Paysage terne du désert martien
Je ne peux pas peindre le lever du soleil froid
Dans l'air, des ombres claires
Nous nous sommes allongés sur le véhicule tout-terrain désormais lointain.
La Grande Odyssée de l'Espace du 20ème siècle s'est transformée en une farce cruelle - une série de tentatives maladroites pour s'échapper de son "berceau", et un abîme noir d'espace sans vie s'est ouvert devant une personne. La route des étoiles était une courte impasse.
La situation morose de la cosmonautique a plusieurs explications simples:
Premièrement, les fusées à carburant chimique ont atteint leur limite. Leurs capacités étaient suffisantes pour atteindre les corps célestes les plus proches, mais il en faut plus pour une exploration à grande échelle du système solaire. Les moteurs ioniques de plus en plus populaires sont également incapables de résoudre le problème de surmonter les distances spatiales colossales. La poussée des supermoteurs ioniques ne dépasse pas quelques fractions d'un Newton, et les vols interplanétaires continuent de s'étendre pendant de nombreuses années.
Remarque - nous ne parlons que de l'étude du Cosmos ! Dans des conditions où la charge utile ne représente que 1% de la masse de lancement de la fusée et du système spatial, cela n'a aucun sens de parler de développement industriel des corps célestes.
L'exploration spatiale habitée a été particulièrement décevante - contrairement aux hypothèses audacieuses des auteurs de science-fiction du milieu du XXe siècle, le Cosmos s'est avéré être un environnement hostile et glacial, où personne n'est satisfait des formes de vie organiques. Les conditions à la surface de Mars - le seul des corps célestes "décents" à cet égard, peuvent provoquer un choc: l'atmosphère, qui est à 95 % de dioxyde de carbone, et la pression à la surface, équivalente à la pression de la Terre atmosphère à une altitude de 40 kilomètres. C'est la fin.
Les conditions à la surface des autres planètes examinées et des satellites de planètes géantes sont encore pires - températures de - 200 à + 500 ° C, composition agressive de l'atmosphère, pressions monstrueuses, trop faibles ou, au contraire, gravité trop forte, tectonique puissante et volcanique activité…
La station interplanétaire Galileo, ayant effectué une orbite autour de Jupiter, a reçu une dose de rayonnement équivalente à 25 doses mortelles pour l'homme. Pour la même raison, les orbites proches de la Terre à des altitudes supérieures à 500 km sont pratiquement fermées aux vols habités. Au-dessus, commencent les ceintures de radiations, où un séjour prolongé est dangereux pour la santé humaine.
Là où les mécanismes les plus durables peuvent à peine exister, le corps humain fragile n'a rien à voir.
Mais le Cosmos fait signe avec un rêve de mondes lointains, et une personne n'est pas habituée à abandonner face aux difficultés - un retard temporaire sur le chemin des étoiles promet d'être de courte durée. A venir le travail titanesque sur l'étude et le développement des corps célestes les plus proches - la Lune, Mars, où l'on ne peut se passer de l'astronautique habitée.
Explorateurs de Mars
Vous demanderez probablement - pourquoi tout ce « tapage » cosmique ? Il est bien évident que ces expéditions n'apporteront aucun bénéfice pratique, les fantasmes audacieux sur l'exploitation minière sur des astéroïdes ou l'extraction d'hélium-3 sur la Lune restent encore au niveau d'hypothèses audacieuses. De plus, du point de vue de l'économie et de l'industrie de la terre, cela n'est pas nécessaire, et cela n'apparaîtra probablement pas de sitôt.
Alors - pour quoi ? La réponse est simple - c'est peut-être le destin de l'homme. Pour créer une technique d'une beauté et d'une complexité étonnantes, et avec son aide pour explorer, maîtriser, changer l'espace environnant.
Personne ne va s'arrêter là. Maintenant, l'objectif principal est de sélectionner correctement les priorités pour les travaux futurs. Nous avons besoin de nouvelles idées audacieuses et de projets brillants et ambitieux. Quelles seront nos prochaines étapes vers les étoiles ?
Le 1er juin 2009, à l'initiative de la NASA, le soi-disant. Commission Augustine (du nom de son chef - l'ancien directeur de Lokheed Martin Norman Augustine) - un comité spécial sur l'exploration spatiale habitée américaine, dont la tâche était de développer de nouvelles solutions sur la voie de la pénétration humaine dans l'espace.
