Kosmoseuuringute tulevik on punane

Inimkonda on alati paelunud kosmos: suur tühjus, mis on puutumatu ja minevikus kättesaamatu. Kunagi arvasime, et me ei tõsta kunagi jalga Kuule; see oli lihtsalt meie haardeulatusest väljas ja juba mõte Marsile maandumisest oli naeruväärne.

Alates NSV Liidu esimesest kokkupuutest Kuuga 1959. aastal ja NASA Apollo 8 missioonist 1968. aastal on inimkonna isu kosmoseseikluste järele kasvanud. Oleme saatnud veesõidukeid kaugele oma päikesesüsteemi, maandunud planeetidele, mis olid kunagi kättesaamatud, ja oleme vaadanud tähtedevahelisi objekte miljardeid valgusaastaid eemal.

Selleks pidime oma tehnoloogilised ja füüsilised võimalused viima piirini; vajasime uusi leiutisi ja uusi algatusi, et hoida inimkonda tipptasemel, jätkata uurimist ja laiendada oma teadmisi universumist. See, mida me tulevikuks peame, läheneb olevikule.

JÄRGMISED mehitatud MISSIOONID

2013. aasta aprillis otsis Hollandis asuv organisatsioon Mars One valmis kandidaate, kes asuksid ohtlikule missioonile: ühesuunalisele reisile Punasele planeedile. Enam kui 200,000 XNUMX vabatahtlikuga on ütlematagi selge, et nad leidsid ekskursioonile piisavalt osalejaid.

Ekspeditsioon lahkuks Maalt 2018. aastal ja jõuaks Marsile umbes 500 päeva hiljem; selle missiooni eesmärk on rajada koloonia aastaks 2025. Mõned Mars Onesi partnerid on Lockheed Martin, Surry Satellite Technology Ltd., SpaceX ja teised. Neile anti lepingud Marsi maanduri, andmesideühenduse satelliidi väljatöötamiseks ning vahendite pakkumiseks sinna jõudmiseks ja koloonia rajamiseks.

Kasuliku lasti orbiidile ja seejärel Marsile viimiseks on vaja mitut raketti; need koormad hõlmavad satelliite, kulgureid, lasti ja loomulikult inimesi. Plaan on kasutada missioonil SpaceX-i Falcon Heavy raketti.

Marsi transiitsõiduk koosneb kahest etapist, maandumismoodulist ja transiidi elupaigast. Missiooni jaoks mõeldud maandumiskapsel on Dragoni kapsli variant, mis on jällegi SpaceX-i disainiga. Maanduril on elu toetavad üksused, mis toodavad elanikele energiat, vett ja hingavat õhku. Samuti asuvad seal toidu, päikesepaneelide, varuosade, muude erinevate komponentide, täispuhutavate eluruumide ja inimeste varustusüksused.

Meeskonna ette saadetakse kaks kulgurit. Üks uurib Marsi pinda, et otsida elama asumist, transportida suurt riistvara ja aidata üldmontaažil. Teine kulgur kannab haagist maandumiskapsli transportimiseks. Äärmusliku temperatuuri, õhukese, mittehingava atmosfääri ja pinnal leviva päikesekiirguse vastu võitlemiseks kasutavad asukad pinnal kõndides Marsi ülikondi.

NASA plaanib samuti astuda Punasele planeedile, kuid nende missioon on kavandatud 2030. aasta paiku. Nad kavatsevad saata kuuekümnest inimesest koosneva rühma, mis esindab enam kui 30 valitsusasutust, tööstust, akadeemilist institutsiooni ja muud organisatsiooni.

Selle missiooni teostatavus nõuab rahvusvahelist ja erasektori toetust. rääkis Marsi Seltsi tegevdirektor Chris Carberry Space.com: "Selleks, et see oleks teostatav ja taskukohane, on teil vaja jätkusuutlikku eelarvet. Teil on vaja järjepidevat eelarvet, mida saate aastast aastasse ennustada ja mida järgmisel halduskorral ei tühistata.

