Новые технологии в освоении космоса
Научный прогресс последних лет позволил человеку значительно расширить понимание о Вселенной, но в ее глубинах по-прежнему остается множество неизведанного. Масштабное освоение космоса сдерживает дороговизна и низкая эффективность космических аппаратов. Аэрокосмические агентства и компании всего мира разрабатывают новые космические технологии, которые призваны решить эту проблему и сделать возможными межпланетные путешествия и продолжение поисков неземных форм жизни.
Лифт в космос
Компания Obayashi Corporation из Японии в 2012 году заявила о своей работе над созданием лифта в космос, которая должна закончится к 2050 г. Для этого планируется строительство космодрома на Земле, который будет связан с размещенной на высоте 35 500 км от земной поверхности космической станцией. Там будут располагаться жилые помещения и космические лаборатории. Объекты будут соединены с помощью кабеля из углеродных нанотрубок и генетически модифицированного паучьего шелка. Новые технологии позволят лифту достигать скорости 201 км/ч и вмещать до 30 пассажиров. Планируемая продолжительность подъема составляет около 8 дней.
Skylon
Разработка английской компании Reaction Engines Limited – космический самолет Skylon – будет осуществлять взлет и посадку на обычной взлетно-посадочной полосе и может использоваться как самолет, а в верхних слоях атмосферы после достижения сверхзвуковой скорости переходить в режим ракеты для выхода на околоземную орбиту. Это становится возможным благодаря специально разработанному воздушно-реактивному двигателю Sabre, который работает по новейшей технологии предварительного охлаждения кислорода из забортового воздуха или собственных баков. Ожидается, что Skylon позволит в 15-20 раз уменьшить стоимость «космической» доставки грузов объемом 12-15 т на орбиту Земли.
CleanSpace One
Многочисленный мусор, вращающийся в космосе недалеко от Земли, периодически уничтожает или повреждает другие важные объекты. А его постоянно увеличивающееся количество заставляет ученых разрабатывать новые технологии по его ликвидации. Специалисты института EPFL (Швейцария) представили для этих целей космический аппарат CleanSpace размером 30х30х10 см, рассчитанный на одноразовое использование. Его первой целью должен стать швейцарский спутник Swisscube, выпущенный на орбиту в 2009 г. Аппарат-уборщик захватит свою цель и переместится с ней в верхние слои атмосферы, где оба должны сгореть. Стоимость проекта CleanSpace оценивается в $11 000 000, а при успешном выполнении миссии планируется наладить его серийное производство, чтобы поддерживать чистоту в околоземном пространстве.
James Webb Space Telescope
В 2017 г. космическое агентство NASA получило высокотехнологичный космический телескоп, который должен помочь ученым в поисках проявлений жизни в бескрайних просторах Вселенной. Аппарат стоимостью 8,8 млрд. долл., созданный по новым технологиям, позволит исследовать в космосе множество наиболее отдаленных планет, вычислять их размеры и замерять содержание в атмосфере воды, углекислого газа и других веществ. Главная отличительная особенность телескопа James Webb – дальность действия. он способен сканировать пространство на отметке 300 млн лет после Большого взрыва, когда началось зарождение видимого света.
Бестопливный двигатель EmDrive
Ученым из КНДР удалось создать уникальный экземпляр двигателя, который работает, нарушая законы сохранения импульса. Внешне он выглядит как положенное на бок ведро, работает за счет преобразования микроволн в тягу, а питается от солнечной энергии. Принцип его работы противоречит всем известным законам физики, поэтому некоторые специалисты склонны считать, что экспериментальный образец построен с ошибкой и реальные образцы не будут работать. Но если все рассчитано верно, то использование новой технологии EmDrive позволит запускать аппараты для освоения глубокого космоса без жидкого топлива и разгонять их до невероятных скоростей. К примеру, они смогут достигать границ Солнечной системы в течение 1 года, а не нескольких десятилетий.
Солнечный зонд Parker Solar Probe
Космический аппарат, не превышающий размеров легкового автомобиля, разработан специалистами NASA для исследования атмосферы Солнца. После 7-летней раскрутки вокруг Венеры Parker Solar Probe направится прямо к Солнцу, чтобы приблизиться к его поверхности на расстояние около 6 000 000 км. До этого к главной Звезде удавалось приблизиться только на 43 000 000 км с помощью аппарата Гелиос 2.
