Google+
Что делать, если вы попали в фэнтези? iRON mAN fILM ФАНТАСТИЧЕСКИЕ ПРОФЕССИИ. РЕВОЛЮЦИОНЕРЫ черновики лукаса
Версия для печатиЕсли бы: Если бы. Космические технологии, о которых можно забыть
Кратко о статье: Обзор футуристических космических технологий, от разработки которых агентство NASA отказалось и которые в ближайшем будущем точно не будут реализованы: космический лифт, миссия «Новые миры», марсианский робот Entomopter, обитаемые пещеры на Марсе и магнитные паруса.

Прекрасные новые миры

Планета 2M1207b рядом со своей звездой.

Миссия «Новые миры» была ориентирована, как следует из ее названия, на поиск планет в других звездных системах. Как ни странно, но наблюдать за звездами астрономам мешают... звезды. Планеты обычно располагаются близко к своим светилам, и отражаемый ими свет теряется в излучении звезд.

Предполагается, что около четверти наблюдаемых звезд могут иметь планетарные системы. Пока что удалось сфотографировать всего одну экзопланету 2M1207b (173 световых года от Земли) — да и то потому лишь, что она в 5 раз больше Юпитера и вращается вокруг тусклого коричневого карлика на большом расстоянии (примерно как от Плутона до Солнца).

Поиск планет через «зонтик» (рисунок с сайта NASA).

Астрономы уже давно научились выкручиваться из таких ситуаций, закрываясь от солнечного света «искусственной Луной». Институт передовых идей предлагал сделать то же самое — но в глобальном масштабе. На околоземной орбите планировалось раскрыть «зонтик» размером с футбольное поле с 10-метровым отверстием посередине. Это позволило бы отсеивать лучи звезд и наблюдать лишь свет их планет. Наблюдения можно будет производить обычными телескопами, однако их точность повысилась бы на несколько порядков. «Зонтик» мог бы функционировать несколько лет, дав возможность изучить порядка 75 звезд, удаленных от нас на расстояние до 100 световых лет.

Проект «Новые миры» позволял бы анализировать химический состав атмосфер других планет на предмет наличия жизни, а также делать детальные фотографии, на которых можно было бы даже различить океаны и материки.

Интерес к проекту был очень вялым. В 2013 планируется завершить эксплуатацию телескопа «Хаббл». Телескоп Джеймса Уэбба, идущий ему на смену (и существующий пока лишь на бумаге), будет «видеть» только в инфракрасном спектре. Остается предположить, что инопланетяне, контролирующие мировые правительства, очень не хотят быть обнаруженными.

Стрекоза и муравей

Ученые давно подумывают о том, чтобы запустить на Марс не колесного робота, а летающего. Проблема заключается в том, что плотность атмосферы Красной планеты составляет лишь 37% от земной. Для поддержания веса научного оборудования воздушные шары должны быть поистине гигантскими (как следствие — трудноуправляемыми), а минимальная скорость крылатых машин, необходимая для поддержания их в воздухе, составит 450 километров в час. В обоих случаях приземление и сбор образцов представляют серьезную проблему.

У Роберта Михельсона, создателя Entomopter, уколы — полный улет!

Это интересно

  • Испытания «стрекозы» проводились на миниатюрной модели. При взлетном весе в 50 г она брала на «борт» 10 г полезной нагрузки. На Марсе предполагалось использовать аппарат с размахом крыльев в 1 метр.
  • О судьбе Entomopter можно не беспокоиться. На Марс он уже не полетит, но имеет все шансы поступить на военную службу. За финансирование разработки аппарата взялось оборонное агентство DARPA.

Изготовление крыльев Entomopter с помощью лазерной стереолитографии.

Институт передовых идей предлагал использовать орнитоптер, а если точнее — четырехкрылый насекомоподобный аппарат Entomopter. Частота колебаний крыльев (60 герц, то есть 60 взмахов в секунду) удерживает его на лету даже в марсианской атмосфере.

Уникальность аппарата в том, что он приводится в движение искусственными мускулами, переводящими энергию химических реакций в движение напрямую (без сгорания реагентов). Им не требуется кислород, они могут работать в широком диапазоне температур и имеют солидный запас хода. Эффективность мускулов повышается многократным использованием всех побочных продуктов химических реакций.

