10 концептуальных идей, которые помогут нам в освоении космоса
Самые любопытные концепции, как правило, дальше всех отстоят от воплощения. Но если бы наши предки не были влекомы жаждой исследования, мы никогда бы не вступили в Море Спокойствия и не разбили бы протоны в пыль. И если мы сегодня не будем мечтать и воплощать наши смелые мечты, мы никогда не освоим далекие планеты и не откроем заповедники на Марсе.
Swarm Flyby Gravimetry
Рои идеально подходят для изучения самых маленьких тел нашей Солнечной системы. Почти несуществующая гравитация таких тел никак не будет мешать этим маленьким телам. Без гравитации, действующей в качестве метафорической резинки между мячом и ракеткой, их можно будет выстреливать с невероятной скоростью. Мячом в данном случае будут выступать крошечные роботы, и Атчисон хочет забросить их на небольшие астероиды.
Большой материнский зонд будет выстреливать картечью небольшие крошки-зонды прямо в астероид. Разбросанные по разным траекториям зонды будут роем окутывать небесное тело. Это довольно эффективно, потому что даже один недорогой зонд сможет выполнить массу научных задач. Собранные же вкупе данные смогут обеспечить ученых хорошей информацией о химических сигнатурах и внутренней структуре астероида.
TALISE: байдарки на Титане
Традиционные роверы не умеют плавать. Таким образом, чтобы найти эти самые формы жизни, нам нужно будет опуститься в метановые моря с чем-то вроде шлюпки. Разработанная сообществом испанских инженеров и астробиологов, TALISE должна будет отправиться во второе по размерам море Титана, Ligeia Mare. По плану TALISE будет весить больше 100 килограммов и хорошо отработает шесть месяцев.
Даты запуска пока нет, поскольку создатели не определились с двигательной системой. После долгих переговоров инженеры пришли к трем вариантам: гладкие колеса, лопасти или штопоры. К сожалению, более крутые варианты оказываются нежизнеспособными. Поэтому танковых гусениц, винтов и реактивных двигателей не ждите.
Mars Helicopter
Если включить еще одну плоскость движения в уравнение исследования космоса силами роверов, дальность пробега наземного марсохода можно увеличить втрое. Но Mars Helicopter, марсианский вертолет, будет скорее дополнительным транспортом и не отнимет хлеб у своего старшего брата. Ультрапортативный крошечный вертолетик NASA куда меньше, чем мог бы быть, — с размахом крыльев 1,2 метра и весом в 1 килограмм. Основная задача вертолета — выступать в качестве автономного разведчика, исследуя поверхность, по которой позже поедет марсоход.
Когда транспорт стоимостью в миллиард долларов застревает в скалах в сотне миллионов километров от нас — это проблема, и ученым приходится планировать передвижение «Кьюриосити», например, по каждому красному дюйму. Летающий разведывательный аппарат мог бы самостоятельно выбирать самый лучший путь для своего партнера-марсохода, избавив людей от массы проблем. С высоты своего полета коптер мог бы обследовать области, представляющие интерес и невидимые с земли, а также намечать места для грядущего исследования марсоходом.
NASA планирует разработать полностью работоспособный прототип в течение трех лет. Так что, если все пойдет по плану, крошка-вертолет будет готов сопровождать марсианский ровер уже к 2020 году.
Небольшая подлодка для Европы
Deeper Access, Deeper Understanding (DADU) — это зонд, уникальный по нескольким причинам, в том числе и за счет его легкой конструкции. Запуск груза в космос до смешного дорогой: десятки тысяч долларов за килограмм. Так что даже один сэкономленный килограмм экономит кучу средств.
Размер зонда тоже хорош. Небольшой и гладкий, он сможет проникать через толстые участки коры по узким трещинам. Никакого бура ему не потребуется, поскольку по плану посадочный модуль просверлит отверстие через лед и толкнет крошечного приятеля в неизвестность.
DADU также будет оснащен небольшим, но приятным набором научных инструментов. Датчик для оценки температуры, проводимости и глубины будет меньше ногтя. Сонар DADU будет чуть больше, но легко уместится внутри спичечного коробка.
Чтобы безопасно нырять в глубины Европы, крошечный зонд DADU будет соединен с большим аппаратом на поверхности посредством длинного и гибкого троса. Это гарантирует, что спускаемый аппарат будет всегда получать энергию.
Космический дискобол
Расчеты плотности иногда ошибочны до 21%. Это довольно неудобно, когда вы пытаетесь координировать спутники, летающие на низкой околоземной орбите с головокружительной скоростью. DANDE отслеживает пространственно-временные переменные в режиме реального времени и передает информацию куда нужно.
