Los motores de cohetes modernos se adaptan bien a la tarea de poner equipos en órbita, pero son completamente inadecuados para viajes espaciales a largo plazo. Por lo tanto, durante más de una década, los científicos han estado trabajando en la creación de motores espaciales alternativos que podrían acelerar las naves a velocidades récord. Veamos siete ideas principales de esta área.

EmDrive

Para moverse, debe impulsarse desde algo: esta regla se considera uno de los pilares inquebrantables de la física y la astronáutica. De qué se debe empujar exactamente (desde la tierra, el agua, el aire o un chorro de gas, como en el caso de los motores de cohetes) no es tan importante.

Un conocido experimento mental: imagina que un astronauta fue al espacio exterior, pero el cable que lo conectaba a la nave se rompió repentinamente y el hombre comenzó a volar lentamente. Todo lo que tiene es una caja de herramientas. ¿Cuáles son sus acciones? Respuesta correcta: necesita tirar herramientas lejos del barco. De acuerdo con la ley de conservación de la cantidad de movimiento, una persona será expulsada de la herramienta exactamente con la misma fuerza que la herramienta de la persona, por lo que se moverá gradualmente hacia el barco. Esto es propulsión a chorro, la única forma posible de moverse en el espacio vacío. Es cierto que EmDrive, como muestran los experimentos, tiene algunas posibilidades de refutar esta afirmación inquebrantable.

El creador de este motor es el ingeniero británico Roger Schaer, quien fundó su propia empresa Satellite Propulsion Research en 2001. El diseño de EmDrive es muy extravagante y tiene forma de cubo de metal, sellado en ambos extremos. Dentro de este cubo hay un magnetrón que emite ondas electromagnéticas, las mismas que en un microondas convencional. Y resulta ser suficiente para crear un empuje muy pequeño, pero bastante notable.

El propio autor explica el funcionamiento de su motor a través de la diferencia de presión de la radiación electromagnética en diferentes extremos del "cubo": en el extremo estrecho es menor que en el ancho. Esto crea un empuje dirigido hacia el extremo angosto. La posibilidad de tal funcionamiento del motor se ha cuestionado más de una vez, pero en todos los experimentos, la instalación de Shaer muestra la presencia de empuje en la dirección prevista.

Entre los experimentadores que probaron el "cubo" Schaer, organizaciones como la NASA, la Universidad Técnica de Dresde y la Academia de Ciencias de China. La invención se probó en una variedad de condiciones, incluso en vacío, donde mostró un empuje de 20 micronewtons.

Esto es muy pequeño en relación con los motores a reacción químicos. Pero, dado que el motor Shaer puede funcionar durante un tiempo arbitrariamente largo, dado que no necesita un suministro de combustible (las baterías solares pueden proporcionar el magnetrón), es potencialmente capaz de acelerar naves espaciales a velocidades enormes, medidas como un porcentaje de la velocidad de la luz.

Para probar completamente la eficiencia del motor, es necesario realizar muchas más mediciones y eliminar los efectos secundarios que pueden generar, por ejemplo, los campos magnéticos externos. Sin embargo, ya se están proponiendo posibles explicaciones alternativas para el empuje anómalo del motor Shaer, que, en general, viola las leyes habituales de la física.

Por ejemplo, se presentan versiones de que el motor puede crear empuje debido a la interacción con el vacío físico, que a nivel cuántico tiene una energía distinta de cero y está lleno de partículas elementales virtuales que nacen y desaparecen constantemente. Quién finalmente tendrá razón: los autores de esta teoría, el propio Shaer u otros escépticos, lo descubriremos en un futuro próximo.

vela solar

Como se mencionó anteriormente, la radiación electromagnética ejerce presión. Esto significa que, teóricamente, se puede convertir en movimiento, por ejemplo, con la ayuda de una vela. Así como los barcos de épocas pasadas atrapaban el viento en sus velas, las naves espaciales del futuro atraparían el sol o cualquier otra luz estelar en sus velas.

El problema, sin embargo, es que la presión de la luz es extremadamente baja y disminuye al aumentar la distancia desde la fuente. Por lo tanto, para ser eficaz, una vela de este tipo debe tener un peso muy bajo y un área muy grande. Y esto aumenta el riesgo de destrucción de toda la estructura cuando se encuentra con un asteroide u otro objeto.

Ya se han realizado intentos de construir y lanzar velas solares al espacio: en 1993 Rusia probó una vela solar en la nave espacial Progress y en 2010 Japón la probó con éxito en su camino a Venus. Pero ningún barco ha utilizado todavía la vela como principal fuente de aceleración. Algo más prometedor a este respecto es otro proyecto: una vela eléctrica.

vela electrica

El sol no solo emite fotones, sino también partículas de materia cargadas eléctricamente: electrones, protones e iones. Todos ellos forman el llamado viento solar, que cada segundo se lleva cerca de un millón de toneladas de materia de la superficie de la estrella.

El viento solar se extiende miles de millones de kilómetros y es el responsable de algunos de los fenómenos naturales de nuestro planeta: las tormentas geomagnéticas y las auroras boreales. La Tierra está protegida del viento solar por su propio campo magnético.

El viento solar, como el viento del aire, es bastante adecuado para viajar, solo necesita hacerlo soplar en las velas. El proyecto de una vela eléctrica, creado en 2006 por el científico finlandés Pekka Janhunen, aparentemente tiene poco en común con la solar. Este motor consta de varios cables largos y delgados, similares a los radios de una rueda sin llanta.

Gracias al cañón de electrones que emite en sentido contrario a la marcha, estos cables adquieren un potencial de carga positiva. Dado que la masa de un electrón es aproximadamente 1800 veces menor que la masa de un protón, el empuje creado por los electrones no jugará un papel fundamental. Los electrones del viento solar tampoco son importantes para tal vela. Pero las partículas cargadas positivamente (protones y radiación alfa) serán repelidas por los cables, creando así un empuje de chorro.

Aunque este empuje será unas 200 veces menor que el de una vela solar, la Agencia Espacial Europea se ha interesado. El hecho es que una vela eléctrica es mucho más fácil de diseñar, fabricar, desplegar y operar en el espacio. Además, con la ayuda de la gravedad, la vela también te permite viajar a la fuente del viento estelar, y no solo alejarte de ella. Y dado que el área de superficie de dicha vela es mucho más pequeña que la del sol, es mucho menos vulnerable a los asteroides y la basura espacial. Quizás veamos los primeros barcos experimentales en una vela eléctrica en los próximos años.

motor iónico

El flujo de partículas cargadas de materia, es decir, iones, no solo lo emiten las estrellas. El gas ionizado también se puede crear artificialmente. Normalmente, las partículas de gas son eléctricamente neutras, pero cuando sus átomos o moléculas pierden electrones, se convierten en iones. En su masa total, dicho gas todavía no tiene carga eléctrica, pero sus partículas individuales se cargan, lo que significa que pueden moverse en un campo magnético.

En un propulsor de iones, un gas inerte (generalmente se usa xenón) es ionizado por una corriente de electrones de alta energía. Sacan los electrones de los átomos y adquieren una carga positiva. Además, los iones resultantes se aceleran en un campo electrostático a velocidades del orden de 200 km/s, que es 50 veces mayor que la velocidad de salida del gas de los motores a reacción químicos. Sin embargo, los propulsores de iones modernos tienen un empuje muy pequeño, alrededor de 50-100 milinewtons. Tal motor ni siquiera podría moverse de la mesa. Pero tiene una gran ventaja.

El alto impulso específico puede reducir significativamente el consumo de combustible en el motor. Para ionizar el gas, se utiliza la energía obtenida de los paneles solares, por lo que el motor de iones puede funcionar durante mucho tiempo, hasta tres años sin interrupción. Durante ese período, tendrá tiempo para acelerar la nave espacial a velocidades que los motores químicos nunca soñaron.

Los propulsores de iones han recorrido el sistema solar más de una vez como parte de varias misiones, pero generalmente como auxiliares, no primarios. Hoy en día, como posible alternativa a los motores iónicos, se habla cada vez más de los motores de plasma.

motor de plasma

Si el grado de ionización de los átomos llega a ser alto (alrededor del 99%), entonces ese estado agregado de la materia se llama plasma. El estado de plasma solo se puede alcanzar a altas temperaturas, por lo tanto, en los motores de plasma, el gas ionizado se calienta a varios millones de grados. El calentamiento se lleva a cabo utilizando una fuente de energía externa: paneles solares o, de manera más realista, un pequeño reactor nuclear.

Luego, el plasma caliente se expulsa a través de la tobera del cohete, produciendo un empuje diez veces mayor que en un propulsor de iones. Un ejemplo de un motor de plasma es el proyecto VASIMR, que se ha estado desarrollando desde la década de 1970. A diferencia de los propulsores de iones, los propulsores de plasma aún no se han probado en el espacio, pero hay muchas esperanzas puestas en ellos. Es el motor de plasma VASIMR el que es uno de los principales candidatos para vuelos tripulados a Marte.

Motor de fusión

Las personas han estado tratando de domar la energía de la fusión termonuclear desde mediados del siglo XX, pero hasta ahora no han podido hacerlo. Sin embargo, la fusión termonuclear controlada sigue siendo muy atractiva, porque es una fuente de enorme energía obtenida a partir de combustibles muy baratos: isótopos de helio e hidrógeno.

En este momento, hay varios proyectos para el diseño de un motor a reacción impulsado por fusión termonuclear. Se considera que el más prometedor de ellos es un modelo basado en un reactor con confinamiento de plasma magnético. Un reactor termonuclear en un motor de este tipo sería una cámara cilíndrica sin presión de 100 a 300 metros de largo y de 1 a 3 metros de diámetro. El combustible debe suministrarse a la cámara en forma de plasma de alta temperatura que, a una presión suficiente, entra en una reacción de fusión nuclear. Las bobinas de un sistema magnético ubicado alrededor de la cámara deben evitar que este plasma entre en contacto con el equipo.

La zona de reacción termonuclear está ubicada a lo largo del eje de dicho cilindro. Con la ayuda de los campos magnéticos, el plasma extremadamente caliente fluye a través de la tobera del reactor, creando un empuje tremendo, muchas veces mayor que el de los motores químicos.

Motor de antimateria

Toda la materia que nos rodea está formada por fermiones, partículas elementales con un espín semientero. Estos son, por ejemplo, los quarks que forman protones y neutrones en los núcleos atómicos, así como electrones. Cada fermión tiene su propia antipartícula. Para un electrón es un positrón, para un quark es un antiquark.

Las antipartículas tienen la misma masa y el mismo espín que sus "compañeros" habituales, y difieren en el signo de todos los demás parámetros cuánticos. En teoría, las antipartículas son capaces de formar antimateria, pero hasta el momento no se ha registrado antimateria en ningún lugar del Universo. Para la ciencia fundamental, es una gran pregunta por qué no está allí.

Pero en el laboratorio, puedes obtener cierta cantidad de antimateria. Por ejemplo, recientemente se realizó un experimento para comparar las propiedades de los protones y antiprotones que se almacenaron en una trampa magnética.

Cuando la antimateria y la materia ordinaria se encuentran, se produce un proceso de aniquilación mutua, acompañado de una oleada de energía colosal. Entonces, si tomamos un kilogramo de materia y antimateria, entonces la cantidad de energía liberada durante su encuentro será comparable a la explosión de la Tsar Bomba, la bomba de hidrógeno más poderosa en la historia de la humanidad.

Además, una parte importante de la energía se liberará en forma de fotones de radiación electromagnética. En consecuencia, existe el deseo de utilizar esta energía para viajes espaciales mediante la creación de un motor de fotones similar a una vela solar, solo que en este caso la luz será generada por una fuente interna.

Pero para usar la radiación de manera efectiva en un motor a reacción, es necesario resolver el problema de crear un "espejo" que pueda reflejar estos fotones. Después de todo, la nave de alguna manera necesita impulsarse para generar empuje.

Ningún material moderno puede simplemente resistir la radiación nacida en caso de tal explosión y evaporarse instantáneamente. En sus novelas de ciencia ficción, los hermanos Strugatsky resolvieron este problema creando un "reflector absoluto". Nunca se ha hecho algo así en la vida real. Esta tarea, así como los problemas de crear una gran cantidad de antimateria y su almacenamiento a largo plazo, es un asunto de la física del futuro.

El 21 de julio de 2011, la nave espacial estadounidense Atlantis realizó su último aterrizaje, lo que puso fin al largo e interesante programa del Sistema de Transporte Espacial. Por una variedad de razones técnicas y económicas, se decidió descontinuar la operación del sistema Space Shuttle. Sin embargo, no se abandonó la idea de una nave espacial reutilizable. Actualmente, se están desarrollando varios proyectos similares a la vez, y algunos de ellos ya han logrado mostrar su potencial.

El proyecto del transbordador espacial tenía varios objetivos principales. Uno de los principales fue reducir el costo del vuelo y la preparación del mismo. La posibilidad de uso repetido del mismo barco en teoría daba ciertas ventajas. Además, la apariencia técnica característica de todo el complejo permitió aumentar significativamente las dimensiones permitidas y la masa de carga útil. Una característica única del STS fue la capacidad de devolver naves espaciales a la Tierra dentro de su bahía de carga.

Sin embargo, durante la operación se constató que no se completaron todas las tareas. Entonces, en la práctica, preparar el barco para el vuelo resultó ser demasiado largo y costoso; de acuerdo con estos parámetros, el proyecto no se ajustaba a los requisitos originales. En varios casos, un barco reutilizable no podría, en principio, reemplazar a los vehículos de lanzamiento "ordinarios". Finalmente, la paulatina obsolescencia moral y física de los equipos condujo a los más graves riesgos para las tripulaciones.

Como resultado, se decidió terminar la operación del complejo Sistema de Transporte Espacial. El último vuelo 135 tuvo lugar en el verano de 2011. Los cuatro barcos disponibles fueron dados de baja y trasladados a museos por ser innecesarios. La consecuencia más famosa de tales decisiones fue el hecho de que el programa espacial estadounidense se quedó sin su propia nave espacial tripulada durante varios años. Hasta ahora, los astronautas tienen que ponerse en órbita con la ayuda de la tecnología rusa.

Además, por tiempo indefinido, todo el planeta se quedó sin sistemas reutilizables en uso. Sin embargo, ya se están tomando ciertas medidas. Hasta la fecha, las empresas estadounidenses han desarrollado varios proyectos de naves espaciales reutilizables de un tipo u otro a la vez. Todas las muestras nuevas ya han sido, al menos, puestas a prueba. En un futuro previsible, también podrán entrar en pleno funcionamiento.

Boeing X-37

El componente principal del complejo STS era un avión orbital. Este concepto se está aplicando actualmente al proyecto X-37 de Boeing. A fines de los noventa, Boeing y la NASA comenzaron a estudiar el tema de las naves espaciales reutilizables capaces de orbitar y volar en la atmósfera. A principios de la década pasada, este trabajo dio lugar al lanzamiento del proyecto X-37. En 2006, un prototipo de un nuevo tipo alcanzó las pruebas de vuelo con una caída desde un avión de transporte.

El Boeing X-37B en el carenado del vehículo de lanzamiento. Foto Fuerza Aérea de EE. UU.

El programa interesó a la Fuerza Aérea de EE. UU., y desde 2006 se ha implementado en su interés, aunque con algo de ayuda de la NASA. Según datos oficiales, la Fuerza Aérea quiere obtener un prometedor avión orbital capaz de lanzar varios cargamentos al espacio o realizar varios experimentos. Según varias estimaciones, el proyecto X-37B actual también se puede utilizar en otras misiones, incluidas las relacionadas con el reconocimiento o el trabajo de combate en toda regla.

El primer vuelo espacial del X-37B tuvo lugar en 2010. A fines de abril, el vehículo de lanzamiento Atlas V lanzó el dispositivo a una órbita determinada, donde permaneció durante 224 días. El aterrizaje "como un avión" tuvo lugar a principios de diciembre del mismo año. En marzo del año siguiente se inició el segundo vuelo, que se prolongó hasta junio de 2012. En diciembre, tuvo lugar el próximo lanzamiento y el tercer aterrizaje se realizó solo en octubre de 2014. De mayo de 2015 a mayo de 2017, el X-37B experimental realizó su cuarto vuelo. El 7 de septiembre del año pasado comenzó otro vuelo de prueba. Cuando termina no se especifica.

Según algunos datos oficiales, el objetivo de los vuelos es estudiar el funcionamiento de las nuevas tecnologías en órbita, así como realizar varios experimentos. Incluso si los X-37B experimentados resuelven tareas militares, el cliente y el contratista no divulgan dicha información.

En su forma actual, el producto Boeing X-37B es un avión cohete con una apariencia característica. Se distingue por un fuselaje grande y aviones de tamaño mediano. Se utiliza un motor cohete; el control se lleva a cabo automáticamente o por comandos desde el suelo. Según datos conocidos, el fuselaje prevé un compartimiento de carga con una longitud de más de 2 m y un diámetro de más de 1 m, que puede acomodar hasta 900 kg de carga útil.

