Окна и откосы / 24.01.2024

Космические аппараты будущего: взгляд генконструктора. Какие проблемы нужно решить, чтобы межзвездные полеты стали реальностью? Военные космические корабли будущего

Космические аппараты будущего: взгляд генконструктора. Какие проблемы нужно решить, чтобы межзвездные полеты стали реальностью? Военные космические корабли будущего

Современные ракетные двигатели неплохо справляются с задачей выведения техники на орбиту, но совершенно непригодны для длительных космических путешествий. Поэтому уже не первый десяток лет ученые работают над созданием альтернативных космических двигателей, которые могли бы разгонять корабли до рекордных скоростей. Давайте рассмотрим семь основных идей из этой области.

EmDrive

Чтобы двигаться, надо от чего-то оттолкнуться – это правило считается одним из незыблемых столпов физики и космонавтики. От чего конкретно отталкиваться – от земли, воды, воздуха или реактивной струи газа, как в случае ракетных двигателей, – не так важно.

Хорошо известен мысленный эксперимент: представьте, что космонавт вышел в открытый космос, но трос, связывающий его с кораблем, неожиданно порвался и человек начинает медленно улетать прочь. Все, что у него есть, – это ящик с инструментами. Каковы его действия? Правильный ответ: ему нужно кидать инструменты в сторону от корабля. Согласно закону сохранения импульса, человека отбросит от инструмента ровно с той же силой, с какой и инструмент от человека, поэтому он постепенно будет перемещаться по направлению к кораблю. Это и есть реактивная тяга – единственный возможный способ двигаться в пустом космическом пространстве. Правда, EmDrive, как показывают эксперименты, имеет некоторые шансы это незыблемое утверждение опровергнуть.

Создатель этого двигателя – британский инженер Роджер Шаер, основавший собственную компанию Satellite Propulsion Research в 2001 году. Конструкция EmDrive весьма экстравагантна и представляет собой по форме металлическое ведро, запаянное с обоих концов. Внутри этого ведра расположен магнетрон, излучающий электромагнитные волны, – такой же, как в обычной микроволновке. И его оказывается достаточно, чтобы создавать очень маленькую, но вполне заметную тягу.

Сам автор объясняет работу своего двигателя через разность давления электромагнитного излучения в разных концах "ведра" – в узком конце оно меньше, чем в широком. Благодаря этому создается тяга, направленная в сторону узкого конца. Возможность такой работы двигателя не раз оспаривалась, но во всех экспериментах установка Шаера показывает наличие тяги в предполагаемом направлении.

В числе экспериментаторов, опробовавших "ведро" Шаера, такие организации, как NASA, Технический университет Дрездена и Китайская академия наук. Изобретение проверяли в самых разных условиях, в том числе и в вакууме, где оно показало наличие тяги в 20 микроньютонов.

Это очень мало относительно химических реактивных двигателей. Но, учитывая то, что двигатель Шаера может работать сколь угодно долго, так как не нуждается в запасе топлива (работу магнетрона могут обеспечивать солнечные батареи), потенциально он способен разгонять космические корабли до огромных скоростей, измеряемых в процентах от скорости света.

Чтобы полностью доказать работоспособность двигателя, необходимо провести еще множество измерений и избавиться от побочных эффектов, которые могут порождаться, к примеру, внешними магнитными полями. Однако уже выдвигаются и альтернативные возможные объяснения аномальной тяги двигателя Шаера, которая, в общем-то, нарушает привычные законы физики.

К примеру, выдвигаются версии, что двигатель может создавать тягу благодаря взаимодействию с физическим вакуумом, который на квантовом уровне имеет ненулевую энергию и заполнен постоянно рождающимися и исчезающими виртуальными элементарными частицами. Кто в итоге окажется прав – авторы этой теории, сам Шаер или другие скептики, мы узнаем в ближайшем будущем.

Солнечный парус

Как говорилось выше, электромагнитное излучение оказывает давление. Это значит, что теоретически его можно преобразовывать в движение – например, с помощью паруса. Аналогично тому, как корабли прошлых веков ловили в свои паруса ветер, космический корабль будущего ловил бы в свои паруса солнечный или любой другой звездный свет.

Проблема, однако, в том, что давление света крайне мало и уменьшается с увеличением расстояния от источника. Поэтому, чтобы быть эффективным, такой парус должен иметь очень малый вес и очень большую площадь. А это увеличивает риск разрушения всей конструкции при встрече с астероидом или другим объектом.

Попытки строительства и запуска солнечных парусников в космос уже имели место – в 1993 году тестирование солнечного паруса на корабле "Прогресс" провела Россия, а в 2010 году успешные испытания по пути к Венере осуществила Япония. Но еще ни один корабль не использовал парус в качестве основного источника ускорения. Несколько перспективнее в этом отношении выглядит другой проект – электрический парус.

Электрический парус

Солнце излучает не только фотоны, но также и электрически заряженные частицы вещества: электроны, протоны и ионы. Все они формируют так называемый солнечный ветер, ежесекундно уносящий с поверхности светила около одного миллиона тонн вещества.

Солнечный ветер распространяется на миллиарды километров и ответственен за некоторые природные явления на нашей планете: геомагнитные бури и северное сияние. Земля от солнечного ветра защищается с помощью собственного магнитного поля.

Солнечный ветер, как и ветер воздушный, вполне пригоден для путешествий, надо лишь заставить его дуть в паруса. Проект электрического паруса, созданный в 2006 году финским ученым Пеккой Янхуненом, внешне имеет мало общего с солнечным. Этот двигатель состоит из нескольких длинных тонких тросов, похожих на спицы колеса без обода.

Благодаря электронной пушке, излучающей против направления движения, эти тросы приобретают положительный заряженный потенциал. Так как масса электрона примерно в 1800 раз меньше, чем масса протона, то создаваемая электронами тяга не будет играть принципиальной роли. Не важны для такого паруса и электроны солнечного ветра. А вот положительно заряженные частицы – протоны и альфа-излучение – будут отталкиваться от тросов, создавая тем самым реактивную тягу.

Хотя эта тяга будет примерно в 200 раз меньше, чем таковая у солнечного паруса, заинтересовал Европейское космическое агентство. Дело в том, что электрический парус гораздо проще сконструировать, произвести, развернуть и эксплуатировать в космосе. Кроме того, с помощью гравитации парус позволяет также путешествовать к источнику звездного ветра, а не только от него. А так как площадь поверхности такого паруса гораздо меньше, чем у солнечного, то для астероидов и космического мусора он уязвим куда меньше. Возможно, первые экспериментальные корабли на электрическом парусе мы увидим уже в следующие несколько лет.

Ионный двигатель

Поток заряженных частиц вещества, то есть ионов, излучают не только звезды. Ионизированный газ можно создать и искусственно. В обычном состоянии частицы газа электрически нейтральны, но, когда его атомы или молекулы теряют электроны, они превращаются в ионы. В общей своей массе такой газ все еще не имеет электрического заряда, но его отдельные частицы становятся заряженными, а значит, могут двигаться в магнитном поле.

В ионном двигателе инертный газ (обычно используется ксенон) ионизируется с помощью потока высокоэнергетических электронов. Они выбивают электроны из атомов, и те приобретают положительный заряд. Далее получившиеся ионы ускоряются в электростатическом поле до скоростей порядка 200 км/с, что в 50 раз больше, чем скорость истекания газа из химических реактивных двигателей. Тем не менее современные ионные двигатели обладают очень маленькой тягой – около 50–100 миллиньютонов. Такой двигатель не смог бы даже сдвинуться со стола. Но у него есть серьезный плюс.

Большой удельный импульс позволяет значительно сократить расходы топлива в двигателе. Для ионизации газа используется энергия, полученная от солнечных батарей, поэтому ионный двигатель способен работать очень долго – до трех лет без перерыва. За такой срок он успеет разогнать космический аппарат до скоростей, которые химическим двигателям и не снились.

Ионные двигатели уже не раз бороздили просторы Солнечной системы в составе различных миссий, но обычно в качестве вспомогательных, а не основных. Сегодня как о возможной альтернативе ионным двигателям все чаще говорят про двигатели плазменные.

Плазменный двигатель

Если степень ионизации атомов становится высокой (порядка 99%), то такое агрегатное состояние вещества называется плазмой. Достичь состояния плазмы можно лишь при высоких температурах, поэтому в плазменных двигателях ионизированный газ разогревается до нескольких миллионов градусов. Разогрев осуществляется с помощью внешнего источника энергии – солнечных батарей или, что более реально, небольшого ядерного реактора.

Горячая плазма затем выбрасывается через сопло ракеты, создавая тягу в десятки раз большую, чем в ионном двигателе. Одним из примеров плазменного двигателя является проект VASIMR, который развивается еще с 70-х годов прошлого века. В отличие от ионных двигателей, плазменные в космосе еще испытаны не были, но с ними связывают большие надежды. Именно плазменный двигатель VASIMR является одним из основных кандидатов для пилотируемых полетов на Марс.

Термоядерный двигатель

Укротить энергию термоядерного синтеза люди пытаются с середины ХХ века, но пока что сделать это так и не удалось. Тем не менее управляемый термоядерный синтез все равно очень привлекателен, ведь это источник громадной энергии, получаемой из весьма дешевого топлива – изотопов гелия и водорода.

В настоящий момент существует несколько проектов конструкции реактивного двигателя на энергии термоядерного синтеза. Самой перспективной из них считается модель на основе реактора с магнитным удержанием плазмы. Термоядерный реактор в таком двигателе будет представлять собой негерметичную цилиндрическую камеру размером 100–300 метров в длину и 1–3 метра в диаметре. В камеру должно подаваться топливо в виде высокотемпературной плазмы, которая при достаточном давлении вступает в реакцию ядерного синтеза. Располагающиеся вокруг камеры катушки магнитной системы должны удерживать эту плазму от контакта с оборудованием.

Зона термоядерной реакции располагается вдоль оси такого цилиндра. С помощью магнитных полей экстремально горячая плазма проистекает через сопло реактора, создавая огромную тягу, во много раз большую, чем у химических двигателей.

Двигатель на антиматерии

Все окружающее нас вещество состоит из фермионов – элементарных частиц с полуцелым спином. Это, к примеру, кварки, из которых состоят протоны и нейтроны в атомных ядрах, а также электроны. При этом у каждого фермиона есть своя античастица. Для электрона таковой выступает позитрон, для кварка – антикварк.

Античастицы имеют ту же массу и тот же спин, что и их обычные "товарищи", отличаясь знаком всех остальных квантовых параметров. Теоретически античастицы способны составлять антивещество, но до сих пор нигде во Вселенной антивещество зарегистрировано не было. Для фундаментальной науки является большим вопросом, почему его нет.

Но в лабораторных условиях можно получить некоторое количество антивещества. К примеру, недавно был проведен эксперимент по сравнению свойств протонов и антипротонов, которые хранились в магнитной ловушке.

При встрече антивещества и обычного вещества происходит процесс взаимной аннигиляции, сопровождаемый выплеском колоссальной энергии. Так, если взять по килограмму вещества и антивещества, то количество выделенной при их встрече энергии будет сопоставимо со взрывом "Царь-бомбы" – самой мощной водородной бомбы в истории человечества.

Причем значительная часть энергии при этом выделится в виде фотонов электромагнитного излучения. Соответственно, возникает желание использовать эту энергию для космических перемещений путем создания фотонного двигателя, похожего на солнечный парус, только в данном случае свет будет генерироваться внутренним источником.

Но чтобы эффективно использовать излучение в реактивном двигателе, необходимо решить задачу создания "зеркала", которое было бы способно эти фотоны отразить. Ведь кораблю каким-то образом надо оттолкнуться, чтобы создать тягу.

