Майбутнє дослідження космосу червоне

Людство завжди захоплювалося космосом: величезною порожнечею, недоторканою і в минулому недосяжною. Колись ми думали, що ніколи не ступимо на Місяць; це було просто поза межами нашої розуміння, і сама думка про висадку на Марсі була смішною.

Після першого контакту СРСР з Місяцем у 1959 році та місії НАСА «Аполлон-8» у 1968 році, бажання людства до космічних пригод зросло. Ми відправляли кораблі далеко в нашу сонячну систему, приземлялися на колись недоступних планетах і спостерігали міжзоряні об’єкти за мільярди світлових років від нас.

Для цього нам довелося довести наші технологічні та фізичні можливості до межі; нам потрібні були нові винаходи та нові ініціативи, щоб утримувати людство на передньому краї, продовжувати досліджувати та розширювати наші знання про Всесвіт. Те, що ми вважаємо майбутнім, все ближче стає сьогоденням.

НАСТУПНІ ПІЛОТОВАНІ МІСІЇ

У квітні 2013 року нідерландська організація Mars One шукала бажаючих, які б вирушили на небезпечну місію: подорож на Червону планету в один бік. Маючи понад 200,000 XNUMX волонтерів, годі й казати, що вони знайшли достатньо учасників для екскурсії.

Експедиція залишить Землю в 2018 році і прибуде на Марс приблизно через 500 днів; Метою цієї місії є заснування колонії до 2025 року. Деякі з партнерів Mars Ones — Lockheed Martin, Surry Satellite Technology Ltd., SpaceX, а також інші. Їм дали контракти на розробку марсіанського посадкового модуля, супутника передачі даних, а також на забезпечення способу дістатися туди та заснувати колонію.

Кілька ракет знадобляться, щоб вивести корисні вантажі на орбіту, а потім на Марс; ці корисні вантажі включають супутники, марсоходи, вантаж і, звичайно, людей. Для цієї місії планується використовувати ракету Falcon Heavy від SpaceX.

Марсіанський транзитний корабель складатиметься з двох ступенів: посадкового модуля та транзитного місця проживання. Посадкова капсула, яка розглядається для місії, є варіантом капсули Dragon, знову ж таки розробленої SpaceX. На посадковому модулі будуть пристрої життєзабезпечення, які вироблятимуть енергію, воду та повітря для дихання мешканців. Тут також розмістяться блоки постачання з продуктами харчування, сонячні батареї, запчастини, інші різні компоненти, надувні житлові блоки та люди.

Попереду екіпажу буде відправлено два марсоходи. Один досліджуватиме марсіанську поверхню, щоб знайти місце для поселення, транспортувати велике обладнання та допомагати в загальному збиранні. Другий марсохід перевозитиме трейлер для транспортування посадкової капсули. Для боротьби з екстремальною температурою, розрідженою, непридатною для дихання атмосферою та сонячним випромінюванням на поверхні поселенці використовуватимуть марсіанські костюми під час прогулянок по поверхні.

У NASA також є плани ступити на Червону планету, але їхня місія запланована приблизно на 2030 рік. Вони планують надіслати групу з шістдесяти людей, які представляють понад 30 державних органів, галузей промисловості, наукових установ та інших організацій.

Здійсненність цієї місії потребує підтримки міжнародної та приватної промисловості. Про це заявив виконавчий директор Mars Society Кріс Карберрі Space.com: «Щоб зробити це здійсненним і доступним, вам потрібен стабільний бюджет. Вам потрібен послідовний бюджет, який можна передбачити з року в рік і який не буде скасовано наступною адміністрацією».

Технологія, яку вони планують використовувати для цієї місії, включає систему космічного запуску (SLS) і капсулу для екіпажу глибокого космосу Orion. На семінарі Mars Workshop у грудні 2013 року NASA, Boeing, Orbital Sciences Corp. та інші домовилися про те, чого має досягнути місія та як вони будуть це робити.

Ці угоди передбачають те, що дослідження Марса людиною є технологічно можливим до 2030 року, що Марс має бути головним напрямком для польотів людини в космос протягом наступних двадцяти-тридцяти років, і вони встановили, що використання Міжнародної космічної станції (МКС), включаючи міжнародне партнерство, є необхідні для цих місій у глибокому космосі.

NASA все ще вважає, що їм потрібна додаткова інформація перед тим, як відправитися на Червону планету; щоб підготуватися до цього, вони збираються відправити марсоходи в місії попередників у 2020-х роках, перш ніж відправити людей на планету. Експерти не впевнені щодо тривалості місії та вирішать це, коли ми наближатимемося до дати запуску в 2030-х роках.

Mars One і NASA не єдині організації, які придивилися до Марса. Інші хотіли б побувати на Марсі, наприклад Inspiration Mars, Ілон Маск і Mars Direct.

Inspiration Mars хоче запустити двох людей, бажано сімейну пару. Десь у січні 2018 року пара пролетить повз Марс, де планує наблизитися до 160 кілометрів у серпні того ж року.

Засновник SpaceX Ілон Маск мріє перетворити людство на багатопланетний вид. Він планує відправитися на Марс за допомогою багаторазової ракети, яка працює на рідкому кисні та метані. План полягає в тому, щоб почати з розміщення приблизно десяти людей на планеті, яка згодом переросте в самодостатнє поселення з приблизно 80,000 XNUMX людей. За словами Маска, багаторазова ракета є ключем до всієї місії.

