Работа - Образование Костромской области

Луна и Марс – не за горами.
Автор: Беляев Дмитрий, учащийся 2 курса
г. Кострома, ГОУ СПО «Костромской автодорожный колледж»
Аннотация.
Нет ничего более волнующего, чем поиски жизни и разума во
Вселенной. Мировое сообщество не один год ломает голову над тем, как
осуществить полет человека на Марс.
В январе 2004 года прозвучала историческая речь президента США
Д. Буша, призвавшего нацию «вернуть к 2020 году людей на Луну и в
дальнейшем отправить их на Марс».
Зачем возвращать людей на Луну, отправлять на Марс? Что тянет человека в
дальний космос? Что нам известно о Луне и Марсе? Какие исследования были
проведены? Какие проекты освоения дальнего космоса существуют?
Существуют ли экологические проблемы космоса? Вопросов много…,
автор проекта рассматривает эти вопросы и пытается ответить на них.
В данном проекте исследуются исторические, архивные документы
изучения Луны и Марса, приводятся результаты исследований АМС.
Выстраиваются диаграммы запусков АМС (удачных и неудачных)
странами для изучения Луны и Марса.
Проект имеет большое количество иллюстративного материала.
Для написания настоящей работы
существующие проекты, среди которых:
автором
изучены
уже
- создание на Луне постоянно действующей базы;
- проект полета человека на Марс, перспективы и проблемы
осуществления.
Представленный проект сопровождает презентация «Луна и Марс - не
за горами».
1
Введение.
Нет ничего более волнующего, чем поиски жизни и разума во
Вселенной. Уникальность земной биосферы и человеческого интеллекта
бросает вызов нашей веры в единство природы. Человек не успокоится,
пока не разгадает загадку своего происхождения. На этом пути
необходимо пройти три важные ступени: узнать тайну рождения
Вселенной, решить проблему происхождения жизни и понять природу
разума.
Где в космосе можно найти подходящие для жизни места? Может ли
жизнь зародиться в межзвёздном пространстве, или для этого необходима
поверхность планет? Вопросов много…
Цель работы: проследить историю исследования Луны и Марса
межпланетными космическими аппаратами.
Изучить проекты:
- создания на Луне постоянно действующей базы
- полета человека на Марс.
Рассмотреть перспективы и проблемы, их осуществления.
Актуальность: О пилотируемых полётах на Марс говорили ещё
К.Э.Циолковский и С.П.Королёв, вопрос о полёте человека на Красную
планету возникает снова и снова. Я считаю, что следующее после Луны
космическое тело, куда ступит нога человека, будет именно Марс.
Возможно, через пару сотен лет первое десятилетие XXI века будет
занесено во все учебники истории как начало новой эры космонавтики.
Затопление станции "Мир", первый в мире
космический турист,
строительство Международной космической станции (МКС)... Вполне
вероятно, что всего через несколько десятилетий этот список будет пополнен
2
первым в истории человечества полетом человека на Марс и его спутник
Фобос.
Много мрачных прогнозов высказывается в связи с предстоящим полетом
людей на Марс. Приводится статистика неудач попыток достичь Красной
планеты
автоматическими
аппаратами,
высказываются
гипотезы
о
невозможности полета человека в дальний космос вообще и т.п.
То, что еще недавно казалось фантазией, сейчас находится в стадии
вполне реальных разработок. Мировое сообщество не один год ломает
голову
над
тем,
как
осуществить
полет
человека
на
Марс.
Многочисленные попытки послать туда космические аппараты часто
заканчивались неудачно, однако многие из них все же долетали. Они делали
фотографии, производили анализ атмосферы, но мысль высадиться и
походить по Марсу никогда не оставляла человечество.
3
Что мы знаем о Луне и Марсе?
Луна - самое близкое к Земле естественное
небесное тело. Ее средне расстояние от Земли
составляет 384000 км, что почти в 10 раз превышает
длину земного экватора. Это - небольшое небесное
тело диаметром 3476 км и массой, составляющей 1/81 массы Земли,
поэтому и скорость убегания для нее равна 2.4 км/с, что слишком мало,
чтобы удержать заметную атмосферу.
Луна небольшой мир по сравнению с Землей. Ее масса намного меньше
земной, а плотность - ниже. Однако различие между Землей и Луной
гораздо меньше, чем между другими планетами и их спутниками (масса
самого крупного спутника Нептуна - Тритона составляет всего 1/750
массы планеты). Система Земля-Луна может рассматриваться как двойная
планета.
Главной задачей при изучении Луны является приведение в
систему многочисленных фактов и создание цельного представления о её
природе.
Изучение движения Луны велось с незапамятных времён, в силу
того, что это космическое тело наблюдаемо с Земли без специальных
аппаратов.
Визуально
можно
заметить
ассиметричное
строение
полушарий нашего спутника. Но настоящее изучение Луны, её
особенностей началось с помощью телескопов 20 века. На основе этих
наблюдений
были объяснены лунные затмения. Плоскость орбиты
Луны наклонена к плоскости земной орбиты.
Прохождение Луны сквозь тень Земли и есть лунное затмение,
периоды этих затмений примерно полгода. При лунных затмениях Луна,
проходя сквозь земную тень, лишается освещающих её солнечных лучей,
и затмение наблюдается со всего ночного полушария Земли. Это известно
с древних времён, и эти явления может наблюдать землянин. Известно,
4
что за 18 лет проходит 29 затмений, а точные сроки лунных затмений уже
вычислены до 2300 года.
Изучение Луны методом радиолокации началось с 1946 года. Какие
же особенности Луны были выявлены и объяснены астрономами? Луна
вращается в течение одного и того же времени, как вокруг своей оси, так и
вокруг оси Земли, следовательно, земляне видят только одну сторону
этого космического тела. Поэтому радиолокация позволила составить
карту лунной поверхности, видимой с Земли. Огромные углубления были
названы морями, но без воды, а светлые участки это настоящие горы,
высота которых достигает 8000 метров. Обнаружены острые скалы,
огромное
количество
кратеров
вулканического
и
метеоритного
происхождения.
Достаточно
ли
было
такого
изучения
Луны,
когда
перед
астрономами вставали всё новые и новые вопросы. Особенности Луны
практически не были объяснены.
5
Марс.
Наблюдая
из
окна
своего
дома
за
вечерним
небосводом, вы увидите за горизонтом красноватую тучку.
Это Марс. "Красная звезда". С давних пор эта планета
притягивает к себе умы и взоры людей. Прежде всего,
потому что она похожа на нашу Землю.
В нижеприведенной таблице даны некоторые параметры Земли и
Марса.
Среднее
МАРС
ЗЕМЛЯ
228 млн. км
149.6 млн. км от
1.88 года
1.0
расстояние от Солнца
Звездный период
года
обращения
Период вращения
24 часа 37 мин. 4.1сек.
23 часа 56 мин. 23сек.
вокруг оси
Масса
0,66 * 1024 кг.
6 * 1024 кг.