Tehnoloogia, mida nad kavatsevad selle missiooni jaoks kasutada, hõlmab nende kosmosekäivitussüsteemi (SLS) ja nende Orioni süvakosmose meeskonnakapslit. 2013. aasta detsembris toimunud Marsi seminaril leppisid NASA, Boeing, Orbital Sciences Corp. ja teised kokku kokkulepped selle kohta, mida missioon peaks saavutama ja kuidas nad seda teevad.

Need lepingud hõlmavad seda, et Marsi uurimine inimestega on tehnoloogiliselt teostatav aastaks 2030, et Marss peaks olema järgmise kahekümne kuni kolmekümne aasta jooksul inimeste kosmoselendude põhifookuses, ning nendega tehti kindlaks, et rahvusvahelise kosmosejaama (ISS) kasutamine, sealhulgas rahvusvahelised partnerlused, on nende süvakosmose missioonide jaoks hädavajalik.

NASA usub endiselt, et nad vajavad enne Punasele planeedile teele asumist rohkem teavet; selleks valmistudes saadavad nad enne inimeste planeedile saatmist 2020. aastatel kulgurid lähtemissioonidele. Eksperdid pole missiooni pikkuses kindlad ja otsustavad selle 2030. aasta käivitamiskuupäevale lähenedes.

Mars One ja NASA pole ainsad organisatsioonid, kes Marsil silma peal hoiavad. Teised tahaksid Marsile minna, näiteks Inspiration Mars, Elon Musk ja Mars Direct.

Inspiratsioon Mars tahab õhku lasta kaks inimest, eelistatavalt abielupaari. Paar läheb millalgi 2018. aasta jaanuaris möödalennule Marsist, kuhu nad kavatsevad sama aasta augustis jõuda 160 kilomeetri kaugusele.

SpaceXi asutaja Elon Musk unistab inimkonna muutmisest mitme planeediga liigiks. Ta kavatseb minna Marsile korduvkasutatava raketi kaudu, mille toiteallikaks on vedel hapnik ja metaan. Plaan on alustada umbes kümne inimese paigutamisega planeedile, millest lõpuks kasvab isemajandav asula, kus elab umbes 80,000 XNUMX inimest. Muski sõnul on korduvkasutatav rakett kogu missiooni võti.

Mars Direct, mille 1990. aastatel asutas Marsi Seltsi juht Robert Zubrin, väidab, et kulude vähendamiseks on vaja "maalt elama" lähenemist. Ta kavatseb seda teha hapniku ja kütuse tootmisega, tõmmates atmosfäärist välja materjali kütuse jaoks, kasutades pinnast vee hankimiseks ja ressursse ehitamiseks: kõik see töötab tuumareaktorist. Zubrin nendib, et asula muutub aja jooksul isemajandavaks.

NASA LENDAV taldrik

29. juunil 2014 käivitas NASA oma uue madala tihedusega üleheliaeglusti (LDSD) oma esimesel katselennul. See veesõiduk on mõeldud potentsiaalseteks missioonideks Marsile lähitulevikus. Seda katsetati Maa ülemises atmosfääris, et katsetada, kuidas veesõiduk ja selle ülehelikiirusega täispuhutav aerodünaamiline aeglusti (SIAD) ja LDSD süsteemid Marsi keskkonnas toimiksid.

Taldrikukujulisel veesõidukil on kaks paari ühekordselt kasutatavaid tõukejõude, mis seda pöörlevad, ning üks tahkisrakett veesõiduki keskosa all, et seda edasi lükata. Katselennul tõstis suur teadusõhupall veesõiduki kõrgusele. 120,000 XNUMX jala kõrgusel.

Kui laev jõudis õigele kõrgusele, aktiveerusid tõukurid seda pöörlema, suurendades selle stabiilsust. Samal ajal kiirendas veesõiduki all olnud rakett sõidukit. Kui saavutati õige kiirendus ja kõrgus – 4 Machi ja 180,000 XNUMX jalga –, lülitus rakett välja ja teine ​​vastassuunas suunatud tõukurite komplekt süttis, et veesõiduk pöörlema ​​hakata.