En este momento, el experimentado X-37B está en órbita y está resolviendo las tareas asignadas. Se desconoce cuándo regresará a la Tierra. Tampoco se especifica información sobre el curso posterior del proyecto piloto. Aparentemente, los nuevos mensajes sobre el desarrollo más interesante aparecerán no antes del próximo aterrizaje de un prototipo.

SpaceDev / Cazador de sueños de Sierra Nevada

Otra versión del avión orbital es el Dream Chaser de SpaceDev. Este proyecto se desarrolla desde 2004 para participar en el programa de Servicios de Transporte Orbital Comercial (COTS) de la NASA, pero no pudo pasar la primera etapa de selección. Sin embargo, la compañía de desarrollo pronto acordó cooperar con United Launch Alliance, que estaba lista para ofrecer su vehículo de lanzamiento Atlas V. aeronave. Posteriormente, apareció un acuerdo con Lockheed Martin sobre la construcción conjunta de equipos experimentales.

Avión orbital experimentado Dream Chaser. Foto de la NASA

En octubre de 2013, el prototipo de vuelo del Dream Chaser se dejó caer desde un helicóptero de transporte, después de lo cual se deslizó y realizó un aterrizaje horizontal. A pesar de la avería durante el aterrizaje, el prototipo confirmó las características de diseño. En el futuro, se realizaron algunas otras pruebas en las gradas. Según sus resultados, el proyecto se finalizó y en 2016 comenzó la construcción de un prototipo para vuelos espaciales. A mediados del año pasado, la NASA, Sierra Nevada y ULA firmaron un acuerdo para realizar dos vuelos orbitales en 2020-21.

No hace mucho tiempo, los desarrolladores de Dream Chaser recibieron permiso para lanzarlo a fines de 2020. A diferencia de otros desarrollos modernos, la primera misión espacial de esta nave se llevará a cabo con una carga real. La nave tendrá que entregar ciertos cargamentos a la Estación Espacial Internacional.

En su forma actual, la nave espacial reutilizable Sierra Nevada/SpaceDev Dream Chaser es una aeronave de apariencia característica, que se asemeja exteriormente a algunos desarrollos estadounidenses y extranjeros. La máquina tiene una longitud total de 9 m y está equipada con una envergadura de ala delta de 7 m Para compatibilidad con los vehículos de lanzamiento existentes, se desarrollará un ala plegable en el futuro. El peso de despegue se determina en el nivel de 11,34 toneladas. El Dream Chaser podrá entregar 5,5 toneladas de carga a la ISS y devolver hasta 2 toneladas a la Tierra. Salir de órbita "como un avión" se asocia con menos sobrecargas, lo que, como era de esperar, puede ser útil para la entrega de algunos equipos y muestras como parte de experimentos individuales.

Dragón espacial X

Por varias razones, la idea de un avión orbital actualmente no es muy popular entre los desarrolladores de nueva tecnología espacial. Ahora se considera más conveniente y rentable una nave reutilizable de apariencia "tradicional", puesta en órbita con la ayuda de un vehículo de lanzamiento y que regresa a la Tierra sin el uso de alas. El desarrollo más exitoso de este tipo es el producto Dragon de SpaceX.

Nave de carga SpaceX Dragon (misión CRS-1) cerca de la ISS. Foto de la NASA

El trabajo en el proyecto Dragon comenzó en 2006 y se llevó a cabo como parte del programa COTS. El objetivo del proyecto era crear una nave espacial con la posibilidad de repetidos lanzamientos y devoluciones. La primera versión del proyecto involucró la creación de un barco de transporte, y en el futuro se planeó desarrollar una modificación tripulada sobre su base. Hasta ahora, Dragon en la versión de "camión" ha mostrado algunos resultados, mientras que el éxito esperado de la versión tripulada del barco cambia constantemente en el tiempo.

El primer lanzamiento de demostración de la nave espacial de transporte Dragon tuvo lugar a finales de 2010. Después de todas las mejoras requeridas, la NASA ordenó el lanzamiento completo de dicho dispositivo para entregar carga a la Estación Espacial Internacional. El 25 de mayo de 2012, Dragon se acopló con éxito a la ISS. Posteriormente, se llevaron a cabo varios nuevos lanzamientos con la puesta en órbita de mercancías. La etapa más importante del programa fue el lanzamiento el 3 de junio de 2017. Por primera vez en el programa se llevó a cabo el relanzamiento del barco reparado. En diciembre, otra nave espacial, que ya volaba hacia la ISS, salió al espacio. Teniendo en cuenta todas las pruebas hasta la fecha, los productos Dragon han realizado 15 vuelos.

En 2014, SpaceX anunció la nave espacial tripulada Dragon V2. Se afirmó que este vehículo, que es una evolución de un camión existente, podrá llevar hasta siete astronautas a la órbita o regresar a casa. También se informó que en el futuro la nueva nave podría usarse para volar alrededor de la luna, incluso con turistas a bordo.

Como suele suceder con los proyectos de SpaceX, el proyecto Dragon V2 se ha retrasado varias veces. Entonces, debido a retrasos con el supuesto portaaviones Falcon Heavy, la fecha de las primeras pruebas se movió a 2018, y el primer vuelo tripulado se "alejó" gradualmente a 2019. Finalmente, hace unas semanas, la empresa desarrolladora anunció su intención de abandonar la certificación del nuevo “Dragón” para vuelos tripulados. En el futuro, se supone que tales tareas se resolverán utilizando un sistema BFR reutilizable, que aún no se ha creado.

El vehículo de transporte Dragon tiene una longitud total de 7,2 m con un diámetro de 3,66 m. El peso en seco es de 4,2 toneladas. Es capaz de entregar una carga útil de 3,3 toneladas a la ISS y devolver hasta 2,5 toneladas de carga. Para acomodar ciertas cargas, se propone utilizar un compartimento sellado con un volumen de 11 metros cúbicos y un volumen no presurizado de 14 cúbicos. El compartimento sin presión se deja caer durante el descenso y se quema en la atmósfera, mientras que el segundo volumen de carga regresa a la Tierra y cae en paracaídas. Para corregir la órbita, el dispositivo está equipado con 18 motores Draco. La operatividad de los sistemas es proporcionada por un par de paneles solares.

Al desarrollar una versión tripulada del "Dragón", se utilizaron ciertas unidades de la nave de transporte base. Al mismo tiempo, el compartimento sellado tuvo que rediseñarse notablemente para resolver nuevos problemas. Algunos otros elementos del barco también han cambiado.

Lockheed Martin Orión

En 2006, la NASA y Lockheed Martin acordaron construir una nave espacial reutilizable avanzada. El proyecto lleva el nombre de una de las constelaciones más brillantes: Orión. A la vuelta de la década, después de la finalización de parte de la obra, el liderazgo de los Estados Unidos propuso abandonar este proyecto, pero después de mucho debate se salvó. El trabajo fue continuado y hasta la fecha ha conducido a ciertos resultados.

Nave en perspectiva Orión en la representación del artista. dibujo de la nasa

De acuerdo con el concepto original, la nave Orion se iba a utilizar en diferentes misiones. Con su ayuda, se suponía que debía llevar carga y personas a la Estación Espacial Internacional. Con el equipo adecuado, podría ir a la luna. También se barajó la posibilidad de un vuelo a uno de los asteroides o incluso a Marte. Sin embargo, la solución de tales problemas se atribuyó a un futuro lejano.

Según los planes de la última década, el primer lanzamiento de prueba de la nave espacial Orión se realizaría en 2013. En 2014, planearon despegar con astronautas a bordo. El vuelo a la Luna podría realizarse antes de que finalice la década. Posteriormente se ajustó el horario. El primer vuelo no tripulado se pospuso para 2014 y el lanzamiento tripulado para 2017. Las misiones lunares se pospusieron a los años veinte. Por ahora, los vuelos tripulados también se han trasladado a la próxima década.

El 5 de diciembre de 2014 tuvo lugar el primer lanzamiento de prueba de Orion. La nave con el simulador de carga útil fue puesta en órbita por un vehículo de lanzamiento Delta IV. Unas horas después del lanzamiento, regresó a la Tierra y amerizó en un área determinada. Aún no se han realizado nuevos lanzamientos. Sin embargo, los especialistas de Lockheed Martin y la NASA no se quedaron de brazos cruzados. En los últimos años se han construido una serie de prototipos para la realización de determinadas pruebas en condiciones terrestres.

Hace apenas unas semanas, comenzó la construcción de la primera nave espacial Orion para vuelos tripulados. Su lanzamiento está previsto para el próximo año. La tarea de poner la nave en órbita se confiará al prometedor vehículo de lanzamiento Space Launch System. La finalización del trabajo actual mostrará las perspectivas reales de todo el proyecto.

El proyecto Orion prevé la construcción de un barco con una longitud de unos 5 m y un diámetro de unos 3,3 m Un rasgo característico de este aparato es un gran volumen interno. A pesar de la instalación de los equipos e instrumentos necesarios, quedan algo menos de 9 metros cúbicos de espacio libre en el interior del compartimento estanco, apto para instalar determinados dispositivos, incluidos los asientos de la tripulación. La nave podrá llevar a bordo hasta seis astronautas o una determinada carga. La masa total del barco se determina en el nivel de 25,85 toneladas.

Sistemas suborbitales

Actualmente, se están implementando varios programas interesantes que no contemplan el lanzamiento de una carga útil en la órbita de la Tierra. Los modelos prometedores de equipos de varias compañías estadounidenses solo podrán realizar vuelos suborbitales. Se supone que esta técnica se utilizará para algunas investigaciones o durante el desarrollo del turismo espacial. Los nuevos proyectos de este tipo no se consideran en el contexto del desarrollo de un programa espacial completo, pero aún tienen cierto interés.

El vehículo suborbital SpaceShipTwo bajo el ala del avión portaaviones White Knight Two. Foto Virgin Galactic / virgingalactic.com

Los proyectos SpaceShipOne y SpaceShipTwo de Scale Composites y Virgin Galactic proponen la construcción de un complejo formado por un avión de transporte y un avión orbital. Desde 2003, los dos tipos de equipos han realizado un número significativo de vuelos de prueba, durante los cuales se han elaborado diversas características de diseño y métodos operativos. Se espera que un barco tipo SpaceShipTwo pueda llevar a bordo hasta seis pasajeros turísticos y elevarlos a una altura de al menos 100-150 km, es decir. por encima del límite inferior del espacio exterior. El despegue y el aterrizaje deben ser desde un aeródromo "tradicional".

Blue Origin ha estado trabajando en una versión diferente del sistema espacial suborbital desde mediados de la década pasada. Ella propone realizar tales vuelos utilizando una combinación de un vehículo de lanzamiento y una nave espacial del tipo utilizado en otros programas. Al mismo tiempo, tanto el cohete como la nave deben ser reutilizables. El complejo se llamó New Shepard. Desde 2011, cohetes y barcos de un nuevo tipo han estado realizando regularmente vuelos de prueba. Ya ha sido posible enviar la nave espacial a una altitud de más de 110 km, así como garantizar el regreso seguro tanto de la nave como del vehículo de lanzamiento. En el futuro, el sistema New Shepard debería ser una de las innovaciones en el campo del turismo espacial.

Futuro reutilizable

Durante tres décadas, desde principios de los años ochenta del siglo pasado, el principal medio para poner personas y carga en órbita en el arsenal de la NASA fue el complejo Sistema de Transporte Espacial / Transbordador Espacial. Debido a la obsolescencia moral y física, así como a la imposibilidad de obtener todos los resultados deseados, se suspendió la operación de los Transbordadores. Desde 2011, EE. UU. no ha tenido naves espaciales reutilizables operativas. Además, todavía no tienen su propia nave espacial tripulada, por lo que los astronautas tienen que volar con tecnología extranjera.

A pesar de la terminación de la operación del complejo Sistema de Transporte Espacial, la astronáutica estadounidense no abandona la idea misma de naves espaciales reutilizables. Tal técnica sigue siendo de gran interés y se puede utilizar en una amplia variedad de misiones. En este momento, la NASA y varias organizaciones comerciales están desarrollando varias naves espaciales prometedoras a la vez, tanto aviones orbitales como sistemas con cápsulas. Por el momento, estos proyectos se encuentran en diferentes etapas y muestran diferentes éxitos. En un futuro muy cercano, a más tardar a principios de los años veinte, la mayoría de los nuevos desarrollos llegarán a la etapa de prueba o vuelos completos, lo que permitirá volver a examinar la situación y sacar nuevas conclusiones.

Según los sitios web:
http://nasa.gov/
http://espacio.com/
http://seguridadglobal.org/
https://washingtonpost.com/
http://boeing.com/
http://lockheedmartin.com/
http://spacex.com/
http://virgingalactic.com/
http://spacedev.com/

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Muchos países tecnológicamente avanzados, en particular los países de la Unión Europea (incluidos Francia, Alemania, Gran Bretaña), así como Japón, China, Ucrania, India, han realizado y están realizando investigaciones destinadas a crear sus propias muestras de sistemas espaciales reutilizables. (Hermes, HOPE, Zenger 2, HOTOL, ASSTS, RLV, Skylon, Shenlong, Sura, etc. Desafortunadamente, las dificultades económicas ponen luz roja a estos proyectos, a menudo después de un importante trabajo de diseño.

Hermes -desarrollado por la Agencia Espacial Europea proyecto de nave espacial. El desarrollo comenzó oficialmente en noviembre de 1987, aunque el proyecto fue aprobado por el gobierno francés ya en 1978. Se suponía que el proyecto botaría el primer barco en 1995, pero un cambio en la situación política y las dificultades de financiación llevaron al cierre del proyecto. en 1993. Ni un solo barco fue construido como este.

Nave espacial europea "Hermes"

HORE - transbordador espacial de Japón. Diseñado desde principios de los 80. Fue planeado como un avión espacial reutilizable de cuatro asientos con un lanzamiento vertical en un vehículo de lanzamiento N-2 desechable. Se consideró la principal contribución de Japón a la ISS.

Nave espacial japonesa ESPERANZA
En 1986, las empresas aeroespaciales japonesas comenzaron a implementar un programa de investigación y desarrollo en el campo de la tecnología hipersónica. Una de las direcciones principales del programa fue la creación de un vehículo aeroespacial alado no tripulado "Esperanza" (HOPE - traducido como "Esperanza"), puesto en órbita utilizando el vehículo de lanzamiento "H-2" (H-2), que fue se introducirá en funcionamiento en 1996
El objetivo principal de la nave es el suministro periódico del laboratorio multipropósito japonés "JEM" (JEM) como parte de la estación espacial estadounidense (ahora el módulo Kibo ISS).
El principal desarrollador es la Administración Nacional de Investigación Espacial (NASDA) Los estudios de diseño para una nave espacial avanzada tripulada fueron realizados por el Laboratorio Aeroespacial Nacional (NAL) junto con las empresas industriales Kawasaki, Fuji y Mitsubishi. La variante propuesta por el laboratorio NAL fue adoptada tentativamente como base.
Para 2003, se construyó el complejo de lanzamiento, se seleccionaron maquetas de tamaño completo con todos los instrumentos, se seleccionaron cosmonautas, se probaron modelos prototipo de la nave espacial HIMES en vuelo orbital. Pero en 2003, el programa espacial japonés se revisó por completo y el proyecto se cerró.

X-30 National Aero-Space Plane (NASP): un proyecto de una prometedora nave espacial reutilizable- un sistema de nave espacial aeroespacial (AKS) de una sola etapa de una nueva generación con lanzamiento y aterrizaje horizontal, desarrollado por los Estados Unidos para crear un medio confiable y simple de lanzamiento masivo de personas y carga al espacio. El proyecto ha sido suspendido y actualmente se está investigando un avión experimental no tripulado hipersónico (Boeing X-43) para crear un motor estatorreactor hipersónico.
El desarrollo de NASP comenzó en 1986. En su discurso de 1986, el presidente estadounidense Ronald Reagan anunció:
… El Orient Express, que se construirá en la próxima década, podrá despegar del aeropuerto de Dulles y, acelerando a una velocidad de 25 veces la velocidad del sonido, alcanzar la órbita o volar a Tokio en 2 horas.
El programa NASP, financiado por la NASA y el Departamento de Defensa de los EE. UU., se llevó a cabo con la participación de McDonnell Douglas, Rockwell International, que trabajó en la creación de un fuselaje y equipamiento para un avión espacial hipersónico de una sola etapa. Rocketdyne y Pratt & Whitney han estado trabajando en motores ramjet hipersónicos.

Nave espacial reutilizable X-30
De acuerdo con los requisitos del Departamento de Defensa de los EE. UU., se suponía que el X-30 tenía una tripulación de 2 personas y transportaba una carga pequeña. Un avión espacial tripulado con control adecuado y sistemas de soporte vital resultó ser demasiado grande, pesado y costoso para un demostrador de tecnología experimentado. Como resultado, el programa X-30 se detuvo, pero la investigación en el campo de los vehículos de lanzamiento horizontal de una sola etapa y los motores estatorreactores hipersónicos no se detuvo en los Estados Unidos. Actualmente, se está trabajando en un pequeño vehículo no tripulado Boeing X-43 "Hyper-X" para probar un motor estatorreactor.
X-33 - prototipo de nave aeroespacial reutilizable de una sola etapa, construido bajo un contrato de la NASA por Lockheed Martin bajo el programa Venture Star. El trabajo en el programa se llevó a cabo entre 1995 y 2001. En el marco de este programa, se suponía que debía desarrollar y probar un modelo hipersónico del futuro sistema de una sola etapa y, en el futuro, crear un sistema de transporte completo basado en este concepto técnico.