Никакой современный материал попросту не выдержит рожденного в случае подобного взрыва излучения и моментально испарится. В своих фантастических романах братья Стругацкие решили эту проблему путем создания "абсолютного отражателя". В реальной жизни ничего подобного пока сделать не удалось. Эта задача, как и вопросы создания большого количества антивещества и его длительного хранения, – дело физики будущего.

Ядерная энергодвигательная установка для российского космического корабля

Проблема пилотируемых полетов в дальний космос до настоящего времени являлась фактически неразрешимой. Использующиеся на данном этапе жидкостные ракетные двигатели совершенно не

Warp-двигатель межзвездного корабля

Современная космонавтика, к сожалению, может предложить не намного больше возможностей, чем полвека назад. Связано это в первую очередь с отсутствием необходимых

В дальний космос на ионных двигателях

Ионный двигатель - разновидность электрического ракетного двигателя. Его рабочим телом является ионизированный газ. Принцип работы двигателя заключается в ионизации газа и его

Тренажёрный зал в космосе

Полёты в космическое пространство стали обыденным явлением в нашей жизни. На международных орбитальных станциях космонавты находятся по несколько месяцев. Однако, привычная

Термоядерный ракетный двигатель – первые испытания

Ракетные двигатели, использующие энергию деления атомного ядра, давно являются объектом исследования российских и американских ученых. В этом нет ничего удивительного, ведь

Телепортация корабля: фантастика и реальность

Человек всегда стремился к звездам, но они чрезвычайно далеки от нас. Если полет к ним однажды состоится, то космический корабль, на

Технология 3d печати: ракетный двигатель

Не секрет, что современные полеты в космос обходятся чрезвычайно дорого, и значительную часть стоимости составляет непосредственно процесс изготовления комплектующих ракет-носителей. НАСА

Сверхтяжелая ракета России

Уже в течении ряда лет в среде специалистов серьезно обсуждается вопрос, какой должна быть сверхтяжелая ракета России. На данном этапе вопрос

Станция с искусственной гравитацией

В России решено создать частную космическую станцию, которая будет иметь отсеки на основе искусственной гравитации. Все этапы ее строительства планируется завершить

Скафандр для прыжков из космоса

В настоящее время парашют воспринимается как что-то привычное и само собой разумеющееся. Безусловно, основная идея парашюта – это спасение человека в

Система “Байкал”

Еще в 2001 году на 44-м авиакосмическом салоне в Ле Бурже был представлен технологический макет российского многоразового ускорителя "Байкал". Он представлял

Российский скафандр 5-го поколения

Одной из отличительных особенностией авиационно-космического салона МАКС-2013 стал представленный на нем российский скафандр 5-го поколения «Орлан-МКС». Разработка принадлежит Научно-производственному предприятию «Звезда»,

Российский плазменный ракетный двигатель откроет путь к Марсу

В 2016 году НПО Энергомаш и НИЦ Курчатовский институт объявили о намерении реализовать проект безэлектродного плазменного ракетного двигателя. Учитывая намерение ведущих

Робот из металлического стекла

Металлическое стекло является относительно новым материалом, сочетающим в себе особенности структуры металла и стекла. Суть технологии заключается в формировании сплава из

Ракетный двигатель EmDrive: полет без рабочего тела

Информационные агентства распространили сообщение об успешном испытании специалистов NASA ракетного двигателя EmDrive. Подробного описания принципа действия данного двигателя не приводится,однако заявляется

Ракета-носитель “Ангара”

Еще в 1995 году в России утвержден проект по созданию нового поколения носителей для выведения в космос различных грузов с массами

Проект МРКС-1

Специалисты аэрокосмической отрасли едины во мнении, что существующие ракеты-носители в качестве средств доставки на орбиту себя практически исчерпали. Требуются принципиально новые

Проект ”Спираль”

В ответ на работы, начатые США по созданию космического самолета в 60е годы XX века, руководство Советского Союза приняло решение о начале

Проект “Прометей”

Мысль об использовании энергии атомного ядра для космических полетов высказал еще Циолковский. Однако при его жизни никто еще никто не представлял,

Проект МАКС

В 1982 году, еще до полета системы «Буран-Энергия», Генеральный конструктор НПО «Молния» Глеб Лозино-Лозинский, проанализировал перспективы создания авиационно-космических систем. Он обобщил

Проект корабля Орион

Проект Орион представляет собой амбициозную идею построить космический корабль, движущей силой которого были бы взрывы ядерной бомбы. Эта идея была разработана

Проект “Буран”: будущее, которое не наступило

Проект "Буран" стартовал в 1976 году. В США тогда закрыли программу тяжелых ракет и орбитальных станций и поспешно создавали "Спейс Шаттл".

Проект Ан-325

Те, кто разбирается в самолетах, наверняка, с самого начала захочет нас поправить, и сказать, что никакого Ан-325 не существует и не

Правда об НЛО

Неопознанный летающий объект, часто сокращенно НЛО или UFO - это необычная очевидная аномалия в небе, которую сложно идентифицировать наблюдателю. НЛО -

Полет в космос - космический лифт

Полеты в космос пока еще чрезвычайно дороги, опасны и разрушительны для окружающей среды. Ракеты с химическими двигателями не позволяют кардинально изменить

Полет к Марсу в 2021 году

Группа молодыхспециалистов из России сделала сенсационное заявление, объявив, что уже к 2021году они смогут обеспечить пилотируемый полет к Марсу и Венере.

Почему не внедряется квантовый двигатель Леонова

В печати периодически появляются заметки о неизвестной разработке Брянского ученого Владимира Семеновича Леонова. Автор Теории Суперобъединения по сути предложил проект антигравитационного

Плазменный двигатель для межпланетного космического корабля

В рамках освоения Луны, Марса и других объектов межпланетного пространства перед российской космонавтикой была поставлена задача создания космических аппаратов, использующих качественно

Перспективы ракеты Ангара

Новая российская тяжёлая ракета-носитель Ангара-А5 cтартовала 23 декабря с космодрома Плесецк. Она выведет на геостационарную орбиту грузомакет космического аппарата массой две

Остров Зеленый - тайна Ростова-на-Дону

Иллюминаты и Братство змея

Лунный проект «Звезда»

Проект «Звезда» является развитием советской лунной программы и датируется 1964 – 1974 годами. Согласно проекту предполагалось осуществить на Луну в...

Вода из воздуха

Решение для данной проблемы предложено израильской компанией Water-Gen. По словам ее представителей, обеспечить источник с водой в любое время и...

Многие технологически развитые страны, в частности страны Евросоюза (в том числе Франция, ФРГ, Великобритания), а также Япония, Китай, Украина, Индия проводили и проводят исследования, направленные на создание собственных образцов космических систем многократного применения («Гермес», HOPE, «Зенгер-2», HOTOL, ASSTS, RLV, Skylon, «Шэньлун», «Сура» и т. д.).К сожалению экономические трудности зажигают красный свет перед этими проектами, часто после проведения значительных проектных работ.

Гермес - разрабатывавшийся Европейским космическим агентством проект космического корабля. Официально разработка началась в ноябре 1987, хотя проект был одобрен французским правительством еще в 1978. Проектом предполагалось, что первый корабль будет запущен в 1995, однако изменение политической ситуации и трудности с финансированием привели к закрытию проекта в 1993. Ни одного корабля так построено и не было.

Европейский космический корабль "гермес"

НОРЕ - космический челнок Японии . Проектировался с начала 80-х годов. Планировался как многоразовый четырехместный космический самолет-космоплан с вертикальным стартом на одноразовой ракете-носителе Н-2. Он считался основным вкладом Японии в МКС.

Японский космический корабль HOPE
Авиационно-космические фирмы Японии приступили в 1986 г. к реализации программы научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ в области гиперзвуковой техники. Одно из основных направлений программы было создание беспилотного крылатого аэрокосмического летательного аппарата «Хоуп» (HOPE - в переводе «Надежда»), выводимого на орбиту с помощью ракеты-носителя «Эйч-2» (Н-2), которая должна была быть введена в эксплуатацию в 1996 г.
Основное назначение корабля - периодическое снабжение японской многоцелевой лаборатории «ДЖЕМ» (JEM) в составе американской космической станции (ныне - модуль МКС Кибо).
Головной разработчик - Национальное управление космических исследований (NASDA)Проектные изыскания по пилотируемому перспективному космическому летательному аппарату вела Национальная аэрокосмическая лаборатория (NAL) совместно с промышленными фирмами «Кавасаки», «Фудзи» и «Мицубиси». В качестве базового предварительно был принят вариант, предложенный лабораторией НАЛ (NAL).
К 2003 году был построен стартовый комплекс, полноразмерные макеты со всеми приборами, отобраны космонавты, испытаны в орбитальном полёте модели-прототипы корабля HIMES. Но в 2003 году космическая программа Японии была полностью пересмотрена, и проект закрыли.

X-30 National Aero-Space Plane (NASP) - проект перспективного многоразового космического корабля - одноступенчатой аэрокосмической системы-космолёта (АКС) нового поколения с горизонтальным стартом и посадкой, разрабатываемый США для создания надёжного и простого средства массового вывода людей и грузов в космос. Проект приостановлен и в настоящее время проводятся исследования гиперзвуковых беспилотных экспериментальных летательных аппаратов (Boeing X-43) для создания прямоточного гиперзвукового двигателя.
Разработка NASP началась в 1986 г. В своём обращении в 1986 г. президент США Рональд Рейган объявил:
…Восточный экспресс, который будет построен в следующем десятилетии, сможет взлететь из аэропорта Даллес и, разогнавшись до скорости в 25 раз выше скорости звука, выйти на орбиту или совершить полёт в Токио за 2 часа.
Программа NASP, финансируемая NASA и министерством обороны США, велась с участием фирм McDonnell Douglas, Rockwell International работавшими над созданием планера и оборудования гипрезвукового одноступенчатого космоплана. Фирмы Rocketdyne и Pratt & Whitney работали над созданием гиперзвуковых прямоточных двигателей.


Многоразовый космический корабль Х-30
По требованиям министерства обороны США X-30 должен был иметь экипаж из 2 человек и нести небольшую нагрузку. Пилотируемый космоплан с соответствующими системами управления и жизнеобеспечения оказался слишком большим, тяжёлым и дорогостоящим для опытного демонстратора технологий. В результате программа создания X-30 была остановлена, но исследования в области одноступенчатых средств вывода с горизонтальным стартом и гиперзвуковых прямоточных двигателей в США не прекратились. В настоящее время работы ведутся над небольшим беспилотным аппаратом Boeing X-43 «Hyper-X» для испытаний прямоточного двигателя.
X-33 - прототип многоразового одноступенчатого аэрокосмического корабля , строившийся по контракту NASA фирмой Lockheed Martin в рамках программы Venture Star . Работы по программе велись с 1995-2001 год. В рамках этой программы предполагалось разработать и испытать гиперзвуковую модель будущей одноступенчатой системы, а в дальнейшем - создать полноценную транспортную систему на основе данной технической концепции.


Многоразовый одноступенчатый космический корабль Х-33

Программа создания экспериментального аппарата X-33 была начата в июле 1996 г. Подрядчиком NASA стало опытно-конструкторское подразделение «Сканк Уоркс» корпорации «Локхид-Мартин».Она выиграла подряд на создание принципиально нового космического «шатла» получившего название «Венчур Стар». Впоследствии был испытан его усовершенствованный образец, получивший название «Х-33» и окруженный плотной завесой тайны. Известны лишь немногие характеристики аппарата. Взлетный вес −123 тонны, длина −20 метров, ширина - 21,5 метра. Два двигателя принципиально новой конструкции позволяют «Х-33» превысить скорость звука в 1,5 раза. Аппарат представляет собой нечто среднее между космическим кораблем и стратосферным самолетом. Разработки велись под флагом снижения затрат на выведение в космос полезного груза в десять раз, с нынешних 20 тыс. долл. за килограмм к двум с небольшим тысячам. Программа, однако, была закрыта в 2001, постройка экспериментального прототипа не была завершена.