Средняя
4000 кг/м
5518 кг/м
Диаметр
6776 км
12756 км
Спутники
Фобос, Деймос
Луна
плотность
Состав
Атмосферы
СО2 - 95% N2 - 2,5% Ar - N2 - 78,08% О2 - 20,95%
1,5% остальное: О2-0,1- СО2 - 0,06% инертные и
0,4, Н2О - 0,1%
др. газы
Из таблицы видно, что Марс более удален от Солнца, чем Земля, и
поэтому один его оборот вокруг Солнца длиться почти два земных года.
Марс значительно меньше земли, но марсианские сутки несколько
6
длиннее земных, так как вращается он вокруг своей оси медленнее.
Атмосфера там разрежена и дышать в ней человек не сможет.
Эпоха соединения - самый неблагоприятный период для наблюдения
Марса, а эпоха противостояния, наоборот, самый благоприятный.
По условиям видимости не все противостояния равноценны по двум
причинам. Во-первых, из-за
эксцентриситета орбиты Марса его
расстояние от Земли в момент противостояния может меняться от 56 до
100 млн. км. Во-вторых, склонение, а значит, и высота планеты над
горизонтом различны для разных противостояний.
Те противостояния, при которых расстояние до Марса не превышает
60 млн. км, принято называть великими. Очевидно, в период великих
противостояний Марс должен быть вблизи перигелия. Если соединить
перигелий орбиты Марса с Солнцем прямой линией, то она пересечёт
орбиту Земли в той точке, которую Земля проходит 29 августа. Поэтому
даты великих противостояний Марса приходятся обычно на август или
сентябрь (исключением был 1939 г., когда великое противостояние
наступило 23 июля).
Великие противостояния следуют с интервалом 15 или 17 лет.
Марс вращается вокруг своей оси почти так же, как и Земля: его
период вращения равен 24 час. 37 мин. 23 сек., что на 41 мин.19 сек.
Больше периода вращения Земли. Ось вращения наклонена к плоскости
орбиты на угол 65, почти равный углу наклона земной оси (66,5). Это
значит, что смена дня и ночи, а так же смена времён года на Марсе
протекает почти так же, как на Земле. Там есть и тепловые пояса,
подобные земным.
7
Но есть и отличия. Прежде всего, из-за удалённости от Солнца
климат, вообще суровее Земного. Далее год Марса почти вдвое длиннее
земного, а значит, дольше длятся и сезоны. Наконец из-за
эксцентриситета орбиты длительность и характер сезонов заметно
отличаются в северном и южном полушариях планеты.
Таким образом, в северном полушарии лето долгое, но прохладное, а
зима короткая и мягкая, тогда как в южном полушарии лето короткое, но
тёплое, а зима долгая и суровая.
Но почему же тогда человек так стремиться к этой планете? Может
быть потому, что Марс одна из самых загадочных из всех близких к нам
планет.
8
Из истории исследования Марса и Луны.
Исследование Луны.
Человечество
до
сих
пор
исследовало
дальний
космос
преимущественно с помощью автоматов. Начало этой эпохе было
положено 4 октября 1959 года, когда советская автоматическая
межпланетная станция (АМС) «Луна-3» сфотографировала обратную
сторону Луны и передала изображение на Землю. 3 февраля 1966 года
АМС «Луна-9» совершила посадку на поверхность Луны.
В 1958-1960 годы первая серия советских АМС осуществляла
перелет до Луны и фотографирование обратной стороны.
В 1962-1968 годах отрабатывались выполнение мягкой посадки и
обращение вокруг орбиты Луны.
В 1969-1976 годах на Луну доставлялись луноходы и научное
оборудование, а также были взяты
пробы
грунта.
программы
В
было
рамках
запущено
этой
42
космических аппарата, из которых
15 выполнили возложенные на них
задачи.
АМС
Дата полета
Луна -1
02.01.1958 г.
Результаты полета
Прошла на расстоянии 6000 км от Луны.
Результаты полета были:
уточнено
расположение
внешнего
радиационного пояса вокруг Земли.
-впервые выполнены замеры магнитного поля
на больших расстояниях от Земли.
-измерена
интенсивность
космических,
рентгеновских лучей и гамма - излучений в
межпланетном пространстве.
9
Луна -2
Сентябрь,1958 г.
Достигла поверхности Луны.
Доставила на поверхность Луны
вымпел страны.
Результаты полета были:
-установлено
отсутствие
заметного магнитного поля
Луны.
-уточнена
структура
радиационных поясов Земли
-установлено содержание в
космических лучах гелия, углерода, азота и
кислорода.
Луна -3
04.10.1959 г.
Произвела
съемку
обратной
поверхности
Луны.
Полученные
снимки
результат
первого
успешного
эксперимента
по
фотографированию
и
передаче
из
космоса
изображений
другого
небесного
тела.
Это
позволило
составить
карту обратной стороны
Луны.
Результаты:
- на обратной стороне Луны преобладает
материковый щит с повышенной плотностью
кратеров, обширных «морских» районов нет.
- составлены первый атлас и карта обратной
стороны Луны.
- изготовлен глобус Луны.
Луна-4, 5, 1963-1965г.г.
6, 7, 8
Луна -9
Эти лунники получили первые опытные
данные о работе систем, обеспечивающих
мягкую посадку путем отработки систем
астроориентации, радиоконтроля траектории
полета и приборов автономного управления.
Февраль, 1966г.
Доставила автоматическую лунную станцию.
Результат:
-доказательство возможности мягкой посадки
10
на Луну.
-изучение микрорельефа лунного фунта,
определение размеров и формы впадин и
камней.
-определение толщины пылевого слоя около
5см.
-установлено наибольшая доза радиация на
поверхности Луны.
Луна -16
1970 г.
Произвела забор лунного грунта с доставкой
на Землю.
Луна -17
1970г.
Доставила на Луну в Море Дождей лунный
самоходный аппарат "Луноход-1", который за
11 лунных дней (или 10.5 месяцев) прошел
расстояние в 10 540 м и передал большое
количество панорам, отдельных фотографий
поверхности Луны и другую научную
информацию.
Установленный
на
нем
французский отражатель позволил с помощью
лазерного луча измерить расстояние до Луны с
точностью до долей метра. «Луноход-1».
Луна -20
Февраль,1972г.
Доставила на Землю образцы лунного грунта,
впервые взятые в труднодоступном районе
Луны.
Луна-21
Луна-24
Январь,1973г.
1973г.
Доставила в кратер Лемонье (Море Ясности)
“Луноход-2” для комплексного исследования
переходной зоны между морскими и
материковыми
равнинами.
“Луноход-2”
работал 5 лунных дней (4 месяца), прошел
расстояние около 37 километров.
Произвела забор лунного грунта с доставкой
на Землю.
11
Аналогичная серия исследований прошла в США, которые
запустили 33 космических аппарата. Американцы вырвались вперед за
счет программы «Apollo», предусматривающей подготовку высадки
астронавтов на Луну. В 1961-1972 годах по ней было выполнено 27
полетов, а в 1969-1972 годах было проведено 7 экспедиций.