Nave espacial reutilizable de una sola etapa X-33

El programa de creación del aparato experimental X-33 se lanzó en julio de 1996. La división de investigación y desarrollo Skunk Works de Lockheed Martin Corporation se convirtió en contratista de la NASA y ganó el contrato para crear un transbordador espacial fundamentalmente nuevo llamado Venture Star. Posteriormente, se probó su modelo mejorado, llamado "X-33" y rodeado por un denso velo de secreto. Solo se conocen algunas características del dispositivo. Peso de despegue -123 toneladas, longitud -20 metros, ancho - 21,5 metros. Dos motores de un diseño fundamentalmente nuevo permiten que el Kh-33 supere la velocidad del sonido en 1,5 veces. El dispositivo es un cruce entre una nave espacial y un avión estratosférico. Los desarrollos se llevaron a cabo bajo el lema de reducir diez veces el costo de lanzar una carga útil al espacio, de los actuales $20,000 por kilogramo a más de dos mil. El programa, sin embargo, se cerró en 2001, la construcción de un prototipo experimental no se completó.

El llamado motor de cohete de aire en cuña fue desarrollado para el Venture Star (X-33).
Motor de cohete de aire en cuña(Ing. Aerospike engine, Aerospike, KVRD): un tipo de motor de cohete con una boquilla en forma de cuña que mantiene la eficiencia aerodinámica en una amplia gama de altitudes sobre la superficie de la Tierra con diferentes presiones atmosféricas. KVRD pertenece a la clase de motores de cohetes, cuyas boquillas son capaces de cambiar la presión del chorro de gas saliente dependiendo de los cambios en la presión atmosférica con el aumento de la altitud de vuelo (boquilla compensadora de altitud inglesa). Un motor con este tipo de tobera usa entre un 25 y un 30 % menos de combustible a bajas altitudes, donde normalmente se necesita el mayor empuje. Los motores Wedge-Air se han estudiado durante mucho tiempo como la principal opción para los sistemas espaciales de una sola etapa (SSO, ing. Single-Stage-To-Orbit, SSTO), es decir, sistemas de cohetes que utilizan una sola etapa para entregar la carga útil. en órbita. Los motores de este tipo fueron un serio competidor para su uso como motores principales en el transbordador espacial durante su creación (ver: SSME). Sin embargo, a partir de 2012, no se utiliza ni produce un solo motor de este tipo. Las opciones más exitosas están en la etapa de desarrollo.

A la izquierda hay un motor de cohete convencional, a la derecha hay un motor de cohete de aire en cuña.

Skylon ("Skylon"): el nombre del proyecto de la empresa inglesa Reaction Engines Limited, según el cual se puede crear en el futuro una nave espacial reutilizable no tripulada que, como esperan sus desarrolladores, permitirá un acceso económico y confiable al espacio. El examen preliminar de este proyecto reconoció que no había errores técnicos y de diseño en el mismo. Según las estimaciones, Skylon reducirá el costo de retirar la carga entre 15 y 50 veces. Actualmente, la empresa está buscando financiación.
Según el proyecto Skylon, podrá entregar aproximadamente 12 toneladas de carga al espacio (para una órbita ecuatorial baja)
Skylon podrá despegar como un avión convencional y, habiendo alcanzado una velocidad hipersónica de 5,5 Mach y una altitud de 26 kilómetros, cambiará al oxígeno de sus propios tanques para entrar en órbita. También aterrizará como un avión. Por lo tanto, la nave espacial británica no solo debe ir al espacio sin el uso de etapas superiores, impulsores externos o tanques de combustible de caída, sino que también debe realizar todo este vuelo utilizando los mismos motores (en la cantidad de dos piezas) en todas las etapas, comenzando desde rodando hasta el aeródromo y terminando en el segmento orbital.
Una parte clave del proyecto es una planta de energía única: un motor a reacción multimodo(Motor de cohete de respiración de aire híbrido preenfriado hipersónico inglés: un motor hipersónico combinado de chorro de aire / cohete con preenfriamiento).
A pesar de que el proyecto ya tiene más de 10 años, aún no se ha creado un solo prototipo operativo de tamaño completo del motor del futuro aparato, y en la actualidad el proyecto "existe" solo en forma de concepto. porque. los desarrolladores no pudieron encontrar los fondos necesarios para comenzar la fase de desarrollo y construcción, en 1992 se determinó el monto del proyecto: alrededor de 10 mil millones de dólares. Según los desarrolladores, Skylon recuperará los costos de su producción, mantenimiento y uso, y en el futuro podrá obtener ganancias.

"Skylon" es una prometedora nave espacial reutilizable inglesa.
Sistema aeroespacial multipropósito (MAKS)- un proyecto que utiliza el método de lanzamiento aéreo de un complejo espacial de dos etapas, que consiste en un avión de transporte (An-225 Mriya) y un avión espacial orbital-cohete (cosmoplano), llamado avión orbital. Un avión cohete orbital puede ser tripulado o no tripulado. En el primer caso, se instala junto con un depósito de combustible externo desechable. En el segundo, los tanques con componentes de combustible y oxidantes se colocan dentro del avión cohete. Una variante del sistema también permite la instalación de una etapa de cohete de carga desechable con combustible criogénico y componentes oxidantes en lugar de un avión orbital reutilizable.
El desarrollo del proyecto se ha llevado a cabo en NPO Molniya desde principios de la década de 1980 bajo la dirección de G. E. Lozino-Lozinsky. El proyecto fue presentado al público en general a fines de la década de 1980. Con un despliegue de trabajo a gran escala, el proyecto podría implementarse antes del inicio de las pruebas de vuelo ya en 1988.

Como parte del trabajo de la iniciativa de NPO Molniya, se crearon modelos de peso y peso más pequeños y a escala real de un tanque de combustible externo, modelos tecnológicos y de tamaño de peso del avión espacial bajo el proyecto. Hasta la fecha, ya se han gastado en el proyecto unos 14 millones de dólares. La implementación del proyecto aún es posible si hay inversores.
"Kliper" - nave espacial reutilizable tripulada de usos múltiples, diseñado por RSC Energia desde 2000 para reemplazar la nave espacial de la serie Soyuz.

Model Clipper en el salón aeronáutico de Le Bourget.
En la segunda mitad de la década de 1990, se propuso un nuevo barco de acuerdo con el esquema de "casco de transporte", una opción intermedia entre el transbordador alado y la cápsula balística Soyuz. Se calculó la aerodinámica del barco y se probó su modelo en un túnel de viento. En 2000-2002, el barco se desarrolló aún más, pero la difícil situación en la industria no dejó esperanzas de implementación. Finalmente, en 2003, el proyecto recibió un comienzo en la vida.
En 2004, comenzó la promoción de Clipper. Debido a la insuficiencia de fondos presupuestarios, el énfasis principal se puso en la cooperación con otras agencias espaciales. En el mismo año, la ESA mostró interés en el Clipper, pero requirió una revisión radical del concepto para adaptarlo a sus necesidades: el barco tenía que aterrizar en aeródromos como un avión. Menos de un año después, en cooperación con Sukhoi Design Bureau y TsAGI, se desarrolló una versión alada del Clipper. Al mismo tiempo, se creó un modelo a escala real del barco en el RKK, se comenzó a trabajar en el diseño del equipo.
En 2006, según los resultados del concurso, Roscosmos envió formalmente el proyecto para su revisión y luego se detuvo debido a la finalización del concurso. A principios de 2009, RSC Energia ganó el concurso para el desarrollo de un barco más versátil PPTS-PTKNP ("Rus").
"Parom" - remolcador interorbital reutilizable, diseñado en RSC Energia desde 2000, y que se supone que reemplazará a las naves espaciales de transporte desechables del tipo Progress.
El "ferry" debería elevar desde una órbita de referencia baja (200 km) hasta la órbita de la ISS (350,3 km) contenedores -relativamente simples, con un mínimo de equipamiento, lanzados al espacio utilizando Soyuz o Proton y transportando, respectivamente, de 4 a 13 toneladas de carga. "Farom" tiene dos estaciones de acoplamiento: una para el contenedor, la segunda, para amarrarse a la ISS. Una vez que el contenedor se pone en órbita, el transbordador, debido a su sistema de propulsión, desciende hasta él, se acopla a él y lo eleva a la ISS. Y después de descargar el contenedor, Parom lo baja a una órbita más baja, donde se desacopla y se ralentiza por sí solo (también tiene pequeños motores) para quemarse en la atmósfera. El remolcador deberá esperar a un nuevo contenedor para su posterior remolque a la ISS. Y tantas veces. Parom reposta desde contenedores y, al estar de servicio como parte de la ISS, se somete a mantenimiento preventivo según sea necesario. Será posible poner en órbita el contenedor por casi cualquier transportista nacional o extranjero.

La corporación espacial rusa Energia tenía previsto lanzar el primer remolcador interorbital del tipo Parom al espacio en 2009, sin embargo, desde 2006 no ha habido anuncios y publicaciones oficiales sobre el desarrollo de este proyecto.

Zarya - nave espacial multipropósito reutilizable, desarrollado por RSC Energia en 1986-1989, cuya producción nunca se lanzó debido a una reducción en la financiación de los programas espaciales.
El diseño general del barco es similar al de los barcos de la serie Soyuz.
La principal diferencia con las naves espaciales existentes se puede denominar un método de aterrizaje vertical que utiliza motores a reacción que funcionan con queroseno como combustible y peróxido de hidrógeno como oxidante (se eligió esta combinación debido a la baja toxicidad de los componentes y productos de combustión). Los motores de aterrizaje 24 se ubicaron alrededor de la circunferencia del módulo, las boquillas se dirigieron en ángulo hacia la pared lateral de la nave.
En la etapa inicial del descenso, se planeó realizar el frenado debido al frenado aerodinámico hasta una velocidad de aproximadamente 50-100 m / s, luego se encendieron los motores de aterrizaje, se planeó apagar el resto de la velocidad. por amortiguadores deformables del buque y asientos de la tripulación.
Se planeó que el lanzamiento en órbita se llevara a cabo utilizando un vehículo de lanzamiento Zenit modernizado.

Nave espacial Zarya.
El diámetro del barco debía ser de 4,1 m, la longitud de 5 m -270 días.

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Las reseñas (10) sobre el desarrollo de naves espaciales avanzadas se detuvieron a mitad de camino”.

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Kolpakov Anatoly Petrovich
Viaje a MARTE
Contenido
1. Resumen
2. Levitador de nave espacial
3. SE - fuente de energía estática para una central eléctrica
4. Vuelos a Marte
5. Quédate en Marte

anotación
Las naves espaciales a reacción (RSC) son de poca utilidad para viajes largos al espacio profundo. Necesitan una gran cantidad de combustible, que es una gran parte de la masa del RKK. Los RKK tienen una sección de aceleración muy pequeña con superación de sobrecarga excesiva y una sección de movimiento muy grande en ingravidez. Aceleran solo a la tercera velocidad cósmica de 14,3 km/s. Esto claramente no es suficiente. Con tal velocidad, es posible volar a Marte (150 millones de km), como una piedra arrojada, en solo 120 días. Además, el RKK también debe tener una planta de energía para generar la electricidad necesaria para satisfacer todas las necesidades de este barco. Esta central eléctrica también requiere combustible y comburente, pero de un tipo diferente. Por primera vez en el mundo, ofrezco dos dispositivos importantes: un polilevitador y un SE, un energyoide estático. Un polilevitador es un motor sin soporte y un SE es una planta de energía. Ambos dispositivos utilizan principios de funcionamiento nuevos y previamente desconocidos. No necesitan combustible porque usan la fuente de energía que descubrí. La fuente de fuerzas es el éter del Universo. Un polilevitador (levitador, en adelante) es capaz de crear una fuerza libre de cualquier tamaño durante mucho tiempo. Está destinado a propulsar la nave espacial, y el energyoide es impulsar el generador de energía eléctrica para las necesidades de la nave espacial. Nave espacial levitadora marciana (MLK) capaz de volar a Marte en 2,86 días. Al mismo tiempo, solo realiza un vuelo activo durante todo el camino. En la primera mitad del camino acelera con una aceleración igual a + 9,8 m/s2, y en la segunda mitad del camino desacelera con una desaceleración igual a - 9,8 m/s2. Así, el viaje a Marte resulta corto y cómodo (sin sobrecargas ni ingravidez) para la tripulación del MLK. MLC tiene una gran capacidad, por lo que está equipada con todo lo necesario. Para proporcionar electricidad, se suministra con un EPS, una planta de energía energyoid, que incluye un energyoid y un generador de energía eléctrica. Se enviarán MLK a Marte con diversos fines: científico, de carga y turístico. Los científicos estarán equipados con los instrumentos y equipos necesarios para estudiar este planeta. También traerán científicos allí. Cargo MLK entregará a Marte varias máquinas y mecanismos necesarios para la creación de estructuras de construcción para diversos fines, así como para la extracción de recursos útiles para la civilización terrestre. Los MLK turísticos llevarán turistas y volarán sobre Marte para familiarizarse con las vistas de este planeta. Además del uso de MLK para diversos fines, está previsto utilizar DLAA, un avión levitador de dos asientos que se utilizará para: mapear la superficie de Marte, instalar estructuras de edificios, tomar muestras de suelo marciano, controlar plataformas de perforación y otros. . También se utilizarán para controlar de forma remota vehículos marcianos, raspadores, excavadoras, excavadoras al construir estructuras en Marte y para muchos otros fines. El espacio representa un gran peligro para las personas que se mueven en él en naves espaciales. Este peligro en forma de rayos gamma y X proviene del Sol. La radiación dañina también proviene del Cosmos. Hasta cierta altura sobre la Tierra, el campo magnético de la Tierra proporciona protección, pero el movimiento posterior se vuelve peligroso. Sin embargo, si aprovechas la sombra magnética de la Tierra, puedes evitar este peligro. Marte tiene una atmósfera muy pequeña y no tiene ningún campo magnético, lo que podría proteger de forma fiable a las personas que se alojen allí de los efectos nocivos de los rayos gamma y X que emanan del Sol, así como de la radiación dañina del Cosmos. Para restaurar el campo magnético de Marte, propongo primero equiparlo con una atmósfera. Esto se puede hacer convirtiendo los materiales sólidos en gases. Esto requerirá una gran cantidad de energía, pero esto no es un gran problema. Puede ser producido por EPS, prefabricado en las fábricas de la Tierra y luego entregado a Marte por MLC de carga. En presencia de una atmósfera, debe ser tal que pueda crear y acumular electricidad estática, la cual, habiendo llegado a un cierto límite, debe producir autodescargas en forma de rayos. Los rayos magnetizarán el núcleo de Marte y crearán un campo magnético en el planeta, que protegerá a toda la vida de la radiación dañina.

Levitador para turismo espacial
Casi todo está disponible para el turismo espacial, lo único que falta es una hélice sin soporte. Era una hélice sin soporte para una nave espacial tan simple, barata y absolutamente segura y altamente eficiente que inventé y ya probé el principio de su funcionamiento empíricamente. Le di el nombre de levitador. El levitador es el primero en el mundo capaz de generar fuerza (tracción) de cualquier magnitud sin el uso de combustible. El levitador utiliza principios previamente desconocidos para proporcionar propulsión. No requiere energía En lugar de una fuente de energía, el levitador usa la fuente de fuerzas que he descubierto, que es omnipresente en la Tierra y en el Espacio. El éter del Universo, poco conocido por la ciencia, es una fuente de fuerzas de este tipo. He realizado 60 descubrimientos científicos aplicados de las propiedades del éter del Universo, aún no protegidos por documentos de seguridad. Todo lo que necesita saber sobre el éter del Universo ahora se conoce por completo, pero hasta ahora solo para mí. El éter no se parece en nada a lo que representa la ciencia. Una nave espacial equipada con un levitador es capaz de volar en el espacio a cualquier velocidad, a cualquier altitud, a cualquier distancia, sin sobrecargas notables ni ingravidez. Además, puede flotar sobre cualquier objeto espacial: la Tierra, la Luna, Marte, una bola de fuego, un cometa durante el tiempo que desee y posarse sobre su superficie en los lugares adecuados. Una nave espacial levitadora puede salir al espacio abierto cientos de miles de veces y regresar sin sobrecargas ni ingravidez notables. Puede realizar un vuelo activo durante el tiempo que quiera, es decir, puede moverse en el espacio con un empuje constante. Es capaz de crear una aceleración para la nave espacial, generalmente igual a la de la Tierra, es decir, 10 m/s2, en presencia de personas a bordo y alcanzan velocidades muchas veces superiores a la velocidad de la luz. Las "prohibiciones" de SRT - La teoría especial de la relatividad de A. Einstein no se aplican al movimiento sin soporte. La primera ruta turística espacial, aparentemente, será el vuelo alrededor de la Tierra en naves espaciales levitadoras con varias docenas de turistas a bordo en el espacio cercano a una altitud de 50-100 km, donde no hay "basura" espacial.
Brevemente: ¿qué es la esencia? Según la mecánica clásica, en los sistemas mecánicos abiertos, la fuerza resultante de todas las fuerzas actuantes no es igual a cero. Para crear esta fuerza, paradójicamente, no se consume la energía de ningún portador de energía. Tal sistema mecánico abierto es un levitador. El levitador crea una fuerza resultante, que es el empuje del levitador. No aplica la ley de conservación de la energía. Por lo tanto, la mecánica de los sistemas mecánicos abiertos resulta ser gratuita, y esto es extremadamente importante. El levitador es un dispositivo simple: un enlace múltiple. Sus enlaces se ven afectados por fuerzas iniciadas por la fuerza de deformación de los resortes de disco o un par de tornillos. Su fuerza resultante es la tracción. El levitador puede crear un empuje de cualquier magnitud, por ejemplo, 250 kN.