Для "Венчур Стар" (Х-33) разрабатывался так называемый клиновоздушный ракетный двигатель.
Клиновоздушный ракетный двигатель (англ. Aerospike engine, Aerospike, КВРД) - тип ракетного двигателя с клиновидным соплом, который поддерживает аэродинамическую эффективность в широком диапазоне высот над поверхностью Земли с разным давлением атмосферы. КВРД относится к классу ракетных двигателей, сопла которых способны изменять давление истекающей газовой струи в зависимости от изменения атмосферного давления с увеличением высоты полета (англ. Altitude compensating nozzle). Двигатель с таким типом сопла использует на 25-30 % меньше топлива на низких высотах, где как правило требуется наибольшая тяга. Клиновоздушные двигатели изучались на протяжении длительного времени в качестве основного варианта для одноступенчатых космических систем (ОКС, англ. Single-Stage-To-Orbit, SSTO), то есть ракетных систем, использующих для доставки полезной нагрузки на орбиту только одну ступень. Двигатели этого типа были серьёзным претендентом на использование в качестве основных двигателей на МТКК «Спейс шаттл» при его создании (см.: SSME). Однако на 2012 год, ни одного двигателя этого типа не используется и не производится. Наиболее удачные варианты находятся в стадии доводочных работ.

Слева-обычный ракетный двигатель, справа- клиновоздушный ракетный двигатель.

Скайлон («Skylon») - название проекта английской компании Reaction Engines Limited , согласно которому в будущем может быть создан беспилотный космолёт многоразового использования, который, как предполагается его разработчиками, сделает возможным недорогой и надёжный доступ в космос. Предварительная экспертиза этого проекта признала, что технических и конструктивных ошибок в нем нет. По оценкам, Скайлон снизит стоимость выведения грузов в 15-50 раз. Сейчас компания занимается поиском финансирования.
Согласно проекту «Скайлон» будет способен доставить в космос приблизительно 12 тонн груза (для низкой экваториальной орбиты)
Скайлон будет способен подниматься в воздух как обычный самолет и, достигнув гиперзвуковой скорости в 5,5 М и высоты в 26 километров, переходить на питание кислородом из собственных баков, чтобы выйти на орбиту. Садиться он будет тоже как самолет. Таким образом, британский космолёт не только должен выходить в космос без применения разгонных ступеней, внешних ускорителей или сбрасываемых топливных баков, но и осуществлять весь этот полёт, используя одни и те же двигатели (в количестве двух штук) на всех этапах, начиная с рулёжки по аэродрому и заканчивая орбитальным участком.
Ключевой частью проекта является уникальная силовая установка - многорежимный реактивный двигатель (англ. hypersonic precooled hybrid air breathing rocket engine - гиперзвуковой комбинированный воздушно-реактивный/ракетный двигатель с предварительным охлаждением).
Несмотря на то, что проекту уже более 10 лет, до сих пор не создано ни одного полноразмерного действующего прототипа двигателя будущего аппарата и в настоящее время проект "существует" лишь в виде концепции, т.к. разработчики не смогли найти финансирование, необходимое для начала стадии разработки и строительства, в 1992 г. была определена сумма проекта - около 10 млрд. долларов. По заявлениям разработчиков, Скайлон окупит затраты на свое производство, обслуживание и использование, и в дальнейшем сможет приносить прибыль.


"Скайлон"- перспективный английский многоразовый космический корабль.
Многоцелевая авиационно-космическая система (МАКС) - проект использующего метод воздушного старта двухступенчатого комплекса космического назначения, который состоит из самолёта-носителя (Ан-225 «Мрия») и орбитального космического корабля-ракетоплана (космоплана), называемого орбитальным самолётом. Орбитальный ракетоплан может быть как пилотируемым, так и беспилотным. В первом случае он устанавливается вместе с одноразовым внешним топливным баком. Во втором - баки с компонентами топлива и окислителя размещаются внутри ракетоплана. Вариант системы допускает также установку вместо многоразового орбитального самолёта одноразовой грузовой ракетной ступени с криогенными компонентами топлива и окислителя.
Разработка проекта велась в НПО «Молния» с начала 1980-х годов под руководством Г. Е. Лозино-Лозинского. Широкой общественности проект был представлен в конце 1980-х гг. При полномасштабном разворачивании работ проект мог быть реализован до стадии начала лётных испытаний уже в 1988 г.

В рамках инициативных работ НПО «Молния» по проекту созданы меньшие и полномасштабные габаритно-весовой макет внешнего топливного бака, габаритно-весовой и технологический макеты космоплана. К настоящему времени на проект уже истрачено около 14 млн. долларов. Реализация проекта по-прежнему возможна при наличии инвесторов.
«Клипер» - многоцелевой пилотируемый многоразовый космический корабль , проектировавшийся в РКК «Энергия» с 2000 года на смену кораблям серии «Союз».

Макет Клипера на авиавыставке в Ле Бурже.
Во второй половине 1990-х был предложен новый корабль по схеме «несущий корпус» - промежуточный вариант между крылатым Шаттлом и баллистической капсулой «Союза». Была рассчитана аэродинамика корабля, а его модель испытана в аэродинамической трубе. В 2000-2002 годах шла дальнейшая проработка корабля, но тяжелая ситуация в отрасли не оставляла надежд на реализацию. Наконец, в 2003 году проект получил путёвку в жизнь.
В 2004 году началось продвижение «Клипера». В связи с недостаточностью бюджетного финансирования основной упор делался на сотрудничество с другими космическими агентствами. В том же году интерес к «Клиперу» проявило ЕКА, но потребовало коренной переработки концепции под свои нужды - корабль должен был садиться на аэродромы как самолёт. Менее чем через год в сотрудничестве с ОКБ «Сухого» и ЦАГИ была разработана крылатая версия «Клипера». К тому же времени в РКК был создан полномасштабный макет корабля, начались работы по компоновке оборудования.
В 2006 году по результатам конкурса проект был отправлен Роскосмосом формально на доработку, а затем остановлен в связи с прекращением конкурса. В начале 2009 года РКК «Энергия» победила в конкурсе на разработку более универсального корабля ППТС-ПТКНП («Русь»).
«Паром» - межорбитальный буксир многократного использования , проектируемый в РКК «Энергия» с 2000 года, и который, предполагается на смену одноразовым транспортным космическим кораблям типа «Прогресс».
«Паром» должен поднимать с низкой опорной орбиты, (200 км.) до орбиты МКС (350,3 км.) контейнеры - сравнительно простые, с минимумом оборудования, выводимые в космос при помощи «Союзов» или «Протонов» и несущие, соответственно, от 4 до 13 тонн грузов. «Паром» имеет два стыковочных узла: один для контейнера, второй - для причаливания к МКС. После вывода контейнера на орбиту паром за счёт своей двигательной установки спускается к нему, стыкуется с ним и поднимает его к МКС. А после разгрузки контейнера «Паром» спускает его на более низкую орбиту, где тот отстыкуется и самостоятельно тормозит (у него тоже есть небольшие двигатели), чтобы сгореть в атмосфере. Буксир же останется ждать новый контейнер, для последующей буксировки на МКС. И так много раз. От контейнеров же «Паром» дозаправляется, а, находясь на дежурстве в составе МКС, проходит, по мере надобности, профилактический ремонт. Вывести контейнер на орбиту можно будет практически любым отечественным или иностранным носителем.

Российская космическая корпорация «Энергия» планировала запустить в космос первый межорбитальный буксир типа «Паром» в 2009 году, однако, с 2006 года, официальных анонсов и публикаций, посвящённых развитию этого проекта, не было.

Заря - многоразовый многоцелевой космический корабль , разработанный РКК «Энергия» в 1986-1989 годах, производство которого так и не было начато в связи с сокращением финансирования космических программ.
Общая компоновка корабля похожа на корабли серии «Союз».
Основным отличием от существующих космических кораблей можно назвать вертикальный способ посадки с использованием реактивных двигателей, работающих на керосине в качестве топлива и перекиси водорода в качестве окислителя (такое сочетание выбрано в связи с малой токсичностью компонентов и продуктов горения). 24 посадочных двигателя размещались по окружности модуля, сопла направлены под углом к боковой стенке корабля.
На начальном участке спуска торможение планировалось осуществлять за счет аэродинамического торможения до скорости примерно 50-100 м/с, затем включались посадочные двигатели, остаток скорости планировалось гасить за счет деформируемых амортизаторов корабля и кресел экипажа.
Вывод на орбиту планировалось осуществлять с помощью модернизированной ракеты-носителя «Зенит».


Космический корабль Заря.
Диаметр корабля должен был составлять 4,1 м, длина 5 м. Стартовая масса корабля 15 т, масса доставляемого на орбиту груза 3 т или экипаж из 8 человек, масса возвращаемого на Землю груза 2,5 т. Длительность полёта совместно с орбитальной станцией 195-270 суток.

Я поделился с Вами информацией, которую "накопал" и систематизировал. При этом ничуть не обеднел и готов делится дальше, не реже двух раз в неделю. Если Вы обнаружили в статье ошибки или неточности - пожалуйста сообщите. Буду очень благодарен.

No related posts.

Комментарии

Отзывов (10) на Разработки перспективных космических кораблей остановленные на полдороге.”

    E-mail: [email protected]
    Колпаков Анатолий Петрович
    Путешествие на МАРС
    Содержание
    1. Аннотация
    2. Левитатор для космолёта
    3. СЭ – статический энергоид для энергетической установки
    4. Полёты на Марс
    5. Пребывание на Марсе

