A modern technológiák és felfedezések egészen más szintre emelik az űrkutatást, de a csillagközi utazás még mindig álom. De ennyire irreális és elérhetetlen? Mit tehetünk most és mire számíthatunk a közeljövőben?
A Kepler-teleszkóp adatainak tanulmányozásával a csillagászok 54 potenciálisan lakható exobolygót fedeztek fel. Ezek a távoli világok a lakható zónában vannak, pl. bizonyos távolságra a központi csillagtól, ami lehetővé teszi a folyékony víz fenntartását a bolygó felszínén.
Azonban a válasz arra fő kérdés, hogy egyedül vagyunk-e az univerzumban, nehéz megállapítani – a Naprendszert és a legközelebbi szomszédainkat elválasztó hatalmas távolság miatt. Például az "ígéretes" Gliese 581g bolygó 20 fényévre van tőle – kozmikus mércével mérve elég közel, de még mindig túl messze a földi műszerek számára.
A Földtől legfeljebb 100 fényév sugarú körben található exobolygók rengetege és az általuk képviselt óriási tudományos, sőt civilizációs érdeklődés az emberiség számára új pillantásra késztet a csillagközi repülés eddig fantasztikus elképzelését.
Más sztárokhoz repülni természetesen technológiai kérdés. Sőt, egy ilyen távoli cél elérésére számos lehetőség kínálkozik, és az egyik vagy másik módszer melletti választás még nem történt meg.
Az emberiség már küldött csillagközi járműveket az űrbe: a Pioneer és a Voyager szondákat. Jelenleg elhagyták a Naprendszert, de sebességük nem engedi, hogy a cél gyors eléréséről beszéljünk. Tehát a Voyager 1, amely körülbelül 17 km / s sebességgel halad, még a hozzánk legközelebbi csillaghoz, a Proxima Centaurihoz is (4,2 fényév), hihetetlenül hosszú ideig - 17 ezer évig - repül.
A modern rakétahajtóművekkel nyilván nem jutunk tovább a Naprendszernél: 1 kg rakomány elszállításához akár a közeli Proxima Centauriba is több tízezer tonna üzemanyag kell. Ugyanakkor a hajó tömegének növekedésével növekszik a szükséges üzemanyag mennyisége, és további üzemanyagra van szükség a szállításhoz. Ördögi kör, amely véget vet a vegyi üzemanyagtartályoknak – egy több milliárd tonnát nyomó űrhajó megépítése teljesen hihetetlen vállalkozásnak tűnik. A Ciolkovszkij-képletet használó egyszerű számítások azt mutatják, hogy ahhoz, hogy a vegyi üzemanyaggal működő űrhajókat a fénysebesség 10%-ára gyorsítsák fel, több üzemanyagra lenne szükség, mint amennyi az ismert univerzumban elérhető.
A fúziós reakció tömegegységenként átlagosan milliószor több energiát termel, mint a kémiai égési folyamatok. Ezért hívta fel a NASA a figyelmet az 1970-es években a termonukleáris rakétahajtóművek alkalmazásának lehetőségére. A Daedalus pilóta nélküli űrszonda projektje egy olyan hajtómű létrehozását jelentette, amelyben kisméretű termonukleáris tüzelőanyag-pelleteket tápláltak be az égéstérbe, és elektronsugarakkal meggyújtanák. A termonukleáris reakció termékei kirepülnek a motor fúvókájából, és gyorsulást adnak a hajónak.
A Daedalus űrhajó az Empire State Buildinghez képest
A Daedalusnak 50 ezer tonna 4 és 2 mm átmérőjű üzemanyag-pelletet kellett volna felvennie. A granulátum egy deutériumot és tríciumot tartalmazó magból és egy hélium-3 héjból áll. Ez utóbbi a tüzelőanyag-pellet tömegének mindössze 10-15%-át teszi ki, de valójában ez az üzemanyag. A Hélium-3 nagy mennyiségben fordul elő a Holdon, a deutériumot pedig széles körben használják a nukleáris iparban. A deutériummag detonátorként szolgál a fúziós reakció meggyújtásához, és erőteljes reakciót vált ki egy reaktív plazmasugár felszabadulásával, amelyet erős mágneses tér vezérel. A Daedalus motor fő molibdén égésterének tömege meghaladta a 218 tonnát, a második fokozat kamrája pedig 25 tonnát. A mágneses szupravezető tekercsek is megfelelnek egy hatalmas reaktornak: az első tömege 124,7 tonna, a második 43,6 tonna.Összehasonlításképpen: az űrsikló száraz tömege kevesebb, mint 100 tonna.
A Daedalus repülését kétfokozatúnak tervezték: az első fokozatú hajtóműnek több mint 2 évig kellett volna működnie, és 16 millió üzemanyag-pelletet kellett volna elégetnie. Az első fokozat szétválása után a második fokozat motorja csaknem két évig működött. Így 3,81 év folyamatos gyorsulás alatt a Daedalus a fénysebesség 12,2%-os maximális sebességét érte volna el. A Barnard's Star távolságát (5,96 fényév) egy ilyen hajó 50 év alatt leküzdi, és egy távoli csillagrendszeren átrepülve képes lesz megfigyelései eredményeit rádión továbbítani a Földre. Így a teljes küldetés körülbelül 56 évig fog tartani.
Annak ellenére, hogy a Daedalus számos rendszerének megbízhatósága és óriási költségei nehézségekbe ütköznek, ezt a projektet a technológia modern szintjén hajtják végre. Sőt, 2009-ben egy lelkes csapat újjáélesztette a termonukleáris hajó projektjével kapcsolatos munkát. Jelenleg az Icarus projekt 20 tudományos témát tartalmaz egy csillagközi űrhajó rendszereinek és anyagainak elméleti fejlesztéséről.
Így már ma is lehetségesek pilóta nélküli csillagközi repülések akár 10 fényévre is, amihez körülbelül 100 évre lesz szükség, plusz a rádiójelnek a Földre való visszajutásához szükséges időbe. Ebbe a sugárba illeszkednek az Alpha Centauri, Barnard's Star, Sirius, Epsilon Eridani, UV Ceti, Ross 154 és 248, CN Leo, WISE 1541-2250 csillagrendszerek. Amint látja, elegendő objektum van a Föld közelében, hogy pilóta nélküli küldetések segítségével tanulmányozható legyen. De mi van akkor, ha a robotok valami igazán szokatlant és egyedit találnak, például egy összetett bioszférát? Képes lesz-e távoli bolygókra eljutni egy expedíció, amelyben emberek vesznek részt?
Ha ma elkezdhetünk pilóta nélküli hajót építeni, akkor egy emberessel már bonyolultabb a helyzet. Először is a repülési idő kérdése akut. Vegyük ugyanazt a Barnard-csillagot. Az űrhajósoknak az iskolából fel kell készülniük az emberes repülésre, mert ha a Földről való kilövésre is a 20. születésnapjukon kerül sor, a hajó a 70. vagy akár a 100. évfordulóra éri el a repülési célt (a fékezés szükségessége miatt, ami kb. pilóta nélküli repülésnél nem szükséges). A legénység fiatal korban történő kiválasztása tele van pszichológiai összeférhetetlenséggel és interperszonális konfliktusokkal, a 100 éves kor pedig nem ad reményt a bolygó felszínén végzett eredményes munkára és a hazatérésre.
Van azonban értelme visszatérni? Számos NASA-tanulmány kiábrándító következtetésre vezet: a hosszú nulla gravitációban való tartózkodás visszafordíthatatlanul tönkreteszi az űrhajósok egészségét. Így Robert Fitts biológiaprofesszornak az ISS űrhajósaival végzett munkája azt mutatja, hogy még az aktívak ellenére is fizikai gyakorlatok az űrszonda fedélzetén, hároméves marsi küldetés után nagy izmok, mint a borjak, 50%-kal gyengébbek lesznek. Hasonlóképpen csökken a csont ásványianyag-sűrűsége is. Ennek eredményeként a munkaképesség és a túlélés extrém helyzetek többszörösére csökken, és a normál gravitációhoz való alkalmazkodás ideje legalább egy év lesz. Az évtizedekig tartó nulla gravitációs repülés az űrhajósok életét is megkérdőjelezi. Talán az emberi test képes lesz helyreállni, például a fokozatosan növekvő gravitációval történő fékezés során. A halálozás kockázata azonban még mindig túl magas, és radikális megoldást igényel.
A Stanford Tor egy kolosszális építmény egész városokkal egy forgó peremben.
Sajnos nem olyan egyszerű megoldani a súlytalanság problémáját egy csillagközi űrhajón. A rendelkezésünkre álló lehetőség, hogy a lakható modul elforgatásával mesterséges gravitációt hozzunk létre, számos nehézséggel jár. A föld gravitációjának megteremtéséhez még egy 200 m átmérőjű kereket is percenként 3 fordulattal kell forgatni. Ilyen gyors forgással a Cariolis erő olyan terheléseket hoz létre, amelyek teljesen elviselhetetlenek az emberi vesztibuláris apparátus számára, hányingert és akut tengeri betegséget okozva. Az egyetlen megoldás erre a problémára a Stanford Tor, amelyet a Stanford Egyetem tudósai fejlesztettek ki 1975-ben. Ez egy hatalmas, 1,8 km átmérőjű gyűrű, amelyben 10 ezer űrhajós élhetett. Méreténél fogva 0,9-1,0 g-os gravitációt biztosít és elég kényelmes szállás emberek. Azonban még a percenkénti egy fordulatnál kisebb fordulatszámnál is enyhe, de észrevehető kényelmetlenség éri az embereket. Sőt, ha egy ilyen gigantikus lakóteret építenek, a tórusz súlyeloszlásának kis elmozdulásai is befolyásolják a forgási sebességet, és rezgéseket okoznak az egész szerkezetben.