Полеты космических кораблей “Аполлон”
№
корабля
1
Экипаж
Даты полета
Беспилотный
26.02.66
2
Беспилотный
05.07.66
3
Беспилотный
23.08.66
4
Беспилотный
09.11.67
5
Беспилотный
22.01 - 11.02.68
6
Беспилотный
04.04.68
7
У. Ширра, Д. Эйзел, У. Каннингем
11 - 22.10.68
8
Ф. Борман, Дж. Ловелл, У. Андерс
21 - 27.12.68
9
Дж. Макдивитт, Д. Скотт Р.Швейкарт
03 - 13.03.69
10
Т. Стаффорд, Дж. Янг, Ю. Сернан
18 - 26.05.69
11
Н. Армстронг, М. Коллинз, Э.Олдрин
16 - 24.07.69
12
Ч. Конрад, Р. Гордон, А. Бин
14 - 24.11.69
13
Дж. Ловелл, Дж. Суиджерт, Ф. Хейс
11 - 17.04.70
14
А. Шепард, Э. Митчелл, С. Руса
31.01 - 09.02.71
15
Д. Скотт, Дж. Ирвин, А. Уорден
26.07 - 07.08.71
16
Дж. Янг, Ч. Дьюк, Т. Маттингли
16 - 27.04.72
17
Ю. Сернан, Р. Эванс, Х. Шмитт
07 - 19.12.72
12
Во время этих полетов экипажи экспедиций проработали на около
300 часов, в том числе на поверхности Луны 80 часов и собрала 400 кг
образцов лунного грунта.
К 1998 году по исследованию Луны было выполнено запусков:
70
60
50
40
30
20
10
0
СССР
Кол-во запусков
США
Япония
Кол-во успешных запусков
СССР – 62 (в том числе 33 успешных)
США – 64 (47)
Япония – 1(1)
Всего исследование Луны потребовало 127 запусков.
Результаты исследований:
Исследование Луны:
1. Грандиозный прорыв науки и получение колоссального объема
знаний. С научной точки зрения программа исследования увенчалась
полным успехом и создала многообещающий задел на будущее. По мере
совершенствования техники АМС, сфера исследования космоса и даже
межзвездного пространства будет только увеличиваться.
13
2. С другой стороны, ничего, кроме научных результатов,
исследования не дали, но потребовали колоссальных затрат. К примеру,
программа «Apollo» потребовала расходов в размере 25 млрд. долларов в
ценах 1960-х годов. Каждый час пребывания на Луне астронавтов
обошелся американцам в 84 млн. долларов.
14
Амбициозный план Буша.
В январе 2004 года прозвучала историческая речь президента Буша,
призвавшего нацию «вернуть к 2020 году людей на Луну и в дальнейшем
отправить их на Марс». Детали этого амбициозного плана были оглашены в
декабре 2006 года на встрече президента с сотрудниками Американского
института аэронавтики и астронавтики в Хьюстоне (штат Техас).
Перспективные проекты NASA — электростатический радиационный щит для
лунной базы и лунный телескоп с жидким зеркалом (иллюстрации с сайта
spaceflightnow.com).
Согласно плану, на Луне предполагается соорудить постоянно
действующую базу на четырех человек, которые будут меняться каждые
полгода.
Национальное
управление
по
освоению
и
исследованию
космического пространства (НАСА) намерено уже в будущем году отправить на Луну несколько роботов для отработки технических деталей
экспедиции и сбора дополнительной научной информации. Последнее
особенно важно, поскольку последствия столь длительного пребывания
новых астронавтов на Луне вызывают у специалистов самое большое
беспокойство. Полеты роботов состоятся, как всем понятно, задолго до
окончания строительства четырехместного лунного корабля «Орион». К
моменту его готовности ученые должны получить ответы на следующие
ключевые вопросы: действительно ли имеются залежи льда на полюсах
Луны, удастся ли создать лунные скафандры, может ли выжить человек в
результате длительного воздействия на него уменьшенной в шесть раз
гравитации (по сравнению с Землей) и космической радиации и, наконец,
где именно следует сооружать постоянно действующую базу с жилыми
15
помещениями на четырех человек, со стартовой установкой, со складом для
хранения топлива, запасов продовольствия и с энергоблоком.
Масштабной задачей индустриализации космоса является разработка в
перспективе природных ресурсов Луны. Исследования лунного грунта с
помощью автоматических и пилотируемых аппаратов показали, что недра
Луны богаты железом, алюминием,
марганцем,
другими
хромом,
редкими
титаном
и
металлами.
Вакуум, небольшая сила тяжести на
Луне позволяют организовать на базе
радикально
новой
технологии
производство различных металлов,
ситаллов и специальных стекол, порошковых строительных материалов.
Продукция лунного комплекса на 90% обеспечит потребности в
материалах, необходимых для строительства околоземных спутниковых
солнечных электростанций. При этом энергоемкость доставки грузов с
поверхности Луны в космос значительно меньше, чем с Земли, - ведь
скорости освобождения для Луны и Земли различаются в 5 раз
(соответственно 2,36 и 11,2 км/с), к тому же на Луне отсутствует
атмосфера.
Сюрпризы реголита.
Когда в 1969 году первый человек на Луне американец Нейл
Армстронг назвал свой полет «гигантским шагом человечества» он
шагнул на серый песок, оставив на нем отпечаток ботинка,
фотография которого обошла все газеты и журналы мира. Ученые
называют этот песок лунным реголитом (от греческих слов «рего»,
что значит «одеяло», и «литос», что значит «камень»). За истекшие
16
десятилетия специалисты узнали много нового об этом странном песке
и, надо сказать, встревожились этим знанием.
К настоящему времени установлено, что реголит покрывает всю
поверхность Луны слоем толщиной от двух до тридцати метров. Это
вещество представляет собой конгломерат обломков размерами от огромных
валунов до мельчайших частиц диаметром всего в несколько нанометров
(миллиардных долей метра). Причем основную долю реголита составляет
своего рода пюре, образованное на протяжении минимум трех миллиардов
лет бесчисленным количеством микрометеоритов, летящих с огромными
скоростями и врезающихся в поверхность Луны (лишенной, напомним,
тормозящей атмосферы). По этой причине специалисты находят в лунном
грунте, доставленном на Землю автоматическими лунными станциями и
астронавтами, частицы расплавленного стекла, а также спекшиеся обломки
камней и минералов.
Со временем в результате нагрева и охлаждения реголита расплавленные
стекла превращаются в острые частицы с зазубренными краями, представляющие собой абразивную пудру, прилепляющиеся ко всему, к чему они
прикасаются. По этой причине может быть нарушена нормальная работа
механизмов и возможны повреждения тканей в организме астронавтов,
скажем, снимающих скафандры в лунном модуле.
В результате такого воздействия «пудры» даже после трехдневных экспедиций знаменитых «Аполлонов» отмечались нарушения герметичности
емкостей для образцов лунного грунта. Эта опасность многократно
возрастет при длительном пребывании людей на Луне. При возмущении
«лунного песка» его частицы могут вздыматься и плавать вокруг,
приклеиваясь к всевозможным предметам. Кстати, подобная ситуация
известна со времен полета «Аполлона-12», когда при промывании
двигателей
корабля
поднявшийся
лунный
песок
попал даже в
пролетавший поблизости отработавший аппарат «Сервейор-3»! Реголит не
17
так-то легко удалить, а вдыхание его частиц может привести даже к
легочным заболеваниям астронавтов.