Начало миссии запланировано на 2018 г., а ее продолжительность рассчитана на 3 года, в течение которых зонд он пройдет вблизи Солнца 24 раза и сможет приблизиться к нему на расстояние в 10 раз ближе, чем орбита Меркурия. Для защиты от экстремальных температур (до 2500 °С) он оборудован специальным щитом из композитного углерода толщиной 12 см.
«Венероход»
Специалисты лаборатории NASA работают над новыми технологиями для изучения Венеры. Основная проблема заключается в том, что ее окружающая среда довольно агрессивна: атмосфера нагревается до 462°С и в 90 раз превышает плотность земной атмосферы, поэтому здесь формируется давление, которое не в состоянии выдержать даже самый прочный корпус атомной лодки. В связи с этим требуется создать космический аппарат с минимальным количеством электроники, иначе она очень быстро выйдет из строя.
Новый проект под названием AREE (Automaton Rover for Extreme Environments) представляет собой планетоход, который будет оснащен ветряным двигателем и солнечными панелями для работы. Вся информация будет собираться с помощью механических компьютеров и транслироваться на орбитальную станцию с использованием азбуки Морзе.
Станция Deep Space Gateway
Ученые NASA работают над разработкой окололунной орбитальной лаборатории, запуск которой планируется на начало 2020-х г. г. Новая Deep Space Gateway призвана заменить МКС, после того, как к 2024 г. закончится срок службы последней. Среди главных задач проекта отмечается испытание новых технологий освоения дальнего космоса и подготовки к дальним межпланетным перелетам, в частности, к путешествию на Марс.
Расположение станции на окололунной орбите позволит получить уникальную среду для изучения космоса и его влияния на человека. Deep Spce Gateaway планируется оснастить радиообсерваторией, подходящей для анализа излучения эпохи «Темных веков» (соответствует времени 380 000 – 550 000 лет после Большого взрыва).
Технология SpiderFab
Компания Tethers Unlimited работает над созданием новейшей технологии объемной печати SpiderFab, которая позволит печатать и собирать космические корабли прямо в космосе.
Проектом предусмотрена разработка паукообразных роботов в условиях невесомости будут создавать на 3D принтерах из полимерных и других материалов отдельные детали и впоследствии собирать из них космические аппараты. В результате их не придется запускать с Земли, что значительно сократить стоимость кораблей и появится возможность собирать конструкции гораздо больших размеров, чем это позволяют современные технологии.
Лазерная связь
Для успешного освоения космоса важное значение имеет связь, но большинство современных передатчиков потребляет для передачи данных слишком большое количество энергии, что особенно критично во время длительных космических путешествий. Помочь в этом вопросе может использование новых технологий передачи данных посредством лазера, благодаря которой скорость передачи по сравнению с радио передатчиками увеличится в 10-100 раз.
В качестве эксперимента агентство NASA запустило в сентябре 2017 г. лазерную систему передачи данных LLCD на спутнике LADEE, который занимается исследованием лунной атмосферы. Система показала рекордные показатели: лазерный луч передавал данные на Землю со скоростью 622 Мб/с, а обратно – со скоростью 20 Мб/с.
Источник
Могут ли новые технологии сделать космические путешествия реальностью?
То, что долгое время считалось научной фантастикой, сегодня – обычное дело. Так, совсем недавно в режиме реального времени весь мир наблюдал за потрясающим космическим шоу – запуск пилотируемого корабля Crew Dragon на МКС. Сегодня может показаться, что первый полет человека в космос был очень давно, но если посмотреть на скорость развития технологий, то она ошеломляет: первая в истории ракета с целью изучить параметры воздушной среды, была запущена всего 83 года назад! За это время в мире появился интернет, а еще ракеты Falcon9 от SpaceX, которые возвращаются и садятся автоматически. Так может, технологии будущего сделают реальностью космические путешествия?
Научная фантастика вдохновляет изобретателей, не стоит об этом забывать
Межзвездные путешествия
Кто из нас в детстве не мечтал о межзвездных путешествиях? Да что там, не знаю как вы, а я до сих пор мечтаю, что в один прекрасный день рядом с домом приземлится летающая тарелка и пригласит на экскурсию по бескрайней Вселенной. Стоит ли удивляться, ведь межзвездные путешествия – главный продукт научно-фантастических сериалов. Так или иначе, по мере развития технологий – от знаменитых песелей Boston Dynamics и прекрасного робота Софии, до более продвинутых ракет и космических зондов – возникает вопрос: стоит ли надеяться, что когда-нибудь мы колонизируем звезды? Или, если отбросить эту далекую мечту, сможем ли мы отправить на чужие планеты космические зонды и с их помощью увидеть, что там происходит?