Entomopter на Марсе.

Пылевые бури со скоростью ветра до 100 м/с бывают на Марсе лишь весной. Entomopter мог бы действовать в безветренный сезон в паре с марсоходами Spirit и Opportunity, восполняя их низкую мобильность.

Пещерные люди

Флаг Марса, одобренный Марсианским обществом (известные инженеры, фантасты и режиссеры). Красная полоса — Марс сейчас, зеленая — Марс после высадки растений, синяя — Марс с водой.

Кто-то может возразить, что никакого сворачивания космических программ не происходит. В 2004-м Джордж Буш объявил о том, что к 2010-му году взамен шаттлов полетят «Орионы» (в сентябре этого года должна быть испытана его спасательная капсула), к 2020 американцы вернутся на Луну, а впоследствии оставят след на Марсе. Неизвестно, как отнесутся к этим ковбойским планам следующие хозяева Белого дома, однако программа разработки жилища для марсианских колонистов уже свернута.

Идея была проста и элегантна. Вместо того чтобы тратить драгоценные ресурсы на возведение жилищ с защитой от негостеприимного климата Красной планеты, можно использовать уже готовые убежища, предоставленные самой природой, — пещеры. Помимо них, перспективными местами для размещения баз считаются неглубокие каньоны и лавовые трубки, недавно обнаруженные на поверхности.

Преимущества такого размещения огромны. Подземные пустоты защитят колонистов от пылевых бурь, радиации и микрометеоритов. Они облегчают доступ к воде (возможно, залегающей под землей в виде льда), полезным ископаемым и гипотетической жизни, обитающей в стабильном климате пещер.

Главным «строительным материалом» могли бы стать надувные модули — легкие и прочные. В минусы можно записать тот факт, что, согласно недавним исследованиям, марсианская вода может изредка таять и выходить на поверхность, в связи с чем существует угроза затопления подземных баз.

Зонд «Одиссей» не только обнаружил признаки залегания льда под почвой Марса. Он нашел 7 пещер на склоне вулкана Arsia Mons со средней глубиной около 70 метров. Суточные колебания температур в них на треть меньше, чем на поверхности планеты.

База в марсианской пещере.

Вход в марсианскую пещеру (снимок орбитальной камерой с разрешением порядка 800 мегапикселей).

Попутного ветра!

Магнитный парусник.

Путешествие к Марсу — одно из самых малозатратных в плане топлива по сравнению с экспедициями к другим планетам Солнечной системы (дешевле долететь лишь до Венеры). При ускорении обычными ракетными двигателями оно занимает 9 месяцев. Данный срок можно сократить еще на несколько месяцев за счет более длительного ускорения и мощного торможения, однако топливные затраты возрастают многократно.

Более эффективные средства доставки — например, атомные двига — позволили бы уменьшить путь к Красной планете до двух недель разгона и торможения, однако пока что это остается уделом космолетчиков из фантастических романов.

Солнечный парус — идея старая и обесцененная временем. Ни один из экспериментов по развертыванию космического паруса на орбите не принес удовлетворительных результатов — то ракета упадет, то парус раскроется лишь частично. Сложности с развертыванием парусов, их низкая прочность и уязвимость перед микрометеоритами заставили NASA исследовать другой «материал» для их изготовления — магнитные поля.

Технология магнитного паруса основана на свойствах магнитосферы Земли. Она, как и другие планеты Солнечной системы, имеет защиту от солнечной радиации — магнитное поле, имеющее форму пузыря. Без него космическая радиация и солнечные вспышки давно выжгли бы поверхность Земли дотла. Магнитный пузырь улавливает солнечный ветер и «надувается», однако наша планета слишком велика, чтобы эта тяга оказала на нее какое-либо влияние. Предполагается, что если создать мощное магнитное поле вокруг небольшого космического аппарата, то оно будет толкать его вперед не хуже «материального» солнечного паруса.

Солнечный ветер достигает 800 километров в секунду и может «раздувать» магнитный парус в десятки раз.

Строго говоря, магнитный парус — это петля вокруг корабля, изготовленная из сверхпроводника, по которому течет постоянный ток. Оборудование, необходимое для создания магнитного поля, сравнимо по весу с солнечным парусом и механизмом его развертывания. А площадь поперечного сечения магнитных полей стократ превышает площадь, охватываемую петлей, что делает магнитный парус значительно эффективнее солнечного.