A sugárzás problémája továbbra is összetett. Még a Föld közelében (az ISS fedélzetén) az űrhajósok legfeljebb hat hónapot töltenek a sugárzás veszélye miatt. A bolygóközi hajót erős védelemmel kell ellátni, de a sugárzás emberi szervezetre gyakorolt hatásának kérdése továbbra is fennáll. Különösen az onkológiai betegségek kockázatával kapcsolatban, amelyek súlytalanságban való kialakulását gyakorlatilag nem vizsgálják. Az év elején Krasimir Ivanov tudós, a kölni Német Repülési Központtól tette közzé az eredményeket érdekes kutatás a melanomasejtek (a bőrrák legveszélyesebb formája) viselkedése súlytalanságban. A normál gravitáció mellett tenyésztett rákos sejtekhez képest azok a sejtek, amelyek 6 és 24 órát töltöttek súlytalanságban, kisebb valószínűséggel adnak áttétet. Úgy tűnik jó hírek, De csak első pillantásra. A helyzet az, hogy egy ilyen „űr” rák évtizedekig szunnyadhat, és az immunrendszer megzavarása esetén váratlanul nagy léptékben terjedhet. Emellett a tanulmány világossá teszi, hogy még mindig keveset tudunk az emberi test reakciójáról a hosszú űrben tartózkodásra. Ma űrhajósok, egészségesek erős emberek, túl kevés időt töltenek ott ahhoz, hogy tapasztalataikat egy hosszú csillagközi repülésre vigyék át.
Mindenesetre egy 10 ezer fős hajó kétes vállalkozás. Ahhoz, hogy ilyen nagyszámú ember számára megbízható ökoszisztémát hozzon létre, hatalmas számú növényre, 60 ezer csirkére, 30 ezer nyúlra és egy szarvasmarhacsordára van szüksége. Csak ez tud biztosítani egy napi 2400 kalóriás étrendet. Az ilyen zárt ökoszisztémák létrehozására irányuló minden kísérlet azonban mindig kudarccal végződik. Így a Space Biosphere Ventures legnagyobb "Biosphere-2" kísérlete során 1,5 hektár összterületű hermetikus épületek hálózata épült fel 3 ezer növény- és állatfajjal. Az egész ökoszisztémának egy önfenntartó kis "bolygóvá" kellett volna válnia, amelyben 8 ember él. A kísérlet 2 évig tartott, de néhány hét után komoly problémák kezdődtek: a mikroorganizmusok és a rovarok ellenőrizhetetlenül szaporodni kezdtek, túl nagy mennyiségben fogyasztva az oxigént és a növényeket, az is kiderült, hogy szél nélkül a növények túlságosan törékennyé váltak. Egy helyi környezeti katasztrófa következtében az emberek fogyni kezdtek, az oxigén mennyisége 21%-ról 15%-ra csökkent, a tudósoknak pedig meg kellett szegniük a kísérlet feltételeit, és nyolc „kozmonautát” kellett oxigénnel és élelemmel ellátniuk.
Így az összetett ökoszisztémák létrehozása hibás és veszélyes módszernek tűnik egy csillagközi űrhajó legénységének oxigénnel és táplálékkal való ellátására. A probléma megoldásához speciálisan megtervezett, megváltozott génekkel rendelkező organizmusokra lesz szükség, amelyek fénnyel, hulladékkal és egyszerű anyagokkal táplálkoznak. Például a chlorella élelmiszer-algát előállító nagy modern üzemek akár 40 tonna szuszpenziót is képesek előállítani naponta. Egy teljesen autonóm, több tonnás bioreaktor naponta akár 300 liter chlorella szuszpenziót is képes előállítani, ami több tucat fős legénység élelmezésére elegendő. A génmódosított chlorella nemcsak a legénység tápanyagszükségletét tudta kielégíteni, hanem a hulladékot, köztük a szén-dioxidot is újrahasznosította. Napjainkban a mikroalgák géntechnológiás feldolgozása általánossá vált, és számos olyan tervet fejlesztettek ki a szennyvízkezelésre, a bioüzemanyag előállítására stb.
Az emberes csillagközi repülés fenti problémáinak szinte mindegyike megoldható egyetlen nagyon ígéretes technológiával - a felfüggesztett animációval, vagy ahogyan ezt kriosztázisnak is nevezik. Az anabiózis az emberi életfolyamatok legalább többszöri lelassulása. Ha el lehet meríteni az embert egy ilyen mesterséges letargiába, ami 10-szer lassítja az anyagcserét, akkor egy 100 éves repülésben csak 10 évet öregszik meg álmában. Ez elősegíti a táplálkozás, az oxigénellátás, a mentális zavarok, a súlytalanság következtében fellépő szervezetpusztulási problémák megoldását. Ezenkívül egy felfüggesztett animációs kamrákkal ellátott rekeszt könnyebb megvédeni a mikrometeoritoktól és a sugárzástól, mint egy nagy lakható zónát.
Sajnos az emberi élet folyamatainak lassítása rendkívül nehéz feladat. De a természetben vannak olyan élőlények, amelyek képesek hibernálni, és több százszorosára meghosszabbítják várható élettartamukat. Például a szibériai szalamandra nevű kis gyík képes áttelelni a nehéz időkben és évtizedekig életben maradni, még akkor is, ha mínusz 35-40 °C hőmérsékletű jégtömbbé fagy. Vannak esetek, amikor a szalamandra körülbelül 100 évig hibernált, és mintha mi sem történt volna, felolvadtak és elmenekültek a meglepett kutatók elől. Ugyanakkor a gyík szokásos "folyamatos" várható élettartama nem haladja meg a 13 évet. A szalamandra elképesztő képessége azzal magyarázható, hogy mája nagy mennyiségű glicerint szintetizál, testtömegének közel 40%-át, ami megvédi a sejteket az alacsony hőmérséklettől.
Az ember kriosztázisba való elmerülésének fő akadálya a víz, amely testünk 70%-át teszi ki. Fagyáskor jégkristályokká alakul, térfogata 10%-kal nő, aminek következtében a sejtmembrán eltörik. Ráadásul fagyása során a sejtben oldott anyagok a maradék vízbe vándorolnak, megzavarva a sejten belüli ioncsere folyamatokat, valamint a fehérjék és egyéb sejtközi struktúrák szerveződését. Általánosságban elmondható, hogy a sejtek elpusztulása a fagyás során lehetetlenné teszi az ember visszatérését az életbe.
Van azonban egy ígéretes módszer a probléma megoldására - a klatrát-hidrátok. Még 1810-ben fedezték fel őket, amikor a brit tudós, Sir Humphry Davy nagy nyomással klórt fecskendezett a vízbe, és szemtanúja volt szilárd szerkezetek kialakulásának. Ezek klatrát-hidrátok voltak – a vízjég egyik formája, amelyben idegen gáz is van. A jégkristályokkal ellentétben a klatrátrácsok kevésbé kemények, nincsenek éles széleik, de vannak olyan üregek, amelyekben az intracelluláris anyagok „elrejtőzhetnek”. A klatráttal szuszpendált animáció technológiája egyszerű lenne: egy inert gáz, például xenon vagy argon, a hőmérséklet valamivel nulla alatt van, és a sejtanyagcsere fokozatosan lelassul, amíg az ember kriosztázisba nem esik. Sajnos a klatrát-hidrátok képződéséhez nagy nyomás (kb. 8 atmoszféra) és nagyon magas vízben oldott gázkoncentráció szükséges. Még mindig nem ismert, hogyan lehet ilyen körülményeket létrehozni egy élő szervezetben, bár vannak sikerek ezen a területen. Így a klatrátok még kriogén hőmérsékleten (100 Celsius-fok alatt) is képesek megvédeni a szívizomszövetet a mitokondriumok pusztulásától, valamint megakadályozzák a sejtmembránok károsodását. A klatrát anabiózissal kapcsolatos humán kísérleteket még nem tárgyalják, mivel a kriosztázis technológiák iránti kereslet csekély, és a témával kapcsolatos kutatásokat főként a halottak testének fagyasztására kínáló kis cégek végzik.
1960-ban Robert Bassard fizikus javasolta a ramjet fúziós motor eredeti koncepcióját, amely megoldja a csillagközi utazás számos problémáját. A lényeg a világűrben jelen lévő hidrogén és csillagközi por felhasználása. Az ilyen hajtóművel rendelkező űrszonda először a saját üzemanyagán gyorsul, majd egy hatalmas, több ezer kilométer átmérőjű mágneses mező tölcsérét bontja ki, amely befogja a hidrogént a világűrből. Ezt a hidrogént a fúziós rakétamotorok kimeríthetetlen üzemanyagforrásaként használják.
A Bussard motor használata óriási előnyökkel kecsegtet. Először is, az "ingatlan" üzemanyag miatt állandó 1 g-os gyorsulással lehet mozogni, ami azt jelenti, hogy a súlytalansággal kapcsolatos összes probléma eltűnik. Ezenkívül a motor lehetővé teszi, hogy óriási sebességre gyorsuljon - a fénysebesség 50% -a és még több. Elméletileg 1 g-os gyorsulással haladva egy Bussard motorral szerelt hajó 10 fényév távolságot képes megtenni körülbelül 12 földi év alatt, és a legénység számára relativisztikus hatások csak 5 év hajóidő telt volna el.
Sajnos számos ilyen van komoly problémákat amelyek a technológia jelenlegi szintjén nem oldhatók meg. Először is létre kell hozni egy gigantikus és megbízható hidrogéncsapdát, amely gigantikus mágneses tereket generál. Ugyanakkor biztosítania kell a minimális veszteséget és a hidrogén hatékony szállítását a termonukleáris reaktorba. Maga a Bussard által javasolt termonukleáris reakció, amelyben négy hidrogénatom héliumatommá alakul, sok kérdést vet fel. A helyzet az, hogy ezt a legegyszerűbb reakciót nehéz végrehajtani egy egyszeri reaktorban, mivel túl lassan megy végbe, és elvileg csak csillagok belsejében lehetséges.
A termonukleáris fúzió tanulmányozása terén elért haladás azonban reménykedhet abban, hogy a probléma megoldható például az "egzotikus" izotópok és az antianyag reakciókatalizátorként való felhasználásával.
Eddig a Bussard-motor kutatása kizárólag az elméleti síkon folyik. Valós technológiákon alapuló számításokra van szükség. Mindenekelőtt egy olyan motort kell kifejleszteni, amely elegendő energiát képes előállítani a mágneses csapda működtetéséhez és a termonukleáris reakció fenntartásához, antianyag előállításához és a csillagközi közeg ellenállásának leküzdéséhez, ami lelassítja a hatalmas elektromágneses "vitorlát".
Lehet, hogy furcsán hangzik, de ma az emberiség közelebb van az antianyag-motor megalkotásához, mint az első pillantásra intuitív és egyszerű Bussard ramjet motorjához.