    Аннотация
    Реактивные космические корабли (РКК) малопригодны для длительного путешествия в глубокий Космос. Они нуждаются в большом количестве топлива, представляющего собой большую часть массы РКК. РКК имеют очень малый участок разгона с преодолением чрезмерной перегрузки и очень большой участок движения в невесомости. Они разгоняются всего лишь до 3-ей космических скоростей 14,3 км/с. Этого явно недостаточно. С такой скоростью до Марса можно долететь (150 млн. км), подобно брошенному камню, лишь за 120 суток. Кроме того РКК также должен иметь электростанцию для выработки электроэнергии необходимой для удовлетворения всех потребностей этого корабля. Этой электростанции тоже требуется топливо и окислитель, но другого типа. Впервые в мире я предлагаю два важных устройства: полилевитатор и СЭ – статический энергоид. Полилевитатор – безопорный движитель, а СЭ – энергетическая установка. Оба этих устройства используют новые ранее неизвестные принципы работы. Они не нуждаются в топливе, потому что используют Источник сил открытый мной. Источником сил является эфир Вселенной. Полилевитатор (левитатор – в дальнейшем) способен создавать свободную силу любой величины длительное время. Он предназначается для приведения в движение космолёта, а энергоид для приведения в действие генератора электрической энергии для нужд космолёта. Марсианский левитаторный космолёт (МЛК) способный долететь до Марса за 2,86 суток. При этом он совершает на всём пути только активный полёт. На первой половине пути он осуществляет разгон с ускорением равным + 9,8 м/с2, а на второй половине пути торможение с замедлением равным – 9,8 м/с2. Таким образом, путешествие на Марс оказывается коротким и комфортабельным (без перегрузок и невесомости) для экипажа МЛК. МЛК отличается большой вместимостью, поэтому оснащается всем необходимым. Для обеспечения электроэнергией он снабжается ЭЭС – энергоидной электростанцией, включающей энергоид и генератор электрической энергии. На Марс будут отправляться МЛК различного назначения: научные, грузовые и туристические. Научные будут оснащаться необходимыми приборами и оборудованием для изучения этой планеты. Они также будут доставлять туда учёных. Грузовые МЛК будет доставлять на Марс различные машины и механизмы, необходимые для создания строительных сооружений различного назначения, а также для добычи полезных для земной цивилизации ресурсов. Туристические МЛК будут доставлять туристов, и осуществлять полёты над Марсом, с целью ознакомления с достопримечательностями этой планеты. Кроме использования МЛК различного назначения предусматривается использование ДЛАА – двухместных левитаторных летательных аппаратов, которые будут использоваться для: картографирования поверхности Марса, монтажа строительных сооружений, взятия проб марсианского грунта, управления буровыми установками и другим. Они также будут использоваться для дистанционного управления марсианскими: автомобилями, скреперами, бульдозерами, экскаваторами при возведении строительных сооружений на Марсе и для многих других целей. Космос представляет большую опасность для людей, перемещающихся в нём на космолётах. Эта опасность в виде гамма и рентгеновских лучей исходит от Солнца. Вредоносное излучение также исходит и из Космоса. До определённой высоты над Землёй защиту обеспечивает магнитное поле Земли, но дальнейшее движение становится опасным. Однако, если воспользоваться магнитной тенью Земли, то можно будет избежать этой опасности. Марс имеет очень малую атмосферу и не имеет вовсе магнитного поля, которое могло бы надёжно защитить пребывающих туда людей от вредного воздействия гамма и рентгеновских лучей, исходящих от Солнца, а также вредного излучения Космоса. Для восстановления магнитного поля Марса я предлагаю сначала оснастить его атмосферой. Это можно будет сделать, превратив в газы, имеющиеся на нём твёрдые материалы. Для этого потребуется большое количество энергии, но это не представляет собой большой проблемы. Её могут вырабатывать ЭЭС, заранее изготовленные на заводах Земли, а затем доставленные на Марс грузовыми МЛК. При наличии атмосферы она должна быть такой, чтобы могла создавать и накапливать статическое электричество, которое достигнув определённого предела должно производить саморазряды в виде молний. Молнии же намагнитят ядро Марса, а оно создаст магнитное поле планеты, которое и защитит всё живое на ней от вредного излучения.

    Левитатор для космического туризма
    Для космического туризма почти всё имеется Не хватает только безопорного движителя. Именно такой простой дешёвый и абсолютно безопасный высокоэффективный безопорный движитель для космолёта я изобрёл и уже проверил принцип его действия опытным путём. Ему мной дано название левитатор. Левитатор впервые в мире способен создавать силу (тягу) любой величины без использования топлива. Для обеспечения движения левитатор использует ранее неизвестные принципы. Ему не требуется энергия.. Вместо источника энергии левитатор использует открытый мной вездесущий на Земле и в Космосе источник сил. Таким источником сил является малоизвестный науке эфир Вселенной. Мной сделано 60 прикладных научных открытий свойств эфира Вселенной пока не защищённых охранными документами. Всё что необходимо знать об эфире Вселенной теперь полностью известно, но пока только мне одному. Эфир вовсе не такой как его представляет наука. Космолёт, оснащённый левитатором, способен летать в Космосе с любой скоростью на любой высоте на любые расстояния без ощутимых перегрузок и невесомости. Кроме того он может зависать над любым космическим объектом: Землёй, Луной, Марсом, болидом, кометой как угодно долго и осуществлять посадки на их поверхности в подходящих местах. Левитаторный космолёт может сотни тысяч раз выходить в открытый Космос и возвращаться обратно без ощутимых перегрузок и невесомости. Он может осуществлять активный полёт как угодно долго, то есть двигаться в Космосе с постоянно действующей тягой. Он способен создавать космолёту ускорение, как правило, равное земному, т.е. 10 м/с2, при наличии людей на борту и достигать скоростей многократно превышающих скорость света. «Запреты» СТО — специальной теории относительности А. Эйнштейна на безопорное движение не распространяются. Первым космическим туристическим маршрутом, по-видимому, будет облёт Земли левитаторными космолётами с несколькими десятками туристов на борту в ближнем Космосе на высоте 50-100 км, где нет космического «мусора».
    Кратко: в чём сущность? Согласно классической механике в открытых механических системах результирующая сила от всех действующих сил оказывается не равной нулю. На создание этой силы, как ни парадоксально, не расходуется энергия какого-либо энергоносителя. Такую открытую механическую систему и представляет собой левитатор. Левитатор создаёт результирующую силу, которая и представляет собой тягу левитатора. В ней не действуют закон сохранения энергии. Таким образом, механика открытых механических систем оказывается бес затратной – даровой и это чрезвычайно важно. Левитатор представляет собой простое устройство – многозвенник. На его звенья действуют силы инициированные силой деформации тарельчатых пружин или винтовой парой. Их результирующей силой оказывается тяга. Левитатор может создавать тягу, какой угодно величины, например 250 кН.

    При этом посадка перспективных кораблей также должна производиться на территории России, в настоящее время космические корабли «Союз» совершают взлет с Байконура и производят посадку также на территории Казахстана.

    СЭ – статический энергоид для энергетической установки
    Мной сделано изобретение двигателя, которому я дал название — энергоид. Причём такой энергоид в котором звенья не совершают регулярного движения относительно друг друга, поэтому он назван статическим. А поскольку звенья не имеют относительного движения, то они и не имеют износов в кинематических парах. Иначе говоря, могут работать как угодно долго – вечно. Статический энергоид (СЭ) представляет собой всего-навсего многозвенник. Он, являясь устройством заключенным внутри ротора, представляет собой механический роторный двигатель. Итак, наконец-то изобретён Статический энергоид – механический роторный двигатель. На одном из его звеньев задаётся сила с помощью обладающих большой жёсткостью деформированных тарельчатых пружин или винтовой пары Важно обратить особое внимание на то, что деформация этих пружин сохраняется неизменной, то есть её мизерная энергия не расходуется на совершение работы СЭ. Силы распространяются по всем звеньям СЭ. Силы действуют на все звенья, их модули претерпевают преобразования от звена к звену и создают моменты с результирующим расчётным крутящим моментом. Статический энергоид (СЭ) — многофункциональное устройство. Он одновременно выполняет роли высокоэффективных: 1 – источника даровой механической энергии; 2 — механического двигателя; 3 – автоматической бесступенчатой передачи, с каким угодно большим диапазоном изменения передаточных отношений; 4 – без износного динамического тормоза (рекуператора энергии). СЭ может приводить в действие любые мобильные и любые стационарные машины. СЭ может быть спроектирован на любую мощность до 150 тысяч кВт. СЭ имеет обороты ВОМ – вала отбора мощности (ротора) до 10 тыс. в минуту, оптимальный коэффициент трансформации 4-5 (диапазон изменения передаточных отношений). СЭ имеет ресурс непрерывной работы равный бесконечности. Потому что детали СЭ не совершают относительного движения с большими или малыми линейными или угловыми скоростями и поэтому не изнашиваются в кинематических парах. Работа статического энергоида в отличие от всех существующих тепловых двигателей не сопровождается осуществлением какого-либо рабочего процесса (горения углеводородов, деления или синтеза радиоактивных веществ и т. д.). СЭ, с целью задания и управления мощностью, оснащается простейшим устройством – упором, создающим два равных по модулям, но противоположно направленным момента. При задании упора в его устройстве (открытой механической системе) возникает результирующий момент. Согласно теореме о движении центра инерции классической механики этот момент может иметь величину отличную от нуля. Он и представляет собой крутящий момент СЭ. СЭ кроме упора оснащается ещё простым по устройству АРЧ-КМ – автоматическим регулятором частоты и крутящего момента, который автоматически приводит в соответствие крутящий момент СЭ с моментом сопротивления нагрузки. В процессе работы СЭ не требует какого-либо обслуживания. Затраты на его эксплуатацию сведены к нулю. При использовании СЭ для привода мобильных или стационарных машин он заменяет собой: двигатель и автоматическую коробку передач. СЭ не требует топлива и поэтому не имеет вредных газов. Кроме того СЭ обладает наилучшей характеристикой совместной работы с любой мобильной или стационарной машиной. Вдобавок ко всему СЭ имеет простое устройство и принцип действия.
    Мной уже сделаны расчёты СЭ всего стандартного ряда мощностей: от 3,75 кВт до 150 тыс. кВт. Так, например, при мощности равной 3,75 кВт СЭ имеет диаметр равный 0,24 м и длину 0,12 м, а при максимальной мощности равной 150 тыс. кВт СЭ имеет диаметр 1,75 м и длина 0,85 м. Это означает, что СЭ имеет самые малые габариты среди всех ныне известных энергетических установок. Поэтому его удельная мощность представляют собой большую величину, достигающую 100 кВт на каждый килограмм собственной массы. СЭ является самой безопасной и самой высокоэффективной энергетической установкой. СЭ наибольшее применение, по-видимому, получит в энергетике. На его основе будут созданы ЭЭС – энергоидные электростанции, включающие в свой состав СЭ и любой генератор электрической энергии. ЭЭС будут в состоянии избавить человечество от страха неминуемой гибели от нарастающего дефицита энергии. СЭ позволит полностью и навсегда решить энергетическую проблему, в какой бы прогрессии не росла потребность в энергии не только РФ, но и всего человечества, и сопряжённую с ней экологическую проблему – избавления от вредных выбросов при получении энергии. Я также располагаю: «Основами теории СЭ» и «Теорией идеальной внешней скоростной характеристики СЭ», которые позволяют рассчитать оптимальные параметры, как СЭ на любую номинальную мощность, так и скоростную характеристику его совместной работы с любой агрегатированной с ним машиной. Принцип действия СЭ мной уже проверен опытным путём. Полученные результаты полностью подтверждают «Основы теории статического энергоида (СЭ)». Я имею Ноу-хау (пока ещё не запатентованные изобретения главным образом из-за отсутствия финансирования) на СЭ и ЭЭС. СЭ основываются на моём фундаментальном научном открытии нового ранее неизвестного источника энергии, каковым является малоизученный эфир Вселенной, и 60 также моих прикладных научных открытиях его физических свойств, которые в совокупности и определяют принцип действия статического энергоида, а, следовательно, ЭЭС. Строго говоря, эфир Вселенной не является источником энергии. Он – источник сил. Его силы приводят в движение всю материю Вселенной и таким образом наделяют её механической энергией. Поэтому этот источник только с оговоркой можно называть условным вездесущим на Земле и в Космосе источником даровой механической энергии. Однако поскольку в нём нет никакой энергии, то поэтому он и оказывается как бы неисчерпаемым источником энергии. Кстати, согласно моим открытиям вся материя Вселенной оказывается погруженной в этот эфир (академической науке это пока неизвестно). Поэтому именно эфир Вселенной и является вездесущим источником сил (условным источником энергии). Надо обратить особое внимание на то, что все усилия и изрядную долю финансирования государство направляет на поиски неисчерпаемого источника энергии. Однако теперь уже такой источник мной найден, быть может, к его большому удивлению. Таким источником, как уже сказано выше, оказался не источник энергии, а источник сил, – эфир Вселенной. Эфир Вселенной является единственным существующим в природе (во Вселенной) условным вездесущим источником даровой наиболее удобной для практического использования механической энергии. Все известные источники энергии являются всего лишь посредниками в получении энергии из эфира Вселенной, без которых можно обойтись. Поэтому государствам необходимо немедленно прекратить финансирование изысканий новых источников энергии, дабы избежать напрасной траты средств.
    Кратко: в чём сущность моих научных открытий? Основу механики всей известной техники представляют собой, так называемые замкнутые механические системы, в которых результирующий момент оказывается равным нулю. Чтобы сделать его отличным от нуля пришлось изощряться в создании специальных устройств (двигателей, турбин, реакторов) и при этом расходовать какой-либо энергоноситель. Только в таких случаях в замкнутых механических системах оказалось возможным получение результирующего (крутящего) момента отличного от нуля. Поэтому механика замкнутых механических систем оказывается затратной. Но это в свою очередь оказалось чреватым, как хорошо известно, большими затратами финансовых средств на получение энергии всеми существующими ныне способами. Принцип действия статического энергоида (СЭ) основан на другой механике – мало известной части классической механики, так называемых не замкнутых (открытых) механических систем. В специальных этих системах результирующий момент от всех действующих сил оказывается не равным нулю. Но на создание этого момента, как ни парадоксально, не расходуется энергия какого-либо энергоносителя. Такую открытую механическую систему и представляет собой СЭ. Это понять можно из следующего примера. СЭ создаёт результирующий момент, который и представляет собой крутящий момент. Поэтому СЭ по этой причине, в частности, оказывается вечным механическим роторным двигателем. Из этого становится понятным и то, что в открытых (не замкнутых) механических системах не соблюдаются закон сохранения энергии. Таким образом, механика открытых механических систем оказывается бес затратной – даровой и это чрезвычайно важно. Это объясняется, в первую очередь, тем, что в СЭ в виду его специфики действуют одни лишь силы обусловленные источником сил, а не источником энергии.
    СЭ представляет собой простое устройство. На его звенья действует, как указано выше, силы и моменты, инициированные силой деформации тарельчатых пружин или винтовой пары. Их результирующим моментом оказывается крутящий момент, а СЭ, в частности, превращается в роторный двигатель. Самым поразительным является то, что это простое устройство не могло быть изобретено сотнями тысяч изобретателей на протяжении почти трёх веков. Только потому, что изобретатели делали свои изобретения, как правило, без теоретического обоснования. Это продолжается и до сих пор. Примером тому служат многочисленные попытки изобрести так называемый «вечный двигатель». СЭ является вечным двигателем, но он имеет существенные отличия от пресловутого «вечного двигателя» и намного превосходит его. СЭ имеет простое устройство и принцип действия. Не имеет какого-либо рабочего процесса. Имеет ресурс непрерывной работы равный бесконечности. Не использует источник энергии, а использует источник сил. Одновременно является автоматической бесступенчатой передачей. Имеет чрезвычайно большую удельную мощность, достигающую 100 кВт на каждый килограмм собственной массы. И так далее, о чём уже подробно указано выше. Таким образом, СЭ во всех отношениях оказывается превосходящим все существующие энергетические установки: двигатели, турбины и атомные реакторы, т.е. СЭ по сути дела оказывается не двигателем, а идеальной энергетической установкой. Принцип действия СЭ мной уже проверен опытным путём. Получен положительный результат, который полностью находятся в соответствии с «Основами теории СЭ». В случае необходимости мной будут представлены доказательства путём демонстрации действующего образца ЭЭС – энергоидной электростанции, а, следовательно, и СЭ, которая будет разработана мной по техническим требованиям, согласованным с Космическим агентством. При заинтересованности Космического агентства в приобретении Ноу-хау СЭ и ЭЭС мной будет предоставлен Порядок продажи Ноу-хау. Кроме того Космическому агентству будут выданы: 1 – Ноу-хау СЭ; 2 – Основы теории СЭ; 3 – Теория идеальной внешней скоростной характеристики СЭ; 4 – действующий образец ЭЭС – энергоидной электростанции; 5 – чертежи на неё.