Al mismo tiempo, el aterrizaje de barcos prometedores también debe llevarse a cabo en el territorio de Rusia, en la actualidad, la nave espacial Soyuz despega de Baikonur y aterriza también en el territorio de Kazajstán.

SE - fuente de energía estática para una central eléctrica
Hice una invención del motor, al que le di el nombre - energyoid. Además, tal energíaoide en la que los enlaces no se mueven regularmente entre sí, por lo tanto, se llama estática. Y como los eslabones no tienen movimiento relativo, no tienen desgaste en los pares cinemáticos. En otras palabras, pueden trabajar todo el tiempo que quieran, para siempre. El energyoid estático (SE) es solo un enlace múltiple. Él, al ser un dispositivo encerrado en el interior del rotor, es un motor rotativo mecánico. Entonces, finalmente, se inventa el Static Energyoid: un motor rotativo mecánico. Se establece una fuerza en uno de sus eslabones con la ayuda de resortes Belleville deformados altamente rígidos o un par de tornillos. Las fuerzas se distribuyen por todos los eslabones de la SE. Las fuerzas actúan sobre todos los eslabones, sus módulos sufren transformaciones de eslabón a eslabón y crean momentos con el par de diseño resultante. La energía estática (SE) es un dispositivo multifuncional. Al mismo tiempo, desempeña el papel de altamente eficiente: 1 - una fuente de energía mecánica libre; 2 - motor mecánico; 3 - transmisión automática de variación continua, con cualquier amplia gama de relaciones de transmisión; 4 - Freno dinámico sin desgaste (recuperador de energía). SE puede conducir cualquier máquina móvil y estacionaria. SE puede diseñarse para cualquier potencia hasta 150 mil kW. SE tiene una velocidad de toma de fuerza: eje de toma de fuerza (rotor) de hasta 10 mil por minuto, la relación de transformación óptima es 4-5 (rango de relaciones de transmisión). SE tiene un recurso de funcionamiento continuo igual al infinito. Porque las partes FE no realizan un movimiento relativo con velocidades lineales o angulares grandes o pequeñas y, por lo tanto, no se desgastan en pares cinemáticos. El funcionamiento de un energyoide estático, a diferencia de todos los motores térmicos existentes, no va acompañado de la puesta en marcha de ningún proceso de trabajo (combustión de hidrocarburos, fisión o síntesis de sustancias radiactivas, etc.). SE, para configurar y controlar la potencia, está equipado con el dispositivo más simple: un énfasis que crea dos módulos iguales, pero momentos dirigidos de manera opuesta. Cuando se establece un tope en su dispositivo (un sistema mecánico abierto), surge un momento resultante. Según el teorema del movimiento del centro de inercia de la mecánica clásica, este momento puede tener un valor distinto de cero. Representa el par motor del SE. El FE, además de la parada, está equipado con un dispositivo ARC-KM incluso simple: un regulador automático de frecuencia y par, que ajusta automáticamente el par FE con el momento de resistencia de carga. Durante el funcionamiento, el SE no requiere ningún mantenimiento. El costo de su operación se reduce a cero. Cuando se usa SE para conducir máquinas móviles o estacionarias, reemplaza: el motor y la transmisión automática. SC no requiere combustible y por lo tanto no tiene gases nocivos. Además, la SE tiene el mejor desempeño de trabajo conjunto con cualquier máquina móvil o estacionaria. Además de todo, SE tiene un dispositivo simple y un principio de funcionamiento.
Ya hice cálculos para el SE de toda la gama estándar de capacidades: desde 3,75 kW hasta 150 mil kW. Así, por ejemplo, con una potencia de 3,75 kW, la celda solar tiene un diámetro de 0,24 m y una longitud de 0,12 m, y con una potencia máxima de 150 mil kW, la celda solar tiene un diámetro de 1,75 m y una longitud de 0,85 m, lo que significa que la SE tiene las dimensiones más pequeñas entre todas las centrales eléctricas conocidas actualmente. Por tanto, su potencia específica es de un gran valor, alcanzando los 100 kW por cada kilogramo de su propio peso. SE es la central eléctrica más segura y eficiente. SE probablemente se utilizará en el sector energético. Sobre esta base, se creará EPS: centrales eléctricas similares a la energía, incluidas las células solares y cualquier generador de energía eléctrica. EPS podrá salvar a la humanidad del miedo a la muerte inminente por la creciente escasez de energía. SE resolverá por completo y para siempre el problema de la energía, sin importar cuán progresivamente crezca la demanda de energía no solo en la Federación Rusa, sino también para toda la humanidad, y el problema ambiental asociado con él: deshacerse de las emisiones nocivas al generar energía. . También tengo: “Fundamentos de la teoría del SE” y “La teoría de la característica de velocidad exterior ideal del SE”, que permiten calcular los parámetros óptimos tanto del SE para cualquier potencia nominal como la característica de velocidad de su funcionamiento conjunto. con cualquier máquina agregada con él. El principio de funcionamiento del SE ya ha sido verificado empíricamente por mí. Los resultados obtenidos confirman plenamente los "Fundamentos de la teoría de la energía estática (SE)". Tengo know-how (invenciones aún no patentadas, principalmente por falta de financiación) para energía solar y EPS. SE se basan en mi descubrimiento científico fundamental de una nueva fuente de energía previamente desconocida, que es el éter del Universo poco estudiado, y también 60 de mis descubrimientos científicos aplicados de sus propiedades físicas, que juntos determinan el principio de funcionamiento de un energía estática y, en consecuencia, EES. Estrictamente hablando, el éter del Universo no es una fuente de energía. Él es la fuente de fortaleza. Sus fuerzas ponen en movimiento toda la materia del universo y así lo dotan de energía mecánica. Por lo tanto, esta fuente solo puede llamarse una fuente ubicua condicional en la Tierra y en el Cosmos, una fuente de energía mecánica libre solo con una reserva. Sin embargo, dado que no contiene energía, es por eso que resulta ser, por así decirlo, una fuente inagotable de energía. Por cierto, según mis descubrimientos, toda la materia del Universo está sumergida en este éter (esto aún es desconocido para la ciencia académica). Por lo tanto, es el éter del Universo que es la fuente omnipresente de fuerzas (una fuente condicional de energía). Es necesario prestar especial atención al hecho de que el estado dirige todos los esfuerzos y una parte justa de los fondos para buscar una fuente inagotable de energía. Sin embargo, ahora he encontrado tal fuente, quizás para su gran sorpresa. Tal fuente, como ya se mencionó anteriormente, resultó no ser una fuente de energía, sino una fuente de fuerzas, el éter del Universo. El Éter del Universo es la única fuente ubicua convencional de energía mecánica libre que es la más conveniente para uso práctico en la naturaleza (en el Universo). Todas las fuentes de energía conocidas son solo intermediarios en la obtención de energía del éter del Universo, sin el cual puedes prescindir. Por lo tanto, los estados deben dejar de financiar de inmediato la exploración de nuevas fuentes de energía para evitar el desperdicio de fondos.
Brevemente: ¿cuál es la esencia de mis descubrimientos científicos? La base de la mecánica de toda la tecnología conocida son los llamados sistemas mecánicos cerrados, en los que el momento resultante es igual a cero. Para hacerlo diferente de cero, era necesario sobresalir en la creación de dispositivos especiales (motores, turbinas, reactores) y al mismo tiempo consumir algún tipo de portador de energía. Solo en tales casos en sistemas mecánicos cerrados fue posible obtener el momento resultante (par) distinto de cero. Por lo tanto, la mecánica de los sistemas mecánicos cerrados resulta costosa. Pero esto, a su vez, resultó estar plagado, como es bien sabido, de grandes gastos de recursos financieros para la obtención de energía por todos los métodos actualmente existentes. El principio de funcionamiento de un energyoide estático (SE) se basa en otra mecánica, una parte poco conocida de la mecánica clásica, los llamados sistemas mecánicos no cerrados (abiertos). En estos sistemas especiales, el momento resultante de todas las fuerzas actuantes no es igual a cero. Pero la creación de este momento, paradójicamente, no consume la energía de ningún portador de energía. Tal sistema mecánico abierto es el SE. Esto se puede entender a partir del siguiente ejemplo. SE crea el momento resultante, que es el par. Por lo tanto, SE por esta razón, en particular, resulta ser un motor rotativo mecánico perpetuo. De esto queda claro que en los sistemas mecánicos abiertos (no cerrados) no se observa la ley de conservación de la energía. Por lo tanto, la mecánica de los sistemas mecánicos abiertos resulta ser gratuita, y esto es extremadamente importante. Esto se explica, en primer lugar, por el hecho de que en el SE, dada su especificidad, sólo actúan las fuerzas por la fuente de las fuerzas, y no la fuente de la energía.
SE es un dispositivo simple. Sus eslabones se ven afectados, como se indicó anteriormente, por las fuerzas y momentos iniciados por la fuerza de deformación de los resortes Belleville o par de tornillos. Su par resultante es par, y el SE, en particular, se convierte en un motor rotativo. Lo más llamativo es que este sencillo dispositivo no pudo haber sido inventado por cientos de miles de inventores durante casi tres siglos. Solo porque los inventores hicieron sus invenciones, por regla general, sin justificación teórica. Esto continúa hasta el día de hoy. Un ejemplo de esto son los numerosos intentos de inventar la llamada "máquina de movimiento perpetuo". SE es una máquina de movimiento perpetuo, pero tiene diferencias significativas con la notoria "máquina de movimiento perpetuo" y es muy superior a ella. SE tiene un dispositivo simple y un principio de funcionamiento. No tiene ningún flujo de trabajo. Tiene un recurso de operación continua igual al infinito. No utiliza una fuente de energía, sino que utiliza una fuente de alimentación. Al mismo tiempo es una transmisión automática de variación continua. Tiene una potencia específica altísima, alcanzando los 100 kW por cada kilogramo de su propio peso. Y así sucesivamente, como ya se detalló anteriormente. Por lo tanto, SE en todos los aspectos resulta ser superior a todas las centrales eléctricas existentes: motores, turbinas y reactores nucleares, es decir. SE, de hecho, resulta no ser un motor, sino una planta de energía ideal. El principio de funcionamiento del SE ya ha sido verificado empíricamente por mí. Se obtuvo un resultado positivo, que está totalmente de acuerdo con los "Fundamentos de la teoría SE". Si es necesario, proporcionaré evidencia demostrando el modelo operativo de la EPS, una planta de energía similar a la energía y, en consecuencia, la ESS, que desarrollaré de acuerdo con los requisitos técnicos acordados con la Agencia Espacial. Si la Agencia Espacial está interesada en adquirir el Know-how de SE y EES, le proporcionaré el Procedimiento de Venta de Know-How. Además, la Agencia Espacial se emitirá: 1 - SE know-how; 2 - Fundamentos de la teoría SE; 3 - La teoría de la velocidad exterior ideal característica del SE; 4 - la muestra actual de la EPS - planta de energía similar a la energía; 5 - dibujos para ello.