Спустя шесть лет создания аппарата 150 студентов Колорадского университета, задействованные в проекте, увидели, как их мечта осуществилась 29 сентября 2013 года, когда ракета Falcon 9 SpaceX успешно доставила DANDE и несколько других небольших спутников на предназначенные орбиты.
Космические жилища Bigelow
Bigelow Aerospace — финансируемый из частных источников (по большей части основателем компании Робертом Бигелоу) стартап, специализирующийся на космических средах обитания в будущем. Похожие на дирижабли структуры не очень симпатичные, но в космосе аэродинамика остается формальностью, и ваш корабль может быть настолько уродливым, насколько вы захотите. Плюс к этому капсулам Bigelow не хватает эстетики, но это компенсируется за счет полезных показателей вроде свободного пространства.
Крупный Bigelow BA 330, который находится в разработке, полностью обходит капсулу МКС Destiny в объемном выражении. В длину он 14 метров, а Destiny — 8 метров, поэтому будущие астронавты смогут играть там чуть ли не в теннис. Жилище может похвастать 330 кубометров объема, что даст астронавтам даже отдельные спальни. Все важные инструменты расположены в центре жилища, а не вдоль стен, как на МКС.
На Земле жилище будет упаковано в небольшой пак. В космосе же оно раздуется как попкорн. Bigelow планирует соединить два таких жилища и создать миниатюрную коммерческую космическую станцию. Одна из странных проблем заключается в том, что 330 кубометров может быть слишком много. Астронавты внутри могут оказаться парящими слишком далеко от любой из стен и не смогут уцепиться за поручень, чтобы продвинуться. Но в доме на 330 кубометров будут жить шесть астронавтов, поэтому помощь всегда придет.
Кстати, поскольку Bigelow Aerospace является частной компанией, вы можете купить билет уже сегодня — всего за 25 миллионов долларов.
Космический корабль за сто лет
Программа 100-летнего космического корабля (100YSS) уже получила гранты от NASA и DARPA. Проект управляется бывшим астронавтом NASA Мэй Джемисон, первой афроамериканкой в космосе. Также он получил поддержку нескольких уважаемых учреждений, в том числе и SETI.
Цель состоит в том, чтобы сделать межзвездные путешествия возможными в течение 100 лет. Те, кто считает, что это возможно, звучат не более глупо, чем Герберт Уэллс, который в 1901 году предположил возможность высадок на Луну, и спустя 70 лет американские астронавты ступили на лунную поверхность.
Один из вариантов — создать гигантский корабль и отправить его к звездам. Такая концепция была разработана еще в 70-е годы и была названа «Дедал». Этакий космический ковчег будет бороздить галактику в поисках приемлемого места, чтобы основать Землю II.
К сожалению, мы не сможем прокатиться на этой площадке в ближайшее время, поскольку швейцарцы хотят использовать ее не для катания богатых туристов, а для научных исследований. SOAR стоимостью в 290 миллионов долларов предлагает уникальную платформу для лаборатории микрогравитации. Испытания, как правило, зарезервированы для МКС. Также с ее помощью можно выводить на орбиту спутники в четыре раза дешевле.
Крылатая анатомия SOAR позволяет аппарату скользить к Земле после миссии, подобно самолету, так что его способности повторного использования может позавидовать большинство других космических аппаратов. Отказ от традиционного формата ракеты также ведет к снижению расходов, поскольку крошечный самолет не требует больших объемов топлива.
Nautilus-X
И хотя Non-Atmospheric Universal Transport Intended for Lengty United States Exploration (Nautilus-X) звучит довольно громоздко, это крайне универсальная и мобильная космическая станция, которая может переправлять экипажи по всей Солнечной системе. К сожалению, она не может приземляться на поверхности планет.
«Наутилус» может быть не самым красивым космическим кораблем, но он довольно дешевый. Стоимость в 3,7 миллиарда долларов соответствует стоимости небольшого «Кьюриосити» и зонда «Розетта». Поскольку «Наутилус» вполне может стать преемником Международной космической станции стоимостью в 150 миллиардов долларов, это хорошая цена.
Отличительная черта «Наутилуса» — тор вокруг талии. Центробежное кольцо будет вращаться, производя искусственную гравитацию. Хотя она будет не так сильна, как на Земле, но позволит астронавтам держаться на полу. Центробежная сила также защитит космических странников от различных физиологических проблем, вызванных микрогравитацией.
Облачный город Венеры
Воздушные города NASA будет плавать в 50 километрах над поверхностью Венеры. На таких высотах условия Венеры приближены к земным. На самом деле, во всей Солнечной системе с трудом можно найти хорошую альтернативу облачному городу на такой высоте: давление уже не такое сокрушающее, а температура почти земная. На такой высоте на Венере почти 75 градусов по Цельсию, что намного меньше температуры поверхности Венеры (425 градусов). Кроме того, колонисты Венеры будут защищены от смертельной солнечной радиации.