Les Yankees ont soigneusement étudié l'état de l'industrie des fusées et de l'espace, analysé les informations sur les expéditions interplanétaires à l'aide de sondes automatiques, pris en compte les conditions à la surface des corps célestes les plus proches et scrupuleusement "examiné à la lumière" chaque centime alloué par le budget.
À l'automne 2009, la Commission Augustine a présenté un rapport détaillé sur le travail accompli et a fait un certain nombre de conclusions simples, mais en même temps tout à fait ingénieuses:
1. Le vol habité vers Mars attendu dans un avenir proche est un bluff.
Malgré la popularité des projets liés à l'atterrissage d'un homme sur la planète rouge, tous ces plans ne sont que de la science-fiction. Le vol d'un homme vers Mars dans des conditions modernes, c'est comme essayer de courir une course de "cent mètres" avec les jambes cassées.
Mars attire les chercheurs avec des conditions climatiques adéquates - au moins il n'y a pas de températures d'incinération ici, et la basse pression atmosphérique peut être compensée par une combinaison spatiale "ordinaire". La planète est de taille normale, de gravité et à une distance raisonnable du Soleil. Ici, des traces de la présence d'eau ont été trouvées - formellement, toutes les conditions sont réunies pour un atterrissage et un travail réussis à la surface de la planète rouge.
Cependant, en termes d'atterrissage d'engins spatiaux, Mars est peut-être la pire option de tous les objets célestes étudiés !
Tout tourne autour de la coquille de gaz insidieuse qui entoure la planète. L'atmosphère de Mars est trop raréfiée - à tel point que la descente en parachute traditionnel est impossible ici. En même temps, il est suffisamment dense pour brûler l'atterrisseur, "sautant" par inadvertance vers la surface à une vitesse cosmique.
Atterrir à la surface de Mars sur des moteurs de freinage est une entreprise extrêmement difficile et coûteuse. Pendant une longue période, l'appareil "se bloque" sur des moteurs à réaction dans le champ gravitationnel de Mars - il est impossible de se fier pleinement à "l'air" à l'aide d'un parachute. Tout cela conduit à un gaspillage monstrueux de carburant.
C'est pour cette raison que des schémas inhabituels sont utilisés - par exemple, la sonde interplanétaire automatique "Pathfinder" a atterri à l'aide de deux ensembles de moteurs de freinage, d'un écran de freinage frontal (isolation thermique), d'un parachute et d'un "airbag" gonflable. - s'écrasant dans le sable rouge à une vitesse de 100 km/h, la station a rebondi plusieurs fois sur la surface, comme une balle, jusqu'à ce qu'elle s'arrête complètement. Bien entendu, un tel schéma est totalement inapplicable lors du débarquement d'une expédition habitée.
Curiosity s'est assis non moins merveilleusement en 2012.
Le rover martien d'une masse de 899 kg (poids sur Mars 340 kg) est devenu le plus lourd des véhicules terrestres livrés à la surface de Mars. Il semblerait que seulement 899 kg - quels problèmes peuvent survenir ici? À titre de comparaison, le véhicule de descente du vaisseau spatial Vostok avait une masse de 2,5 tonnes (la masse de l'ensemble du navire sur lequel Yuri Gagarin a volé était de 4,7 tonnes).
Schéma de l'atterrissage du Mars Science Laboratory (MSL), plus connu sous le nom de rover Curiosity
Et, néanmoins, les problèmes se sont avérés importants - afin d'éviter d'endommager la structure et l'équipement du rover Curiosity, ils ont dû utiliser le schéma d'origine, connu sous le nom de "grue du ciel". En bref, l'ensemble du processus ressemblait à ceci: après une décélération intense dans l'atmosphère de la planète, la plate-forme avec le rover attaché a plané à 7,5 mètres au-dessus de la surface de Mars. À l'aide de trois câbles, le Curiosity a été doucement abaissé à la surface de la planète - après avoir reçu la confirmation que ses roues touchaient le sol, le rover a coupé les câbles et les câbles électriques avec des charges pyrotechniques et la plate-forme de traction qui le surplombait s'est envolée sur le côté, effectuant un atterrissage dur à 650 mètres du rover.
Et ce n'est que 899 kilogrammes de charge utile ! Il est effrayant d'imaginer les difficultés qui surgiront lors de l'atterrissage sur Mars d'un navire de 100 tonnes avec quelques astronautes à son bord.