Для защиты от радиации предлагалось окружить лунную базу
емкостью, заполненной водой. Другой вариант заключается в создании
вокруг станции искусственного магнитного поля, отклоняющего от базы
космические лучи. Третий, наиболее простой способ, сводится к
сооружению лунной базы в кратере потухшего вулкана и «захоронению» ее
под толстым слоем реголита. Не исключено, что космическая радиация
может спровоцировать цепную ядерную реакцию под этим слоем,
пагубную для людей. По мнению специалистов, защитить астронавтов от
вторичных продуктов ядерной реакции мог бы слой реголита толщиной три
метра или более.
Проклятие или благо?
Несмотря на все риски, связанные с реголитом, он может послужить
и на пользу новой лунной экспедиции. Имеется в виду его применение в
качестве строительного материала для постоянно действующей станции.
Еще в 1990-х годах сотрудник Университета штата Теннесси Лоуренс
Тэйлор выявил в лунном грунте частицы стекла и металлического железа.
Однажды он поместил образец лунного грунта в микроволновую печь и
получил удивительный результат - работоспособный строительный
материал! Затем он нагрел другую пробу электровакуумным прибором
(магнетроном) до температуры 1700 градусов Цельсия, в результате чего
тоже образовался сантиметровый блок вполне подходящего материала.
Теперь в принципе астронавты на Луне могут сами производить
строительный материал в любом количестве и сооружать из него
необходимые конструкции. Тэйлор даже предложил вариант малогабаритной микроволновой машины, которую астронавты могут взять на Луну.
18
Целесообразность программ освоения дальнего космоса и
причины неудач.
1. Колоссальные затраты, поэтому требуется четко ответить на
вопрос о целесообразности программ освоения дальнего космоса, в
частности Луны.
Резкое
падение
внимания
к
проектам
строительства
долговременных баз на Луне после завершения лунных программ, был
связан не только с финансовыми трудностями, которые сильно ослабили
космические программы, но и с другими значимыми факторами.
2. Разработчики и сторонники проектов не смогли предъявить
никаких других веских аргументов в пользу таких баз, кроме научных.
Все аргументы и доводы об экономическом значении лунных баз
строились на предположениях.
Значение лунных баз.
Например, проект Николая Севастьянова по добыче гелия-3 на Луне
основывается
на
оптимистическом
отношении
к
перспективам
термоядерной реакции. Опровергнуть его весьма трудно, поскольку она
строится на мнении, что правительства ведут долгосрочную стратегию
изучения термоядерной энергии и создании энергетики. Тогда, возможно,
в случае успеха, через 20-30 лет этот долговременный проект позволит
снять сливки.
Однако реализация проекта, предложенного президентом РКК
«Энергия», не встретила поддержки во многом и потому, что к 2020 году
даже международный проект ITER не сможет создать термоядерный
реактор, которому бы понадобился гелий-3 в промышленных масштабах.
Для гелий-дейтериевой реакции нужен нагрев плазмы до 1 млрд. градусов,
что в 10 раз больше дейтерий-тритиевой реакции.
19
Потом, добыча тонны изотопа гелия-3 потребует переработки 100
млн. тонн лунного реголита, то есть создания на Луне выемки площадью в
20 кв.км и глубиной около 3 метров. Можно сказать, что для подобных
работ на Луне земная техника еще слишком слаба.
Даже если бы был термоядерный энергетический реактор (что
сейчас полная фантастика), даже если бы была база на Луне и добыча
гелия-3, все равно земная экономика не смогла бы использовать
получаемую энергию. Энергия от тонны гелия-3 была бы в сотни раз
дороже, чем энергия от 15-20 млн. тонн нефти, которую изотоп может
заменить.
Оптимисты рассчитывают себестоимость перевозки 1 тонны гелия-3
в 100 млн. долларов и расходы на подготовительные работы в размере
около 15 млрд. долларов. Но это заниженные оценки, поскольку они не
учитывают стоимости обеспечения работы лунных баз и его персонала,
запусков аппаратов, их регулярной замены, обеспечения работы всей этой
космической инфраструктуры в Земли. В этот расчет не включена
стоимость переработки 100 млн. тонн лунного грунта на Луне! Даже по
земным меркам даже простая выемка такого количества породы, не говоря
уже о переработке, требует колоссальных затрат энергии и средств.
Подобным образом обстоит со всеми остальными проектами
производства на Луне титана, кислорода, водорода и углерода.
Вопрос о добыче ресурсов на других планетах давно рассмотрен
писателями-фантастами, которые пришли к выводу, что выгодным будет
добыча только трансурановых элементов, равномерным слоем рассеянных
по поверхности планеты. Исследования планет зондами и лунные
экспедиции дали примерно следующий результат: ни на одной из планет
не обнаружено подобных запасов, к примеру, трансурановых элементов.
20
Этапы исследования Марса.
1877 год - время очередного великого противостояния Марса и
Земли, когда планеты, двигаясь по своим орбитам, сближаются на
минимальное расстояние - 55 млн. км. Астрономы воспользовались
случаем: все средства наблюдения были направлены на Красную планету
в поисках новых открытий.
11 августа 1877 года Асаф Холл, сотрудник Морской обсерватории
США, обнаружил первый спутник Марса.
17 августа 1877 года, он же открыл ещё один спутник.
Поскольку Марс, согласно древнеримской мифологии, бог войны, то
и спутники его должны носить соответствующие имена, решили ученые.
Назвали их Фобос и Деймос, что в переводе с греческого означает Страх и
Ужас.
Среди астрономов наблюдавших за Марсом, был и выпускник
Туринского университета, сотрудник Брерской обсерватории в Милане
Джованни Скиапарелли. Он смотрел на Красную планету и в 1877, и в
1882 году. За это время Марс успел отойти от Земли на большое
расстояние, и именно это обстоятельство помогло Скиапарелли сделать
открытие. Он увидел то, чего не видел ранее: Четкие линии,
протянувшиеся по поверхности Марса на многие сотни, и даже тысячи
километров.
Многие считали, что каналы - это, несомненно, оросительная сеть, с
помощью которой марсиане борются с безводием на своей планете.
Однако
в
1903
году
"гипотеза
о
мнимом
существовании
геометрической сети получила окончательное подтверждение... ибо самые
сильные инструменты нашего времени не обнаружили и следа той сети,
21
между тем как детали, гораздо более тонкие, чем прямолинейные каналы,
были постоянно видны".
Как только стало очевидным, что темные пятна на
поверхности
Марса
не
могут
быть
морями,
распространилось мнение, что они могут быть обширными
низменностями, покрытыми растительностью. Эта гипотеза
просуществовала вплоть до полета к Марсу первого космического
аппарата "Маринер-4", запущенного в 1964 г. Выяснилось, что темные
области не являются впадинами. Некоторые из них, включая Большой
Сирт, представляют собой возвышенное плато с уклонами во все стороны.