Mars Direct, який вперше був заснований у 1990-х роках головою Mars Society Робертом Зубріним, стверджує, що для зниження витрат потрібен підхід «живий за межами землі». Він планує зробити це, виробляючи кисень і паливо, витягуючи матеріал для палива з атмосфери, використовуючи ґрунт для отримання води та ресурси для будівництва: все це витікає з ядерного реактора. Зубрін заявляє, що з часом населений пункт вийде на самоокупність.

ЛІТАЮЧА ТАРІЛКА НАСА

29 червня 2014 року NASA запустило свій новий корабель Low-Density Supersonic Decelerator (LDSD) у свій перший випробувальний політ. Цей корабель призначений для потенційних місій на Марс у найближчому майбутньому. Він був випробуваний у верхніх шарах атмосфери Землі, щоб експериментувати, як корабель і його системи надувного надувного аеродинамічного сповільнювача (SIAD) і LDSD будуть працювати в марсіанському середовищі.

Корабель у формі блюдця має дві пари одноразових двигунів, які обертають його, а також одну твердотільну ракету під серединою корабля, щоб рухати його. Для випробувального польоту велика наукова повітряна куля підняла апарат до висоті 120,000 XNUMX футів.

Коли корабель досяг правильної висоти, двигуни активувалися, щоб обертати його, підвищуючи його стабільність. У той же час ракета під кораблем прискорювала апарат. Коли було досягнуто правильного прискорення та висоти — 4 Маха та 180,000 XNUMX футів — ракета відключилася, і другий комплект двигунів, спрямованих у протилежному напрямку, запалився, щоб розкрутити апарат.

У цей момент була розгорнута система SIAD, надувне кільце навколо корабля розширилося, збільшивши діаметр корабля з 20 до 26 футів і сповільнивши його до 2.5 Маха (Kramer, 2014). За словами інженерів NASA, система SIAD розгорнулася, як очікувалося, з мінімальними перешкодами для корабля. Наступним кроком було розгортання надзвукового парашута, який використовується для уповільнення корабля до посадки.

Для цього a балют використовувався для розгортання парашута на швидкості 200 футів за секунду. Потім балют було відрізано, а парашут випущено з контейнера для зберігання. Парашут почав рватися, щойно його відпустили; низька атмосфера виявилася занадто важкою для парашута і розірвала його.

Головний дослідник LDSD Ян Кларк сказав, що «[вони] отримали суттєве розуміння фундаментальної фізики надування парашута. Ми буквально переписуємо книжки про швидкісні парашутні операції, і робимо це на рік раніше запланованого терміну», – під час прес-конференції.

Навіть незважаючи на несправність парашута, інженери, які стояли за ним, все одно вважають випробування успішним, оскільки вони дали їм можливість побачити, як парашут працюватиме в такому середовищі, і краще підготувати їх до майбутніх випробувань.

МАРСОВЕР З ЛАЗЕРАМИ

У зв’язку з постійним успіхом марсохода Curiosity, NASA планує створити другий. Цей марсохід в основному базуватиметься на дизайні Curiosity, але основним напрямком нового марсохода є радар проникнення в землю та лазери.

Новий марсохід буде виглядати і функціонувати так само, як Curiosity; він матиме 6 коліс, важитиме одну тонну та приземлятиметься за допомогою ракетного крана. Основна відмінність між ними полягає в тому, що новий марсохід матиме сім інструментів проти десяти у Curiosity.

Щогла нового марсохода матиме MastCam-Z, стереоскопічну камеру з можливістю масштабування, і SuperCam: вдосконалену версію ChemCam від Curiosity. Він стрілятиме лазерами для визначення хімічного складу гірських порід на відстані.

Рука ровера матиме планетарний інструмент для рентгенівської літохімії (PIXL); це рентгенівський флуоресцентний спектрометр з високою роздільною здатністю. Це дозволяє вченим проводити детальні дослідження гірських матеріалів.

Як і PIXL, новий марсохід матиме так звану технологію Scanning Habitable Environments with Raman and Luminescence for Organics and Chemicals (SHERLOC). Це спектрофотометр для детального вивчення гірських порід і потенційно виявленої органіки.

У корпусі марсохода розміщуватиметься марсіанський аналізатор динаміки навколишнього середовища (MEDA), який є високотехнологічною метеостанцією, і радіолокаційний пристрій для дослідження надр Марса (RIMFAX), який є георадаром.

Експеримент Mars Oxygen ISRU — використання ресурсів на місці (MOXIE) перевірить, чи можна виробляти кисень із багатої на вуглекислий газ марсіанської атмосфери. Останнім інструментом є колонковий бур, який використовуватиметься для збору зразків; зразки будуть зберігатися або на марсоході, або на землі у визначеному місці.

Новий марсохід буде використано в місії на Марс у 2020-х роках з метою виявлення гірських порід, які можуть мати найкращі шанси отримати докази минулого життя на Марсі. Марсохід буде слідувати шляхом, яким пройшов Curiosity, коли приземлився на Марсі, щоб перевірити місце, яке, встановлене Curiosity, могло підтримувати життя.

Новий марсохід може шукати біосигнатури, кешувати зразки з можливістю повернення на Землю та сприяє меті НАСА відправити людей на Марс. Якщо марсохід не зможе повернутися на Землю самостійно, астронавти зможуть забрати зразки пізніше; у запечатаному вигляді зразки можуть зберігатися до двадцяти років з моменту збору.