A Hbar Technologies által kifejlesztett szonda vékony, 238-as urániummal bevont szénszálas vitorlával rendelkezik. A vitorlába ütközve az antihidrogén megsemmisül, és tolóerőt hoz létre.
A hidrogén és az antihidrogén megsemmisülése következtében erőteljes fotonfluxus jön létre, melynek kipufogósebessége eléri a rakétahajtóműhöz való maximumot, i.e. a fénysebesség. Ez egy ideális mutató, amely lehetővé teszi, hogy nagyon nagy fényközeli sebességet érjen el egy fotonmotorral rendelkező űrhajó esetében. Sajnos nagyon nehéz az antianyagot rakéta-üzemanyagként használni, mivel a megsemmisülés során a legerősebb gamma-sugárzás felvillan, ami megöli az űrhajósokat. Ezenkívül még nincsenek tárolási technológiák egy nagy szám az antianyag, és maga az antianyag tonnák felhalmozódásának ténye még a Földtől távoli űrben is komoly veszélyt jelent, hiszen akár egy kilogramm antianyag megsemmisülése egy 43 megatonna kapacitású nukleáris robbanásnak felel meg. egy ilyen erő robbanása az Egyesült Államok területének egyharmadát sivataggá változtathatja). Az antianyag költsége egy másik tényező, amely nehezíti a fotonhajtású csillagközi repülést. Az antianyag előállítására szolgáló modern technológiák lehetővé teszik egy gramm antihidrogén előállítását több tíz billió dollár áron.
A nagy antianyagkutatási projektek azonban meghozzák gyümölcsüket. Jelenleg a pozitronok számára speciális tárolóhelyeket hoztak létre, „mágneses palackokat”, amelyek folyékony héliummal hűtött, mágneses térből álló falú tartályok. Ez év júniusában a CERN tudósainak 2000 másodpercig sikerült megőrizniük az antihidrogénatomokat. A Kaliforniai Egyetemen (USA) épül a világ legnagyobb antianyag-tárolója, amely több mint egy billió pozitront képes felhalmozni. A Kaliforniai Egyetem tudósainak egyik célja, hogy olyan hordozható antianyag-tartályokat hozzanak létre, amelyek tudományos célokra használhatók a nagy gyorsítóktól távol. Ezt a projektet a Pentagon támogatja, amely az antianyag katonai alkalmazásokban érdekelt, így a világ legnagyobb mágnespalack-készlete valószínűleg nem lesz alulfinanszírozott.
A modern gyorsítók néhány száz éven belül képesek lesznek egy gramm antihidrogén előállítására. Ez nagyon hosszú idő, ezért az egyetlen kiút az antianyag előállítására szolgáló új technológia kifejlesztése vagy bolygónk összes országának erőfeszítéseinek egyesítése. De még ebben az esetben sem a modern technológiával álmodni sem lehet arról, hogy több tíz tonna antianyagot állítsanak elő csillagközi emberes repüléshez.
Azonban nem minden olyan szomorú. A NASA szakemberei számos olyan űrrepülőgép-konstrukciót fejlesztettek ki, amelyek egyetlen mikrogramm antianyag felhasználásával a mélyűrbe is eljuthatnak. A NASA úgy véli, hogy a továbbfejlesztett berendezések lehetővé teszik az antiprotonok előállítását grammonként körülbelül 5 milliárd dolláros költséggel.
Az amerikai Hbar Technologies cég a NASA támogatásával az antihidrogén motorral hajtott pilóta nélküli szondák koncepcióját fejleszti. A projekt első célja egy olyan pilóta nélküli űrhajó létrehozása, amely kevesebb mint 10 éven belül elrepülhet a Naprendszer peremén lévő Kuiper-övhöz. Ma már lehetetlen ilyen távoli pontokra repülni 5-7 éven belül, különösen a NASA New Horizons szondája 15 évvel az indítás után repül át a Kuiper-övön.
Egy szonda, amely 250 AU távolságot tesz meg 10 év múlva nagyon kicsi lesz, csak 10 mg hasznos teherbírással, de kell hozzá egy kis antihidrogén is - 30 mg. A Tevatron néhány évtizeden belül megtermeli ezt a mennyiséget, és a tudósok egy valódi űrmisszió során tesztelhetik az új hajtómű koncepcióját.
Az előzetes számítások azt is mutatják, hogy hasonló módon egy kis szondát is lehet küldeni az Alpha Centaurinak. Egy gramm antihidrogénen 40 év múlva egy távoli csillaghoz repül.
Úgy tűnhet, hogy a fentiek mind fikció, és semmi közük a közeljövőhöz. Szerencsére ez nem így van. Míg a közvélemény figyelmét a globális válságok, a popsztárok kudarcai és más aktuális események kötik le, a korszakalkotó kezdeményezések az árnyékban maradnak. Elindult a NASA űrügynökség grandiózus projekt 100 Year Starship, amely a bolygóközi és csillagközi repülések tudományos és technológiai alapjainak fokozatos és hosszú távú létrehozását foglalja magában. Ez a program egyedülálló az emberiség történetében, és a világ minden tájáról vonzza a tudósokat, mérnököket és más szakmák rajongóit. 2011. szeptember 30. és október 2. között szimpóziumot tartanak a floridai Orlandóban, ahol a különböző űrrepülési technológiákat vitatják meg. Az ilyen események eredményei alapján a NASA szakemberei üzleti tervet dolgoznak ki bizonyos iparágak és vállalatok támogatására, amelyek olyan technológiákat fejlesztenek ki, amelyek még nem állnak rendelkezésre, de szükségesek a jövőbeni csillagközi repüléshez. Ha a NASA ambiciózus programja sikeres lesz, 100 éven belül az emberiség képes lesz egy csillagközi űrrepülőgép megépítésére, és ugyanolyan könnyedén fogunk körbejárni a Naprendszert, mint manapság a szárazföldről a szárazföldre.
A kép szerzői joga Thinkstock
A jelenlegi sebességrekord az űrben 46 éve tart. A tudósító kíváncsi volt, mikor verik meg.
Mi emberek a sebesség megszállottjai vagyunk. Így csak az elmúlt hónapokban vált ismertté, hogy Németországban a diákok sebességrekordot döntöttek az elektromos autók terén, és az amerikai légierő a hiperszonikus repülőgépek fejlesztését tervezi oly módon, hogy azok a hangsebesség ötszörösét, azaz a hangsebesség ötszörösét fejlesszék. 6100 km/h felett.
Az ilyen gépeken nem lesz személyzet, de nem azért, mert az emberek nem tudnak ilyen nagy sebességgel haladni. Valójában az emberek már olyan sebességgel mozogtak, amely többszöröse a hangsebességnek.
Van azonban olyan határ, amelyen túl gyorsan rohanó testünk már nem bírja a túlterhelést?
A jelenlegi sebességrekordot egyformán három űrhajós tartja, akik részt vettek az Apollo 10 űrmisszióban – Tom Stafford, John Young és Eugene Cernan.
1969-ben, amikor az űrhajósok megkerülték a Holdat és visszatértek, a kapszula, amelyben voltak, elérte a Földön 39,897 km/h sebességet.
"Azt hiszem, száz évvel ezelőtt még aligha gondolhattuk volna, hogy egy ember csaknem 40 ezer kilométeres óránkénti sebességgel utazhat az űrben" - mondja Jim Bray, a Lockheed Martin repülőgépipari konszerntől.
Bray az ígéretes Orion űrszonda lakható modul projektjének igazgatója, amelyet a NASA amerikai űrügynökség fejleszt.
A fejlesztők elképzelése szerint a többcélú és részben újrafelhasználható Orion űrhajónak alacsony Föld körüli pályára kell vinnie az űrhajósokat. Könnyen lehet, hogy segítségével megdönthető lesz az ember 46 évvel ezelőtt felállított sebességi rekordja.
Az új szupernehéz rakéta, amely a Space Launch System része, a tervek szerint 2021-ben hajtja végre első emberes repülését. Ez egy holdpályán lévő aszteroida elrepülése lesz.
Az átlagember körülbelül öt G-t tud kezelni, mielőtt elájulna.
Ezután hónapokig tartó Mars-expedíciók következnek. Most a tervezők szerint az Orion szokásos maximális sebessége megközelítőleg 32 000 km/h legyen. Az Apollo 10 által kifejlesztett sebesség azonban még akkor is felülmúlható, ha az Orion űrszonda alapkonfigurációját megtartják.
"Az Oriont úgy tervezték, hogy élete során számos célpontra repüljön" - mondja Bray. "Sokkal gyorsabb lehet, mint amit jelenleg tervezünk."
De még az "Orion" sem képviseli az emberi sebességpotenciál csúcsát. "Alapvetően nincs más határa a sebességnek, amellyel haladhatunk, csak a fénysebesség" - mondja Bray.
A fény sebessége egymilliárd km/h. Van-e remény arra, hogy áthidaljuk a 40 000 km/h sebesség és ezen értékek közötti különbséget?
Meglepő módon a sebesség, mint a mozgás sebességét és a mozgás irányát jelző vektormennyiség nem jelent problémát az emberek számára. fizikai érzék amíg viszonylag állandó és egy irányba irányított.
Ezért az emberek - elméletileg - csak valamivel lassabban mozoghatnak a térben, mint a "világegyetem sebességhatára", azaz. a fénysebesség.
A kép szerzői joga NASA Képaláírás Hogyan érzi magát az ember egy közel fénysebességgel repülő hajóban?De még akkor is, ha azt feltételezzük, hogy leküzdjük a nagy sebességű hálózat létrehozásával kapcsolatos jelentős technológiai akadályokat. űrhajók, törékeny, többnyire víztesteink nagy sebességű hatásokkal újabb veszélyekkel néznek szembe.
Csak képzeletbeli veszélyek merülhetnek fel, és eddig is, ha az emberek mozoghatnak. gyorsabb sebesség fény a modern fizika kiskapuin keresztül vagy a mintát megtörő felfedezéseken keresztül.
Ha azonban 40 000 km/h-t meghaladó sebességgel szándékozunk haladni, akkor el kell érnünk, majd lassan és türelemmel lassítanunk kell.
A gyors gyorsulás és az ugyanilyen gyors lassulás életveszélyes az emberi szervezetre nézve. Ezt bizonyítja az autóbalesetekből eredő testi sérülések súlyossága, amelyekben a sebesség több tíz kilométer/óráról nullára csökken.