Очевидно, окраска объединяется различиями в структуре поверхности, а
не какой-либо растительностью.
Американские аппараты "Маринер-6" и "Маринер-7" прошли вблизи
Марса летом 1969 г. Эти аппараты вновь передали
изображения
областями.
кратеров
Еще
наряду
большее
с
гористыми
удивление
вызвали
результаты измерений, проделанных аппаратами.
Так, круглое светлое пятно, известное как Эллада, к
югу от V-образного Большого Сирта, оказалось
впадиной, а не приподнятым плато, как ожидалось.
Эти первые три "Маринета" были пролетными зондами. "Маринер8" и "Маринер-9", запущенные в 1971 г., были выведены на орбиту вокруг
Марса, с тем чтобы получать и передавать информацию, включая
фотографии, в течении месяца, а не нескольких дней. "Маринер-8"
прекратил свое существование сразу же после запуска и упал в море, но
полет "Маринера-9" был успешным. Он дал много новых данных, включая
7329 фотографий.
22
В 1965 г. "Маринер-4" передал на Землю первые фотографии Марса
с близкого расстояния. Для передачи это фотографии потребовалось 8 ч 35
мин (в оригинальном размере конечно).
Спутники Марса Фобос и Деймос намного
меньше Луны. Здесь они показаны такими,
какими они видны с марсианского экватора.
Все три тела показаны в масштабе. Природа
спутников Марса остается неясной, но по
фотографиям
"Маринера-9"
можно
предположить, что и Фобос, и Деймос
-каменные монолиты. Они весьма сильно отличаются от нашей Луны;
возможно, это захваченные астероиды. Ни один из них не дает ночью
столько света, сколько Луна. Фобос светит на Марсе примерно так же,
как Венера на Земле, а Деймос еще слабее. Поверхность обоих спутников
исключительно темная.
В 1962 г. Советский Союз послал космический зонд к Марсу, но, к
сожалению, связь с аппаратом прекратилась на довольно ранней стадии
полета. Советский зонд "Марс-3" опустился к югу от Борозды Сирен в
декабре 1971 г., но он передавал информацию только в течение 20 с после
посадки, и узнать что-нибудь новое тогда не удалось.
Посадочный аппарат "Викинг"
Загадки Марса
23
В 1976 году американские аппараты "Викинг" достигли поверхности
Марса. Они передали на Землю почти 300 тысяч телеснимков ландшафта
Марса, которые фиксировались в памяти компьютеров.
В 1980 году специалист НАСА Винсент Ди
Пистро, обрабатывая снимки, обнаружил в
южной части Ацидалийской равнины скалу,
изображение которой напоминало обращенное в
небо
человеческое
лицо.
Удивительное
образование высотой около 300 метров и
поперечником более 1500 метров вызвало сенсационный интерес.
Американские
ученые
продолжили
более
скрупулезное
изучение
загадочного снимка. На сооружения отстоящие от сфинкса на 7
километров обратили внимание несколько позже. (Сооружения - это мягко
сказано, Тюрин-Авинский насчитал в этом месте целых 11 пирамид настоящий город!) Самые смелые прогнозы вскоре подтвердились. Даже
более того, на схеме проступили 5 больших пирамид и 20 малых,
появляются дороги и странная круглая площадка. Размеры и здесь
поражают воображение: самая большая пирамида почти в десять раз (!)
превосходит пирамиду Хеопса в Египте. Обнаруженный город назвали
Кидония.
Но
не
только
"Викинги"
зафиксировали
на
Марсе
нечто
удивительное. Автоматическая станция "Марс-3" зафиксировала четко
отчерченный световой блик, повторяющийся при определенных узлах
между Солнцем, поверхностью планеты и направлением оси визирования.
Блик напоминал солнечного зайчика на открытом водном пространстве.
Но таковых на Марсе нет!
24
Два года спустя электронный глаз одной из американских станций
"Маринер", находящейся возле Марса, зафиксировал некий яркий объект,
свет которого нарушил систему навигации межпланетной станции.
Затем наступила полоса поразительных неудач. В 1988 году к Марсу
были запущены два советских космических аппарата "Фобос-1" и "Фобос2". Экспедиция закончилась полным крахом. "Фобос-1", как сообщили
официальные источники информации, сошел с траектории в результате
неправильной команды с Земли, а со вторым аппаратом была потеряна
связь. 23 августа 1993 года пропал на марсианской орбите американский
"Марс-Обсервер". Странная эта планета, мы послали туда 10 космических
аппаратов, ни один из них не выполнил программу до конца,
примарсианились только два (столько же у американцев), большинство
вообще исчезло в бескрайних просторах.
До 2003 года в исследовании Марса было выполнено запусков:
20
18
15
15
10
10
5
0
3
CССР
1
США
Кол-во запусков
1
Япония
1
1
ЕС
Кол-во удачных запусков
СССР – 18 (в том числе 3 выполнили программу)
США – 15 (10)
Япония – 1 (1)
ЕС – 1 (1)
25
Всего было сделано 35 запусков, в том числе 15 удачных.
Результаты исследований планеты Марс.
1. Получены многочисленные снимки поверхности планеты.
2. Проведено изучение межпланетной плазмы, ионосферы и
атмосферы.
3. Изучены
механические
свойства,
химический
состав,
намагниченность грунта, осуществлены метеорологические и
сейсмические наблюдения.
4. Жизнь на Марсе обнаружена не была. (на основе исследования
грунта, изучались процессы метаболизм, фотосинтеза и газообмена.
При постановке эксперимента исходили из того,
что живые
организмы питаются, дышат и выделяют отработанные продукты,
т.е. меняют окружающую среду, как и на Земле).
5. Не удалось обнаружить и остатков ранее существовавших
органических молекул.
6. При помощи спектрометра альфа-частиц, протонов и
рентгеновского излучения, предназначенного для исследования
химического состава марсианского грунта и лежащих на нём
камней. Было выяснено, что камень (Барнакл Билл) состоит из
богатого кремнием минерала андезита, который на Земле обычно
входит в состав вулканической лавы.
Открытие на Марсе андезита говорит о том, что внутреннее
строение Марса может напоминать строение нашей планеты.
7. Получили большой объём информации об атмосфере и климате
Марса.
26
И вот теперь к Марсу отправлен "Бигль2", какими методами
собирается он искать марсианскую жизнь?
Было предположено, что если в настоящее время на Марсе есть
жизнь,
то,
наиболее
вероятно,
она
существует
в
виде
неких
микроорганизмов типа бактерий, способных получать энергию от
процесса превращения углекислого газа в метан, который, в конечном
счете, выделяется в атмосферу. Такая жизнь способна существовать под
поверхностью, будучи там защищенной от неблагоприятных условий.
Микроорганизмы, производящие метан, распространены и на Земле - они
обитают во внутренностях животных, в болотах, они же ответственны за
разложение органических веществ мусорных свалок и т.п., внося своей
жизнедеятельностью вклад в концентрацию метана в атмосфере Земли. На
поверхности метан разрушается химическими реакциями, так что, если он
окажется обнаружен, даже в очень невысоких концентрациях, это будет
значить, что имеет место непрерывное пополнение и биологическая
деятельность будет в таком случае наиболее вероятной его причиной. В
случае существования метана в атмосфере, он достаточно легко
распространяется
в
ней
и
может
позволить
обнаружить
жизнедеятельность микробов даже на значительном удалении.