Дирижабль легче воздуха легко может оставаться в воздухе в течение всего срока 30-дневной миссии, и полный полет туда и обратно займет чуть больше года. Однако план осложняется тем, что такой корабль не должен никогда садиться. На Венере — раскаленная лава вместо земли, поэтому кораблю придется вечно висеть в воздухе, чтобы его хрупкие инструменты не были повреждены.
Это довольно сложно, когда ваш корабль движется на скорости 7250 километров в час. Однако после того, как будут развернуты парашюты, он сможет плыть спокойно. Роботизированные манипуляторы развернут сложенный дирижабль и накачают его гелием. Таким образом, мы сможем колонизировать планету, не спускаясь на ее землю.
Источник
10 невероятных идей по исследованию космоса, которые воплощаются в жизнь
Получайте на почту один раз в сутки одну самую читаемую статью. Присоединяйтесь к нам в Facebook и ВКонтакте.
Ещё 100 лет назад сложно было поверить, что космический корабль, отправленный с Земли приземлится на Марсе и будут отправлять фотографии на Землю. Сегодня же не стало реальностью не только это: космические технологии не стоят на месте. Постоянно появляются новые концепции, в которых зачастую трудно отличить реальные факты от научной фантастики. Некоторые идеи звучат безумно и сегодня, а другие, несмотря на то, что пару лет назад казались фантастикой, уже воплощены в жизнь.
1. Робот-кальмар в космосе
Спутник Юпитера Европу уже давно считают основным кандидатом на существование внеземной жизни, благодаря океанам, которые существуют на этом спутнике под толстой ледяной коркой. Совместный проект полета к Европе в 2020 году, который разрабатывали НАСА, ЕКА, а также японское и российское космические агентства, был заморожен из-за бюджетных проблем НАСА. В настоящее время ЕКА работает над проектом JUpiter ICy moons Explorer (JUICE), в рамках которого планируется запуск зонда в 2022 году. Этот зонд должен будет достичь Европы в 2030 году и высадить на спутник мобильный исследовательский модуль.
В данный момент рассматривается возможность создания гибкого роботизированного аппарата с электродинамической системой питания, который был назван «роботом-кальмаром» из-за его уникальной концепции, схожей с этим головоногим. Концепт робота был создан в Корнелльском университете, после чего был утвержден НАСА для дальнейших исследований. Аппарат должен быть оснащен щупальцами, которые будут улавливать энергию магнитных полей и использовать ее для нужд аппарата, а также электролюминесцентной «кожей», которая должна освещать подводную среду.
2. Проект «HARP»
Проект HARP (High-Altitude Research Project, проект высотных исследований) не стоит путать с любимым конспирологами проектомHAARP. Это совместное предприятие Министерства обороны США и канадского Министерства национальной обороны, в рамках которого разрабатывался запуск спутников на орбиту с помощью гигантских пушек. Изначально проект проводился в районе аэропорта Барбадоса, чтобы «снаряды» могли падать в Атлантический океан. Была построена 20-метровая пушка, которая вскоре была заменена на 40-метровую в 1962 году. Первоначальные результаты были многообещающими, поэтому создали еще одну тестовую площадку в Юме, штат Аризона. В 1966 году новая установка выстрелила 180-килограммовым снарядом со скоростью 3 600 метров в секунду на высоту в 180 километров. В конце концов, война во Вьетнаме и ухудшение отношений между США и Канадой привели к закрытию проекта.
3. Подводная лодка на Титане
Как и Европа, спутник Сатурна Титан — лакомый кусочек для ученых, которые уже давно хотят исследовать океаны метана под его поверхностью. В 2004 году космический аппарат «Кассини» провел радиолокационное картографирование поверхности Титана. В 2005 году зонд «Гюйгенс» приземлился на этом спутнике и передал на Землю фотографии поверхности Титана. Теперь же ученые хотят изучить подземный океан Титана и планируют построить космическую подводную лодку. Дизайн подобной подводной лодки, предложенный доктором Ральфом Лоренцом, был одобрен NASA. Внешней аппарат будет напоминать обычную подводную лодку, за исключением очень больших антенн, которые необходимы для передачи данных на Землю. Тем не менее, условия на Титане потребуют разработки уникальной конструкции аппарата. Для начала, температура на спутнике Сатурна может достигать -180 градусов по Цельсию. Кроме того, у ученых нет ни малейшего представления о глубине океана, а также о его составе.
4. Проект «Горизонт»
Космическая гонка между Соединенными Штатами и Советским Союзом привела к началу наиболее продуктивной эры освоения космического пространства. Проект «Горизонт» — недавно рассекреченный план армии США, которая планировала построить военную базу на Луне. Этот проект выглядит чрезмерно амбициозным даже сегодня, но на самом деле программа была разработана в 1959 году. Планировалось завершить создание базы на Луне, а также переброски туда солдат и астронавтов в течение следующего десятилетия. Проект так и не продвинулся дальше стадии планирования. Если бы «Горизонт» был запущен, то к Луне отправилось бы 150 ракет Saturnс полезным грузом. Готовая база вмещала бы 10-20 человек.