Vuelos a Marte
El espacio representa un gran peligro para las personas que se mueven en él en naves espaciales. Este peligro en forma de rayos gamma y X proviene del Sol. La radiación dañina también proviene del Cosmos. Hasta cierta altura sobre la Tierra (hasta 24.000 kilómetros), el campo magnético de la Tierra proporciona protección, pero el movimiento posterior se vuelve peligroso. Sin embargo, si aprovechas la sombra magnética de la Tierra, puedes evitar este peligro. La sombra magnética de la Tierra no siempre cubre a Marte. Aparece solo con una disposición mutua muy definida de estos planetas en el espacio, pero dado que Marte y la Tierra se mueven constantemente en diferentes órbitas, este es un caso extremadamente raro. Para evitar esta dependencia es necesario utilizar otros medios. Puede usar "plástico espacial", la carcasa totalmente metálica de la nave espacial, así como protección magnética en forma de imán toroidal y otros medios de protección, posiblemente inventados con éxito con el tiempo.
Marte tiene una atmósfera muy pequeña y no parece tener ningún campo magnético, lo que podría proteger de forma fiable a las personas que se alojen allí de los efectos nocivos de los rayos gamma y X que emanan del Sol, así como de la radiación dañina del Cosmos. Para restaurar el campo magnético de Marte, propongo primero equiparlo con una atmósfera. Esto se puede hacer convirtiendo los materiales sólidos correspondientes presentes en gases. Esto requerirá una gran cantidad de energía, pero esto no es un problema. Puede ser producido por EPS fabricado en las fábricas de la Tierra y luego entregado a Marte con la ayuda de MLK. En presencia de una atmósfera, esta debe ser tal que pueda crear y acumular electricidad estática, la cual, habiendo llegado a un cierto límite, debería producir autodescargas en forma de rayos. Este proceso debe ser continuo. Durante un largo período, los rayos magnetizarán el núcleo de Marte y crearán un campo magnético del planeta que lo protegerá de la radiación dañina. La presencia del núcleo está indicada por la evidencia de la existencia de una atmósfera y una civilización desarrollada similar a la de la tierra una vez en este planeta.
Para realizar un vuelo de ida y vuelta a Marte es necesario disponer de una nave espacial levitadora con protección contra las radiaciones nocivas provenientes del Espacio. Ya se ha indicado anteriormente que tal nave espacial, cuando esté completamente cargada, tendrá una masa de 100 toneladas. La composición de una nave espacial levitadora marciana (MLK) completamente cargada debe incluir: 1 - nave espacial levitadora; 2 - los polilevitadores principal y de reserva, incluidos 60 levitadores, cada uno de los cuales individualmente es capaz de crear una fuerza de empuje máxima igual a 20 toneladas; 3 - tres EPS: centrales eléctricas similares a la energía (una en funcionamiento y dos en espera), cada una de las cuales tiene una potencia nominal de 100 kW y una tensión nominal trifásica de 400 V, incluido un ESS y un generador trifásico asíncrono; 4 - tres sistemas (uno de trabajo y dos de respaldo) para proporcionar una atmósfera estándar: en el compartimiento de control de vuelo del MLK, en el compartimiento de recreación, en el compartimiento de ocio, en el compartimiento de cafetería-restaurante, en el compartimiento de control para todo MLK sistemas; 5 - almacenamiento de alimentos con una reserva basada en el suministro de alimentos para 12 personas dentro de 3-4 meses; 6 - almacenamiento de contenedores con agua potable por 25 metros cúbicos; 7 - almacenamiento para dos aviones de levitación doble (DLLA); 8 - un laboratorio para determinar las propiedades físicas y la composición química del suelo marciano, minerales y todo tipo de líquidos que presumiblemente se pueden encontrar en Marte; 9 - dos plataformas de perforación; 10 - dos telescopios para rastrear Marte mientras se mueve hacia él o rastrear la Tierra mientras se mueve hacia él. Todos los compartimentos del MLK están equipados con equipos de radio, equipos de video y computadoras.
No hace falta decir que el control de vuelo del MLK debe llevarse a cabo automáticamente mediante un programa especialmente provisto: el piloto automático, y el papel de los pilotos debe ser solo en su implementación precisa. Los pilotos deben asumir el control de vuelo manual del MLK solo en caso de fallas en el programa de piloto automático, así como durante el lanzamiento, los vuelos sobre los planetas Marte y la Tierra y el aterrizaje en sus superficies, es decir. de la misma manera que se lleva a cabo el control de los transatlánticos en el espacio aéreo de la Tierra. La tripulación del MLK incluye: 2 pilotos que controlan simultáneamente su vuelo y 10 especialistas. Entre los especialistas debe haber dos pilotos de respaldo, y el resto, ingenieros para el mantenimiento de todos los equipos, tanto el MLK como el resto de los equipos mencionados anteriormente. Además, cada tripulante debe tener al menos 2 especialidades. Esto es necesario para que juntos puedan resolver cualquier problema relacionado con la obtención de recursos en el caso de que se encuentren minerales o cualquier otra cosa en Marte y extraer agua, oxígeno, dióxido de carbono, otros líquidos y gases útiles, así como metales, si se quiere. ser encontrado en Marte en forma ligada. De esta manera, podrán hasta cierto punto, al menos parcialmente, deshacerse de la dependencia de los recursos terrenales.
Al volar a Marte en el espacio exterior, surge el problema de determinar la velocidad del movimiento. Su información es muy importante. Sin ella, será imposible calcular con precisión la llegada al destino final de la ruta. Los dispositivos que se utilizan en aviones que vuelan en el espacio aéreo de la Tierra son completamente inadecuados para los aviones que se mueven en el espacio. Porque no hay nada en el Cosmos que pueda determinar esta velocidad. Sin embargo, dado que la velocidad, al final, depende de la aceleración del MLK, esta dependencia debe usarse para crear un velocímetro de nave espacial. El velocímetro debería ser un dispositivo integral que debería tener en cuenta tanto la magnitud de las aceleraciones MLK como su duración a lo largo de todo el vuelo de la nave espacial y, en base a ellas, dar la velocidad final de movimiento en cada momento.
El polilevitador es capaz de crear la fuerza de empuje necesaria del MLK, por lo que realizará todo el tiempo un vuelo activo, es decir, movimiento acelerado o ralentizado, y así salvar a todo el personal de ingravidez nociva y sobrecargas excesivas. La primera mitad del viaje en Space to Mars será en cámara rápida, y la segunda mitad del viaje será en cámara lenta. Teóricamente, esto permitirá llegar a Marte con velocidad cero. En la práctica, la aproximación a su superficie será con una velocidad bastante definida, pero baja. Pero en cualquier caso, esto permitirá un aterrizaje seguro en su superficie en un lugar adecuado.
Conociendo la distancia a Marte y la aceleración del movimiento del MLK, es fácil calcular tanto la duración del movimiento para superar el camino de la Tierra a Marte (o, por el contrario, de Marte a la Tierra), como la velocidad máxima del movimiento. . Dependiendo de la posición relativa de la Tierra y Marte en el espacio exterior, la distancia entre ellos varía. Si están del mismo lado del Sol, la distancia se vuelve mínima e igual a 150 millones de kilómetros, y si están en lados opuestos, entonces la distancia se vuelve máxima e igual a 450 millones de kilómetros. Pero estos son solo casos especiales que ocurren muy raramente. Con cada vuelo a Marte, será necesario aclarar la distancia a este, solicitada a las autoridades competentes pertinentes.
Con una aceleración uniforme en la primera mitad de la trayectoria e igualmente lenta en la segunda mitad de la trayectoria del MLK, la duración del viaje a Marte resulta ser diferente. Cálculos a una distancia a Marte igual a 150 millones de kilómetros, resulta ser igual a solo 2,86 días, y a una distancia de 450 millones de kilómetros, resulta ser ya 4,96 días. En la primera mitad del camino, el MLK acelera con una aceleración segura igual a la terrestre, y en la segunda mitad del camino frena con una desaceleración segura igual a la aceleración terrestre cuando vuela de la Tierra a Marte o, por el contrario, de Marte a la Tierra. Estas largas aceleraciones y desaceleraciones permiten eliminar sobrecargas excesivas para la tripulación y hacer un viaje de la Tierra a Marte o en la dirección opuesta en condiciones cómodas.
Así, con una distancia mínima entre la Tierra y Marte igual a 150 millones de kilómetros, el MLK la supera en 2,86 días terrestres. Acelerando en medio de la carretera a una velocidad de 4,36 millones de kilómetros por hora (1212,44 km/s). Con la distancia máxima entre la Tierra y Marte igual a 450 millones de kilómetros, el MLK la supera en 4,96 días terrestres. Acelerando a mitad de camino a una velocidad de 7,56 millones de kilómetros por hora (2100 km/s). Se debe prestar especial atención al hecho de que estos grandiosos resultados no se pueden obtener con la ayuda de las modernas naves espaciales a reacción. Es indicativo que con la ayuda de naves espaciales a reacción se prevé un viaje a Marte a una distancia mínima dentro de 120 días terrestres. En este caso, será necesario experimentar una ingravidez incómoda. Con la ayuda del MLK, el viaje durará solo 2,86 días, es decir, 42 veces más rápido, pero estará acompañado de unas condiciones confortables equivalentes a las de la tierra (sin sobrecargas ni ingravidez), ya que con una aceleración igual a la terrestre en el MLK y, en consecuencia, su tripulación actuará con una fuerza de inercia igual a la fuerza de gravedad de la Tierra. Esto significa que cada miembro de la tripulación experimentará una fuerza de inercia actuando sobre él igual a la fuerza del peso en la Tierra.
Hay que tener en cuenta que en el momento en que el MLK abandone la Tierra y se dirija hacia Marte, puede parecer ilusorio que la Tierra estará en la parte inferior y Marte en la parte superior. Esta impresión es similar a la de una persona que se mueve en un ascensor de un edificio de varios pisos. Además, será inconveniente mirar a Marte con la cabeza en alto. Por lo tanto, será necesario proporcionar un sistema de espejos ubicados en un ángulo de 450 en los compartimentos desde los cuales se observará Marte. Todas estas medidas resultarán igualmente adecuadas para observar la Tierra en el camino de regreso, de Marte a la Tierra. Por lo tanto, para no equivocarse con la elección de la dirección del movimiento, es necesario comenzar hacia Marte solo por la noche, cuando será visible en el cielo. En este caso, es necesario utilizar un horario nocturno de este tipo cuando se observará cerca de la ubicación cenital. La cabina del piloto debe estar ubicada frente al MLC, y su base (piso) debe poder girar 90 grados. Esto es necesario para que durante los vuelos sobre las superficies de los cuerpos celestes ocupe una posición horizontal, y durante los movimientos en el espacio sea perpendicular al eje longitudinal del MLC, es decir, gire 90 grados con respecto a este eje.

Quédate en Marte
El primer MLK que voló a Marte no aterrizará inmediatamente en su superficie. Inicialmente, realizará varios vuelos de reconocimiento de Marte a una altitud conveniente para observar su superficie, con el fin de seleccionar el lugar de aterrizaje más adecuado. MLK no necesita alcanzar la primera velocidad espacial marciana para estar en una órbita elíptica alrededor de Marte. No hay necesidad de tal órbita. El MLK puede flotar a cualquier altitud o moverse alrededor de Marte a esta altitud tantas veces como se desee. Todo se determina únicamente estableciendo la fuerza de empuje del polilevitador, que en este caso resulta ser una fuerza de sustentación con una componente bien definida de la fuerza de movimiento horizontal a cualquier velocidad. Estas fuerzas se ajustan fácilmente ajustando el polilevitador. Habiendo así determinado un lugar adecuado, el MLK finalmente aterrizará en la superficie de Marte. A partir de este momento, el MLK se convierte en un edificio residencial y una oficina para su personal, que durante el vuelo del MLK fue su tripulación.
Para el estudio y estudio del relieve de Marte, así como para la exploración de recursos útiles, prefabricados y totalmente equipados con todo lo necesario en la Tierra, están destinados DLLA: aviones levitadores de dos asientos. Con la ayuda de DLLA será posible crear en el menor tiempo posible, en particular, un mapa físico detallado de Marte. Lo cual, al parecer, será una prioridad máxima para que llegue el primer equipo. Para ello, de acuerdo con el cronograma, 2 DLLA volarán regularmente, en rutas dedicadas, y realizarán este trabajo. En cada DLLA, el mapa se desplegará de acuerdo a un programa previamente desarrollado en la Tierra. Para ello, la DLLA contará con el equipamiento necesario. DLLA es capaz de moverse a varias velocidades, incluidas velocidades altas, lo que permitirá explorar Marte a un ritmo elevado y en el menor tiempo posible. Las tripulaciones de DLLA deben trabajar en trajes espaciales equipados con contenedores del suministro de aire (oxígeno) necesario para la respiración de dos personas durante al menos 4-5 horas. Debido a condiciones insuficientemente cómodas, la duración de la jornada laboral para la tripulación de DLLA probablemente será de aproximadamente 1 a 2 horas. Luego, teniendo en cuenta la experiencia acumulada, se especificará el horario de trabajo de los operarios.
Dado que Marte tiene una atmósfera insignificante y no parece tener ningún campo magnético, es tan peligroso permanecer en él como en el espacio abierto. Por lo tanto, es necesario en primer lugar dotarlo de una atmósfera, preferiblemente similar a la de la tierra, y rehabilitar el campo magnético. Sin embargo, para ello es necesaria la permanencia en este planeta de una gran cantidad de personas y equipos. Para ellos. Se debe utilizar tanto el equipo de protección personal como el equipo de protección colectivo. En la medida suficiente, con un resultado del 100%, esto es imposible, por lo que la estadía de cada persona en Marte debería ser de corta duración. En primer lugar, es necesario seleccionar a aquellas personas que sean completamente resistentes a la radiación. El accidente en la planta de energía nuclear de Chernobyl reveló tales habilidades en algunas personas. Sin embargo, hay muy pocas personas con tales habilidades y no hay forma de probarlas. Para grandes grupos de especialistas, las bases con pantallas de radiación electrostática, los refugios subterráneos pueden ser medios de protección. Los biotrajes (Bio-Suit), películas delgadas de aluminio, así como películas duraderas especiales rociadas sobre el cuerpo se pueden usar como equipo de protección personal. Sin embargo, los ojos, las manos y los pies deben protegerse por separado. Moverse por Marte en la mayoría de los casos debe llevarse a cabo con la ayuda de DLLA equipados con imanes toroidales que protegen a la tripulación de la radiación dañina. Al estar en el imán toroidal DLLA, la tripulación puede controlar de forma remota varias máquinas y mecanismos que funcionan en el exterior. Esto excluye completamente la salida de la tripulación del DLLA y excluye a la tripulación de estar expuesta a la radiación. Una vez finalizado el trabajo, el DLLA regresa al refugio.
Los operadores de MLT y DLLA controlarán de forma remota la instalación de estructuras de edificios, plataformas de perforación y otras máquinas marcianas: automóviles, traíllas, excavadoras, excavadoras. Estas máquinas serán entregadas a Marte por MLT de carga según sea necesario. MLT y DLLA se pueden utilizar como grúas. Además, los primeros tienen una gran capacidad de carga - hasta 100 toneladas (cuando el segundo polilevitador de reserva está encendido), y los segundos - con una pequeña capacidad de carga - hasta 5 toneladas (cuando el polilevitador de reserva también está encendido). ).
Aparentemente, todo el trabajo en Marte se organizará de forma rotativa. Esto tendría sentido desde varios puntos de vista. Primero, muchos problemas emergentes deberán ser resueltos por un gran equipo. Este equipo puede incluir varios cientos, y luego varios miles de personas. Por lo tanto, será necesario atraer un contingente adicional de los especialistas que faltan. En segundo lugar, será necesario entregar adicionalmente el equipo faltante a Marte, en el que habrá una necesidad difícil de prever desde la primera vez. En tercer lugar, los especialistas que han trabajado en Marte necesitan descansar. En cuarto lugar, parte del trabajo será realizado por un gran número de especialistas en la Tierra, por lo que estos trabajos deben coordinarse con los especialistas que trabajan en Marte. En quinto lugar, se requerirá la entrega de recursos extraídos en Marte a la Tierra. En sexto lugar, es necesario enviar más y más MLK nuevos con personas a Marte para poblar los territorios desarrollados y, con su ayuda, desarrollar territorios adicionales. Séptimo, no hay duda de que en Marte se descubrirán recursos útiles para la Tierra, en primer lugar, estos serán minerales raros que deberán desarrollarse y se deberá entregar el equipo necesario a Marte para ellos. En este sentido, será necesario crear MLC de carga equipados con dispositivos de elevación capaces de operar en condiciones marcianas que, al igual que los MLC de pasajeros, puedan permanecer en Marte en áreas específicas y, cargados con minerales u otros recursos útiles para los terrícolas, entregar ellos a la Tierra.
Marte es esencialmente un desierto sin vida sin interés en toda su superficie, que pronto aburrirá a todos los que han estado aquí. Por lo tanto, después de familiarizarse con sus pocos lugares de interés, todas las personas que llegaron aquí deberían tener un ocio digno y descansar en lugares seguros después de un día de trabajo. Los lugares más seguros, especialmente al principio, pueden ser varios tipos de mazmorras. En las zonas montañosas subterráneas, ciudades enteras deberían crearse gradualmente. Con varios bien diseñados: centros de entretenimiento, instalaciones deportivas, edificios residenciales que forman calles enteras con tiendas, oficinas, diversas instituciones, instituciones culturales e instituciones médicas: centros médicos, clínicas, hospitales y más. Porque tiene lugar en la Tierra. Así como en la Tierra con cines, bibliotecas, macizos de flores, bonsáis decorativos y frutales, fuentes, callejones, aceras, caminos de doble sentido por donde se desplazarán transportes levitadores, que es algo parecido a los carros terrestres. Si no hay suelo en Marte, entonces se puede tomar prestado en la Tierra. Las ciudades subterráneas deben incluir no solo áreas residenciales, sino también industriales a imagen y semejanza de la tierra. Debe proporcionarse suficiente espacio para que las aeronaves de levitación monoplaza y multiplaza sin alas puedan volar a baja altura. Las ciudades subterráneas deben estar equipadas con suministro de agua, conductos de aire y alcantarillado. La presión del aire debe ser cercana a la atmosférica, la composición del aire es similar a la de la tierra. Numerosas entradas a las mazmorras de las ciudades deben tener cerraduras especiales que excluyan la fuga de aire de estas ciudades cuando las personas vestidas con trajes protectores entren y salgan. Debe crearse la infraestructura urbana necesaria para que los marcianos puedan trabajar en la superficie, y pasar el tiempo de ocio y recreación bajo tierra. Es decir, la mayor parte del tiempo vivir bajo tierra sin trajes espaciales. Aparentemente, si hay o hubo una civilización en Marte, pronto se descubrirá o se descubrirán rastros de ella. Aparentemente, estos rastros serán sobre todo subterráneos. Significa a cierta profundidad del planeta Marte. Se debe suponer que una de las entradas a la ciudad subterránea, si, por supuesto, está allí, está indicada por la "Esfinge marciana".
MLK tiene un amplio abanico de posibilidades. Además de los vuelos a cualquier distancia, la función de vivienda y oficina, puede utilizarse como estación espacial, estando a cualquier altura alta o baja de la superficie del planeta en modo de vuelo estacionario. En particular, también se puede utilizar, como se mencionó anteriormente, como una grúa, al erigir estructuras de gran altura de cualquier altura, tanto en Marte como en cualquier otro planeta, como la Tierra, o su satélite natural, como la Luna. Además, cabe señalar que esto no requiere que el planeta tenga aire u otro gas, porque el polilevitador MLK no necesita ningún soporte. Por cierto, para garantizar una comunicación de radio estable con la Tierra, implementar la televisión y transmitir una gran cantidad de información, será necesario construir una antena calada de metal liviano (acero) de varios cientos, o tal vez miles de metros de altura, entre los primeros en Marte. Esto será bastante posible con la ayuda de MLK. Además, dicha antena se puede fabricar en la planta de construcción de maquinaria de la Tierra y en forma de secciones prefabricadas. Luego fue entregado por carga MLK a Marte y montado allí. Entonces se puede insertar un bloque en la parte inferior de esta antena, incluyendo secciones de habitaciones con varios equipos similares a la tierra. La única diferencia será que el equipo adicional incluirá: EES de la capacidad requerida; un sistema que crea una atmósfera estándar; sistema de aire acondicionado modernizado; refrigerador de reserva de alimentos. También hay un almacén de productos alimenticios, que requieren medidas especiales para su conservación a largo plazo. Además de almacenes para el almacenamiento de equipos especiales y posiblemente algo más, que se aclarará más adelante.
Más y más MLK permanecerán en Marte, aumentando la población de este planeta con personas. Básicamente, se dedicarán a la extracción de minerales raros en la Tierra, metales y posiblemente algo más. Además, el turismo marciano estará muy desarrollado porque muchos terrícolas sueñan con visitar este planeta. Además, dicho viaje al MLK será más barato que viajar en una nave espacial a reacción en varios órdenes de magnitud (aproximadamente en 3-4 órdenes de magnitud). Dos esculturas creadas por seres supuestamente inteligentes han sido descubiertas en Marte. Hace mucho tiempo se descubrió una escultura, los llamados "Swinks marcianos", y la segunda es también una escultura de la cabeza de una criatura humanoide. En Marte hay montañas y valles, y en los polos hay casquetes nevados cubiertos de polvo. Todo esto será de interés para los turistas. Con el tiempo, aparentemente, habrá nuevas atracciones en Marte interesantes para los turistas. No hace falta decir que estarán ubicados a grandes distancias entre ellos. Sin embargo, esto no supondrá un problema para que los turistas los visiten. Los MLK turísticos pueden moverse muy rápidamente. Por lo tanto, los vuelos de largas distancias llevarán poco tiempo.
Se debe prestar especial atención al hecho de que en vista de las numerosas aplicaciones de varios tipos de MLK: los vuelos de pasajeros, carga y turistas a Marte y de regreso serán muy frecuentes, especialmente cuando este planeta está equipado con una atmósfera, un campo magnético y ciudades subterráneas. Es decir, cuando estará protegido de manera confiable de la radiación solar y la radiación nociva del espacio. Al parecer, al menos una salida de nave espacial a la semana. Y a medida que el asentamiento de este planeta continúa cada año, los vuelos a Marte serán aún más frecuentes.