Правда заключается в том, что межзвездные путешествия и исследования технически возможны. Нет такого закона физики, который бы это прямо запрещал. Но это не означает, что человечество скоро изобретет подобные технологии. Межзвездные путешествия — это настоящая головная боль и на нашем веку люди точно не полетят колонизировать другие звезды. Но есть и хрошие новости – мы уже достигли статуса межзвездных исследований. Несколько космических аппаратов движутся к краю Солнечной системы, а покинув ее уже никогда не вернутся. Миссии NASA Voyager, Pioneer и New Horizons начали свое долгое путешествие вовне.
Согласитесь, звучит отлично: у нас есть межзвездные космические зонды, которые работают. Но проблема в том, что они никуда не спешат. Каждый из этих бесстрашных межзвездных исследователей движется со скоростью десятков тысяч км в час. Они не движутся в направлении какой-то определенной звезды, потому что их миссии были предназначены для исследования планет внутри Солнечной системы. Но если бы какой-нибудь из этих космических аппаратов направлялся к нашему ближайшему соседу, Проксиме Центавре, находящейся всего в 4 световых годах от Земли, они достигли бы ее примерно за 80 000 лет.
Скоро люди вернутся на Луну, но положит ли это конец теориям лунного заговора?
Хотите всегда быть в курсе последних открытий из мира высоких технологий? Подписывайтесь на наш канал в Google News, чтобы не пропустить ничего интересного!
Все это очень здорово, но вряд ли бюджет NASA рассчитан на такие сроки. Кроме того, к тому времени, когда зонды достигнут чего-то интересного, их приборы перестанут работать и в конечном итоге будут просто лететь через пустоту. На самом деле это своеобразный успех: предки человека не были похожи на ребят, способных запустить в космос роботизированные аппараты с золотыми пластинами на борту.
Скорость имеет значение
Чтобы сделать межзвездные полеты более «разумными», зонд должен двигаться очень быстро. Примерно на одну десятую скорости света. При такой скорости космический аппарат может достичь Проксимы Центавра за несколько десятилетий, а через несколько лет отправить снимки обратно – и все это в пределах человеческой жизни. Неужели так глупо хотеть, чтобы тот же самый человек, который начал миссию, закончил ее?
Но движение на таких скоростях требует огромного количества энергии. Один из вариантов заключается в том, чтобы содержать эту энергию на борту космического корабля в качестве топлива. Но если так, то дополнительное топливо добавляет массу, что делает его еще более трудным для разгона до нужных скоростей. Существуют проекты и эскизы атомных космических аппаратов, которые пытаются достичь именно этого, но если мы не хотим начать строить тысячи и тысячи ядерных бомб только для того, чтобы поместить их в ракету, нам нужно придумать что-то еще.
Зонд Вояджер 2 вышел за пределы гелиосферы
Как пишет издание Discover, возможно, одна из самых многообещающих идей заключается в том, чтобы сохранить источник энергии космического корабля неподвижным и каким-то образом транспортировать эту энергию к космическому кораблю по мере его перемещения. Один из способов сделать это – с помощью лазеров. Излучение хорошо переносит энергию из одного места в другое, особенно на огромные расстояния в космосе. Затем космический корабль может захватить эту энергию и двигаться вперед.
Как думаете, появятся ли в будущем супер технологии для межзвездных путешествий? Ответ будем ждать здесь!
Но когда речь заходит о том, чтобы заставить космический корабль двигаться с требуемой скоростью, сам лазер, мощностью в 100 гигаватт, на много порядков мощнее любого лазера, который мы когда-либо проектировали. А космический аппарат, масса которого не должна превышать массы скрепки для бумаги, должен включать в себя камеру, компьютер, источник питания, схему, оболочку, антенну для связи с домом и идеально отражающим световым парусом. Настоящее путешествие начнется после ускорения до одной десятой скорости света. В течение 40 лет этот маленький космический корабль должен будет выдержать все испытания межзвездного пространства. И хотя подобные технологии сегодня кажутся чем-то из разряда научной фантастики, нет такого закона физики, который бы запрещал его существование. Вопрос заключается в следующем: готовы ли мы потратить достаточно денег, чтобы выяснить, можно ли построить подобный корабль?
Источник