Генератор плазменного паруса и его испытания в вакуумной камере.

Эффективность таких парусов обратно пропорциональная квадрату расстояния от Солнца. Ученые предлагали решить данную проблему с использованием электропроводящей плазмы, заключенной в магнитном поле. С удалением от Солнца такой «парус» раскрывался бы все шире и шире, сохраняя прежнюю тягу. На поддержание его работы потребуется в среднем около 1 киловатта на 1 ньютон тяги, что вполне под силу небольшому ядерному реактору. К тому же в подобной системе отсутствуют механические части (основной источник проблем при развертывании солнечных парусов), что делает ее более надежной.

Крупнейшая из известных — магнитосфера Юпитера. Если бы мы могли ее наблюдать, она была бы размером с Луну. Фактически, это самая крупная «вещь» в Солнечной системе.

Внешне это бы выглядело как консервная банка, открытая с двух сторон. Она испускает в космос газ (аргон или гелий), через который пропускается разряд и создается плазма. Процесс можно сравнить с выдуванием мыльных пузырей. Магнитное поле удерживало бы плазму, собирающую солнечный ветер. Подобная установка с успехом была испытана в вакуумной камере на Земле, однако дальше этого дело не пошло.

* * *

Какими бы фантастичными ни казались эти проекты, все они, по сути, — лотерейные билеты на другие планеты: даже если сработает один из них, это уже станет серьезным прорывом. Наука 21 века движется по рельсам информатики и генетики. Не то чтобы людям расхотелось летать в космос. Просто это стало невыгодно.

После развала СССР увлечение космонавтикой стало сходить на нет. Россия продолжает использовать старые наработки. С новациями дела идут туго, ведь даже система ГЛОНАСС реализуется с такой скоростью, которая на Западе считается хорошим поводом для отставки руководства проекта. США финансируют в основном не дела, а концепции. Сегодня значительная часть творческих усилий NASA идет на создание презентаций грядущих полетов на Луну и Марс. Неужели для освоения космоса обязательно нужна маленькая, не обязательно победоносная и желательно — холодная война?

Модуль «Ориона» и его посадка. На этом корабле NASA обещает вернуться на Луну и покорить Марс.

1 |
1 2
Комментарии к статье
Для написания комментария к статье необходимо зарегистрироваться и авторизоваться на форуме, после чего - перейти на сайт
Виктор Левашов
№ 1
14.10.2008, 04:10
"Атмосфера Марса, состоящая в основном из углекислого газа, очень разрежена. Давление у поверхности Марса в 160 раз меньше земного — 6,1 мбар на среднем уровне поверхности".
То есть 0,6% от земного, а не 37%, как написанно в статье.
Теос
№ 2
10.04.2011, 17:02
Да, столько проэктов можно реализовать! Жаль что в мире теперь правят бюргеры, а не романтики! Наполнение кошелька стало главной целью большинства людей и правительств. Интересно - какой же стимул надо дать людям, что бы они стали искать новые миры?
Bad 13
№ 3
21.04.2011, 14:13
Цитата:
Но ученые споткнулись на прежнем месте. Согласно расчетам, трос должен выдерживать механическое напряжение в 130 гигапаскалей. Между тем современные многослойные нанотрубки «держат» лишь около 63 гигапаскалей.
Вот так хорошая идея накрылась медным тазом ;((
Кстати, ещё не всё потерянно, говорят лет через пять-десять удаться получить материал заданной прочности для комического лифта, так что вопрос пока лишь в технической стороне дела.
РАССЫЛКА
Новости МФ
Подписаться
Статьи МФ
Подписаться
Новый номер
В ПРОДАЖЕ С
24 ноября 2015
ноябрь октябрь
МФ Опрос
[последний опрос] Что вы делаете на этом старом сайте?
наши издания

Mobi.ru - экспертный сайт о цифровой технике
www.Mobi.ru

Сайт журнала «Мир фантастики» — крупнейшего периодического издания в России, посвященного фэнтези и фантастике во всех проявлениях.

© 1997-2013 ООО «Игромедиа».
Воспроизведение материалов с данного сайта возможно с разрешения редакции Сайт оптимизирован под разрешение 1024х768.
Поиск Войти Зарегистрироваться