    Полёты на Марс
    Космос представляет большую опасность для людей, перемещающихся в нём на космолётах. Эта опасность в виде гамма и рентгеновских лучей исходит от Солнца. Вредоносное излучение также исходит и из Космоса. До определённой высоты над Землёй (до 24000 километров) защиту обеспечивает магнитное поле Земли, но дальнейшее движение становится опасным. Однако, если воспользоваться магнитной тенью Земли, то можно будет избежать этой опасности. Магнитная тень от Земли не всегда прикрывает Марс. Она появляется только при вполне определённом взаимном расположении этих планет в Космосе, но так как Марс и Земля всё время движутся по разным орбитам, то это бывает крайне редким случаем. Чтобы избежать этой зависимости необходимо воспользоваться другими средствами. Можно использовать «космическую пластмассу», цельнометаллическую оболочку космолёта, а также магнитную защиту в форме тороидального магнита и другие возможно удачно изобретённые с течением времени средства защиты.
    Марс имеет очень малую атмосферу и не имеет вовсе как будто бы магнитного поля, которое могло бы надёжно защитить пребывающих туда людей от вредного воздействия гамма и рентгеновских лучей, исходящих от Солнца, а также вредного излучения Космоса. Для восстановления магнитного поля Марса я предлагаю сначала оснастить его атмосферой. Это можно сделать, превратив в газы, имеющиеся на нём соответствующие твёрдые материалы. Для этого потребуется большое количество энергии, но это не представляет собой проблему. Её могут вырабатывать ЭЭС изготовленные на заводах Земли, а затем доставленные на Марс с помощью МЛК. При наличии атмосферы она эта атмосфера должна быть такой, чтобы могла создавать и накапливать статическое электричество, которое достигнув определённого предела должно производить саморазряды в виде молний. Этот процесс должен быть непрерывным. За длительный период молнии намагнитят ядро Марса, а оно создаст магнитное поле планеты, которое и защитит её от вредного излучения. На наличие ядра указывают доказательства существования когда-то на этой планете атмосферы и развитой цивилизации аналогичной земной.
    Для осуществления полёта на Марс и обратно необходимо иметь левитаторный космолёт с защитой от вредоносного излучения исходящего из Космоса. Выше уже было указано, что такой космолёт при полной его загрузке будет иметь массу 100 тонн. В состав полностью загруженного Марсианского левитаторного космолёта (МЛК) должны входить: 1 – левитаторный космолёт; 2 – основной и резервный полилевитаторы включающие по 60 левитаторов каждый из которых в отдельности способен создавать максимальную силу тяги равную 20 тонн; 3 – три ЭЭС – энергоидных электростанции (одна рабочая и две резервных) каждая из которых имеет номинальную мощность 100 кВт и номинальное трёхфазное напряжение 400 В, включающая СЭ и асинхронный трёхфазный генератор; 4 – три системы (одна рабочая и две резервные) обеспечения стандартной атмосферы: в отсеке управлением полётом МЛК, в отсеке отдыха, в отсеке проведения досуга, в отсеке кафе-ресторана, в отсеке управления всеми системами МЛК; 5 – хранилище продуктов питания с запасом из расчёта обеспечения питанием 12 человек в течении 3-4 месяцев; 6 – хранилище ёмкостей с питьевой водой на 25 кубических метров; 7 – хранилище для двух двухместных левитаторных летательных аппаратов (ДЛЛА); 8 – лабораторию определения физических свойств и химического состава марсианского грунта, минералов и всевозможных жидкостей, которые предположительно могут быть обнаружены на Марсе; 9 – две буровых установки; 10 – два телескопа для слежения за Марсом во время движения к нему или слежения за Землёй, при движении к ней. Все отсеки МЛК оснащаются радиооборудованием, видеоаппаратурой и компьютерами.
    Само собой разумеется, что управление полётом МЛК должно осуществляться автоматически специально предусмотренной программой – автопилотом, а роль пилотов должна заключаться лишь в чётком её выполнении. Пилоты должны брать на себя ручное управление полётом МЛК только в случае сбоев в программе автопилота, а также во время старта, полётов над планетами Марсом и Землёй и при посадках на их поверхности, т.е. точно также как осуществляется управление лайнерами в воздушном пространстве Земли. Экипаж МЛК включает: 2-х пилотов, одновременно управляющих его полётом и 10 специалистов. Среди специалистов должны быть два пилота-дублёра, а остальные – инженеры по обслуживанию всего оборудования, как МЛК, так и остального упомянутого выше оборудования. Кроме того каждый член экипажа должен иметь не менее 2-х специальностей. Это необходимо для того чтобы в совокупности все они могли решить любые проблемы связанные с получением ресурсов в случае обнаружения на Марсе минералов или чего-то иного и осуществить извлечение воды, кислорода, углекислого газа, других полезных жидкостей и газов, а также металлов, если они будут обнаружены на Марсе в связанном виде. Этим самим они смогут в какой-то мере хотя бы частично избавиться от зависимости земных ресурсов.
    При полётах на Марс в космическом пространстве возникает проблема определения скорости движения. Информация о ней очень важна. Без неё станет невозможным точный расчёт прибытия в конечный пункт маршрута. Те приборы, которые используются на самолётах, осуществляющих полёты в воздушном пространстве Земли, совершенно не пригодны для летательных аппаратов, совершающих движение в Космосе. Потому что в Космосе нет ничего такого, что могло бы определять эту скорость. Однако, учитывая то, что скорость, в конце концов, зависит от ускорения движения МЛК, поэтому эту зависимость и надо использовать для создания спидометра космолёта. Спидометр должен представлять собой интегральный прибор, который должен учитывать, как величины ускорений МЛК, так и их продолжительности на протяжении всего полёта космолёта и на их основе выдавать конечную скорость движения в любой момент времени.
    Полилевитатор способен создавать необходимую силу тяги МЛК, поэтому он будет совершать всё время активный полёт, то есть ускоренное или замедленное движение и таким образом избавлять весь персонал от пагубной невесомости и чрезмерных перегрузок. Первая половина пути в Космосе к Марсу будет ускоренным движением, а вторая половина пути будет замедленным движением. Теоретически это позволит прибыть на Марс с нулевой скоростью. Практически же приближение к его поверхности будет с какой-то вполне определённой, но малой скоростью. Но в любом случае это позволит осуществить благополучную посадку на его поверхность в подходящем месте.
    Зная расстояние до Марса и ускорение движения МЛК легко рассчитывается, как продолжительность движения по преодолению пути от Земли до Марса (или, наоборот, от Марса до Земли), так и максимальная скорость движения. В зависимости от взаимного расположения Земли и Марса в космическом пространстве расстояние между ними меняется. Если они окажутся по одну сторону от Солнца расстояние становится минимальным и равным 150 миллионам километров, а если по разные стороны, то расстояние становится наибольшим и равным 450 миллионам километров. Но это только частные случаи, которые случаются крайне редко. При каждом полёте к Марсу расстояние до него необходимо будет уточнять – запрашивать в соответствующих компетентных органах.
    При равноускоренном на первой половине пути и равнозамедленном движении на второй половине пути МЛК продолжительность путешествия до Марса оказывается различной. Расчёты при расстоянии до Марса равном 150 миллионов километров она оказывается равной всего 2,86 суток, а при расстоянии 450 миллионов километров она оказывается равной уже 4,96 суток. На первой половине пути МЛК осуществляет разгон с безопасным ускорением равным земному, а на второй половине пути – торможение с безопасным замедлением по величине равном земному ускорению при перелёте от Земли к Марсу или, наоборот, от Марса к Земле. Такие длительные по времени разгоны и торможения позволяют исключить чрезмерные перегрузки экипажу и совершить путешествие от Земли к Марсу или в обратном направлении в комфортабельных условиях.
    Таким образом, при минимальном расстоянии между Землёй и Марсом равном 150 миллионов километров МЛК преодолевает его за 2,86 земных суток. Разгоняясь на средине пути до скорости 4,36 миллионов километров в час (1212,44 км/с). При максимальном расстоянии между Землёй и Марсом равном 450 миллионов километров МЛК преодолевает его за 4,96 земных суток. Разгоняясь на средине пути до скорости 7,56 миллионов километров в час (2100 км/с). Следует обратить особое внимание на то, что такие грандиозные результаты невозможно получить с помощью современных реактивных космических кораблей. Показательным является то, что с помощью реактивных космических кораблей путешествие к Марсу предусматривается при минимальном расстоянии до него в течении 120 земных суток. При этом необходимо будет испытывать неудобную невесомость. С помощью же МЛК путешествие будет длиться всего 2,86 суток, то есть в 42 раза быстрее, но оно будет сопровождаться комфортабельными условиями равнозначными земным (без перегрузок и невесомости), так как при ускорении равном земному на МЛК, а, следовательно, и его экипаж будет действовать сила инерции равная силе притяжения Земли. Это значит, что каждый член экипажа будет испытывать действующую на него силу инерции равную силе веса на Земле.
    Следует иметь в виду, что в тот момент, когда МЛК покинет Землю и будет двигаться по направлению к Марсу, может показаться иллюзорным то, что Земля окажется как бы внизу, а Марс вверху. Такое впечатление схожее с тем как будто человек движется в лифте многоэтажного дома. Более того при этом будет неудобным смотреть на Марс задрав голову к верху. Поэтому необходимо будет предусмотреть систему зеркал расположенных под углом 450 в отсеках, из которых будет вестись наблюдение за Марсом. Все эти меры в равной степени окажутся пригодными и для наблюдения Земли на обратном пути – от Марса к Земле. Поэтому чтобы не ошибиться с выбором направления движения на него необходимо стартовать к Марсу только ночью когда он будет виден на небосводе. При этом надо использовать такое ночное время, когда он будет наблюдаться близко к зенитному расположению. Пилотская кабина должна быть расположена в передней части МЛК, а её основание (пол) должен иметь возможность поворота на 90 градусов. Это необходимо для того чтобы при полётах над поверхностями небесных тел он занимал горизонтальное положение, а при движениях в Космосе был перпендикулярным продольной оси МЛК, то есть был по отношению к этой оси повёрнутым на 90 градусов.