Среди
экспериментального
оборудования
"Бигль2"
имеется
масспектрометр, который предназначен для анализа образцов на предмет
обнаружения в них химических следов биологических процессов. В
данном приборе предусмотрено средство нагрева твердого образца (почвы
или скалы) с пошаговым увеличением температуры, причем каждый шаг
температурного
роста
будет
сопровождаться
снабжением
камеры
эксперимента кислородом. Любое углеродсодержащее вещество будет при
этом постепенно окисляться, давая в результате углекислый газ. Газ,
образующийся на каждом температурном шаге, будет поступать к
масспектрометру, который будет измерять количество углекислого газа,
27
полученного при нагреве образцов. Инструмент будет также фиксировать
количественное отношение концентраций двух устойчивых изотопов
углерода.
Другие
газы,
включая
азот
и
метан,
также
будут
проанализированы этим инструментом.
Сгорание, произведенное пошагово, при разной последовательности
температур, дает много других преимуществ. Оно позволит получить
информацию о сложности углеродсодержащих структур - известно, что
биологические вещества горят в диапазоне от 200 до 500 °C, углерод,
связанный в карбонаты или находящийся в чистом элементном виде,
переходит в газообразные формы при значительно более высоких
температурах. Таким образом, пошаговый, ступенчатый метод сжигания
позволит отличить между собой углерод различного происхождения органического и неорганического. Пошаговый эксперимент сжигания, в
котором углерод из различных соединений, содержащихся в пробе,
преобразовывается в углекислый газ, может показать различия в
изотопном
составе
между
предполагаемыми
биологическим
и
небиологическим периодами сжигания углеродсодержащих веществ в
пробе. Отношение содержания двух устойчивых изотопов углерода может
дать ключ к определению типа образования углеродсодержащего
соединения пробы. Считается доказанным положение о том, что
карбонаты, получившиеся в результате растворения в воде атмосферного
углекислого
газа,
и
органические
углеродсодержащие
составы,
сформированные живущими организмами, должны иметь различие в
соотношении изотопов. Существование такого разделения известно на
Земле, в самых старых известных отложениях обнаружено изотопное
фракционирование такого рода.
Обработка данных большого множества земных образцов показала,
что различия между отношениями изотопов в углеродсодержащих
веществах
органического
и
минерального
происхождения
дают
28
возможность явного обнаружения и отличия следов жизни даже в
экземплярах, где нет никаких видимых окаменелостей.
Напомним, что, в рамках программы "Викинг" молекулярный
анализ проб, взятых с марсианской поверхности, уже проводился.
Размельченные образцы грунта нагревались до 200, 350 и 500оС в течении
30с. Летучие соединения и вещества, образовавшиеся при нагревании,
сначала анализировались в колонках газового хроматографа, а затем
улавливались палладиевым сепаратором для дальнейшего анализа в массспектрометре. Присутствия органических веществ зарегистрировано не
было, зато при нагреве до 350 и 500оС было зафиксировано выделение
значительных количеств воды.
Эксперименты, предназначенные для обнаружения химических
следов жизни, могут оказаться дискредитированы присутствием земных
организмов. В данном случае присутствие даже мертвых спор или какихлибо других содержащих углерод органических остатков является
недопустимым в приборах, участвующих в данном анализе, поэтому
уровень требований к качеству стерилизации "Бигль2" гораздо выше, чем
для прочих космических аппаратов, отправляемых на другую планету.
Итак, "Марс Экспресс" с посадочным аппаратом "Бигль2" на борту
уже движется по направлению к Марсу. Остается только надеяться на
успешность этой миссии и ожидать получения с ее помощью новой
информации о Красной Планете
29
Проект МАРС.
В конце 1990-х годов Исследовательский центр имени Келдыша ведущее предприятие России в области ракетного двигателестроения и
космической энергетики - стал сотрудничать с НАСА и Европейским
космическим агентством. Сейчас эти организации являются заказчиками
проекта пилотируемой экспедиции к Марсу и финансируют всю работу.
Проект включает в себя четыре фазы.
В январе 2001 года «работодатели» утвердили первую фазу, и ученые из
Центра
Келдыша
приступили
к
разработке
энергодвигательного
комплекса для космического корабля.
Цель полета в район Марса - изучение процесса возникновения
Солнечной системы. Ученые утверждают, что Марс очень напоминает
Землю. Есть версия, что на нем когда-то была жизнь. Возможно, там были
моря и океаны, была атмосфера... Атмосфера, кстати, так и осталась, и
считается, что уровень разреженности газов в ней соответствует составу
воздуха на высоте 30 километров от Земли. Биологи утверждают, что в
таких условиях жизнь могла сохраниться.
Полет на "багровую планету" и обратно должен занять около трех лет. На
поверхности Марса космонавты проведут три-четыре месяца. За это время
будут осуществлены важнейшие исследования, и, возможно, когда
экспедиция вернется на Землю, тайна прошлого нашей Солнечной
системы постепенно начнет проясняться.
Фобос постоянно теряет высоту и приближается к Марсу. Не исключено
даже, что когда-нибудь он упадет на него. Сейчас расстояние между ними
составляет 7 тысяч километров. Вполне вероятно, что на Марсе когда-то
была жизнь, но потом произошла некая катастрофа. Наша планета тоже не
застрахована от подобных поворотов судьбы. Вот исследователи и действуют по принципу: знать бы, где упасть, - соломки подстелить.
Предполагается, что первыми людьми на Марсе будут шесть космонавтов
из США, Европы и России. Однако свое желание участвовать в проекте
30
выражают и другие партнеры по строительству МКС - Канада, Япония и
прочие, так что пока вопрос сотрудничества остается открытым.
Медики и биологи рекомендуют уже сейчас подбирать экипаж, так как,
по их мнению, людей для такого полета нужно начинать готовить чуть ли
не с 14 лет.
Из шести космонавтов трое высадятся на Марсе, а остальные останутся
на корабле. Радиосигнал до Земли будет идти почти 40 минут, и полностью
координировать действия космонавтов из Центра управления полетами не
удастся. Поэтому командир экипажа должен будет принимать решения на
месте.
Три года - срок немалый. Система жизнеобеспечения включает в себя
замкнутые циклы воздуха и воды. Система круговорота воды была освоена
еще на станции "Мир", ее же планируют применить и во время
пилотируемой экспедиции. Иначе за три года шесть человек израсходовали
бы запас воды в 50 тонн. С замкнутым циклом воздуха сложнее. На борту
можно было бы создать целую оранжерею с различными растениями,
озонирующими воздух, однако вряд ли какой-нибудь корабль сможет
вместить в себя искусственный сад. Когда космонавты доберутся до места,
планируется постройка оранжерей на поверхности планеты.