5. Проект «Wrangler»
Вселенная может быть опасным местом. Многие вещи могут уничтожить жизнь на всей планете без особых усилий: всплески гамма-излучения, сверхновые, сталкивающиеся галактики и многое другое. Одной из реальных угроз являются астероиды, которые уже неоднократно врезались в Землю за 4,5 млрд лет ее существования, и вполне вероятно, что могут сделать это снова. Именно для предотвращения столкновения планеты с астероидом был создан проект WRANGLER (Weightless Rendezvous And Net Grapple to Limit Excess Rotation). Подразумевается, что спутник будет охватывать сетью несущееся к Земле космическое тело и постепенно корректировать его курс.
6. Лунная база «Звезда»
Американцы не были единственными, кто собирался установить обитаемую базу на Луне. В СССР тоже разрабатывался подобный проект. У лунной программы, которая проводилась втайне, было две цели: во-первых, совершить пилотируемый полет вокруг Луны, а затем высадить космонавтов на Луне. Поскольку США удалось сделать это раньше, проект был заморожен, а информация о нем хранилась в секрете до 90-х годов. Вскоре появилась идея строительства постоянной базы на Луне, которая получила кодовое название «Звезда». Проект был запущен в 1962 году, и возглавил его знаменитый Сергей Королев. Лунная база должна была состоять из девяти отдельных модулей, каждый из которых предназначался для определенной цели. Вместе они бы весили 18 тонн, поэтому каждый модуль доставлялся бы на Луну отдельно. Тем не менее, успех проекта опирался на эффективность ракеты Н1, используемой для доставки крупных грузов за пределы околоземной орбиты. После ряда неудач с ракетами Н1 все проекты, связанные с ними, отменили.
7. Стэнфордский тор
Международная космическая станция находится на орбите уже в течение 17 лет. А до нее крупнейшей орбитальной станцией был «Мир», который работал с 1986 до 2001 г. Однако,несмотря на массивные размеры этих станций, они не предназначены для размещения большого количества людей. Экипаж станции «Мир» состоял из трех человек. На МКС могут проживать шесть человек, хотя в настоящее время на ее борту находятся три человека. Проект станции «Стэнфордский тор» был намного более амбициозный, она была предназначена для проживания 10 000 человек.Разработка проекта началась в 1975 году НАСА и Стэнфордским университетом. Станция должна была выглядеть как огромный тор (кольцо в форме пончика) диаметром 1,5 км. Тор должен был выполнять полный оборот вокруг своей оси каждую минуту, чтобы имитировать условия земного притяжения. Для постройки этой станции потребовалось бы 10 миллионов тонн различных материалов, большую часть которых планировалось добыть на Луне и астероидах.
8. 3D-напечатанный космический аппарат
3D печать считают технологией будущего, поскольку с ее помощью можно сделать практически все, что угодно. Люди уже способны печатать гибкую электронику, которая используется в мобильных телефонах. Подобная технология позволяет упростить и удешевить производство. Ученые Лаборатории реактивного движения (JPL) НАСА предполагают, что вскоре можно будет напечатать целый космический корабль. Если все получится, то подобные дешевые и эффективные аппараты совершат революцию в исследовании космоса. Первый рабочий прототип должен появиться через 10 лет.
9. Венерианский лендсейлинг
Венера не очень приятное место. Температура на этой планете достигает 450 градусов по Цельсию, а также на ней высоко-коррозионная атмосфера. Пока лучшее, чего удалось добиться, это посадить на поверхность Венеры стационарный передвижной аппарат, который смог функционировать в течение двух часов. Сейчас Glenn Research Centerпри НАСА планирует построить аппарат, которые будет передвигаться по поверхности благодаря обычному парусу.
10. Проект «Орион»
Для космических путешествий необходимы огромные затраты ресурсов, поэтому ученые постоянно ищут новые источники энергии, которые лучше существующих. В 1950-х годах казалось, что не существует ничего более мощного, чем атомная бомба, поэтому ученые пытались придумать как можно использовать ядерную энергию для питания космического корабля. Идея импульсного ядерного ускорителя была разработана физиками Тедом Тейлором и Фрименом Дайсоном. Они работали над проектом «Орион», который подразумевал ускорение космического корабля благодаря серии взрывов атомных бомб позади него. В 1963 году Конвенция об ограничении испытаний ядерного оружия привела к тому, что проект «Орион» был свернут.
Понравилась статья? Тогда поддержи нас, жми:
Источник