Sel hetkel võeti kasutusele SIAD-süsteem, veesõiduki ümber olev täispuhutav rõngas laienes, tõstes veesõiduki läbimõõdu 20 jalalt 26 jalale ja aeglustades seda 2.5 Machini (Kramer, 2014). NASA inseneride sõnul läks SIAD-süsteem kasutusele ootuspäraselt ja veesõidukit häiris minimaalselt. Järgmine samm oli ülehelikiirusega langevarju kasutuselevõtt, mida kasutatakse veesõiduki maandumise aeglustamiseks.

Selleks a balluut kasutati langevarju käivitamiseks kiirusega 200 jalga sekundis. Seejärel lõigati pall vabaks ja langevari vabastati hoiukonteinerist. Langevari hakkas rebenema kohe pärast vabastamist; madal atmosfäär osutus langevarju jaoks liiga paljuks ja rebis selle laiali.

LDSD juhtivuurija Ian Clark ütles, et "[nad] said olulise ülevaate langevarjude inflatsiooni põhifüüsikast. Me kirjutame sõna otseses mõttes ümber kiirlangevarjuoperatsioone käsitlevaid raamatuid ja teeme seda aasta enne tähtaega,” pressikonverentsil.

Isegi langevarju rikke korral peavad selle taga olevad insenerid katset siiski edukaks, kuna see andis neile võimaluse näha, kuidas langevari sellises keskkonnas toimib ja valmistaks neid paremini ette tulevasteks katseteks.

LASERIGA MARSI ROVER

Tänu nende Curiosity Marsi kulguri jätkuvale edule on NASA kavandanud teise kulguri. See kulgur põhineb peamiselt Curiosity disainil, kuid uue kulguri põhirõhk on maaradaril ja laseritel.

Uus kulgur näeb välja ja toimib sarnaselt Curiosityga; sellel on 6 ratast, see kaalub ühe tonni ja maandub rakettmootoriga taevakraana abil. Peamine erinevus nende kahe vahel on see, et uuel kulguril on Curiosity kümnele instrumentile seitse.

Uue kulguri mastis on MastCam-Z, stereoskoopiline kaamera, millel on suumimise võimalus, ja SuperCam: Curiosity ChemCami täiustatud versioon. See tulistab lasereid, et määrata kivimite keemiline koostis kaugelt.

Kulguri käel on röntgenikiirte litokeemia planetaarne instrument (PIXL); see on röntgenfluorestsentsspektromeeter, millel on kõrge eraldusvõimega pildistaja. See võimaldab teadlastel kivimaterjalide kohta üksikasjalikke uuringuid teha.

Lisaks PIXL-ile on uuel kulguril nn Scanning Habitable Environments with Raman and Luminescence for Organics and Chemicals (SHERLOC). See on spektrofotomeeter kivimite ja potentsiaalselt tuvastatud orgaaniliste ainete üksikasjalikuks uurimiseks.

Kulguri korpuses on Marsi keskkonnadünaamika analüsaator (MEDA), mis on kõrgtehnoloogiline ilmajaam, ja radarkaamerad Marsi subsurface Exploration (RIMFAX) jaoks, mis on maapinda läbiv radar.

Marsi hapniku ISRU – in situ ressursside kasutamise katse (MOXIE) testib, kas süsinikdioksiidirikkast Marsi atmosfäärist saab hapnikku toota. Viimane instrument on sisendpuur, mida kasutatakse proovide kogumiseks; proove hoitakse kas kulguris või maapinnal kindlas kohas.

Uut kulgurit kasutatakse 2020. aastatel Marsi missioonil eesmärgiga tuvastada kivimid, millel võib olla parim võimalus saada tõendeid Marsi varasema elu kohta. Kulgur järgib rada, mille Curiosity läks Marsile maandudes, et kontrollida kohta, mille Curiosity tuvastas võinud elu toetada.

Uus kulgur suudab otsida biosignatuure, vahemällu salvestada näidiseid koos võimalusega Maale naasta ja edendada NASA eesmärki viia inimesed Marsile. Kui kulgur ei saa ise Maale tagasi tulla, on astronaudidel võimalik proovid hiljem kätte saada; pitseeritult võivad proovid kesta kuni kakskümmend aastat alates kogumisest.