Mi ennek az oka? Az Univerzumnak abban a tulajdonságában, amelyet tehetetlenségnek vagy egy tömegű fizikai test azon képességének neveznek, hogy ellenálljon nyugalmi vagy mozgási állapotában bekövetkező változásnak külső hatások hiányában vagy kompenzációjában.
Ezt az elképzelést Newton első törvénye fogalmazza meg, amely kimondja: "Minden test továbbra is nyugalmi vagy egyforma állapotában marad. egyenes vonalú mozgás mindaddig, amíg az alkalmazott erők rá nem kényszerítik az állapot megváltoztatására."
Mi, emberek hatalmas G-erőket tudunk komoly sérülés nélkül elviselni, de csak néhány pillanatig.
"A nyugalmi állapot és az állandó sebességű mozgás normális az emberi szervezet számára - magyarázza Bray. - Inkább az ember gyorsuláskori állapota miatt kell aggódnunk."
Körülbelül egy évszázaddal ezelőtt a nagy sebességgel manőverezni tudó, tartós repülőgépek kifejlesztése arra késztette a pilótákat, hogy furcsa tünetekről számoljanak be, amelyeket a sebesség és a repülési irány változásai okoztak. Ezek közé a tünetek közé tartozott az átmeneti látásvesztés és a nehézség vagy a súlytalanság érzése.
Ennek oka a G egységekben mért g-erők, amelyek a lineáris gyorsulás és a szabadesés gyorsulás aránya a Föld felszínén, vonzás vagy gravitáció hatására. Ezek az egységek tükrözik a szabadesési gyorsulás hatását például az emberi test tömegére.
Az 1 G-os túlterhelés egyenlő egy olyan test súlyával, amely a Föld gravitációs mezőjében van, és 9,8 m/sec (tengerszinten) sebességgel vonzódik a bolygó középpontjához.
A G-erők, amelyeket az ember függőlegesen tetőtől talpig vagy fordítva tapasztal, valóban rossz hír a pilóták és az utasok számára.
Negatív túlterhelésekkel, pl. lassulás, a lábujjakból a fejbe zúdul a vér, túltelítettség érzése van, mint egy kézenállásnál.
A kép szerzői joga SPL Képaláírás Annak érdekében, hogy megértsék, hány Gs-t tudnak kibírni az űrhajósok, centrifugában képezik ki őket.A "vörös fátyol" (az az érzés, amelyet az ember átél, amikor a vér a fejébe zúdul) akkor fordul elő, amikor a vértől duzzadt, áttetsző alsó szemhéjak felemelkednek és becsukják a szem pupilláit.
Ezzel szemben a gyorsítás vagy a pozitív g-erők hatására a vér a fejből a lábakba folyik, a szem és az agy oxigénhiányt tapasztal, mivel a vér felhalmozódik az alsó végtagokban.
Eleinte a látás homályossá válik, i.e. a színlátás elvesztése és a mondás szerint "szürke fátyol" gördül, majd teljes látásvesztés vagy "fekete fátyol" következik be, de az ember eszméleténél marad.
A túlzott túlterhelés teljes eszméletvesztéshez vezet. Ezt az állapotot torlódás okozta ájulásnak nevezik. Sok pilóta meghalt amiatt, hogy "fekete fátyol" hullott a szemükre - és lezuhantak.
Az átlagember körülbelül öt G-t tud kezelni, mielőtt elájulna.
A speciális anti-G overálba öltözött pilóták, akik speciálisan arra vannak kiképezve, hogy megfeszítsék és ellazítsák a törzs izmait, hogy ne folyjon ki a vér a fejből, körülbelül kilenc G-os túlterheléssel képesek repülni a gépen.
A 26 000 km/órás állandó utazósebességet elérve az űrhajósok nem tapasztalnak nagyobb sebességet, mint a kereskedelmi légitársaságok utasai.
"Mert rövid időszakok idő emberi test sokkal nagyobb g-erőknek is ellenáll, mint kilenc G-nek, mondja Jeff Sventek, a virginiai Alexandriában székelő Aerospace Medical Association ügyvezető igazgatója. "De nagyon kevés ember képes hosszú ideig ellenállni a nagy G-erőknek."
Mi, emberek képesek vagyunk elviselni hatalmas G-erőket komoly sérülés nélkül, de csak néhány pillanatig.
A rövid távú állóképességi rekordot Eli Bieding Jr. állította fel az amerikai légierő kapitánya az új-mexikói Holloman légibázison. 1958-ban, amikor egy speciális rakétahajtású szánon fékezett, miután 0,1 másodperc alatt 55 km / h-ra gyorsult, 82,3 G túlterhelést tapasztalt.
Ezt az eredményt a mellkasára erősített gyorsulásmérő rögzítette. Beeding szemeit is „fekete fátyol” takarta, de csak zúzódásokkal úszta meg az emberi test állóképességének eme kiemelkedő demonstrációját. Igaz, a megérkezés után három napot töltött a kórházban.
Az űrhajósok járműtől függően meglehetősen nagy g-erőket is tapasztaltak - háromtól ötig - a felszálláskor, illetve a légkörbe való visszatéréskor.
Ezeket a g-erőket viszonylag könnyű elviselni, köszönhetően annak az okos ötletnek, hogy az űrutazókat a repülés irányával szemben fekvő, hason fekvő ülésekbe kell rögzíteni.
Miután elérik a 26 000 km/órás állandó utazósebességet a pályán, az űrhajósok nem tapasztalnak nagyobb sebességet, mint a kereskedelmi járatok utasai.
Ha a túlterhelés nem jelent problémát az Orion űrhajón végzett hosszú távú expedíciók során, akkor kis űrkőzetekkel - mikrometeoritokkal - minden nehezebb.
A kép szerzői joga NASA Képaláírás Az Orionnak szüksége lesz valamilyen űrpáncélra, hogy megvédje a mikrometeoritokatEzek a részecskék akkorák, mint rizsszem lenyűgöző és egyben pusztító sebességet képes kifejleszteni akár 300 ezer km / h-ig. A hajó integritásának és legénységének biztonsága érdekében az Oriont külső védőréteggel látták el, amelynek vastagsága 18-30 cm között változik.
Ezen kívül további árnyékoló pajzsok is rendelkezésre állnak, valamint a felszerelések ötletes elhelyezése a hajó belsejében.
"Annak érdekében, hogy ne veszítsük el azokat a repülési rendszereket, amelyek létfontosságúak az egész űrhajó számára, pontosan ki kell számítanunk a mikrometeoritok megközelítési szögeit" - mondja Jim Bray.
Biztos lehet benne, hogy a mikrometeoritok nem az egyetlen akadálya az űrmisszióknak, amelyek során a nagy emberi repülési sebesség vákuumban egyre fontosabb szerepet fog játszani.
A Mars-expedíció során más gyakorlati feladatokat is meg kell oldani, például a legénység élelmiszerrel való ellátását és ellensúlyozását. fokozott veszély rákos megbetegedések a kozmikus sugárzás emberi szervezetre gyakorolt hatásai miatt.
Az utazási idő csökkentése csökkenti az ilyen problémák súlyosságát, így az utazási sebesség egyre kívánatosabb lesz.
Ez a sebességigény új akadályokat állít majd az űrutazók útjába.
Az Apollo 10 sebességi rekordjának megdöntésével fenyegető új NASA űrszonda továbbra is az első űrrepülések óta használt, jól bevált rakétahajtómű-kémiai rendszerekre fog támaszkodni. De ezeknek a rendszereknek szigorú sebességkorlátozásai vannak, mivel üzemanyag egységenként kis mennyiségű energiát bocsátanak ki.
A gyors űrhajók legelőnyösebb, bár megfoghatatlan energiaforrása az antianyag, a közönséges anyag iker- és antipódja.
Ezért a tudósok felismerik, hogy teljesen új megközelítésekre van szükség ahhoz, hogy jelentősen megnöveljék a Marsra és azon túlmenő emberek repülési sebességét.
„A mai rendszereink képesek eljutni oda – mondja Bray –, de mindannyian szeretnénk tanúi lenni a motorok forradalmának.
Eric Davis, a texasi austini Institute for Advanced Study vezető kutatófizikusa és a NASA Breakthrough Motion Physics Programjának, a 2002-ben lezárult hatéves kutatási projektjének tagja, a három legígéretesebb eszközt azonosította a hagyományos eszközök közül. fizika szempontból, amely képes segíteni az emberiséget olyan sebesség elérésében, amely a bolygóközi utazáshoz ésszerűen elegendő.
Röviden, beszélgetünk az anyaghasadás során felszabaduló energia jelenségeiről, termonukleáris fúzióés az antianyag megsemmisítése.
Az első módszer az atomhasadás, és kereskedelmi nukleáris reaktorokban használják.
A második, a termonukleáris fúzió, az egyszerűbb atomokból nehezebb atomok létrehozása, olyan reakciók, amelyek a Napot táplálják. Ez egy olyan technológia, amely elbűvöli, de nem adják kézre; amíg "mindig 50 év van hátra" - és mindig is lesz, ahogy ennek az iparágnak a régi mottója mondja.
„Ezek nagyon fejlett technológiák – mondja Davis –, de a hagyományos fizikán alapulnak, és az atomkorszak hajnala óta szilárdan megalapozottak. Optimista becslések szerint meghajtó rendszerek, az atomhasadás és a termonukleáris fúzió koncepciója alapján elméletileg a fénysebesség 10%-ára képesek felgyorsítani a hajót, i.e. egészen méltó 100 millió km/h-ig.
A kép szerzői joga Amerikai légierő Képaláírás A szuperszonikus sebességgel való repülés már nem jelent problémát az embereknek. A másik dolog a fénysebesség, vagy legalábbis közel hozzá...A gyors űrhajók legelőnyösebb, bár megfoghatatlan energiaforrása az antianyag, a közönséges anyag iker- és antipódja.
Amikor kétféle anyag érintkezik, megsemmisítik egymást, ami tiszta energia felszabadulását eredményezi.
Az eddig rendkívül kis mennyiségű antianyag előállítására és tárolására szolgáló technológiák már ma is léteznek.
Ugyanakkor az antianyag hasznos mennyiségben történő előállításához új, következő generációs speciális kapacitások szükségesek, és a mérnököknek versenyversenybe kell lépniük a megfelelő űrhajó létrehozásáért.