Tous les problèmes ci-dessus sont convertis en centaines de tonnes supplémentaires du "navire martien". Selon les estimations les plus prudentes, la masse de l'étage de départ en orbite terrestre basse sera d'au moins 300 tonnes (les estimations les moins optimistes donnent un résultat allant jusqu'à 1500 tonnes) ! Encore une fois, des lanceurs super-lourds seront nécessaires, dont les dimensions dépasseront de nombreuses fois les lunaires Satrun-V et N-1 avec une charge utile de 130 … 140 tonnes.
Même en utilisant la méthode d'assemblage par sections du "vaisseau spatial martien" à partir de blocs plus petits et en utilisant un schéma de deux navires - le module de transport principal (habité) et automatique avec leur amarrage ultérieur sur l'orbite martienne, le nombre de problèmes techniques non résolus dépasse toutes les limites raisonnables.
Dans cette situation, envoyer une personne sur Mars revient à essayer de résoudre le dernier théorème de Fermat sans posséder la connaissance la plus simple de l'algèbre.
Alors pourquoi se tourmenter d'illusions irréalisables ? N'est-il pas plus facile de commencer à apprendre à « marcher sans béquilles » et d'acquérir l'expérience nécessaire en résolvant des tâches un peu plus simples, mais non moins enchanteresses ?
Des scientifiques britanniques ont découvert que l'astéroïde Apophis n'est pas dangereux pour la Terre
La Commission Augustine a proposé un plan appelé Flexible Path, un scénario digne d'un décor de film hollywoodien. Le sens de cette théorie est simple - apprendre à faire de longs vols interplanétaires en s'entraînant sur … des astéroïdes.
L'astéroïde Itokawa comparé à la Station spatiale internationale
Les fragments de pierre errants n'ont aucune atmosphère perceptible et leur faible gravité rend le processus d'"amarrage" similaire à l'amarrage de la navette avec l'ISS - d'autant plus que l'humanité a déjà l'expérience des "contacts étroits" avec de petits corps célestes.
Il ne s'agit pas de la « météorite de Chelyabinsk » - en novembre 2005, la sonde japonaise Hayabusa (Sapsan) a effectué deux atterrissages avec une prise de poussière à la surface de l'astéroïde de 300 mètres (25143) Itokawa. Tout ne s'est pas bien passé: l'éruption solaire a endommagé les panneaux solaires, le froid de l'espace a désactivé deux des trois gyroscopes de la sonde, le mini-robot Minerva a été perdu lors de l'atterrissage, enfin, l'appareil est entré en collision avec un astéroïde, a endommagé le moteur et a perdu son orientation. Après quelques années, les Japonais ont quand même réussi à reprendre le contrôle de la sonde et à redémarrer le moteur ionique - en juin 2010, une capsule contenant des particules d'astéroïdes a finalement été livrée sur Terre.
Les vols vers les astéroïdes peuvent donner plusieurs résultats utiles à la fois:
Certains détails de la formation et de l'histoire du système solaire deviendront clairs, ce qui en soi est d'un intérêt considérable.
Deuxièmement, c'est la clé pour résoudre le problème appliqué de prévention de la "menace météoritique" - tous les détails du scénario du blockbuster hollywoodien "Armageddon". Mais en réalité, les choses peuvent prendre une tournure encore plus intéressante:
Le premier jour. Un astéroïde géant s'approche de la Terre. Un groupe de foreurs courageux
est allé vers lui pour installer une charge nucléaire.
Deuxième jour. Un astéroïde géant avec une charge nucléaire s'approche de la Terre.
Troisièmement, l'exploration géologique. Les astéroïdes présentent un intérêt considérable en tant que sources de minéraux (énormes réserves de minerai, faible gravité et faible valeur de la deuxième vitesse cosmique - le transport des matières premières vers la Terre est simplifié). C'est pour l'avenir.
Enfin, de telles missions fourniront une expérience inestimable dans les vols interplanétaires habités.
La NASA propose les points de Lagrange du système Terre-Soleil (zones dans lesquelles un corps de masse négligeable peut rester stationnaire dans un référentiel tournant associé à deux corps massifs) comme cibles prioritaires. Du point de vue de la mécanique céleste, voler vers ces régions est encore plus facile que voler vers la Lune, malgré la distance nettement plus grande de la Terre.