    Пребывание на Марсе
    Прилетевший к Марсу первый МЛК не сразу будет осуществлять посадку на его поверхность. Первоначально он сделает несколько разведывательных облётов Марса на высоте удобной для обозрения его поверхности, с целью выбора наиболее подходящего места для посадки. Для МЛК не требуются достижения первой марсианской космической скорости, чтобы оказаться на эллиптической орбите вокруг Марса. Потребности в такой орбите нет. МЛК может зависать на любой высоте или двигаться вокруг Марса на этой высоте сколько угодно раз. Всё определяется лишь установлением силы тяги полилевитатора, которая в данном случае оказывается подъёмной силой с вполне определённой составляющей силы горизонтального движения с любой скоростью. Эти силы легко задаются регулировкой полилевитатора. Определив, таким образом, подходящее место МЛК, наконец, осуществит посадку на поверхность Марса. С этого момента МЛК становится жилым домом и офисом для его персонала, который во время полёта МЛК был его экипажем.
    Для исследования и изучения рельефа Марса, а также для разведки полезных ресурсов предназначаются заранее созданные и полностью оснащённые всем необходимым еще на Земле ДЛЛА – двухместные левитаторные летательные аппараты. С помощью ДЛЛА можно будет создать в кратчайший срок, в частности, подробную физическую карту Марса. Что, по-видимому, будет первоочередной задачей для первого прибывшего коллектива. Для этого согласно графику регулярно будут вылетать 2 ДЛЛА, по выделенным маршрутам, и выполнять эту работу. В каждом ДЛЛА карта будет изображаться по заранее разработанной ещё на Земле программе. Для этого ДЛЛА будет иметь необходимую аппаратуру. ДЛЛА способен перемещаться с различными скоростями, в том числе и с большими скоростями, что позволят высокими темпами и в кратчайший срок изучить Марс. Экипажи ДЛЛА должны работать в скафандрах оснащёнными ёмкостями необходимого запаса воздуха (кислорода) для дыхания двух человек в течении не менее 4-5-ти часов. Из-за недостаточно комфортных условий продолжительность рабочего дня экипажа ДЛЛА, по всей вероятности, будет составлять ориентировочно 1-2 часа. Затем с учётом накопленного опыта рабочее время операторов будет уточнено.
    Поскольку Марс имеет незначительную атмосферу и не имеет как будто бы вовсе магнитного поля пребывать на нём также опасно, как и находится в открытом Космосе. Поэтому необходимо в первую очередь снабдить его атмосферой желательно аналогичной земной и реабилитировать магнитное поле. Однако для этого необходимо пребывать на этой планете большому количеству людей и техники. Для них. необходимо использовать, как индивидуальные средства защиты, так и коллективные средства защиты. В достаточной степени со стопроцентным результатом это невозможно, поэтому пребывание каждого человека на Марсе должно быть кратковременным. В первую очередь необходимо отбирать таких людей, которые оказываются полностью устойчивыми против радиации. Авария Чернобыльской АЭС обнаружила у некоторых людей такие способности. Однако с такими способностями людей очень мало и отсутствуют способы их тестирования. Для больших групп специалистов средствами защиты могут быть базы с электростатическими радиационными щитами, подземные укрытия. В качестве индивидуальных средств защиты могут быть использованы биоскафандры (Bio-Suit), тонкие алюминиевые плёнки, а также напыляемые на тело специальные прочные плёнки. Однако глаза, кисти рук и ступни ног должны иметь отдельную защиту. Перемещения по Марсу в большинстве случаев должно осуществляться с помощью ДЛЛА оснащённых тороидальными магнитами защищающих экипаж от вредных излучений. Находясь в тороидальном магните ДЛЛА, экипаж может дистанционно управлять различными машинами и механизмами работающими снаружи. Это полностью исключает выход экипажа из ДЛЛА и исключает попадание экипажа под облучение. Завершив работу, ДЛЛА возвращается в укрытие.
    Операторы МЛТ и ДЛЛА будут дистанционно управлять работой монтажа строительных сооружений, буровыми установками и другими машинами – марсианскими: автомобилями, скреперами, бульдозерами, экскаваторами. Эти машины будут доставляться на Марс грузовыми МЛТ по мере необходимости. МЛТ и ДЛЛА могут использоваться в качестве подъёмных кранов. Причём первые большой грузоподъёмности – до 100 тонн (при включении второго резервного полилевитатора), а вторые малой грузоподъёмности – до 5 тонн (при включении тоже резервного полилевитатора).
    Все работы на Марсе, по-видимому, будут организованы вахтовым методом. Это целесообразно будет с различных точек зрения. Во-первых, многие возникающие проблемы необходимо будет решать большим коллективом. Этот коллектив может включать несколько сот, а в дальнейшем и несколько тысяч человек. Поэтому потребуется привлечение дополнительного контингента недостающих специалистов. Во-вторых, потребуется дополнительно доставлять на Марс недостающее оборудование, в котором возникнет необходимость, которую с первого раза трудно предусмотреть. В-третьих, поработавшим на Марсе специалистам требуется отдых. В-четвёртых, часть каких-то работ будет выполняться большим количеством специалистов на Земле, поэтому эти работы должны быть скоординированы со специалистами, работающими на Марсе. В-пятых, потребуется доставка на Землю добытых на Марсе ресурсов. В-шестых, на Марс необходимо отправлять всё новые и новые МЛК с людьми для заселения освоенных территорий и с их помощью осваивать дополнительные территории. В-седьмых, вне всякого сомнения, что на Марсе будут обнаружены полезные для Земли ресурсы в первую очередь это будут редкие минералы, которые надо будет разрабатывать и для них надо будет доставлять на Марс необходимую технику. В связи с этим возникнет необходимость создания грузовых МЛК оснащённых грузоподъёмными устройствами, способных работать в марсианских условиях, которые подобно пассажирским МЛК могут пребывать на Марс в заданные районы и, загрузившись минералами или иными полезными для землян ресурсами, доставлять их на Землю.
    Марс представляет собой на всей поверхности по сути дела малоинтересную безжизненную пустыню, которая вскоре наскучит каждому пребывшему сюда человеку. Поэтому после ознакомления с его немногочисленными достопримечательностями все прибывших сюда люди должны иметь после рабочего дня достойный досуг и отдых в безопасных местах. Самыми безопасными местами особенно в первое время могут быть различного рода подземелья. В гористой местности под землёй должны постепенно создаваться целые города. С различными хорошо продуманными: развлекательными центрами, спортивными сооружениями, жилыми домами образующими целые улицы с магазинами, офисами, различными учреждениями, культурными заведениями и медицинскими учреждениями – медицинскими пунктами, клиниками, больницами и прочим. Так как это имеет место на Земле. Как и на Земле с кинотеатрами, библиотеками, клумбами, декоративными и фруктовыми карликовыми деревьями, фонтанами, аллеями, тротуарами, дорогами с двусторонним движением по которым будет двигаться левитаторный транспорт, представляющий собой нечто подобное земным автомобилям. Если на Марсе нет почвы, то её можно будет позаимствовать на Земле. Подземные города должны включать не только жилые, но и промышленные районы по образу и подобию земных. Должно быть предусмотрено достаточное пространство с тем, чтобы могли летать на небольшой высоте бескрылые одноместные и многоместные левитаторные летательные аппараты. Подземные города должны быть оснащены водопроводом, воздуховодом и канализацией. Давление воздуха должно быть близким к атмосферному, воздух по составу аналогичен земному. Многочисленные входы в подземелье городов должны иметь специальные шлюзы, исключающие утечку воздуха из этих городов при входах и выходах наружу людей облачённых в защитные скафандры. Должна быть создана необходимая городская инфраструктура с тем, чтобы марсиане могли работать на поверхности, а досужее время и отдых проводить под землёй. То есть большую часть времени жить под землёй без скафандров. По-видимому, если на Марсе есть или была цивилизация, то она будет вскоре обнаружена или же будут обнаружены её следы. По-видимому, этих следов будет больше всего под землёй. Имеется в виду на некоторой глубине планеты Марс. Надо полагать что на один из входов в подземный город, если, разумеется, он там есть, указывает «Марсианский Сфинкс».
    МЛК обладает широкими возможностями. Кроме перелётов на любые расстояния, роли жилища и офиса он может использоваться в качестве космической станции, находясь на любой как большой, так и малой высоте от поверхности планеты в режиме зависания. В частности, также может использоваться, как сказано выше, в качестве подъёмного крана, при возведении высотных сооружений любой высоты, как на Марсе, так и на любой другой планете, например на Земле, или её естественном спутнике, например на Луне. Причём надо заметить, что при этом не требуется, чтобы планета имела воздух или иной газ, Потому что полилевитатор МЛК не нуждается в наличии какой-либо опоры. Кстати, для гарантировано устойчивой радиосвязи с Землёй, осуществления телевидения и передачи большого объёма информации потребуется в числе первых соорудить на Марсе ажурную облегчённую металлическую (стальную) антенну высотой в несколько сот, а может и тысяч метров. Это окажется вполне возможным с помощью МЛК. Причём такая антенна может быть изготовлена на машиностроительном заводе Земли и в виде сборных секций. Затем доставлена грузовыми МЛК на Марс и там смонтирована. В нижнюю часть этой антенны затем может быть вставлен блок, включающий секции помещений с различным оборудованием аналогичным земным. Разница будет лишь в том, что в состав дополнительного оборудования будут входить: ЭЭС необходимой мощности; система, создающая стандартную атмосферу; модернизированная система кондиционирования воздуха; холодильник запасов пищи. Там же склад пищевых продуктов, требующий принятия специальных мер по их длительной сохранности. А также склады по хранению специального оборудования и возможно что-то другое, которое выяснится впоследствии.
    На Марс будут пребывать всё новые и новые МЛК, увеличивающие население этой планеты людьми. В основном они будут заниматься добычей редких на Земле минералов, металлов и возможно чего-то ещё. Кроме того получит широкое развитие марсианский туризм потому что многие земляне мечтают побывать на этой планете. Тем более что такое путешествие на МЛК будет дешевле путешествия на реактивных космических кораблях на несколько порядков (ориентировочно на 3-4 порядка). На Марсе обнаружены две скульптуры, созданные предположительно разумными существами. Одна скульптура обнаружена давно, так называемый «Марсианский Свинкс», а вторая недавно тоже скульптура головы человекоподобного существа. На Марсе имеются горы и долины, а на полюсах снежные шапки, засыпанные пылью. Всё это будут представлять интерес для туристов. С течением времени, по всей видимости, появятся новые достопримечательности на Марсе интересные для туристов. Само собой разумеется, что они будут располагаться на больших расстояниях между собой. Однако это не будет представлять проблемы для их посещения туристами. Туристические МЛК способны перемещаться очень быстро. Поэтому перелёты на большие расстояния будет занимать мало времени.
    Следует обратить особое внимание на то, что в виду многочисленного применения различного рода МЛК: пассажирских, грузовых и туристических полёты на Марс и обратно будут очень частыми особенно тогда когда эта планета будет оснащена атмосферой, магнитным полем и подземными городами. То есть тогда когда она будет надёжно защищена от солнечной радиации и вредного излучения из Космоса. По-видимому, не менее чем один вылет космолёта в неделю. А по мере продолжающегося с каждым годом заселения этой планеты полёты на Марс будут ещё чаще.