De Davies szerint sok nagyszerű ötlet már a rajztáblákon van.
Az antianyag-energiával hajtott űrhajók hónapokig, sőt évekig is képesek lesznek gyorsulni, és a fénysebesség nagyobb százalékát elérni.
Ugyanakkor a fedélzeti túlterhelés továbbra is elfogadható marad a hajók lakói számára.
Ugyanakkor az ilyen fantasztikus új sebességek más veszélyekkel is járnak az emberi szervezetre nézve.
Több százmillió kilométeres óránkénti sebességnél az űrben lévő minden porszem, a szétszórt hidrogénatomoktól a mikrometeoritokig elkerülhetetlenül nagy energiájú golyóvá válik, amely képes keresztül-kasul áthatolni a hajótesten.
"Ha nagyon nagy sebességgel mozogsz, az azt jelenti, hogy a feléd repülő részecskék ugyanolyan sebességgel mozognak" - mondja Arthur Edelstein.
Néhai édesapjával, William Edelsteinnel, a Johns Hopkins Egyetem Orvostudományi Karának radiológia professzorával együtt dolgozott egy tudományos közleményen, amely a kozmikus hidrogénatomok (emberekre és berendezésekre gyakorolt) hatásait vizsgálta az ultragyors űrutazás során.
A hidrogén szubatomi részecskékre kezd bomlani, amelyek behatolnak a hajó belsejébe, és sugárzásnak teszik ki mind a személyzetet, mind a berendezéseket.
Az Alcubierre motor úgy viszi majd, mint egy szörföst a hullámhegyen Eric Davies, kutatófizikus
A fénysebesség 95%-ánál az ilyen sugárzásnak való kitettség szinte azonnali halált jelentene.
A csillaghajót olyan olvadási hőmérsékletre melegítik fel, amelyet egyetlen elképzelhető anyag sem tud ellenállni, és a legénység tagjainak testében lévő víz azonnal felforr.
„Ezek mind rendkívül csúnya problémák” – jegyzi meg Edelstein komor humorral.
Ő és apja durván kiszámították, hogy valami feltételezett mágneses árnyékoló rendszer létrehozása érdekében, amely képes megvédeni a hajót és az embereket egy halálos hidrogénesőtől, egy csillaghajó legfeljebb fele fénysebességgel haladhat. Akkor a fedélzeten lévőknek esélyük van a túlélésre.
Mark Millis, a transzlációs fizikus és a NASA Breakthrough Motion Physics Program korábbi vezetője arra figyelmeztet, hogy az űrrepülések lehetséges sebességkorlátozása a távoli jövő problémája marad.
"Az eddig felhalmozott fizikai ismeretek alapján azt mondhatjuk, hogy rendkívül nehéz lesz a fénysebesség 10%-a feletti sebességet kifejleszteni" - mondja Millis. "Még nem vagyunk veszélyben. Egyszerű hasonlat: miért kell aggódni" hogy megfulladhatunk, ha még be sem léptünk a vízbe."
Ha feltételezzük, hogy úgymond megtanultunk úszni, akkor képesek leszünk-e elsajátítani a téridőben való siklást - ha továbbfejlesztjük ezt a hasonlatot - és szuperluminális sebességgel repülni?
A szuperluminális környezetben való túlélés veleszületett képességének hipotézise, bár kétséges, nem nélkülözi a művelt megvilágosodás bizonyos pillantásait a koromsötétben.
Az utazás egyik ilyen izgalmas módja a technológián alapul, hasonló témákat, amelyeket a Star Trek „warp drive”-jában vagy „warp drive-jában” használnak.
Az "Alcubierre Engine"* néven ismert (Miguel Alcubierre mexikói elméleti fizikusról kapta a nevét), ez a meghajtórendszer úgy működik, hogy lehetővé teszi a hajó számára, hogy az Albert Einstein által leírt normál téridőt összenyomja maga előtt, és kiterjessze azt magam mögött.
A kép szerzői joga NASA Képaláírás A jelenlegi sebességrekordot három Apollo 10 űrhajós tartja – Tom Stafford, John Young és Eugene Cernan.Lényegében a hajó egy bizonyos térfogatú téridőben mozog, egyfajta "görbületi buborékban", amely gyorsabban mozog, mint a fénysebesség.
Így a hajó normál téridőben ebben a "buborékban" állva marad anélkül, hogy deformálódna, és elkerülné az egyetemes fénysebesség-korlátozás megsértését.
„Ahelyett, hogy a normál téridő vízoszlopában lebegne – mondja Davis –, az Alcubierre-motor úgy viszi, mint egy szörföst a deszkán a hullám gerincén.”
Itt is van egy bizonyos trükk. Ennek az elképzelésnek a megvalósításához az anyag egy egzotikus formájára van szükség, amelynek negatív tömege van, hogy összenyomja és kitágítsa a téridőt.
"A fizika nem tartalmaz ellenjavallatokat a negatív tömegre vonatkozóan" - mondja Davis -, de nincs rá példa, és soha nem láttuk a természetben.
Van még egy trükk. A Sydney Egyetem kutatói egy 2012-ben megjelent tanulmányukban azt feltételezték, hogy a "láncbuborék" nagy energiájú kozmikus részecskéket halmoz fel, mivel elkerülhetetlenül kölcsönhatásba lép az univerzum tartalmával.
A részecskék egy része magába a buborékba kerül, és sugárzással pumpálja a hajót.
Valóban arra vagyunk ítélve, hogy kényes biológiánk miatt megrekedjünk a fénysebesség stádiumában?
Nem annyira arról van szó, hogy egy ember új világ(galaktikus?) sebességrekordját állítsa fel, hanem az emberiség csillagközi társadalommá alakításának kilátásairól.
Fénysebesség felénél – ez az a határ, amelyet Edelstein kutatása szerint testünk elbír –, egy oda-vissza út a legközelebbi csillagig több mint 16 évig tartana.
(Az idődilatáció hatásai, amelyek miatt egy csillaghajó legénysége kevesebb időt töltene a vonatkoztatási rendszerében, mint a Földön maradó embereké, a fénysebesség felénél nem lennének drámai következmények.)
Mark Millis tele van reménnyel. Figyelembe véve, hogy az emberiség kifejlesztett anti-g öltönyöket és védelmet a mikrometeoritokkal szemben, lehetővé téve az emberek biztonságos utazását a nagy kék távolságban és az űr csillagokkal teletűzdelt feketeségében, biztos abban, hogy megtaláljuk a túlélés módját, bármilyen gyorsan elérjük is. a jövőben.
"Ugyanazok a technológiák, amelyek segítségével hihetetlen, új utazási sebességeket érhetünk el" - elmélkedik Millis, "új, még ismeretlen képességeket biztosítanak számunkra a legénység védelmében."
A fordító megjegyzései:
*Miguel Alcubierre 1994-ben állt elő "buborékának" ötletével. 1995-ben pedig Szergej Krasznyikov orosz elméleti fizikus javasolta a fénysebességnél gyorsabb űrutazásra alkalmas eszköz koncepcióját. Az ötletet „Krasznyikov pipáinak” hívták.
Ez a téridő mesterséges görbülete az úgynevezett féreglyuk elve szerint. Elképzelhető, hogy a hajó egyenes vonalban mozog a Földről egy adott csillagra görbült téridőn keresztül, más dimenziókon áthaladva.
Krasznyikov elmélete szerint az űrutazó ugyanabban az időben tér vissza, amikor elindult.
A folyamatos emberi tartózkodás időtartama űrrepülési körülmények között:
A Mir állomás működése során abszolút világrekordok születtek az űrrepülési körülmények között való folyamatos emberi tartózkodás időtartamára vonatkozóan:
1987 – Jurij Romanenko (326 nap 11 óra 38 perc);
1988 – Vladimir Titov, Musa Manarov (365 nap 22 óra 39 perc);
1995 – Valerij Poljakov (437 nap 17 óra 58 perc).
Egy személy által űrrepülési körülmények között eltöltött teljes idő:
Abszolút világrekordokat állítottak fel egy személy által a Mir állomáson űrrepülési körülmények között eltöltött teljes időre vonatkozóan:
1995 - Valerij Poljakov - 678 nap 16 óra 33 perc (2 járatra);
1999 - Sergey Avdeev - 747 nap 14 óra 12 perc (3 járatra).
űrséták:
A Mir OS-en 78 EVA-t (köztük három EVA-t a nyomásmentes Spektr modulhoz) hajtottak végre, összesen 359 óra 12 percig. A kilépéseken 29 orosz űrhajós, 3 amerikai űrhajós, 2 francia űrhajós, 1 ESA űrhajós (német állampolgár) vett részt. Sunita Williams a NASA űrhajósa, aki a világűrben végzett leghosszabb munka világrekordja a nők körében. Az amerikai több mint fél évig (2007. november 9-én) dolgozott az ISS-en két legénységgel együtt, és négy űrsétát tett.
Space Survivor:
A New Scientist tekintélyes tudományos összefoglalója szerint Szergej Konsztantyinovics Krikalev 2005. augusztus 17-én, szerdán 748 napot töltött a Föld körüli pályán, ezzel megdöntötte a korábbi rekordot, amelyet Szergej Avdejev a Mir állomásra tett három repülése során (747 nap 14 óra) állított fel. 12 perc). A Krikalev által elviselt különféle fizikai és szellemi terhelések az űrhajózás történetének egyik legtartósabb és legsikeresebben alkalmazkodó űrhajósaként jellemzik. Krikalev jelöltségét többször megválasztották meglehetősen nehéz küldetések végrehajtására. A Texas State University orvosa és pszichológusa, David Masson úgy írja le az űrhajóst, mint a legjobbat, akit csak lehet.
Az űrrepülés időtartama nők körében:
A nők körében a Mir program űrrepülésének idejére vonatkozó világrekordokat:
1995 - Jelena Kondakova (169 nap 05 óra 1 perc); 1996 – Shannon Lucid, USA (188 nap 04 óra 00 perc, beleértve a Mir állomást is – 183 nap 23 óra 00 perc).
