекта, руският сегмент вероятно ще образува отделна станция - много по-малка от съветската "Мир" и дори по-малка от китайската. Но това е достатъчно, за да спаси индустрията. Дори по отношение на ракетите-носители Русия ще падне на 3-4 място. Но това ще бъде достатъчно за изпълнение на задачи от национално икономическо значение. При лош сценарий, след приключване на експлоатацията на МКС, пилотираното направление в космонавтиката в Русия ще бъде напълно затворено, а при най-оптимистичния сценарий ще бъде обявена лунна програма с реална (а не в средата на 2030 г. ) срокове и ясен контрол, което ще позволи още в средата на 2020- x да кацне на Луната. Но такъв сценарий, уви, е малко вероятен.

Нови държави ще се присъединят към клуба на космическите сили, включително няколко държави с пилотирани програми - Индия, Иран, дори Северна Корея. И това да не говорим за частните фирми: до края на десетилетието ще има много пилотирани орбитални частни превозни средства - но едва ли повече от дузина.

Много малки фирми ще създадат свои собствени свръхлеки и леки ракети. Освен това някои от тях постепенно ще увеличат полезния товар - и ще преминат в средни и дори тежки класове.

Принципно нови ракети-носители няма да се появят, хората ще летят на ракети, но повторното използване на първите степени или спасяването на двигатели ще стане норма. Вероятно ще се провеждат експерименти с аерокосмически системи за многократна употреба, нови горива, конструкции. Възможно е до края на 20-те години да бъде построен едноетапен носител за многократна употреба, който да започне да лети.

Част втора: Трансформацията на човечеството в космическа цивилизация - от 2030 г. до края на 21-ви век

Има много бази на Луната, както публични, така и частни. Естественият спътник на Земята се използва като ресурсна база (енергия, лед, различни компоненти на реголита), експериментална и научна изпитателна площадка, където се тестват космическите технологии за полети на дълги разстояния, инфрачервени телескопи се поставят в сенчести кратери и радио телескопите са разположени на обратната страна.

Луната е включена в земната икономика - енергията на лунните електроцентрали (полета слънчеви панелии слънчеви концентратори, изградени от местни ресурси) се предава както на космически влекачи в околоземното пространство, така и на Земята. Решен е проблемът с доставката на материя от повърхността на Луната до ниската околоземна орбита (спиране в атмосферата и улавяне). Лунният водород и кислород се използват в лунните и околоземните бензиностанции. Разбира се, всичко това са само първите експерименти, но частните фирми вече печелят от тях. Досега хелий-3 се е добивал само в малки количества за експерименти, свързани с термоядрени ракетни двигатели.

На Марс - научна станция-колония. Съвместен проект на "частни търговци" (главно Илон Мъск) и щати (главно САЩ). Хората имат възможност да се върнат на Земята, но мнозина отлитат в новия свят завинаги. Първите експерименти за възможното тераформиране на планетата. На Фобос - база за претоварване на тежки междупланетни космически кораби.

марсианска база
Източник: Брайън Верстиг

В цялата Слънчева система има много сонди, чиято цел е да се подготвят за развитие, да търсят ресурси. Полети на високоскоростни устройства с ядрени задвижващи системи в пояса на Кайпер до наскоро открития газов гигант - деветата планета. Роувъри на Меркурий, балони, плаващи, летящи сонди на Венера, изследване на спътници на планети-гиганти (например подводници в моретата на Титан).

Разпределените мрежи от космически телескопи правят възможно заснемането на екзопланети чрез директно наблюдение и дори картографиране на планети (с много ниска разделителна способност) около близките звезди. Големи автоматични обсерватории са изпратени във фокуса на гравитационната леща на Слънцето.

Разгърнати са и работят едностепенни ракети-носители за многократна употреба, на Луната активно се използват неракетни методи за доставка на товари - механични и електромагнитни катапулти.

Има много летящи туристически космически станции. Има няколко станции - научни институти с изкуствена гравитация (торус станция).

Тежките пилотирани междупланетни космически кораби не само достигнаха до Марс и осигуриха разполагането на колониална база на Червената планета, но също така активно изследват астероидния пояс. Изпратени са много експедиции до околоземни астероиди, извършена е експедиция в орбитата на Венера. Започна подготовката за разполагане на изследователски бази около планетите гиганти Юпитер и Сатурн. Може би планетите-гиганти ще бъдат целта на първия тестов полет на междупланетно превозно средство с термоядрен двигател с магнитно плазмено удържане.

Пускане на метеорологичен балон на Титан