El sistema solar no ha sido de especial interés para los escritores de ciencia ficción durante mucho tiempo. Pero, sorprendentemente, nuestros planetas “nativos” no inspiran mucho a algunos científicos, aunque todavía no han sido explorados en la práctica.

Habiendo abierto apenas una ventana al espacio, la humanidad se desgarra en distancias desconocidas, y no solo en sueños, como antes.
Sergei Korolev también prometió volar pronto al espacio "con un boleto sindical", pero esta frase ya tiene medio siglo, y una odisea espacial sigue siendo la suerte de la élite, demasiado cara. Sin embargo, hace dos años, HACA lanzó un proyecto grandioso nave estelar de 100 años, que implica la creación gradual ya largo plazo de una base científica y técnica para los vuelos espaciales.

Este programa sin precedentes debería atraer a científicos, ingenieros y entusiastas de todo el mundo. Si todo sale bien, en 100 años la humanidad podrá construir una nave interestelar y nos moveremos por el sistema solar como tranvías.

Entonces, ¿cuáles son los problemas que deben resolverse para hacer realidad el vuelo estelar?

EL TIEMPO Y LA VELOCIDAD SON RELATIVOS

Por extraño que parezca, la astronomía de los vehículos automáticos les parece a algunos científicos un problema casi resuelto. Y esto a pesar de que no tiene absolutamente ningún sentido lanzar autómatas a las estrellas con las velocidades de caracol actuales (unos 17 km/s) y otros equipos primitivos (para caminos tan desconocidos).

Ahora que las naves estadounidenses Pioneer 10 y Voyager 1 han abandonado el sistema solar, ya no hay ninguna conexión con ellas. Pioneer 10 se está moviendo hacia la estrella Aldebarán. Si no le pasa nada, llegará a las inmediaciones de esta estrella... en 2 millones de años. De la misma manera, gatea por las extensiones del Universo y otros dispositivos.

Entonces, independientemente de si una nave es habitable o no, para volar a las estrellas, necesita una alta velocidad cercana a la velocidad de la luz. Sin embargo, esto ayudará a resolver el problema de volar solo a las estrellas más cercanas.

“Incluso si logramos construir una nave estelar que pudiera volar a una velocidad cercana a la de la luz”, escribió K. Feoktistov, “el tiempo de viaje solo en nuestra galaxia se calculará en milenios y decenas de milenios, ya que su diámetro es de unos 100.000 años luz. Pero en la Tierra, mucho más pasará durante este tiempo.

De acuerdo con la teoría de la relatividad, el curso del tiempo en dos sistemas que se mueven uno respecto al otro es diferente. Dado que a grandes distancias la nave tendrá tiempo de desarrollar una velocidad muy cercana a la de la luz, la diferencia de tiempo en la Tierra y en la nave será especialmente grande.

Se supone que el primer objetivo de los vuelos interestelares será alfa Centauri (un sistema de tres estrellas), el más cercano a nosotros. A la velocidad de la luz, puedes volar allí en 4,5 años, en la Tierra pasarán diez años durante este tiempo. Pero cuanto mayor es la distancia, mayor es la diferencia en el tiempo.

¿Recuerdas la famosa Nebulosa de Andrómeda de Ivan Efremov? Allí el vuelo se mide en años, y terrenales. Una hermosa historia, por decir lo menos. Sin embargo, esta codiciada nebulosa (más precisamente, la galaxia de Andrómeda) se encuentra a una distancia de 2,5 millones de años luz de nosotros.

Según algunos cálculos, el viaje de los astronautas durará más de 60 años (según las horas de la nave estelar), pero en la Tierra pasará toda una era. ¿Cómo se encontrarán los "neandertales" del espacio con sus descendientes lejanos? ¿Y la Tierra estará viva en absoluto? Es decir, el retorno es básicamente sin sentido. Sin embargo, al igual que el vuelo en sí: debemos recordar que vemos la galaxia de Andrómeda como era hace 2,5 millones de años: gran parte de su luz nos llega. ¿Cuál es el punto de volar a un objetivo desconocido, que, tal vez, no existe desde hace mucho tiempo, en cualquier caso, en su forma anterior y en el lugar antiguo?

Esto significa que incluso los vuelos a la velocidad de la luz se justifican solo hasta estrellas relativamente cercanas. Sin embargo, los vehículos que vuelan a la velocidad de la luz, hasta ahora viven sólo en una teoría que se asemeja a la ciencia ficción, sin embargo, científica.

UNA NAVE DEL TAMAÑO DE UN PLANETA

Naturalmente, en primer lugar, a los científicos se les ocurrió la idea de utilizar la reacción termonuclear más eficiente en el motor del barco, ya parcialmente dominada (para fines militares). Sin embargo, para un viaje de ida y vuelta a una velocidad cercana a la de la luz, incluso con un diseño de sistema ideal, se requiere una relación de masa inicial a masa final de al menos 10 a la trigésima potencia. Es decir, la nave espacial se verá como un enorme tren con combustible del tamaño de un pequeño planeta. Es imposible lanzar semejante coloso al espacio desde la Tierra. Sí, y recolectar en órbita; también, no en vano, los científicos no discuten esta opción.

La idea de un motor de fotones que utilice el principio de aniquilación de materia es muy popular.

La aniquilación es la transformación de una partícula y una antipartícula durante su colisión en cualquier otra partícula diferente de las originales. La más estudiada es la aniquilación de un electrón y un positrón, lo que genera fotones, cuya energía moverá la nave espacial. Los cálculos de los físicos estadounidenses Ronan Keane y Wei-ming Zhang muestran que, basándose en tecnologías modernas, es posible crear un motor de aniquilación capaz de acelerar una nave espacial al 70 % de la velocidad de la luz.

Sin embargo, comienzan más problemas. Desafortunadamente, usar antimateria como combustible para cohetes es muy difícil. Durante la aniquilación, se producen destellos de la radiación gamma más poderosa, que son perjudiciales para los astronautas. Además, el contacto del combustible de positrones con la nave está plagado de una explosión fatal. Finalmente, aún no existen tecnologías para obtener suficiente antimateria y almacenarla durante mucho tiempo: por ejemplo, un átomo de antihidrógeno ahora "vive" menos de 20 minutos, y la producción de un miligramo de positrones cuesta $ 25 millones.

Pero supongamos que, con el tiempo, estos problemas se pueden resolver. Sin embargo, todavía se necesitará mucho combustible, y la masa inicial de una nave estelar de fotones será comparable a la masa de la Luna (según Konstantin Feoktistov).

¡ROTO LA VELA!

La nave estelar más popular y realista de hoy se considera un velero solar, cuya idea pertenece al científico soviético Friedrich Zander.

Una vela solar (luz, fotones) es un dispositivo que utiliza la presión de la luz solar o un láser sobre una superficie de espejo para propulsar una nave espacial.
En 1985, el físico estadounidense Robert Forward propuso el diseño de una sonda interestelar acelerada por energía de microondas. El proyecto preveía que la sonda llegaría a las estrellas más cercanas en 21 años.

En el XXXVI Congreso Astronómico Internacional, se propuso un proyecto para una nave espacial láser, cuyo movimiento es proporcionado por la energía de los láseres ópticos ubicados en órbita alrededor de Mercurio. Según los cálculos, la trayectoria de una nave estelar de este diseño hasta la estrella Epsilon Eridani (10,8 años luz) y de regreso llevaría 51 años.

“Es poco probable que podamos lograr un progreso significativo en la comprensión del mundo en el que vivimos, según los datos obtenidos de los viajes en nuestro sistema solar. Naturalmente, el pensamiento se vuelve hacia las estrellas. Después de todo, antes se entendió que los vuelos alrededor de la Tierra, los vuelos a otros planetas de nuestro sistema solar no son el objetivo final. Allanar el camino a las estrellas parecía ser la tarea principal.

Estas palabras no pertenecen a un escritor de ciencia ficción, sino al diseñador de naves espaciales y cosmonauta Konstantin Feoktistov. Según el científico, no se encontrará nada particularmente nuevo en el sistema solar. Y esto a pesar de que el hombre hasta ahora solo ha volado a la luna...

Sin embargo, fuera del sistema solar, la presión de la luz solar se aproximará a cero. Por ello, existe un proyecto para acelerar un velero solar con sistemas láser desde algún asteroide.

Todo esto sigue siendo teoría, pero ya se están dando los primeros pasos.

En 1993, se desplegó por primera vez una vela solar de 20 metros de ancho en el barco ruso Progress M-15 como parte del proyecto Znamya-2. Al acoplar el Progress con la estación Mir, su tripulación instaló una unidad de despliegue de reflectores a bordo del Progress. Como resultado, el reflector creó un punto brillante de 5 km de ancho, que atravesó Europa hacia Rusia a una velocidad de 8 km/s. El parche de luz tenía una luminosidad aproximadamente equivalente a la de la luna llena.

Entonces, la ventaja de un velero solar es la falta de combustible a bordo, las desventajas son la vulnerabilidad del diseño de la vela: de hecho, es una lámina delgada estirada sobre un marco. ¿Dónde está la garantía de que la vela no se perforará con partículas cósmicas en el camino?

La versión de vela puede ser adecuada para lanzar sondas robóticas, estaciones y buques de carga, pero no es adecuada para vuelos de regreso tripulados. Hay otros diseños de naves estelares, pero de alguna manera se parecen a los anteriores (con los mismos problemas masivos).

SORPRESAS EN EL ESPACIO INTERESTELAR

Parece que muchas sorpresas esperan a los viajeros en el universo. Por ejemplo, apenas asomándose al sistema solar, el dispositivo estadounidense Pioneer 10 comenzó a experimentar una fuerza de origen desconocido, provocando una débil desaceleración. Se han hecho muchas sugerencias, hasta efectos aún desconocidos de la inercia o incluso del tiempo. Todavía no existe una explicación inequívoca para este fenómeno, se consideran una variedad de hipótesis: desde técnicas simples (por ejemplo, la fuerza reactiva de una fuga de gas en un aparato) hasta la introducción de nuevas leyes físicas.

Otra nave espacial, la Voyager 1, detectó un área con un fuerte campo magnético en el borde del sistema solar. En él, la presión de las partículas cargadas del espacio interestelar hace que el campo creado por el Sol se espese. El dispositivo también registró:

• un aumento en la cantidad de electrones de alta energía (alrededor de 100 veces) que penetran en el sistema solar desde el espacio interestelar;
• un fuerte aumento en el nivel de los rayos cósmicos galácticos: partículas cargadas de alta energía de origen interestelar.

¡Y eso es solo una gota en el océano! Sin embargo, incluso lo que se sabe hoy sobre el océano interestelar es suficiente para poner en duda la posibilidad misma de navegar por el universo.

El espacio entre las estrellas no está vacío. Por todas partes hay restos de gas, polvo, partículas. Al tratar de moverse a una velocidad cercana a la de la luz, cada átomo que choca con la nave será como una partícula de rayos cósmicos de alta energía. El nivel de radiación fuerte durante un bombardeo de este tipo aumentará de manera inaceptable incluso durante los vuelos a las estrellas más cercanas.

Y el impacto mecánico de partículas a tales velocidades se asemejará a balas explosivas. Según algunos cálculos, cada centímetro de la pantalla protectora de la nave se dispararía continuamente a una velocidad de 12 disparos por minuto. Está claro que ninguna pantalla puede soportar tal exposición durante varios años de vuelo. O tendrá que tener un espesor (decenas y cientos de metros) y una masa (cientos de miles de toneladas) inaceptables.

En realidad, la nave estelar consistirá principalmente en esta pantalla y combustible, lo que requerirá varios millones de toneladas. Debido a estas circunstancias, los vuelos a tales velocidades son imposibles, más aún porque en el camino puedes encontrarte no solo con polvo, sino también con algo más grande, o quedar atrapado en un campo gravitatorio desconocido. Y entonces la muerte vuelve a ser inevitable. Por lo tanto, incluso si es posible acelerar la nave espacial a una velocidad sublumínica, no alcanzará el objetivo final: habrá demasiados obstáculos en su camino. Por lo tanto, los vuelos interestelares solo se pueden realizar a velocidades significativamente más bajas. Pero entonces el factor tiempo hace que estos vuelos no tengan sentido.

Resulta que es imposible resolver el problema del transporte de cuerpos materiales a través de distancias galácticas a velocidades cercanas a la velocidad de la luz. No tiene sentido atravesar el espacio y el tiempo con la ayuda de una estructura mecánica.

AGUJERO DE TOPO

La ciencia ficción, tratando de superar el tiempo inexorable, inventó cómo "roer agujeros" en el espacio (y el tiempo) y "doblarlo". Se les ocurrió una variedad de saltos hiperespaciales de un punto del espacio a otro, sin pasar por las áreas intermedias. Ahora los científicos se han sumado a los escritores de ciencia ficción.

Los físicos comenzaron a buscar estados extremos de la materia y escapatorias exóticas en el universo, donde se puede mover a una velocidad superlumínica contraria a la teoría de la relatividad de Einstein.

Así nació la idea del agujero de gusano. Esta madriguera une las dos partes del Universo como un túnel tallado que conecta dos ciudades separadas por una alta montaña. Desafortunadamente, los agujeros de gusano solo son posibles en el vacío absoluto. En nuestro universo, estas madrigueras son extremadamente inestables: simplemente pueden colapsar antes de que llegue una nave espacial.

Sin embargo, para crear agujeros de gusano estables, puedes usar el efecto descubierto por el holandés Hendrik Casimir. Consiste en la atracción mutua de cuerpos conductores sin carga bajo la acción de oscilaciones cuánticas en el vacío. Resulta que el vacío no está completamente vacío, hay fluctuaciones en el campo gravitatorio en el que espontáneamente aparecen y desaparecen partículas y agujeros de gusano microscópicos.

Solo queda encontrar uno de los agujeros y estirarlo, colocándolo entre dos bolas superconductoras. Una boca del agujero de gusano permanecerá en la Tierra, la otra será movida por la nave espacial casi a la velocidad de la luz hacia la estrella, el objeto final. Es decir, la nave espacial atravesará, por así decirlo, un túnel. Una vez que la nave llegue a su destino, el agujero de gusano se abrirá para un viaje interestelar real a la velocidad del rayo, cuya duración se calculará en minutos.

BURBUJA DE DEFORMACIÓN

Similar a la teoría de la curvatura de la burbuja de los agujeros de gusano. En 1994, el físico mexicano Miguel Alcubierre realizó cálculos según las ecuaciones de Einstein y encontró la posibilidad teórica de la deformación ondulatoria del continuo espacial. En este caso, el espacio se reducirá frente a la nave espacial y se expandirá simultáneamente detrás de ella. La nave estelar, por así decirlo, se coloca en una burbuja de curvatura, capaz de moverse a una velocidad ilimitada. La genialidad de la idea es que la nave espacial descansa en una burbuja de curvatura y no se violan las leyes de la teoría de la relatividad. Al mismo tiempo, la propia burbuja de curvatura se mueve, distorsionando localmente el espacio-tiempo.

A pesar de la imposibilidad de viajar más rápido que la luz, nada impide que el espacio se mueva o propague la deformación del espacio-tiempo más rápido que la luz, lo que se cree que sucedió inmediatamente después del Big Bang en la formación del Universo.

Todas estas ideas aún no encajan en el marco de la ciencia moderna, pero en 2012, los representantes de la NASA anunciaron la preparación de una prueba experimental de la teoría del Dr. Alcubierre. Quién sabe, tal vez la teoría de la relatividad de Einstein algún día se convierta en parte de una nueva teoría global. Después de todo, el proceso de aprendizaje es interminable. Entonces, un día seremos capaces de atravesar las espinas hacia las estrellas.

Irina GROMOVA

¿Qué sucedió? Muchas cosas, incluida la Guerra de Vietnam, el escándalo de Watergate, etc. Pero si miras a la raíz y te deshaces de todo lo temporal e insignificante, resulta que en realidad hay una razón: el dinero.

A veces olvidamos que los viajes espaciales son muy caros. Cuesta $ 10,000 poner solo una libra de cualquier cosa en la órbita terrestre. Imagine una estatua de oro macizo de tamaño natural de John Glenn y tendrá una idea del costo de tales proyectos. Un vuelo a la luna requeriría alrededor de $100,000 por libra de carga útil. Y un vuelo a Marte costaría $ 1 millón por libra (aproximadamente el peso de los diamantes).

Luego, en la década de 1960, la cuestión del precio prácticamente no se consideró: todo quedó cubierto por el entusiasmo general y el crecimiento de la carrera espacial con los rusos. Los logros espectaculares de los valientes astronautas ocultaron el costo del vuelo espacial, especialmente porque ambas partes estaban dispuestas a hacer todo lo posible para defender el honor nacional. Pero incluso las superpotencias no pueden soportar tal carga durante muchas décadas.