Külföldi állampolgárok leghosszabb űrrepülései:
A külföldi állampolgárok közül a Mir program keretében a leghosszabb járatokat teljesítették:
Jean-Pierre Haignere (Franciaország) - 188 nap 20 óra 16 perc;
Shannon Lucid (USA) - 188 nap 04 óra 00 perc;
Thomas Reiter (ESA, Németország) - 179 nap 01 óra 42 perc
Űrhajósok, akik hat vagy több űrsétát tettek a Mir állomáson:
Anatolij Szolovjov – 16 (77 óra 46 perc),
Sergey Avdeev – 10 (41 óra 59 perc),
Alekszandr Szerebrov – 10 (31 óra 48 perc),
Nikolai Budarin - 8 (44 óra 00 perc),
Talgat Musabaev – 7 (41 óra 18 perc),
Viktor Afanasjev – 7 (38 óra 33 perc),
Szergej Krikalev – 7 (36 óra 29 perc),
Musa Manarov – 7 (34 óra 32 perc),
Anatolij Artsebarszkij – 6 (32 óra 17 perc),
Jurij Onufrienko - 6 (30 óra 30 perc),
Jurij Usachev - 6 (30 óra 30 perc),
Gennagyij Sztrekalov – 6 (21 óra 54 perc),
Alekszandr Viktorenko - 6 (19 óra 39 perc),
Vaszilij Ciblijev - 6 (19:11).
Az első emberes űrhajó:
A Nemzetközi Repülési Szövetség (IFA-t 1905-ben alapították) által regisztrált első emberes űrrepülést a Vosztok űrhajón hajtotta végre 1961. április 12-én a Szovjetunió pilóta űrhajósa, a Szovjetunió légierejének őrnagya, Jurij Alekszejevics Gagarin (1934 ... 1968). ). Az IFA hivatalos dokumentumaiból az következik, hogy az űrszonda 06:07 GMT-kor indult a Bajkonuri kozmodrómról, és a Szaratovi régió Ternovszkij körzetében, Smelovka falu közelében landolt. Szovjetunió 108 perc alatt. A 40868,6 km hosszú Vostok űrszonda maximális repülési magassága 327 km volt maximális sebesség 28260 km/h.
Az első nő az űrben:
Az első nő, aki megkerülte a Földet az űrpályán, a Szovjetunió Légierejének főhadnagya (jelenleg a Szovjetunió űrhajósa, alezredes, mérnök pilóta) Valentina Vladimirovna Tereshkova (született: 1937. március 6.) volt, aki a Vosztok 6 űrszondán indította el Bajkonurból. 1963. június 16-án, 9 óra 30 perckor GMT-kor, 1963. június 16-án 08:16-kor landolt a Kazahsztáni Szovjetunió űrhajója, 70 óra 50 percig tartó repülés után. Ezalatt több mint 48 teljes fordulatot tett a Föld körül (1971000 km).
A legidősebb és legfiatalabb űrhajósok:
A Föld 228 űrhajósa közül a legidősebb Carl Gordon Henitz (USA) volt, aki 58 évesen részt vett a Challenger újrafelhasználható űrszonda 19. repülésében 1985. július 29-én. A legfiatalabb a Szovjetunió légierejének őrnagya volt. (jelenleg altábornagy, pilóta a Szovjetunió űrhajósa) német Sztyepanovics Titov (született: 1935. szeptember 11.), akit 1961. augusztus 6-án lőttek fel a Vosztok 2 űrrepülőgépen, 25 éves 329 napos korában.
Első űrséta:
Először nyitni tér 1965. március 18-án a Szovjetunió Légierejének alezredese (jelenleg vezérőrnagy, a Szovjetunió pilóta-kozmonautája) Aleksey Arkhipovich Leonov (született: 1934. május 20.) legfeljebb 5 m távolságra hagyta el a Voskhod 2 űrhajót. szabad térben a zsilipkamrán kívül 12 perc 9 s.
Egy nő első űrsétája:
1984-ben Szvetlana Szavickaja volt az első nő, aki kiment a világűrbe, 3 óra 35 percig dolgozott a Szaljut-7 állomáson kívül. Mielőtt űrhajós lett volna, Szvetlana három világrekordot állított fel ejtőernyőzésben a sztratoszférából való csoportos ugrásban, és 18 repülési rekordot sugárhajtású repülőgépekben.
Egy nő űrsétájának rekordhossza:
Sunita Lyn Williams, a NASA űrhajósa beállította a leghosszabb női űrséta rekordját. 22 óra 27 percet töltött az állomáson kívül, ami több mint 21 órával haladja meg a korábbi teljesítményt. A rekordot az ISS külső részén végzett munka során állították fel 2007. január 31-én és február 4-én. A Williams felügyelte az állomás előkészítését, hogy Michael Lopez-Alegriával együtt folytassák az építkezést.
Az első autonóm űrséta:
Bruce McCandles II. amerikai haditengerészet kapitánya (született 1937. június 8-án) volt az első ember, aki nyílt űrben működött pántos hajtómű nélkül. Ennek az űrruhanak a fejlesztése 15 millió dollárba került.
Leghosszabb repülőút:
Vlagyimir Georgievics Titov, a Szovjetunió légierejének ezredese (született 1951. január 1.) és Musa Hiramanovich Manarov repülőmérnök (született 1951. március 22-én) 1987. december 21-én a Szojuz-M4 űrrepülőgéppel a Mir űrállomásra szállt le. Szojuz-TM6 űrszonda (Jean Lou Chretien francia űrhajóssal együtt) egy alternatív leszállóhelyen Dzhezkazgan (Kazahsztán, Szovjetunió) közelében, 1988. december 21-én, 365 napot töltött az űrben 22 óra 39 perc 47 másodpercet.
A legtávolabbi utazás az űrben:
Valerij Rjumin szovjet űrhajós csaknem egy teljes évet töltött egy űrhajóban, amely 5750 fordulatot tett meg a Föld körül ez alatt a 362 nap alatt. Ugyanakkor Ryumin 241 millió kilométert utazott. Ez egyenlő a Föld és a Mars közötti távolsággal, majd vissza a Földig.
A legtapasztaltabb űrutazó:
A legtapasztaltabb űrutazó a Szovjetunió Légierejének ezredese, a Szovjetunió pilóta-űrhajósa, Jurij Viktorovics Romanenko (született 1944-ben), aki 430 napot, 18 órát és 20 percet töltött az űrben 3 repülés során 1977-1978-ban, 1980-ban, ill. 1987-ben gg.
Legnagyobb legénység:
A legnagyobb legénység 8 űrhajósból állt (1 nő volt benne), akik 1985. október 30-án indultak útnak a Challenger újrafelhasználható űrhajón.
A legtöbb ember az űrben:
A valaha volt legnagyobb űrhajósok száma egyszerre 11: 5 amerikai a Challenger fedélzetén, 5 orosz és 1 indiai a Szaljut 7 orbitális állomáson 1984 áprilisában, 8 amerikai a Challenger fedélzetén és 3 orosz a Szaljut 7 orbitális állomáson. 1985 októberében 5 amerikai az űrsikló fedélzetén, 5 orosz és 1 francia a Mir orbitális állomáson 1988 decemberében.
A legnagyobb sebesség:
A valaha volt legnagyobb sebességet (39897 km/h) az Apollo 10 fő modulja fejlesztette ki a Föld felszínétől 121,9 km-es magasságban az expedíció 1969. május 26-i visszatérésekor. űrrepülőgépek voltak a legénység parancsnoka, az amerikai légierő ezredese (jelenleg dandártábornok) Thomas Patten Stafford (szül. Weatherford, Oklahoma, USA, 1930. szeptember 17.), az amerikai haditengerészet 3. fokozatú kapitánya, Eugene Andrew Cernan (szül. Chicago, Illinois, USA, 14. 1934. március) és az amerikai haditengerészet 3. rangú kapitánya (jelenleg nyugalmazott 1. fokozatú kapitány) John Watt Young (született: San Francisco, California, USA, 1930. szeptember 24.).
A nők közül a legnagyobb sebességet (28115 km/h) a Szovjetunió Légierejének ifjabb hadnagya (jelenleg alezredes-mérnök, a Szovjetunió pilóta-űrhajósa) Valentina Vladimirovna Tereshkova (született 1937. március 6.) érte el a A Vosztok 6 szovjet űrszonda 1963. június 16-án.
A legfiatalabb űrhajós:
A mai legfiatalabb űrhajós Stephanie Wilson. 1966. szeptember 27-én született, és 15 nappal fiatalabb Anyusha Ansarinál.
Első teremtmény aki járt az űrben:
A Laika kutya, amelyet 1957. november 3-án a második szovjet műhold segítségével állítottak Föld körüli pályára, az első élőlény volt az űrben. Laika kínok közepette halt meg fulladás következtében, amikor elfogyott az oxigén.
A Holdon töltött idő rekordja:
Az Apollo 17 legénysége rekordsúlyú (114,8 kg) mintát gyűjtött sziklákés fontok az űrhajón kívüli, 22 óra 5 percig tartó munkavégzés során. A legénységben az Egyesült Államok haditengerészetének 3. rangú kapitánya, Eugene Andrew Cernan (szül. Chicago, Illinois, USA, 1934. március 14.) és Dr. Harrison Schmitt (szül. Saita Rose, Új-Mexikó, USA, 1935. július 3.) a 12. lett. személy járni a Holdon. Az űrhajósok 74 óra 59 percig tartózkodtak a Hold felszínén a leghosszabb holdexpedíció során, amely 1972. december 7. és 19. között 12 nap 13 óra 51 percig tartott.
Az első ember, aki a Holdon jár:
Neil Alden Armstrong (szül. Wapakoneta, Ohio, USA, 1930. augusztus 5., skót és német származású ősei), az Apollo 11 űrszonda parancsnoka volt az első ember, aki a Hold felszínén járt a tengeren Nyugalom régió, 1969. július 21-én, hajnali 2 órakor 56 perc 15 s GMT. Az Eagle holdmodulból az amerikai légierő ezredese, Edwin Eugene Aldrin, Jr. (született: Montclair, New Jersey, USA, 1930. január 20.) követte őt.