Не менее важной проблемой является и радиация на Марсе, уровень
которой пока еще точно неизвестен. Прежде чем отправлять людей на
несколько лет в такую экспедицию, необходимо получить как можно
более полную информацию об условиях полета. Возможно, этому будет
способствовать реализация проекта беспилотного полета "Марс – Фобос Грунт". Эта федеральная программа по своим масштабам, безусловно,
уступает пилотируемой экспедиции. Для сравнения: масса корабля для
нее составит 600 тонн, а для проекта "Марс - Фобос - Грунт" - всего 7.
Кроме того, работа ведется на те деньги, которые выделяются
бюджетом. Из-за недостаточного финансирования срок завершения
проекта постоянно переносится.
31
К 2005 году планировалось создать уже реальные части космического
корабля и приступить к их испытанию. Однако, возможно, и эти сроки
перенесены. Изначально целью экспедиции была доставка на Землю
грунта Фобоса и Марса. Но из-за катастрофической нехватки денег масса
корабля может составить всего 1,5 тонны. В таком случае даже взять
пробу грунта и доставить ее на Землю не удастся. Полет, конечно,
обойдется дешевле, но тогда само название "Марс - Фобос - Грунт"
окажется
лишь
бессмысленным
сочетанием
слов.
Однако ученые все же надеются на более благоприятное развитие
событий.
Особенность космического корабля для этого проекта состоит в том, что
он должен обладать внутренней
логикой,
самоуправлением
из-за
невозможности быстрого вмешательства в его действия с Земли.
Реализация проекта «Марс - Фобос – Грунт» планируется до полета
пилотируемой
экспедиции
с
целью
получения
новых
данных.
К примеру, если станет ясно, что на Фобосе и Марсе есть вода, то
это изменит всю структуру планов полета. Однако ученые уверены:
независимо от дальнейшей судьбы экспедиции "Марс - Фобос -Грунт"
разработка
проекта
пилотируемой
экспедиции
на
Марс
будет
продолжена.
Как же это будет выглядеть?
Первым на Красную планету стартует беспилотный грузовик,
состоящий из двух посадочных модулей, а также загруженный
аварийными запасами топлива, пищи, воды и другим необходимым. Он
выйдет на орбиту вокруг Марса, и космонавты полетят к уже готовой базе.
Когда их корабль тоже выйдет на орбиту вокруг планеты, три члена
экипажа останутся на его борту, а трое других - пилот, биолог и геолог
(точнее -марсолог) - сядут в небольшой пилотируемый аппарат и
перелетят
на
грузовик,
где
перейдут
в
посадочный
модуль
и
32
примарсианятся. Второй модуль без людей сядет рядом. Это будет
дополнительной гарантией возвращения космонавтов с Марса.
На планете ее первопроходцы проведут от одного до двух земных
месяцев. Они будут перемещаться по поверхности как пешком, так и на
марсоходе.
Топливом
алюминиевый
порошок.
для
О
машины
будет
служить
составе
атмосферы
мельчайший
Марса
сообщили
автоматические аппараты, которые сумели добраться до поверхности
планеты. Ее воспроизвели в лабораторных условиях на Земле, и
выяснилось, что в ней очень хорошо горит алюминий, для которого
идеальным условием горения является наличие углекислого газа. Кстати, из
алюминия будет сделано большинство деталей марсианской техники. При
необходимости срочной эвакуации в экстремальной ситуации эти детали
будут использованы как топливо.
По окончании исследовательских работ космонавты на одном из модулей
взлетят на орбиту и состыкуются с грузовиком. Второй модуль останется
на планете, и им смогут воспользоваться последующие экспедиции.
После этого межпланетный корабль стартует к Земле. Незадолго до
подлета
к
Земле
космонавты
перейдут
на
небольшой
корабль
возвращения, который доставит их на Международную космическую
станцию, где они пройдут месячный карантин. Мера необходимая. Ведь
кто знает, может быть, на Марсе живут микроорганизмы, опасные для
людей.
А опустевший межпланетный корабль на Землю садиться не будет. Он
выйдет на орбиту вокруг нее и будет вращаться по ней в ожидании
очередной экспедиции, поскольку проект Центра имени Келдыша
предполагает десять таких экспедиций в течение пятнадцати лет.
Кстати, перед тем как вернуться к Земле, межпланетный корабль
"навестит" Венеру (без посадки, конечно). Ведь обратный путь
космонавтов домой пройдет ближе к Солнцу, чем орбита Земли.
33
Сроки полета тоже определены - это 2014 или 2015 год. Американцы
наметили высадку на Марс не позднее 2025 года.
34
ПРОЕКТЫ ОСВОЕНИЯ ДАЛЬНЕГО КОСМОСА.
Проекты освоения дальнего космоса, можно классифицировать на
два основных типа.
Первый тип. Планеты Солнечной системы используются для
заселения. Причины заселения могут был различными, от глобальной
экологической катастрофы на Земле, сделавшей ее непригодной для
жизни, до предположений, что человечество разовьется до такой степени,
что места на Земле будет слишком мало.
Второй тип. На других планетах находятся некие уникальные
ресурсы,
которые
там
добываются.
Туда
отправляются
некие
«рабочие», которые добывают ресурсы на инопланетных база и перевозят
их на Землю на грузовых космических кораблях.
Более реальные проекты создания баз на Луне
склонялись больше ко второму варианту. Проекты
строительства
долговременных
баз
на
Луне
разрабатывались в СССР и США еще в 1960-х годах.
Сергей Королев считал, что на Луне нужно создать
постоянную научную станцию, а впоследствии и
промышленного объекта. Кроме этого, он предлагал
создать искусственный спутник Луны для обслуживания межпланетных
космических комплексов, то есть базу для космических кораблей,
отправляющихся в дальние полеты. Валентин Глушко предлагал проект
лунной базы, обеспечивающей как научные исследования, так и
переработку
лунных
пород
в
сырье,
а
также
самостоятельное
производство ракетного топлива для обеспечения взлетов с Луны.
США составляли детальный проект изучения Луны с помощью
долговременных баз в четыре стадии до 1988 года, каждый раз все более
35
азы на 4 человек
крупными базами. Было разработано два варианта баз с ресурсами 72 и
216 человеко-месяцев в год.
Однако, советские проекты не были реализованы из-за провала
лунной программы, а американские — из-за завершения программы
«Apollo» и охлаждения интереса к полетам в дальний космос.
НЕБЕСПЛАТНЫЕ ПОЛЕТЫ
Помимо отсутствия веских аргументов в пользу приступа к
освоению Луны и планет, существует еще немаловажный фактор того, что
любые полеты в космос требуют расхода энергии. Дело в том, что физика
и небесная механика говорит о том, что для того, чтобы что-то оказалось в
космосе, нужно приложить определенное количество энергии.
Скажем, для того, чтобы тело оказалось на круговой орбите Земли и
не упало обратно, его нужно разогнать до первой космической скорости
7,9 км/сек.
Для того, чтобы тело преодолело гравитацию Земли и стало
спутником Солнца, его нужно разогнать до второй космической скорости
— 11,2 км/сек.