¡Todo es triste! Han pasado más de 300 años desde que Sir Isaac Newton escribió por primera vez las leyes del movimiento, y todavía estamos en la esclavitud de los cálculos simples. Para lanzar un objeto a la órbita terrestre baja, debe acelerarse a una velocidad de 7,9 km/s. Para enviar un objeto en un viaje interplanetario y sacarlo del campo gravitatorio de la Tierra, debe darle una velocidad de 11,2 km / s (Y para alcanzar este número mágico - 11,2 km / s, debemos usar la tercera ley de Newton de dinámica: cada acción Esto significa que el cohete puede acelerar, lanzando gases calientes en la dirección opuesta, de la misma manera que un globo vuela alrededor de la habitación si lo inflas y sueltas la válvula.) Entonces no es difícil calcular la coste de los viajes espaciales según las leyes de Newton. No existe ninguna ley de la naturaleza (ni física ni de ingeniería) que nos prohíba explorar el sistema solar; se trata de costo.

Pero esto no es suficiente. El cohete debe llevar combustible, lo que aumenta significativamente su carga. Los aviones pueden sortear este problema hasta cierto punto tomando oxígeno de la atmósfera y poniéndolo en los motores. Pero no hay aire en el espacio, y un cohete debe llevar consigo todo su oxígeno e hidrógeno.

Además de encarecer mucho los viajes espaciales, este hecho es la principal razón por la que no tenemos cohetes ni coches voladores. A los escritores de ficción (pero no científicos) les gusta pintar un día en el que todos nos ponemos nuestros jet packs y volamos al trabajo, o vamos de picnic los domingos en el auto volador de la familia. La gente a menudo se frustra con los futuristas porque sus predicciones nunca se hacen realidad. (Es por eso que hay tantos artículos y libros con títulos cínicos como "¿Dónde está mi mochila propulsora?"). Pero para entender la razón, todo lo que se necesita es un simple cálculo. Existen paquetes de cohetes; además, los nazis incluso intentaron usarlos durante la Segunda Guerra Mundial. Pero el peróxido de hidrógeno, el combustible habitual en tales casos, se agota rápidamente, por lo que el vuelo promedio en un cohete espacial dura solo unos minutos. Del mismo modo, los autos voladores con hélices de helicóptero queman una cantidad terrible de combustible, lo que los hace demasiado costosos para la persona promedio.

Fin del programa lunar

Los precios exorbitantes de los viajes espaciales son la razón por la que el futuro de los viajes espaciales tripulados parece tan incierto en la actualidad. George W. Bush, como presidente, presentó en 2004 un plan claro pero bastante ambicioso para un programa espacial. Primero, se suponía que el transbordador espacial se retiraría en 2010 y sería reemplazado por un nuevo sistema de cohetes llamado Constellation para 2015. En segundo lugar, para 2020 se suponía que regresaría a la Luna y eventualmente establecería una base habitable permanente en el satélite de nuestro planeta. En tercer lugar, se suponía que todo esto allanaría el camino para un vuelo tripulado a Marte.

Sin embargo, incluso en el tiempo transcurrido desde que se presentó el plan Bush, la economía espacial ha cambiado significativamente, en gran parte porque la Gran Recesión ha devastado la billetera de los futuros viajes espaciales. El informe de la Comisión Augustine, presentado en 2009 al presidente Barack Obama, afirma que con el nivel de financiación disponible, el programa original no es factible. En 2010, el presidente Obama tomó medidas prácticas para cerrar tanto el programa del transbordador espacial como el desarrollo de un reemplazo del transbordador espacial que allanaría el camino para el regreso a la Luna. En un futuro cercano, la NASA, al no tener sus propios cohetes para enviar a nuestros astronautas al espacio, se verá obligada a depender de los rusos. Por otro lado, esta situación estimula los esfuerzos de empresas privadas para crear los cohetes necesarios para continuar con el programa espacial tripulado. La NASA, habiendo abandonado su pasado glorioso, nunca más construirá cohetes para un programa tripulado. Los partidarios del plan de Obama dicen que marca el comienzo de una nueva era de exploración espacial donde prevalecerá la iniciativa privada. Los críticos dicen que la implementación de este plan convertirá a la NASA en una "agencia sin propósito".

Aterrizaje en un asteroide

El informe de la Comisión Augustine propuso un llamado camino flexible que incluía algunos objetivos bastante modestos que no requerían un consumo de combustible de cohetes demente: por ejemplo, un viaje a un asteroide cercano que pasa cerca de la Tierra, o un viaje a las lunas. de Marte El informe indicó que es posible que el asteroide objetivo simplemente no esté aún en nuestros mapas: puede ser un cuerpo rebelde desconocido que se descubrirá en un futuro cercano.

El problema, señaló el informe de la Comisión, era que el propulsor para aterrizar en la Luna, y especialmente en Marte, así como el despegue y el regreso, serían prohibitivamente caros. Pero dado que el campo gravitatorio en el asteroide y los satélites de Marte es muy débil, se requerirá mucho menos combustible. El informe de Agustín también mencionaba la posibilidad de visitar los puntos de Lagrange, es decir, esos lugares en el espacio exterior donde la atracción gravitacional de la Tierra y la Luna se anulan entre sí. (Es muy posible que estos puntos sirvan como un vertedero cósmico donde toda la basura recolectada por el sistema solar y caída en las inmediaciones de la Tierra se ha acumulado desde la antigüedad; los astronautas podrían encontrar allí piedras interesantes que datan de la formación de la Tierra. -Sistema lunar.)

De hecho, aterrizar en un asteroide es una tarea económica, ya que los asteroides tienen un campo gravitatorio extremadamente débil. (Esta es también la razón por la que los asteroides no suelen ser redondos, sino irregulares. Todos los objetos grandes del universo (estrellas, planetas y satélites) son redondos porque la gravedad los atrae uniformemente hacia el centro. Cualquier irregularidad en la forma de un planeta se aplana gradualmente. hacia afuera, pero la fuerza de gravedad sobre el asteroide es tan débil que no puede comprimir el asteroide en una bola).

Uno de los posibles objetivos de tal vuelo es el asteroide Apophis, que en 2029 debería pasar peligrosamente cerca de la Tierra. Este peñasco, de unos 300 metros de diámetro, del tamaño de un gran campo de fútbol, ​​pasará tan cerca del planeta que dejará fuera algunos de nuestros satélites artificiales. A partir de la interacción con nuestro planeta, la órbita del asteroide cambiará y, si no tienes suerte, en 2036 puede regresar a la Tierra nuevamente; incluso hay una pequeña posibilidad (1 en 100.000) de que golpee la Tierra a su regreso. Si esto realmente sucedió, el impacto habría sido igual a 100.000 bombas de Hiroshima; mientras que las tormentas de fuego, las ondas de choque y los escombros incandescentes podrían devastar por completo un área del tamaño de Francia. (A modo de comparación: un objeto mucho más pequeño, probablemente del tamaño de un edificio de apartamentos, cayó en la zona del río siberiano Podkamennaya Tunguska en 1908 y, al explotar con la fuerza de mil bombas de Hiroshima, derribó 2500 km 2 de bosque La onda de choque de esta explosión se sintió a una distancia de varios miles de kilómetros.Además, la caída creó un brillo inusual en el cielo sobre Asia y Europa, de modo que en Londres por la noche se podía leer un periódico en la calle. )

Una visita a Apophis no sería una gran carga para el presupuesto de la NASA, ya que el asteroide tendría que pasar volando de todos modos, pero aterrizar en él podría ser un desafío. Debido al débil campo gravitatorio del asteroide, la nave no tendrá que aterrizar en él en el sentido tradicional, sino atracar. Además, gira de manera desigual, por lo que antes de aterrizar será necesario realizar mediciones precisas de todos los parámetros. En general, sería interesante ver qué tan sólido es un asteroide. Algunos científicos creen que puede ser solo un montón de rocas unidas por un débil campo gravitatorio; otros lo consideran sólido. Un día, el conocimiento de la densidad de los asteroides puede ser vital para la humanidad; es posible que algún día tengamos que aplastar el asteroide en pedazos con la ayuda de armas nucleares. Si un bloque de piedra que vuela en el espacio exterior, en lugar de desmoronarse en polvo, se rompe en varios pedazos grandes, su caída a la Tierra puede resultar incluso más peligrosa que la caída de un asteroide en su conjunto. Tal vez sería mejor empujar al asteroide para que cambie ligeramente su órbita antes de que pueda volar cerca de la Tierra.

Aterrizando en una luna de Marte

Aunque la Comisión Agustín no ha recomendado una misión tripulada a Marte, todavía tenemos otra posibilidad muy interesante: enviar astronautas a las lunas de Marte, Fobos y Deimos. Estos satélites son mucho más pequeños que la Luna de la Tierra y por lo tanto, como los asteroides, tienen un campo gravitatorio muy débil. Además del relativo bajo costo, una visita al satélite de Marte tiene otras ventajas:

1. En primer lugar, estos satélites podrían utilizarse como estaciones espaciales temporales. Desde ellos es posible analizar el planeta sin coste alguno y sin descender a su superficie.

2. En segundo lugar, algún día pueden ser útiles como paso intermedio para una expedición a Marte. Desde Fobos hasta el centro del Planeta Rojo hay menos de 10.000 km, por lo que desde allí se puede volar en tan solo unas horas.

3. Probablemente hay cuevas en estos satélites que podrían usarse para organizar una base habitada permanente y para protegerla de los meteoritos y la radiación cósmica. En Phobos, en particular, está el enorme cráter Stickney; probablemente, este es un rastro del impacto de un enorme meteorito, que casi partió el satélite. Sin embargo, gradualmente, la gravedad volvió a juntar los escombros y reconstruyó el satélite. Quizás, después de esta larga colisión, quedaron muchas cuevas y grietas en Fobos.

Regreso a la Luna

El informe Augustine también habla de una nueva expedición a la Luna, pero solo si se aumenta la financiación de los programas espaciales y si se destinan al menos 30.000 millones de dólares adicionales para este programa durante los próximos diez años. Dado que esto es muy poco probable, el programa lunar puede considerarse básicamente cerrado, al menos durante los próximos años.

El programa lunar cancelado, llamado Constellation, incluía varios componentes importantes. En primer lugar, está el vehículo de lanzamiento Ares V, el primer vehículo de lanzamiento superpesado de EE. UU. desde el retiro de Saturno a principios de la década de 1970. En segundo lugar, el cohete pesado Ares I y la nave espacial Orion, capaces de transportar seis astronautas a una estación espacial cercana a la Tierra o cuatro a la Luna. Y, finalmente, el módulo de aterrizaje "Altair", que, de hecho, se suponía que descendería a la superficie de la luna.

El diseño del transbordador, donde la nave estaba montada de costado, tenía varios inconvenientes importantes, incluida la tendencia del portaaviones a perder piezas de espuma aislante durante el vuelo. Para la nave espacial Columbia, esto resultó ser un desastre: se quemó en su regreso a la tierra, llevándose consigo a siete valientes astronautas, todo porque durante el lanzamiento, una pieza de aislamiento de espuma que se desprendió del tanque de combustible externo golpeó el borde del ala. y le hizo un agujero. Al volver a entrar, los gases calientes irrumpieron en el casco del Columbia, matando a todos los que estaban dentro y provocando el colapso del barco. En el proyecto Constellation, donde se suponía que el módulo habitable se colocaría directamente encima del cohete, este problema no habría surgido.

La prensa apodó el proyecto Constellation como el "programa Apolo con esteroides", que recordaba mucho al programa lunar de la década de 1970. La longitud del cohete Ares I iba a ser de casi 100 m frente a los 112,5 m del Saturno V. Se suponía que este cohete lanzaría la nave espacial tripulada Orion al espacio, reemplazando así a los transbordadores obsoletos. Para lanzar el módulo Altair y suministrar combustible para un vuelo a la Luna, la NASA pretendía utilizar el cohete Ares V, de 118 metros de altura, capaz de lanzar 188 toneladas de carga a la órbita terrestre baja. El cohete Ares V iba a ser la columna vertebral de cualquier misión a la Luna o Marte. (Aunque se ha interrumpido el desarrollo de Ares, sería bueno guardar al menos algo del programa para uso futuro; se habla de esto).

base lunar permanente

Al cerrar el programa Constellation, el presidente Obama dejó abiertas varias opciones. La nave Orion, que se suponía que llevaría una vez más a los astronautas estadounidenses a la luna y de regreso, comenzó a ser considerada un vehículo de rescate para la Estación Espacial Internacional. Quizás en el futuro, cuando la economía se recupere de la crisis, alguna otra administración querrá volver al programa lunar, incluido el proyecto para crear una base lunar.

Establecer una base habitable permanente en la Luna inevitablemente encontrará muchos obstáculos. El primero son los micrometeoritos. Como no hay aire en la luna, las piedras del cielo caen sobre su superficie sin obstáculos. Esto es fácil de verificar simplemente mirando la superficie de nuestro satélite, completamente salpicada de rastros de colisiones de larga data con meteoritos; algunos de ellos tienen miles de millones de años.

Hace muchos años, cuando era estudiante en la Universidad de California en Berkeley, tuve la oportunidad de ver este peligro con mis propios ojos. Traído por los astronautas a principios de la década de 1970. suelo lunar hizo una verdadera sensación en el mundo científico. Me invitaron al laboratorio, donde analizaron el suelo lunar bajo un microscopio. Al principio vi una piedra, me pareció una piedra completamente común (las rocas lunares son muy similares a las de la tierra), pero tan pronto como miré a través de un microscopio ... ¡me quedé impactado! Toda la roca estaba cubierta de diminutos cráteres de meteoritos, dentro de los cuales se veían cráteres aún más pequeños. Nunca antes había visto algo así. Me di cuenta de que en un mundo sin atmósfera, incluso la mota de polvo más pequeña, que golpea a una velocidad de más de 60,000 km / h, puede matar fácilmente, y si no mata, perforar el traje espacial. (Los científicos imaginan el enorme daño causado por los micrometeoritos porque pueden simular impactos con ellos. Hay enormes cañones disponibles en los laboratorios específicamente para estudiar la naturaleza de tales impactos, capaces de disparar bolas de metal a velocidades tremendas).

Una posible solución es construir una base lunar debajo de la superficie. Se sabe que en la antigüedad la Luna era volcánicamente activa, y los astronautas pueden encontrar un tubo de lava que se adentra bajo tierra. (Los tubos de lava son rastros de antiguos flujos de lava que excavaron estructuras parecidas a cuevas y túneles en las profundidades). En 2009, los astrónomos descubrieron un tubo de lava del tamaño de un rascacielos en la Luna que podría servir como base para una base lunar permanente. .

Una cueva natural de este tipo podría proporcionar a los astronautas una protección económica contra los rayos cósmicos y las erupciones solares. Incluso cuando volamos de un extremo a otro de un continente (por ejemplo, de Nueva York a Los Ángeles), estamos expuestos a una radiación de alrededor de un milibar por hora (lo que equivale a una radiografía en el dentista). ). En la Luna, la radiación podría ser tan fuerte que las viviendas de la base tendrían que colocarse muy por debajo de la superficie. En condiciones donde no hay atmósfera, una lluvia mortal de erupciones solares y rayos cósmicos pondrá a los astronautas en riesgo directo de envejecimiento prematuro e incluso de cáncer.

La ingravidez también es un problema, especialmente durante períodos prolongados. En el centro de entrenamiento de la NASA en Cleveland, Ohio, se está experimentando con astronautas. Una vez vi a un sujeto suspendido en posición horizontal con un arnés especial corriendo a lo largo de una cinta de correr instalada verticalmente. Los científicos trataron de determinar la resistencia del sujeto en gravedad cero.

Después de hablar con médicos de la NASA, me di cuenta de que la ingravidez es mucho menos inofensiva de lo que parece a primera vista. Un médico me explicó que durante varias décadas, los vuelos de larga duración de astronautas estadounidenses y cosmonautas rusos en condiciones de ingravidez han demostrado claramente que se producen cambios significativos en el cuerpo humano en condiciones de ingravidez, los tejidos musculares, los huesos y el sistema cardiovascular se degradan. Nuestro cuerpo es el resultado de millones de años de desarrollo en el campo gravitatorio de la Tierra. En condiciones de exposición prolongada a un campo gravitatorio más débil, los procesos biológicos fallan.