Legnagyobb űrrepülési magasság:
Az Apollo 13 legénysége elérte a legnagyobb magasságot, egy településen (azaz röppályájának legtávolabbi pontján) a Hold felszínétől 254 km-re, a Föld felszínétől 400187 km távolságra, április 15-én 1 óra 21 perckor GMT. , 1970. A legénység tagja volt az amerikai haditengerészet kapitánya, James Arthur Lovell, Jr. (született: Cleveland, Ohio, USA, 1928. március 25.), Fred Wallace Hayes, Jr. (Biloxi, Missouri, USA, 1933. november 14.) és John L. Swigert (1931...1982). A nők magassági rekordját (531 km) Katherine Sullivan amerikai űrhajós (született: Paterson, New Jersey, USA, 1951. október 3.) állította fel 1990. április 24-én egy shuttle repülés közben.
Az űrhajó legnagyobb sebessége:
A Pioneer 10 lett az első űrszonda, amely elérte a 3-as űrsebességet, ami lehetővé teszi, hogy túllépjen a Naprendszeren. Az "Atlas-SLV ZS" hordozórakéta a módosított 2. fokozatú "Tsentavr-D" és a 3. fokozat "Tiokol-Te-364-4" 1972. március 2-án soha nem látott, 51682 km/h sebességgel hagyta el a Földet. Az űrhajó sebességi rekordját (240 km/h) az 1976. január 15-én felbocsátott Helios-B amerikai-német napszonda állította fel.
Az űrhajó maximális megközelítése a Naphoz:
1976. április 16-án a Helios-B kutatóautomata állomás (USA-FRG) 43,4 millió km távolságra megközelítette a Napot.
A Föld első mesterséges műholdja:
Az első mesterséges Föld műholdat 1957. október 4-én este sikeresen pályára bocsátották 228,5/946 km magassággal és több mint 28565 km/h sebességgel a Bajkonuri kozmodrómtól, Tyuratamtól északra, Kazahsztánban, Szovjetunióban. (275 km-re keletre az Aral-tótól). A gömb alakú műholdat hivatalosan "1957 alfa 2" objektumként jegyezték be, 83,6 kg súlyú, 58 cm átmérőjű volt, és 92 napig létezve 1958. január 4-én leégett. A hordozórakéta, módosított R 7, 29,5 m hosszú, S. P. Korolev (1907 ... 1966) vezető tervező irányításával fejlesztették ki, aki az IS3 elindításának teljes projektjét is vezette.
A legtávolabbi ember alkotta tárgy:
A Pioneer 10 fellőtt Cape Canaveral űrközpontjából. Kennedy (Florida, USA) 1986. október 17-én keresztezte a Földtől 5,9 milliárd km-re lévő Plútó pályáját. 1989 áprilisáig a Plútó pályájának legtávolabbi pontján túl helyezkedett el, és továbbra is 49 km/h sebességgel vonul vissza az űrbe. 1934-ben n. e. megközelíti a minimális távolságot a tőlünk 10,3 fényévre lévő Ross-248 csillagtól. A gyorsabban mozgó Voyager 1 űrszonda még 1991 előtt is távolabb lesz, mint a Pioneer 10.
Az 1977-ben a Földről felbocsátott két űrbeli „Travelers” Voyager egyike 28 éves repülés alatt 97 AU-val távolodott el a Naptól. e. (14,5 milliárd km), és ma a legtávolabbi mesterséges objektum. A Voyager 1 2005-ben keresztezte a helioszférát, azt a régiót, ahol a napszél találkozik a csillagközi közeggel. Most egy 17 km/s sebességgel repülő berendezés útja a lökéshullám zónájában fekszik. A Voyager-1 2020-ig üzemel. Azonban nagyon valószínű, hogy a Voyager-1 információi 2006 végén nem érkeznek a Földre. Az a tény, hogy a NASA a tervek szerint 30%-kal csökkenti a költségvetést a Földön és a Naprendszeren végzett kutatások terén.
A legnehezebb és legnagyobb űrobjektum:
A Föld körüli pályára állított legnehezebb tárgy a 3. fokozat volt Amerikai rakéta Saturn 5 az Apollo 15 űrszondával, amely 140 512 kg-ot nyomott, mielőtt a köztes szelenocentrikus pályára állt. Az 1973. június 10-én felbocsátott Explorer 49 amerikai rádiócsillagászati műhold mindössze 200 kg-ot nyomott, de az antenna fesztávolsága 415 m volt.
A legerősebb rakéta:
Az Energia szovjet űrszállító rendszer, amelyet először 1987. május 15-én indítottak útjára a Bajkonuri kozmodrómból, tömege teljes terhelés mellett 2400 tonna, tolóereje pedig több mint 4000 tonna - 16 m. Alapvetően a Szovjetunióban használt moduláris rendszer . A fő modulhoz 4 gyorsító csatlakozik, amelyek mindegyikében 1 db RD 170-es motor működik folyékony oxigénnel és kerozinnal. A rakéta 6 boosterrel és egy felső fokozattal rendelkező módosítása akár 180 tonnás hasznos teher földközeli pályára bocsátására is alkalmas, a Holdra 32 tonnás, a Vénuszra vagy a Marsra 27 tonnás terhelést szállítva.
Repülési hatótáv a napelemes kutatójárművek között:
A Stardust űrszonda egyfajta repülési távolságrekordot döntött az összes napenergiával működő kutatójármű között – jelenleg 407 millió kilométeres távolságra van a Naptól. Az automata berendezés fő célja az üstökös megközelítése és a por összegyűjtése.
Az első önjáró jármű földönkívüli űrobjektumokon:
Az első önjáró jármű, amelyet más bolygókon és azok műholdain automatikus üzemmódban terveztek, a szovjet Lunokhod 1 (tömeg - 756 kg, hossza nyitott fedéllel - 4,42 m, szélesség - 2,15 m, magasság - 1, 92 m) , amelyet a Luna 17 űrszonda szállított a Holdra, és 1970. november 17-én a Föld parancsára az Esőtengerben kezdett mozogni. Összesen 10 km-t 540 métert tett meg, 30°-ig terjedő emelkedést leküzdve. 1971. október 4-én leállt. 301 napot 6 óra 37 percet dolgozott. A munka leállítását a "Lunokhod-1" izotópos hőforrás erőforrásainak kimerülése okozta, részletesen megvizsgálta a Hold felszínét 80 ezer m2 területtel, több mint 20 ezer fényképét és 200 fényképét továbbította a Földre. telepanorámák.
Rekord sebesség és mozgástartomány a Holdon:
A Holdon való mozgás sebességének és tartományának rekordját az amerikai kerekes holdjáró, a Rover állította fel, amelyet az Apollo 16 űrszonda szállított oda. 18 km/h sebességet fejlesztett le a lejtőn, és 33,8 km-t tett meg.
A legdrágább űrprojekt:
Az amerikai emberi űrrepülési program teljes költsége, beleértve a legutóbbi Apollo 17 Holdra küldetést is, körülbelül 25 541 400 000 dollár volt. A Szovjetunió űrprogramjának első 15 éve, 1958-tól 1973 szeptemberéig nyugati becslések szerint 45 milliárd dollárba, milliárd dollárba került.
Nyikita Ageev olvasónk kérdezi: mi a csillagközi repülés fő problémája? A válaszhoz, mint például, egy nagy cikkre lesz szükség, bár a kérdésre egyetlen karakterrel is meg lehet válaszolni: c .
A fény sebessége vákuumban, c, körülbelül 300 000 kilométer/másodperc, és nem léphető túl. Ezért lehetetlen néhány évnél rövidebb idő alatt elérni a csillagokat (a fény 4,243 év alatt éri el a Proxima Centaurit, így az űrszonda nem tud még gyorsabban megérkezni). Ha összeadjuk a gyorsulás és a lassulás idejét egy ember számára többé-kevésbé elfogadható gyorsulással, akkor körülbelül tíz évet kapunk a legközelebbi csillagig.
Milyen feltételekkel kell repülni?
Ez az időszak pedig már önmagában is jelentős akadály, még akkor is, ha figyelmen kívül hagyjuk a „hogyan gyorsuljunk a fénysebességhez közeli sebességre” kérdést. Ma már nincsenek olyan űrhajók, amelyek lehetővé tennék, hogy a legénység ilyen sokáig autonóm módon élhessen az űrben – az űrhajósoknak folyamatosan friss utánpótlást hoznak a Földről. Általában a csillagközi utazás problémáiról szóló beszélgetés alapvetőbb kérdésekkel kezdődik, de mi tisztán alkalmazott problémákkal kezdjük.
A mérnökök még fél évszázaddal Gagarin repülése után sem tudtak mosógépet és meglehetősen praktikus zuhanyzót létrehozni az űrrepülőgépek számára, a súlytalanságra tervezett WC-k pedig irigylésre méltó rendszerességgel tönkremennek az ISS-en. A legalább Marsra való repülés (4 fényév helyett 22 fényperc) már nem triviális feladat elé állítja a vízvezeték-tervezőket: így a csillagokba utazáshoz legalább egy húsz év garanciával és ugyanilyen űrvécét kell feltalálni. mosógép.
A mosáshoz, mosáshoz és iváshoz használt vizet is magával kell vinni, vagy újra fel kell használni. A levegőt és az élelmiszert is a fedélzeten kell tárolni vagy termeszteni. A Földön már végeztek kísérleteket egy zárt ökoszisztéma létrehozására, de ezek körülményei még mindig nagyon különböznek az űrben tapasztaltaktól, legalábbis a gravitáció jelenlétében. Az emberiség tudja, hogyan lehet egy kamrás edény tartalmát tiszta ivóvízzé alakítani, de ebben az esetben az kell, hogy ezt nulla gravitációban, abszolút megbízhatósággal és teherautó nélkül is meg tudja tenni. Kellékek: egy teherautónyi szűrőpatront a csillagokba vinni túl drága.
A zoknimosás és a bélfertőzések elleni védekezés túl banálisnak, „nem fizikai” korlátozásoknak tűnhet a csillagközi repüléseken – de minden tapasztalt utazó megerősíti, hogy az olyan „apróságok”, mint a kényelmetlen cipők vagy az ismeretlen ételek miatti gyomorrontás egy autonóm expedíció során életveszély.
A megoldás akár elemire is hazai problémák ugyanolyan komoly technológiai bázist igényel, mint az alapvetően új űrmotorok fejlesztése. Ha a Földön a WC-csészében lévő elhasználódott tömítést a legközelebbi boltban két rubelért meg lehet vásárolni, akkor már egy marsi űrhajón vagy tartalékot kell biztosítani összes hasonló alkatrészeket, vagy háromdimenziós nyomtatót univerzális műanyag alapanyagokból alkatrészek gyártásához.