В феврале Space X осуществила запуск тяжёлой ракеты-носителя Falcon Heavy. Главу компании, Илона Маска, принято считать гением и "визионером", но даже его фантазии по колонизации Марса меркнут по сравнению с проектами, работа над которыми уже вовсю идёт.

Шахтёры на метеорите

Делать деньги в космосе - относительно новая идея. Сложно рассчитывать на то, что большой бизнес будет заинтересован в сугубо научных изысканиях, поэтому будущее космической отрасли кроется именно в увеличении коммерческих проектов - ведь освоение просторов Америки также было продиктовано не столько тягой к знаниям, сколько жаждой наживы.

Добыча ресурсов на астероиде - наиболее смелая и амбициозная из всех возможных идей обогатиться за счёт внеземных ресурсов. Наиболее яркий пример зарождения новой отрасли - американские компании Deep Space Industries и Planetary Resources, на проекты которых правительство Люксембурга выделило 200 миллионов долларов.

По существующим проектам, добыча на астероидах будет проходить в несколько этапов: обнаружение потенциально "интересных" небесных тел, проведение дистанционного анализа/взятия проб, и, в случае, если астероид будет признан "стоящим", добыча на нём ископаемых.

Разработка ресурсов на метеорите - не просто фантазии: зонд компании Planetary Resources, Arkyd-6 в начале года был успешно на орбиту Земли. Он является своего рода модулем, который отработает технологию обнаружения потенциально годных для разработки небесных тел. Далее в компании планируют вывести на орбиту аппарат Arkyd-100 - полноценный спутник, полностью оборудованный для обнаружения метеоритов, после этого напрямую к небесному телу будут отправлены Arkyd-200 и Arkyd-300, целью которых станет разведка в непосредственной близости к небесному телу.

После этих предварительных приготовлений планируется отправка к небесному телу добывающих кораблей, работающих в автоматическом режиме. Первым опытом космического бурения, по прогнозам Planetary Resources, человечество сможет похвастаться уже к 2030 году.

В чём выгода от промышленной разработки астероидов? Во-первых, на них можно добывать воду и водосодержащие вещества - необходимое сырьё для производства ракетного топлива прямо в космосе.

А во-вторых, такие небесные тела могут содержать массу элементов, крайне редко встречающихся не Земле. К примеру, астероид 2011 UW158, пролетевший мимо нашей планеты в 2015 году, содержал в себе платины на $5 триллионов.

Лунные похороны

Человек не вечен, и его путь после жизни должен быть пересмотрен в космическую эру. Во всяком случае, в этом убеждены в компании Elysium Space , которая планирует предложить услугу отправки праха усопших на Луну.

Вместо того чтобы смотреть себе под ноги, вспоминая своих близких и друзей, мы можем поднять взгляд вверх к вечным чудесам ночного неба, зная, что дорогие нам люди всегда с нами, - говорится на сайте компании.

Для того чтобы воспользоваться необычной услугой, в компании разработали специальные мини-урны, куда помещается часть праха, который затем запускается в космос.

В Elysium Space предлагают два варианта "космических похорон": первый, ценой в $2500 под названием "Падающая звезда", предполагает вывод праха на орбиту Земли, где он проведёт порядка двух лет и будет доступен для отслеживания в реальном времени с помощью приложения смартфона. Второй - доставку праха на Луну, где он будет покоиться "всю вечность".

Дата запуска корабля Star II, который выведет мини-урны на орбиту, не уточняется, в то время как зонд Lunar I должен устремиться к спутнику Земли уже в 2019 году.

Дрон и подлодка на спутнике Сатурна

В отличие от рассмотренных выше проектов и компаний, американское аэрокосмическое агентство NASA сосредотачивается в большей степени на исследовательских миссиях, которые, как выяснилось, требуют всё большей фантазии и смелости. В число таких проектов входит отправка дрона и подводной лодки на спутник Сатурна Титан - небесного тела, на котором, как учёные, наиболее вероятно возникновение и развитие жизни.

Проект "Стрекоза" (Dragonfly) был разработан в Лаборатории прикладной физики Университета Джона Хопкинса и является одним из двух финалистов конкурса на лучший проект космических миссий по программе по исследованию Солнечной системы New Frontiers.

В отличие от стандартных "роверов", передвигающихся с помощью колёс, "Стрекоза" - летающий зонд, он передвигается в плотной атмосфере Титана, задействуя винты, которые поднимают аппарат над поверхностью спутника.

Ещё одной отличительной особенность проекта является то, что зонд будет работать на ядерной энергетической установке.

На поверхности Титана реки, озёра и целые океаны, состоящие из углеводородов. Исследование загадок спутника Сатурна немыслимо без погружения внутрь этой пучины.

Именно поэтому NASA планирует создать и снарядить "космическую подлодку". Работу над проектом ведут специалисты из Университета штата Вашингтон, воссоздавшие условия, с которыми предстоит столкнуться аппарату на Титане с целью исследовать возможное воздействие малоизученной среды спутника на аппарат.

В частности, учёным уже удалось выяснить, что "углеводородные водоёмы" замерзают при температуре –198 °C, а значит, шанс, что подлодка столкнётся с подобием айсберга, минимален - это существенно упрощает задачу по конструированию подлодки, запуск которой к Титану намечен на ближайшие 20 лет.

Первый межзвёздный перелёт

Поиск жизни или её признаков в пределах Солнечной системы - одна из первоочередных задач современной науки, но это не значит, что человечество навсегда отказывается от полётов к звёздам.

Инициатива Breakthrough Starshot, российским миллиардером Юрием Мильнером и знаменитым британским астрофизиком Стивеном Хокингом, подразумевает отправку наноспутников на лазерных парусах к альфе Центавра - ближайшей к Солнцу звёздной системе.

Альфа Центавра находится на расстоянии порядка 4,37 световых лет. Преодолеть огромные межзвёздные расстояния наноспутники, в отличие от больших кораблей, смогут за счёт своей сверхмалой массы с гораздо большей скоростью - около 20% от скорости света.

Для воплощения проекта в реальность Мильнер выделил $100 миллионов. Необходимые технологии ещё не существуют, но, по мнению учёных, у человечества есть все возможности достигнуть альфы Центавра до конца XXI века.

Космический лифт

Один из самых амбициозных проектов будущего, который радикально и навсегда изменит судьбу и подход человечества к видению себя, - космический лифт.

Впервые идея космического лифта была сформулирована российским учёным Константином Циолковским. Условно космический лифт представляет собой конструкцию, на которой трос удерживается одним концом на поверхности планеты, а другим - в неподвижной относительно Земли точке на орбите.

Центр масс такого лифта должен находиться на высоте около 36 тысяч километров. Трос лифта должен быть изготовлен из материала, обладающего чрезвычайно высоким отношением предела прочности к удельной плотности - наиболее подходящим для строительства космического лифта материалом являются углеродные нанотрубки, часто называемые материалом XXI века.

Тем не менее технология получения нанотрубок в промышленных количествах и их последующего сплетения в кабель лишь начинает разрабатываться.

Почему космический лифт оказался в списке амбициозных, но всё же более или менее близких в реализации проектов?

Компания Obayashi обещает создать космический лифт уже к 2050 году.

Солнечная система уже давно не представляет особого интереса для фантастов. Но, что удивительно, и у некоторых ученых наши «родные» планеты не вызывают особого вдохновения, хотя они еще практически не исследованы.

Едва прорубив окно в космос, человечество рвется в неведомые дали, причем уже не только в мечтах, как раньше.
Еще Сергей Королев обещал в скором времени полеты в космос «по профсоюзной путевке», но этой фразе уже полвека, а космическая одиссея по-прежнему удел избранных - слишком дорогое удовольствие. Однако же два года назад HACA запустило грандиозный проект 100 Year Starship, который предполагает поэтапное и многолетнее создание научного и технического фундамента для космических полетов.


Эта беспрецедентная программа должна привлечь ученых, инженеров и энтузиастов со всего мира. Если все увенчается успехом, уже через 100 лет человечество будет способно построить межзвездный корабль, а по Солнечной системе мы будем перемещаться, как на трамваях.

Так какие же проблемы нужно решить, чтобы звездные полеты стали реальностью?

ВРЕМЯ И СКОРОСТЬ ОТНОСИТЕЛЬНЫ

Звездоплавание автоматических аппаратов кажется некоторым ученым почти решенной задачей, как это ни странно. И это при том, что совершенно нет никакого смысла запускать автоматы к звездам с нынешними черепашьими скоростями (примерно 17 км/с) и прочим примитивным (для таких неведомых дорог) оснащением.

Сейчас за пределы Солнечной системы ушли американские космические аппараты «Пионер-10» и «Вояджер-1», связи с ними уже нет. «Пионер-10» движется в сторону звезды Альдебаран. Если с ним ничего не случится, он достигнет окрестностей этой звезды... через 2 миллиона лет. Точно так же ползут по просторам Вселенной и другие аппараты.

Итак, независимо от того, обитаем корабль или нет, для полета к звездам ему нужна высокая скорость, близкая к скорости света. Впрочем, это поможет решить проблему полета только к самым близким звездам.

«Даже если бы мы умудрились построить звездный корабль, который сможет летать со скоростью, близкой к скорости света, - писал К. Феоктистов, - время путешествий только по нашей Галактике будет исчисляться тысячелетиями и десятками тысячелетий, так как диаметр ее составляет около 100 000 световых лет. Но на Земле-то за это время пройдет намного больше».

Согласно теории относительности, ход времени в двух движущихся одна относительно другой системах различен. Так как на больших расстояниях корабль успеет развить скорость очень близкую к скорости света, разница во времени на Земле и на корабле будет особенно велика.

Предполагается, что первой целью межзвездных полетов станет альфа Центавра (система из трех звезд) - наиболее близкая к нам. Со скоростью света туда можно долететь за 4,5 года, на Земле за это время пройдет лет десять. Но чем больше расстояние, тем сильней разница во времени.