Les prochaines cibles sont appelées astéroïdes géocroiseurs des groupes Aton, Apollo, etc. - entre les orbites de la Terre et de Mars. Vient ensuite notre corps céleste le plus proche - la Lune. Ensuite, il y a des propositions pour envoyer une expédition non-stop sur Mars - survol et étude de la planète depuis l'orbite, suivie d'un atterrissage sur le satellite martien Phobos. Et alors seulement - Mars !
De nouvelles expéditions audacieuses nécessiteront la création de nouveaux moyens techniques - les Yankees travaillent déjà avec énergie sur le projet du vaisseau spatial habité polyvalent "Orion".
Le premier lancement d'essai est prévu pour 2014, le vaisseau spatial devrait être lancé à une distance de 6000 km de la Terre - 15 fois plus loin que l'orbite de l'ISS se trouve. D'ici 2017, il est prévu de préparer un lanceur super-lourd SLS pour Orion, capable de lancer jusqu'à 70 tonnes de fret sur l'orbite de référence (à l'avenir - jusqu'à 130 tonnes). On s'attend à ce que la fusée et le système spatial Orion + SLS soient pleinement prêts d'ici 2021 - à partir de ce moment, des expéditions habitées au-delà de l'orbite terrestre deviendront possibles.
"Orion" sur l'orite de la Lune telle que présentée par l'artiste
Tout ce qui est nouveau est bien oublié vieux. Les conclusions de la Commission Augustine étaient bien connues des spécialistes nationaux - ce n'est pas un hasard si, s'étant familiarisé avec l'atmosphère insidieuse de Mars, le programme spatial soviétique s'est rapidement réorienté vers l'étude de Phobos (lancements infructueux de Phobos-1 et 2, 1988) - après tout, atterrir sur un satellite est beaucoup plus facile qu'à la surface de la planète rouge. Dans le même temps, Phobos, en termes de géologie, est presque plus intéressant que Mars lui-même. L'odieux Phobos-Grunt et le prometteur Phobos-Grunt-2 sont tous les maillons d'une même chaîne.
À l'heure actuelle, les scientifiques russes sont également enclins à croire qu'il est utile d'étudier les petits corps célestes. On ne parle pas encore d'expéditions habitées, Roscosmos travaille sur la possibilité d'envoyer des sondes automatiques sur la Lune (Luna-Glob, Luna-Resource, le prochain lancement prévu est 2015), ainsi que la mise en place du fantastique Laplace-P expédition. Dans ce dernier cas, il est prévu de poser la sonde à la surface de Ganymède, l'un des satellites glacés de Jupiter.
Le message sur l'envoi prévu d'une sonde russe vers les planètes extérieures du système solaire a provoqué une explosion de blagues caustiques dans le style de "Phobos-Grunt", "Jupiter est une cible idéale, 5 milliards de plus périront à jamais dans les profondeurs de l'Espace" "Option" Laplace-Popovkin "…
Pourtant, malgré toute l'apparente complexité et ambiguïté de la mission à venir, l'atterrissage d'une station automatique à la surface de Ganymède ne sera guère plus difficile qu'à la surface de Mars.
Bien sûr, les vols habités vers les points de Lagrange et les sondes automatiques à proximité de Jupiter sont toujours meilleurs que les rêves chimériques sur la façon dont "les pommiers fleuriront sur Mars". L'essentiel est de ne pas se détendre sur ce que vous avez réalisé. Même après avoir atterri à la surface d'un astéroïde, nous ne devrions pas nous laisser aller à de doux rêves sur la façon dont notre science omnipotente est désormais capable de déplacer n'importe quel corps céleste de l'orbite et de faire de nous les maîtres de l'espace proche.
"Captains of Heaven" ne peut pas boucher un petit trou au fond de l'océan pendant de nombreux mois - il est facile d'imaginer ce qui nous attend en cas de rencontre avec la prochaine météorite Tunguska.
Sonde interplanétaire automatique Hayabusa
Vaisseau spatial polyvalent "Orion"
Poids 25 tonnes. Volume habitable intérieur - 9 mètres cubes. mètres (à titre de comparaison - le volume habitable de la sonde Soyouz est de 3,85 mètres cubes). Équipage - jusqu'à 6 personnes. L'utilisation réutilisable des principaux éléments structurels est supposée.
Lanceur super lourd SLS, projet