Az amerikai haditengerészetben 2013-ban komolyan 3D nyomtatással foglalkozik a haditechnikai eszközök hagyományos módszerekkel történő javítási idejének és költségének felmérése után ben terepviszonyok. A katonaság azzal érvelt, hogy egyszerűbb valami ritka tömítést nyomtatni egy tíz éve leállított helikopter-szerelvényhez, mint megrendelni egy alkatrészt egy másik szárazföldi raktárból.
Koroljev egyik legközelebbi munkatársa, Borisz Csertok a Rakéták és emberek című visszaemlékezésében azt írta, hogy a szovjet űrprogram valamikor a dugaszolható érintkezők hiányával szembesült. A többeres kábelek megbízható csatlakozóit külön kellett kifejleszteni.
Az űrhajósoknak energiára lesz szükségük a felszereléshez, élelmiszerhez, vízhez és levegőhöz szükséges pótalkatrészeken kívül. Az energiára a motornak és a fedélzeti berendezéseknek lesz szüksége, így az erős és megbízható forrás problémáját külön kell megoldani. A napelemek nem alkalmasak, már csak a repülés közbeni csillagoktól való távolság miatt is, a radioizotóp-generátorok (ezek táplálják a Voyagereket és a New Horizonst) nem biztosítják a nagy, emberes űrhajóhoz szükséges energiát, és még mindig nem tanulták meg teljes értékű atomreaktorok az űrbe.
A szovjet nukleáris meghajtású műholdprogramot a Kozmosz-954 kanadai bukását követő nemzetközi botrány, valamint kevésbé drámai következményekkel járó kudarcok sorozata zavarta; hasonló művek az USA-ban még korábban fordultak vissza. A Roszatom és a Roszkoszmosz most egy űr atomerőművet szándékozik létesíteni, de ezek még mindig rövid repülésekre alkalmas létesítmények, nem pedig hosszú távú utazás egy másik csillagrendszerbe.
Talán ahelyett nukleáris reaktor A tokamak alkalmazásra talál majd a jövőbeni csillagközi űrhajókban. Arról, hogy milyen nehéz legalább helyesen meghatározni egy termonukleáris plazma paramétereit, a Moszkvai Fizikai és Technológiai Intézetben ezen a nyáron. A Földön egyébként az ITER projekt sikeresen halad előre: még azoknak is megvan az esélyük, hogy pozitív energiamérleggel bekapcsolódjanak az első kísérleti termonukleáris reaktor munkálataiba, akik ma beléptek az első évfolyamba.
Mit kell repülni?
A közönséges rakétahajtóművek nem alkalmasak csillagközi űrhajó gyorsítására és lassítására. Azok, akik ismerik a mechanika tanfolyamot, amelyet a Moszkvai Fizikai és Technológiai Intézetben oktatnak az első félévben, önállóan kiszámolhatják, mennyi üzemanyagra lesz szüksége egy rakétának, hogy elérje a másodpercenként legalább százezer kilométert. Azok számára, akik még nem ismerik a Ciolkovszkij-egyenletet, azonnal közöljük az eredményt - az üzemanyagtartályok tömege lényegesen nagyobb, mint a Naprendszer tömege.
Lehetőség van az üzemanyag-ellátás csökkentésére, ha növeljük a fordulatszámot, amellyel a motor a munkafolyadékot, gázt, plazmát vagy valami mást kidobja egy elemi részecskesugár erejéig. Jelenleg a plazma- és ionhajtóműveket aktívan használják a Naprendszeren belüli automatikus bolygóközi állomások repülésére vagy a geostacionárius műholdak pályájának korrekciójára, de számos más hátrányuk is van. Különösen az összes ilyen hajtómű túl kicsi tolóerőt ad, így egyelőre nem tudnak másodpercenként több méteres gyorsulást adni a hajónak.
A MIPT rektorhelyettese, Oleg Gorshkov a plazmamotorok egyik elismert szakértője. Az SPD sorozat motorjait a Fakel Tervező Iroda gyártja, ezek a kommunikációs műholdak pályájának korrekciójára szolgáló sorozattermékek.
Az 1950-es években egy motorprojektet fejlesztettek ki, amely lendületet használ atomrobbanás(Orion projekt), de korántsem egy kész megoldás a csillagközi repülésekre. Még kevésbé fejlett a motor kialakítása, amely a magnetohidrodinamikai hatást használja, vagyis a csillagközi plazmával való kölcsönhatás miatt gyorsul. Elméletileg az űrszonda "beszívhatja" a plazmát, és visszadobhatja azt a sugárhajtás létrehozásával, de van egy másik probléma is.
Hogyan éljem túl?
A csillagközi plazma elsősorban protonokból és héliummagokból áll, ha nehéz részecskéket vesszük figyelembe. Ha másodpercenként több százezer kilométeres sebességgel haladnak, ezek a részecskék megaelektronvoltokban vagy akár több tíz megaelektronvoltban is energiát nyernek – ugyanannyit, mint a nukleáris reakciók termékei. A csillagközi közeg sűrűsége körülbelül százezer ion per köbméter, ami azt jelenti, hogy egy másodperc alatt négyzetméter a hajóbőr körülbelül 10 13 protont kap majd tíz MeV energiával.
Egy elektronvolt, eV,― ez az az energia, amelyet az elektron szerez, amikor az egyik elektródáról a másikra repül, egy volt potenciálkülönbséggel. A fénykvantumoknak van ilyen energiájuk, a nagyobb energiájú ultraibolya kvantumok pedig már képesek károsítani a DNS-molekulákat. Sugárzás vagy megaelektronvolt energiájú részecskék kísérik a nukleáris reakciókat, és ráadásul maga is képes kiváltani azokat.
Az ilyen besugárzás több tíz joule elnyelt energiának felel meg (feltéve, hogy az összes energiát a bőr elnyeli). Sőt, ez az energia nemcsak hő formájában érkezik, hanem részben nukleáris reakciók beindítására fordítható a hajó anyagában, rövid élettartamú izotópok képződésével, vagyis a bőr radioaktívvá válik.
A beeső protonok és héliummagok egy része mágneses térrel oldalra terelhető, és egy sokrétegű összetett héj megvédhető az indukált sugárzástól és a másodlagos sugárzástól, de ezek a problémák még nem megoldottak. Ezen túlmenően a hajó repülés közbeni szervizelésének szakaszában a „mely anyag a legkevésbé tönkremegy a besugárzás” forma alapvető nehézségei különös problémákká válnak - „hogyan lehet négy csavart 25-tel kicsavarni egy ötven háttérrel rendelkező rekeszben. millisievert óránként.”
Emlékezzünk vissza, hogy a Hubble-teleszkóp legutóbbi javítása során az űrhajósoknak először nem sikerült kicsavarniuk az egyik kamerát rögzítő négy csavart. Miután megbeszélték a Földet, lecserélték a nyomatékkulcsot egy szokásos csavarkulcsra, és nyers erőt alkalmaztak. Mozogni kezdtek a csavarok, sikeresen kicserélték a kamerát. Ha a beragadt csavart egyidejűleg letépték volna, a második expedíció félmilliárd dollárba került volna. Vagy egyáltalán nem történt volna meg.
Vannak megoldások?
NÁL NÉL tudományos-fantasztikus(gyakran fantasztikusabb, mint tudományos) a csillagközi utazás "szubűralagutakon" keresztül valósul meg. Formálisan az Einstein-egyenletek, amelyek a téridő geometriáját a téridőben eloszló tömegtől és energiától függően írják le, valami hasonlót engednek meg – csak a becsült energiaköltségek még nyomasztóbbak, mint a rakéta üzemanyag mennyiségének becslései. egy járat Proxima Centauriba. Nemcsak sok energiára van szükség, hanem az energiasűrűségnek is negatívnak kell lennie.
Az a kérdés, hogy létre lehet-e hozni egy stabil, nagy és energetikailag lehetséges "féreglyukat", az Univerzum egészének szerkezetére vonatkozó alapvető kérdésekhez kötődik. Az egyik megoldatlan fizikai probléma a gravitáció hiánya az úgynevezett Standard Modellben – ez az elmélet leírja az elemi részecskék viselkedését és a négy alapvető fizikai kölcsönhatás közül hármat. A fizikusok túlnyomó többsége meglehetősen szkeptikus azzal kapcsolatban, hogy kvantum elmélet A gravitációnak van helye a csillagközi "hiperűrugrásoknak", de szigorúan véve senki sem tiltja, hogy megpróbáljanak megoldást találni a csillagokba repülésre.
Az emberiség egyik legnagyobb értéke a Nemzetközi Űrállomás, vagyis az ISS. Több állam egyesült létrehozása és pályán való működése érdekében: Oroszország, néhány európai ország, Kanada, Japán és az USA. Ez az apparátus arról tanúskodik, hogy sok mindent el lehet érni, ha az országok állandóan együttműködnek. A bolygó minden embere tud erről az állomásról, és sokan kíváncsiak, milyen magasságban repül az ISS és milyen pályán. Hány űrhajós járt ott? Igaz, hogy a turistákat beengedik oda? És ez nem minden, ami érdekes az emberiség számára.
Az ISS tizennégy modulból áll, amelyek laboratóriumokat, raktárakat, pihenőszobákat, hálószobákat, háztartási helyiségeket tartalmaznak. Az állomáson még egy edzőterem is található edzőeszközökkel. Az egész komplexum napenergiával működik. Hatalmasak, akkorák, mint egy stadion.
Munkája során az állomás nagy csodálatot váltott ki. Ez az apparátus az emberi elme legnagyobb vívmánya. Kialakítása, célja és tulajdonságai alapján tökéletességnek nevezhető. Persze lehet, hogy 100 év múlva a Földön más tervű űrhajókat kezdenek építeni, de ez a készülék eddig az emberiség tulajdona. Ezt bizonyítják a következő tények az ISS-ről:
2017 decembere óta az ISS legénysége a következő csillagászokból és űrhajósokból áll:
A világűrből egyedülálló kilátás nyílik a Földre. Ezt űrhajósokról és űrhajósokról készült fényképek, videók tanúskodnak. Megtekintheti az állomás munkáját, űrtájakat, ha online adásokat néz az ISS állomásról. Egyes kamerák azonban technikai munka miatt ki vannak kapcsolva.