Помните знаменитую «Туманность Андромеды» Ивана Ефремова? Там полет измеряется годами, причем земными. Красивая сказка, ничего не скажешь. Однако эта вожделенная туманность (точнее, галактика Андромеды) находится от нас на расстоянии 2,5 миллиона световых лет.



По некоторым расчетам, путешествие займет у космонавтов более 60 лет (по звездолетным часам), но на Земле-то пройдет целая эра. Как встретят космических «неадертальцев» их далекие потомки? Да и будет ли жива Земля вообще? То есть возвращение в принципе бессмысленно. Впрочем, как и сам полет: надо помнить, что мы видим галактику туманность Андромеды такой, какой она была 2,5 млн лет назад - столько идет до нас ее свет. Какой смысл лететь к неизвестной цели, которой, может, уже давно и не существует, во всяком случае, в прежнем виде и на старом месте?

Значит, даже полеты со скоростью света обоснованны только до относительно близких звезд. Однако аппараты, летящие со скоростью света, живут пока лишь в теории, которая напоминает фантастику, правда, научную.

КОРАБЛЬ РАЗМЕРОМ С ПЛАНЕТУ

Естественно, в первую очередь ученым пришла мысль использовать в двигателе корабля наиболее эффективную термоядерную реакцию - как уже частично освоенную (в военных целях). Однако для путешествия в оба конца со скоростью, близкой к световой, даже при идеальной конструкции системы, требуется отношение начальной массы к конечной не менее чем 10 в тридцатой степени. То есть звездолет будет походить на огромный состав с топливом величиной с маленькую планету. Запустить такую махину в космос с Земли невозможно. Да и собрать на орбите - тоже, недаром ученые не обсуждают этот вариант.

Весьма популярна идея фотонного двигателя, использующего принцип аннигиляции материи.

Аннигиляция - это превращение частицы и античастицы при их столкновении в какие-либо иные частицы, отличные от исходных. Наиболее изучена аннигиляция электрона и позитрона, порождающая фотоны, энергия которых и будет двигать звездолет. Расчеты американских физиков Ронана Кина и Вей-мин Чжана показывают, что на основе современных технологий возможно создание аннигиляционного двигателя, способного разогнать космический корабль до 70% от скорости света.

Однако дальше начинаются сплошные проблемы. К сожалению, применить антивещество в качестве ракетного топлива очень непросто. Во время аннигиляции происходят вспышки мощнейшего гамма-излучения, губительного для космонавтов. Кроме того, контакт позитронного топлива с кораблем чреват фатальным взрывом. Наконец, пока еще нет технологий для получения достаточного количества антивещества и его длительного хранения: например, атом антиводорода «живет» сейчас менее 20 минут, а производство миллиграмма позитронов обходится в 25 миллионов долларов.

Но, предположим, со временем эти проблемы удастся разрешить. Однако топлива все равно понадобится очень-очень много, и стартовая масса фотонного звездолета будет сравнима с массой Луны (по оценке Константина Феоктистова).

ПОРВАЛИ ПАРУС!

Наиболее популярным и реалистичным звездолетом на сегодняшний день считается солнечный парусник, идея которого принадлежит советскому ученому Фридриху Цандеру.

Солнечный (световой, фотонный) парус - это приспособление, использующее давление солнечного света или лазера на зеркальную поверхность для приведения в движение космического аппарата.
В 1985 году американским физиком Робертом Форвардом была предложена конструкция межзвездного зонда, разгоняемого энергией микроволнового излучения. Проектом предусматривалось, что зонд достигнет ближайших звезд за 21 год.

На XXXVI Международном астрономическом конгрессе был предложен проект лазерного звездолета, движение которого обеспечивается энергией лазеров оптического диапазона, расположенных на орбите вокруг Меркурия. По расчетам, путь звездолета этой конструкции до звезды эпсилон Эридана (10,8 световых лет) и обратно занял бы 51 год.

«Маловероятно, что по данным, полученным в путешествиях по нашей Солнечной системе, мы сможем существенно продвинуться вперед в понимании мира, в котором мы живем. Естественно, мысль обращается к звездам. Ведь раньше подразумевалось, что полеты около Земли, полеты к другим планетам нашей Солнечной системы не являются конечной целью. Проложить дорогу к звездам представлялось главной задачей».

Эти слова принадлежат не фантасту, а конструктору космических кораблей и космонавту Константину Феоктистову. По мнению ученого, ничего особо нового в Солнечной системе уже не обнаружится. И это при том, что человек пока долетел только до Луны...


Однако за пределами Солнечной системы давление солнечного света приблизится к нулю. Поэтому существует проект разгона солнечного парусника лазерными установками с какого-нибудь астероида.

Все это пока теория, однако первые шаги уже делаются.

В 1993 году на российском корабле «Прогресс М-15» в рамках роекта «Знамя-2» был впервые развернут солнечный парус 20-метровой ширины. При стыковке «Прогресса» со станцией «Мир» ее экипаж установил на борту «Прогресса» агрегат развертывания отражателя. В итоге отражатель создал яркое пятно 5 км в ширину, которое прошло через Европу в Россию со скоростью 8 км/с. Пятно света имело светимость, примерно эквивалентную полной Луне.



Итак, преимущество солнечного парусника - отсутствие топлива на борту, недостатки - уязвимость конструкции паруса: по сути, это тонкая фольга, натянутая на каркас. Где гарантия, что по дороге парус не получит пробоин от космических частиц?

Парусный вариант может подойти для запуска автоматических зондов, станций и грузовых кораблей, но непригоден для пилотируемых полетов с возвратом. Существуют и другие проекты звездолетов, однако они, так или иначе, напоминают вышеперечисленные (с такими же масштабными проблемами).

СЮРПРИЗЫ В МЕЖЗВЕЗДНОМ ПРОСТРАНСТВЕ

Думается, путешественников во Вселенной поджидает множество сюрпризов. К примеру, едва высунувшись за пределы Солнечной системы, американский аппарат «Пионер-10» начал испытывать силу неизвестного происхождения, вызывающую слабое торможение. Высказывалось много предположений, вплоть до о неизвестных пока эффектах инерции или даже времени. Однозначного объяснения этому феномену до сих пор нет, рассматриваются самые различные гипотезы: от простых технических (например, реактивная сила от утечки газа в аппарате) до введения новых физических законов.

Другой аппарат, «Вояд-жер-1», зафиксировал на границе Солнечной системы область с сильным магнитным полем. В нем давление заряженных частиц со стороны межзвездного пространства заставляет поле, создаваемое Солнцем, уплотняться. Также аппарат зарегистрировал:

  • рост количества высокоэнергетических электронов (примерно в 100 раз), которые проникают в Солнечную систему из межзвездного пространства;
  • резкий рост уровня галактических космических лучей - высокоэнергетических заряженных частиц межзвездного происхождения.
И это только капля в море! Впрочем, и того, что сегодня известно о межзвездном океане, достаточно, чтобы поставить под сомнение саму возможность бороздить просторы Вселенной.

Пространство между звездами не пустое. Везде есть остатки газа, пыли, частицы. При попытке движения со скоростью, близкой к скорости света, каждый столкнувшийся с кораблем атом будет подобен частице космических лучей большой энергии. Уровень жесткой радиации при такой бомбардировке недопустимо повысится даже при полетах к ближайшим звездам.

А механическое воздействие частиц при таких скоростях уподобится разрывным пулям. По некоторым расчетам, каждый сантиметр защитного экрана звездолета будет непрерывно обстреливаться с частотой 12 выстрелов в минуту. Ясно, что никакой экран не выдержит такого воздействия на протяжении нескольких лет полета. Или должен будет иметь неприемлемую толщину (десятки и сотни метров) и массу (сотни тысяч тонн).



Собственно, тогда звездолет будет состоять в основном из этого экрана и топлива, которого потребуется несколько миллионов тонн. В силу этих обстоятельств полеты на таких скоростях невозможны, тем паче, что по дороге можно нарваться не только на пыль, но и на что-то покрупнее, или попасть в ловушку неизвестного гравитационного поля. И тогда гибель опять-таки неминуема. Таким образом, если и удастся разогнать звездолет до субсветовой скорости, то до конечной цели он не долетит - слишком много препятствий встретится ему на пути. Поэтому межзвездные перелеты могут осуществляться лишь с существенно меньшими скоростями. Но тогда фактор времени делает эти полеты бессмысленными.

Получается, что решить проблему транспортировки материальных тел на галактические расстояния со скоростями, близкими к скорости света, нельзя. Бессмысленно ломиться через пространство и время с помощью механической конструкции.

КРОТОВАЯ НОРА

Фантасты, стараясь побороть неумолимое время, сочинили, как «прогрызать дырки» в пространстве (и времени) и «сворачивать» его. Придумали разнообразные гиперпространственные скачки от одной точки пространства до другой, минуя промежуточные области. Теперь к фантастам присоединились ученые.

Физики принялись искать экстремальные состояния материи и экзотические лазейки во Вселенной, где можно передвигаться со сверхсветовой скоростью вопреки теории относительности Эйнштейна.



Так появилась идея кротовой норы. Эта нора осуществляет смычку двух частей Вселенной подобно прорубленному тоннелю, соединяющему два города, разделенные высокой горой. К сожалению, кротовые норы возможны только в абсолютном вакууме. В нашей Вселенной эти норки крайне неустойчивы: они попросту могут сколлапсировать до того, как туда попадет космический корабль.

Однако для создания стабильных кротовых нор можно использовать эффект, открытый голландцем Хендриком Казимиром. Он заключается во взаимном притяжении проводящих незаряженных тел под действием квантовых колебаний в вакууме. Оказывается, вакуум не совсем пуст, в нем происходят колебания гравитационного поля, в котором спонтанно возникают и исчезают частицы и микроскопические кротовые норы.

Остается только обнаружить одну из нор и растянуть ее, поместив между двумя сверхпроводящими шарами. Одно устье кротовой норы останется на Земле, другое космический корабль с околосветовой скоростью переместит к звезде - конечному объекту. То есть звездолет будет как бы пробивать тоннель. По достижении звездолетом пункта назначения кротовая нора откроется для реальных молниеносных межзвездных путешествий, продолжительность которых будет исчисляться минутами.

ПУЗЫРЬ ИСКРИВЛЕНИЯ

Сродни теории кротовых нор пузырь искривления. В 1994 году мексиканский физик Мигель Алькубьерре выполнил расчеты согласно уравнениям Эйнштейна и нашел теоретическую возможность волновой деформации пространственного континуума. При этом пространство будет сжиматься перед космическим кораблем и одновременно расширяться позади него. Звездолет как бы помещается в пузырь искривления, способный передвигаться с неограниченной скоростью. Гениальность идеи состоит в том, что космический корабль покоится в пузыре искривления, и законы теории относительности не нарушаются. Движется при этом сам пузырь искривления, локально искажающий пространство-время.

Несмотря на невозможность перемещаться быстрее света, ничто не препятствует перемещению пространства или распространению деформации пространства-времени быстрее света, что, как полагают, и происходило сразу после Большого взрыва при образовании Вселенной.

Все эти идей пока не укладываются в рамки современной науки, однако в 2012 году представители НАСА заявили о подготовке экспериментальной проверки теории доктора Алькубьерре. Как знать, может, и теория относительности Эйнштейна когда-нибудь станет частью новой глобальной теории. Ведь процесс познания бесконечен. А значит, однажды мы сможем прорваться чрез тернии к звездам.

Ирина ГРОМОВА



Bookmark and Share



Предыдущая запись
Есть ли в России демократия (1 фото)
Следующая запись
Для чего нужна демократия