Для различных планет Солнечной системы вторая космическая
скорость имеет разные значения:
Луна - 2,4 км/сек
Меркурий - 4,3
Венера - 10,22
Земля - 11,2
Марс - 5,0
Юпитер - 61,0
36
Сатурн - 36,0
Уран - 22,0
Нептун - 24,0
Для того, чтобы тело преодолело гравитацию Земли и Солнца,
покинуло Солнечную систему и перешло в свободное движение в
межзвездном пространстве, его нужно разогнать до третьей космической
скорости в благоприятных условиях до 16,67 км/сек. В неблагоприятных
условиях третья космическая скорость может составлять 72,8 км/сек.
Законы природы обойти не получается при нынешнем уровне
развития техники. Любой вариант вывода груза или космического
аппарата в космос будет сопряжен с затратами энергии. Этим космос
принципиально отличается от Земли, где один и тот же груз может быть
доставлен
несколькими
разными
способами
и
разными
видами
транспорта, которые кардинально отличаются друг от друга по скорости
перевозок и затратам энергии.
Любая
технология,
даже
самая
фантастическая,
не
может
обеспечить бесплатных полетов в космос, и с этим ничего не сделаешь.
Все проекты масштабного освоения космоса в качестве препятствия
имеют цену. Запуск человека весом 70 кг, без скафандра и систем
жизнеобеспечения, это 210 тысяч долларов. Но в космосе требуется много
чего, начиная от воздуха для дыхания и воды для питья, заканчивая
разнообразным оборудованием.
37
АЛЬТЕРНАТИВЫ РАКЕТАМ
Пока единственным способом вывода грузов на орбиту будут
ракеты-носители, космонавтика будет затратным делом. Ракетная техника
имеет жесткие ограничения на объем выводимого груза.
В
настоящее
время
разработано
всего
два
теоретически
альтернативных проекта по выводу грузов на орбиту.
Первый проект — орбитальный лифт.
Этот проект родился в СССР, и был предложен ленинградским
инженером Ю.Н. Арцутановым в 1960 году. В кратком описании, это
подъемник длиной порядка 400 км, нижний конец которого закреплен в
районе экватора Земли, а верхний соединен с орбитальной станцией.
Проблема
строительства
орбитального
лифта
упиралась
в
непрочность материалов, плохо выдерживающих вертикальные нагрузки.
Автор проекта предлагал в качестве основы материала монокристаллы
алмаза («алмазные усы»), но от них потом отказались. Появление
наноматериалов, которые обещали получать материалы с высокой
прочностью, снова возродил проект орбитального лифта. В 2003 году
НАСА
анонсировало
реализацию
до
2060
года
строительства
орбитального лифта.
Орбитальный лифт решил бы проблему заброски на орбиту
большого количества грузов по сходной цене и открыл бы возможности
для куда более масштабных научных экспедиций вглубь космоса.
Второй проект — пушка.
Проект этот давний, восходящий еще к сэру Исааку Ньютону,
который в 1687 году предложил использовать пушки для доставки грузов
38
на орбиту Земли, правда только в качестве иллюстрации действий законов
механики. Но первые реальные эксперименты были проведены в США,
когда в 1962-1967 годах лаборатория Жеральда Бюлля под эгидой
Министерств обороны США и Канады запускала из пушек снаряды весом
до 2 тонн на высоту 180 км. Проект дошел до снаряда «Martlet-2G-1»,
который мог вывести на околоземную орбиту груз весом в 2 кг. Бюлль
закончил свою карьеру плохо. В 1986-1990 годах он работал на Саддама
Хусейна, и был убит агентами ЦРУ незадолго до начала первой войны с
Ираком.
Электромагнитная пушка.
Европейское космическое агентство пошло другим путем и
разрабатывает электромагнитную пушку. Коллектив инженера Йорга
Беренса сумел разработать проект 22-метровой электромагнитной пушки,
которая сможет запустить снаряд в 4 кг весом на высоту 120 км.
Мощная электромагнитная пушка может разогнать снаряд до очень
высоких скоростей, по оптимистическим подсчетам, до 100 км/сек. С
помощью подобных ЭМ-пушек ученые собирались отправлять АМС в
другие галактики для исследования планет. Однако, ЭМ-пушки могут
работать и для выведения грузов в космос с Земли, в особенности если не
стоит вопрос чрезмерных перегрузок.
39
Заключение.
Дальнейшее развитие человеческой цивилизации неизбежно
потребует освоения новых территорий, использования всё новых и новых
природных ресурсов. Не случайно именно Луна и Марс выбраны в качестве
главной цели. Возможно, через несколько лет на Луне будет создана
постоянная научная станция, а впоследствии и промышленный объект.
Произойдёт запуск пилотируемого космического корабля и высадка
космонавтов на Марс.
Перспективы исследования и освоения Марса многосторонни.
- Велик интерес к нему, например, со стороны геологов. Возможно,
изучение Марса помогут ответить им на вопросы, связанные с Землёй.
- Значение поисков жизни на Марсе нельзя не оценить. Их результаты
смогут внести не только весомый вклад в науку о происхождении жизни,
но и в значительной степени изменить эти представления.
- По оценкам некоторых учёных, к середине 21 века население Земли
сильно возрастёт.
Для того, чтобы выжить, человечеству придётся решать множество
острейших проблем: где взять энергию, пищу, воду, всё новые и новые
территории? Едва ли не единственный путь решения этих проблем –
колонизация космоса.
Реально ли всё это?
Ещё К.Э.Циолковский строил смелые планы расселения
человечества в космосе. Успехи современной космической техники
позволяют по новому оценить масштабы и сроки освоения космоса,
довести до интересных расчётов некоторые проекты ещё вчера казавшиеся
делом далёкого будущего.
40
Список литературы.
1. Уипл Ф.Л. Семья Солнца: Планеты и спутники Солнечной системы:
Пер. с анг. Ю.И.Ефремова- М.: Мир, 1984.
2. Ксанфомалити Л.В. Планеты открытке заново. – М.: Наука, 1978г
3. Саймон и Жаклин Миттон Астрономия. Москва: Росмен, 1995г
4. Энциклопедия для детей. Т.8 Астрономия М.: Аванта+, 1997г
5. Журнал «Звездочёт», №11 1998г
6. Журнал «Звездочёт», №8 1997г
7. Журнал «Звездочёт», №10 1997г
8. Приложение к «1сентября», Физика №38 1997г
9. Полная карта Луны. — М. Наука. 1979.
10.Шевченко В.В. Луна и её наблюдения. — М. Наука. 1983.
11.Климишин И.А. Астрономия наших дней. — М. Наука. 1980.
12.Левантовский В.И. Механика космического полёта в элементарном
изложении. — М. Наука, 1980.
13.Дорожкин Н.Я. Космос. — М. АСТ, Ермак, 2004.
14.Альманах «За пределами вероятного»№1, 2004
Электронные источники:
http://x-mars.narod.ru/realmars.htmВсе новости "Spirit"
http://www.apn.ru/publications/article18354.htm
http://www.sciam.ru/2007/10/actual.shtml
http://www.microbot.ru/modules/Static_Docs/data/2_Nanotechnology/...
http://images.yandex.ru/yand
41