Los cosmonautas rusos, después de aproximadamente un año en la ingravidez, regresan a la tierra tan débiles que apenas pueden arrastrarse. En el espacio, incluso con el ejercicio diario, los músculos se atrofian, los huesos pierden calcio y el sistema cardiovascular se debilita. Después del vuelo, algunos requieren varios meses para recuperarse y algunos cambios pueden ser irreversibles. El viaje a Marte podría durar dos años, y los astronautas llegarían tan debilitados que no podrían trabajar. (Una de las soluciones a este problema es hacer girar la nave interplanetaria, creando una gravedad artificial en ella. El mecanismo aquí es el mismo que cuando el balde gira sobre una cuerda, cuando el agua no sale ni siquiera al revés. Pero esto es muy costoso, porque mantener la rotación requeriría maquinaria pesada y voluminosa, y cada libra de peso extra significa un aumento de $10,000 en el costo del proyecto).

agua en la luna

Uno de los descubrimientos recientes podría cambiar seriamente las condiciones del juego lunar: se ha descubierto hielo antiguo en la Luna, probablemente restos de colisiones prolongadas con cometas. En 2009, la sonda lunar LCROSS de la NASA y su etapa superior Centaurus se estrellaron contra la luna cerca de su polo sur. La velocidad de colisión fue de casi 2500 m/s; como resultado, la sustancia de la superficie fue expulsada a una altura de más de un kilómetro y surgió un cráter de unos 20 m de diámetro. Los televidentes probablemente estaban un poco decepcionados de que la hermosa explosión prometida no ocurriera durante la colisión, pero los científicos estaban complacidos: la colisión resultó ser muy informativa. Entonces, se encontraron alrededor de 100 litros de agua en la sustancia expulsada de la superficie. Y en 2010, se hizo una nueva declaración impactante: en el material lunar, el agua es más del 5% en masa, por lo que quizás haya más humedad en la Luna que en algunas regiones del Sahara.

Este descubrimiento podría ser de gran importancia: es posible que los futuros astronautas puedan utilizar los depósitos de hielo sublunar para combustible de cohetes (extrayendo hidrógeno del agua), para respirar (obteniendo oxígeno), para protección (porque el agua absorbe la radiación) y para beber ( naturalmente, en forma purificada). Entonces, este descubrimiento ayudará a reducir varias veces el costo de cualquier programa lunar.

Los resultados obtenidos también pueden significar que durante la construcción y en el futuro cuando se suministre la base, los astronautas podrán utilizar los recursos locales: agua y todo tipo de minerales.

medio siglo

(2030-2070)

Vuelo a Marte

En 2010, el presidente Obama, de visita en Florida, no solo anunció el final del programa lunar, sino que también apoyó una misión a Marte y la financiación de un vehículo de lanzamiento pesado aún no especificado que algún día podría llevar astronautas al espacio profundo, más allá de la luna. orbita. Insinuó que espera esperar hasta el día, quizás en algún momento a mediados de la década de 2030, cuando los astronautas estadounidenses pongan un pie en la superficie de Marte. Algunos astronautas, como Buzz Aldrin, apoyaron con vehemencia el plan de Obama, precisamente porque se proponía saltarse la luna. Aldrin me dijo una vez que dado que los estadounidenses ya habían estado en la luna, ahora el único logro real sería ir a Marte.

De todos los planetas del sistema solar, solo Marte parece lo suficientemente similar a la Tierra como para que alguna forma de vida se haya originado allí. (Mercurio, quemado por el Sol, es probablemente demasiado hostil para que exista la vida tal como la conocemos. Los gigantes gaseosos Júpiter, Saturno, Urano y Neptuno son demasiado fríos para albergar vida. Venus es en muchos sentidos el gemelo de la Tierra, pero salvajemente el El efecto invernadero ha hecho que las condiciones sean infernales, con temperaturas que alcanzan los 500°C, una atmósfera 100 veces más densa que la de la Tierra, principalmente dióxido de carbono, y ácido sulfúrico lloviendo desde el cielo. Tus restos serán fritos y disueltos en ácido sulfúrico.)

Marte, por otro lado, fue una vez un planeta bastante húmedo. Allí, como en la Tierra, había océanos y ríos que hacía tiempo que habían desaparecido. Hoy es un desierto helado y sin vida. Sin embargo, es posible que en algún momento, hace miles de millones de años, la microvida floreciera en Marte; incluso es posible que incluso ahora las bacterias vivan en algún lugar de las aguas termales.

Después de que Estados Unidos decida firmemente llevar a cabo una expedición tripulada a Marte, llevará otros 20-30 años implementarla. Pero debe tenerse en cuenta que será mucho más difícil para una persona llegar a Marte que a la Luna. Marte comparado con la Luna es un salto cuántico en dificultad. Puedes volar a la Luna en tres días; tendrás que llegar a Marte de seis meses a un año.

En julio de 2009, los científicos de la NASA descubrieron cómo sería una expedición marciana real. Los astronautas volarán a Marte durante unos seis meses, luego pasarán 18 meses en el Planeta Rojo y luego otros seis meses en el regreso.

En total, se deberán enviar alrededor de 700 toneladas de equipos a Marte; esto es más que la Estación Espacial Internacional a un costo de 100 mil millones de dólares. Para ahorrar alimentos y agua, mientras viajan y trabajan en Marte, los astronautas tendrán que purificar sus propios productos de desecho y usarlos para fertilizar las plantas. No hay oxígeno, ni suelo, ni agua, ni animales, ni plantas en Marte, así que todo tendrá que ser traído de la Tierra. No podrá utilizar los recursos locales. La atmósfera de Marte está compuesta casi en su totalidad por dióxido de carbono y la presión atmosférica es solo el 1% de la de la Tierra. Cualquier rasgadura en el traje significaría una caída rápida de la presión y la muerte.

La expedición será tan compleja que habrá que dividirla en varias etapas. Dado que sería demasiado costoso transportar combustible desde la Tierra, es posible que se deba enviar un cohete separado con combustible a Marte para reabastecer el vehículo interplanetario. (O, si se puede extraer suficiente oxígeno e hidrógeno del hielo marciano, podrían usarse como combustible para cohetes).

Una vez que lleguen a Marte, los astronautas probablemente necesitarán semanas para adaptarse a la vida en otro planeta. El ciclo de día y noche allí es casi el mismo que en la Tierra (el día marciano es un poco más largo y dura 24,6 horas), pero el año en Marte es el doble que en la Tierra. La temperatura casi nunca sube por encima del punto de congelación. Violentas tormentas de polvo rugen allí. Las arenas de Marte son tan finas como el talco y las tormentas de polvo a menudo cubren todo el planeta.

¿Terraformar Marte?

Supongamos que a mediados de siglo los astronautas visitarán Marte y organizarán allí una base primitiva. Pero esto no es suficiente. En términos generales, la humanidad ciertamente considerará seriamente el proyecto de terraformar Marte, convirtiéndolo en un planeta más agradable para la vida. El trabajo en este proyecto comenzará, en el mejor de los casos, a finales del siglo XXI, o incluso a principios del próximo.

Los científicos ya han considerado varias formas de hacer de Marte un lugar más hospitalario. Probablemente el más simple de estos sea agregar metano u otro gas de efecto invernadero a la atmósfera del Planeta Rojo. El metano es un gas de efecto invernadero más potente que el dióxido de carbono, por lo que una atmósfera de metano atraparía la luz solar y calentaría gradualmente la superficie del planeta. La temperatura subirá por encima del punto de congelación. Además del metano, se están considerando como opciones otros gases de efecto invernadero como el amoníaco y el freón.

A medida que aumentan las temperaturas, el permafrost comenzará a derretirse por primera vez en miles de millones de años, llenando de agua los lechos de los ríos. Con el tiempo, a medida que la atmósfera se vuelve más densa, los lagos e incluso los océanos pueden volver a formarse en Marte. Como resultado, se liberará aún más dióxido de carbono: se producirá una retroalimentación positiva.

En 2009, se descubrió que el metano se liberaba naturalmente de la superficie de Marte. La fuente de este gas sigue siendo un misterio. En la Tierra, el metano se produce principalmente cuando los materiales orgánicos se pudren, pero en Marte puede ser un subproducto de algún tipo de proceso geológico. Si los científicos logran establecer la fuente de este gas, entonces quizás sea posible aumentar su producción, lo que significa cambiar la atmósfera del planeta.

Otra posibilidad es enviar un cometa a la atmósfera marciana. Si un cometa puede ser interceptado lo suficientemente lejos del Sol, incluso un pequeño impacto (el empujón de un motor de cohete especial, una colisión con una nave espacial en el ángulo correcto, o incluso la atracción gravitacional de este dispositivo) puede ser suficiente para cambiar la órbita del pecio espacial de la manera correcta. Los cometas son en su mayoría agua, y hay muchos de ellos en el sistema solar. (Por ejemplo, el núcleo del cometa Halley tiene la forma de un maní de unos 30 km de diámetro y está compuesto principalmente de hielo y roca). A medida que se acerca a Marte, el cometa comenzará a frotarse contra la atmósfera y se desintegrará lentamente, liberando agua en forma de vapor en la atmósfera del planeta. .

Si no hay un cometa adecuado disponible, se podría usar una de las lunas heladas de Júpiter o, por ejemplo, un asteroide helado como Ceres (los científicos creen que tiene un 20% de agua) en su lugar. Por supuesto, será más difícil dirigir la luna o un asteroide en la dirección que necesitamos, ya que, por regla general, tales cuerpos celestes se encuentran en órbitas estables. Y luego hay dos opciones: será posible dejar el cometa, la luna o el asteroide dado en la órbita de Marte y permitir que se colapse lentamente, liberando vapor de agua a la atmósfera, o derribar este cuerpo celeste en uno de los polos. casquetes de Marte. Las regiones polares del Planeta Rojo son dióxido de carbono congelado, que desaparece en los meses de verano, y hielo, que forma la base y nunca se derrite. Si un cometa, luna o asteroide golpea la capa de hielo, se libera una enorme cantidad de energía y el hielo seco se evapora. El gas de efecto invernadero ingresará a la atmósfera y acelerará el proceso de calentamiento global en Marte. En esta variante, también puede ocurrir una retroalimentación positiva. Cuanto más dióxido de carbono se libere de las regiones polares del planeta, más aumentará la temperatura y, en consecuencia, se liberará aún más dióxido de carbono.

Otra sugerencia es detonar varias bombas nucleares en los casquetes polares. La desventaja de este método es obvia: es posible que el agua liberada sea radiactiva. O puedes intentar construir un reactor termonuclear allí, que derretirá el hielo de las regiones polares.

El principal combustible de un reactor de fusión es el agua, y hay suficiente agua congelada en Marte.

Cuando la temperatura sube por encima del punto de congelación, se forman piscinas poco profundas en la superficie, que pueden poblarse con algunas formas de algas que prosperan en la Tierra en la Antártida. La atmósfera de Marte, que es 95% dióxido de carbono, probablemente les gustará. Las algas también se pueden manipular genéticamente para que crezcan lo más rápido posible. Las piscinas de algas acelerarán la terraformación de varias maneras. Primero, las algas convertirán el dióxido de carbono en oxígeno. En segundo lugar, cambiarán el color de la superficie de Marte y, en consecuencia, su reflectividad. Una superficie más oscura absorberá más radiación solar. En tercer lugar, dado que las algas crecerán solas, sin ninguna ayuda externa, tal forma de cambiar la situación del planeta será relativamente barata. En cuarto lugar, las algas se pueden utilizar como alimento. Con el tiempo, tales lagos con algas crearán una capa de suelo y nutrientes; las plantas podrán aprovechar esto, lo que acelerará aún más la producción de oxígeno.

Los científicos también están considerando la posibilidad de rodear Marte con satélites que recogerán la luz solar y la dirigirán a la superficie del planeta. Es posible que tales satélites, incluso por sí mismos, sean capaces de elevar la temperatura en la superficie de Marte hasta el punto de congelación y más. Tan pronto como esto suceda y el permafrost comience a derretirse, el planeta continuará calentándose por sí solo, de forma natural.

¿Beneficio económico?

No debe hacerse ilusiones y pensar que la colonización de la Luna y Marte traerá inmediatamente innumerables beneficios económicos para la humanidad. Cuando Colón zarpó hacia el Nuevo Mundo en 1492, abrió el acceso a tesoros jamás vistos en la historia. Muy pronto, los conquistadores comenzaron a enviar grandes cantidades de oro robado a los indios locales de los lugares recién descubiertos a su tierra natal y a los colonos: valiosas materias primas y productos agrícolas. Los gastos de las expediciones al Nuevo Mundo fueron más que compensados ​​por los innumerables tesoros que allí se podían encontrar.

Pero las colonias en la Luna y Marte son un asunto diferente. No hay aire, agua líquida ni suelo fértil, por lo que todo lo que necesites tendrá que ser entregado desde la Tierra por cohetes, y esto es increíblemente caro. Además, colonizar la luna, al menos a corto plazo, no tiene mucho sentido militar. Se tarda una media de tres días en ir de la Tierra a la Luna o al revés, y una guerra nuclear puede empezar y terminar en solo una hora y media, desde el momento en que se lanzan los primeros misiles balísticos intercontinentales hasta las últimas explosiones. La caballería espacial de la Luna simplemente no tendrá tiempo de tomar parte real en los eventos de la Tierra. Como resultado, el Pentágono no está financiando ningún programa importante para militarizar la luna.

Esto significa que cualquier operación a gran escala para el desarrollo de otros mundos no se dirigirá al beneficio de la Tierra, sino a nuevas colonias espaciales. Los colonos tendrán que extraer metales y otros minerales para satisfacer sus propias necesidades, ya que es demasiado costoso transportarlos desde la Tierra (y hacia la Tierra también). La minería en el cinturón de asteroides será económicamente viable solo si hay colonias autosuficientes que puedan usar los materiales extraídos por sí mismos, y esto sucederá a fines de este siglo en el mejor de los casos, o más probablemente más adelante.

Turismo espacial

Pero, ¿cuándo podrá un civil común volar al espacio? Algunos científicos, como el difunto Gerard O'Neill de la Universidad de Princeton, soñaban con una colonia espacial en forma de rueda gigante que albergaría viviendas, plantas de tratamiento de agua, cámaras de regeneración de aire, etc. problema de la superpoblación. Sin embargo, en pleno siglo XXI, la idea de que las colonias espaciales puedan resolver o incluso paliar este problema seguirá siendo una fantasía. Para la mayor parte de la humanidad, la Tierra será su único hogar durante al menos otros 100-200 años.

Sin embargo, todavía hay una forma en que una persona común puede volar al espacio: como turista. Hubo empresarios que criticaron a la NASA por su terrible ineficiencia y burocracia y están dispuestos a invertir ellos mismos en tecnología espacial, creyendo que los mecanismos del mercado ayudarán a los inversores privados a reducir el costo de los viajes espaciales. Burt Rutan y sus inversores ya ganaron el premio Ansari X de 10 millones de dólares el 4 de octubre de 2004 al lanzar su SpaceShipOne dos veces en dos semanas a poco más de 100 km sobre la superficie terrestre. SpaceShipOne es la primera nave espacial en viajar con éxito al espacio con dinero privado. Su desarrollo costó alrededor de $ 25 millones. El multimillonario de Microsoft, Paul Allen, actuó como garante de los préstamos.

En la actualidad, la nave espacial SpaceShipTwo está casi lista. Rutan cree que muy pronto será posible comenzar las pruebas, después de cuya finalización se hará realidad una nave espacial comercial. El multimillonario Richard Branson de Virgin Atlantic creó Virgin Galactic con un puerto espacial en Nuevo México y una larga lista de personas dispuestas a gastar $200,000 para hacer realidad un sueño de larga data de un vuelo espacial. Virgin Galactic, que probablemente se convertirá en la primera compañía importante en ofrecer vuelos espaciales comerciales, ya ordenó cinco naves SpaceShipTwo. Si todo sale según lo planeado, el costo de los viajes espaciales se reducirá en un factor de diez.

SpaceShipTwo utiliza varias formas de ahorrar dinero. En lugar de utilizar enormes propulsores diseñados para lanzar cargas útiles al espacio directamente desde la Tierra, Rutan pone su nave espacial en un avión y la acelera utilizando motores a reacción atmosféricos convencionales. En este caso, el oxígeno se utiliza dentro de la atmósfera. Luego, a una altitud de unos 16 km sobre el suelo, la nave se separa de la aeronave y enciende sus propios motores a reacción. La nave no puede entrar en órbita terrestre baja, pero el suministro de combustible disponible es suficiente para elevarse más de 100 kilómetros sobre la superficie terrestre, donde casi no hay atmósfera y donde los pasajeros pueden ver cómo el cielo se vuelve negro gradualmente. Los motores son capaces de acelerar el barco a una velocidad correspondiente a M=3, es decir, hasta tres veces la velocidad del sonido (unos 3.500 km/h). Esto, por supuesto, no es suficiente para ponerlo en órbita (aquí, como ya se mencionó, se necesita una velocidad de al menos 28.500 km/h, lo que corresponde a 7,9 km/s), pero será suficiente para llevar pasajeros a el borde de la atmósfera terrestre y el espacio exterior. Es muy posible que en un futuro muy cercano un vuelo turístico al espacio no cueste más que un safari en África.

(Sin embargo, para volar alrededor de la Tierra, tienes que pagar mucho más y volar a bordo de una estación espacial. Una vez le pregunté al multimillonario de Microsoft, Charles Simonyi, cuánto le costaba un boleto a la ISS. Los informes de prensa mostraron la cifra de $ 20 millones. Él respondió, que no me gustaría dar la cantidad exacta, pero que los informes de los periódicos no están muy equivocados. Le gustó tanto en el espacio que un poco más tarde voló a la estación de nuevo. Así que el turismo espacial, incluso en el no demasiado futuro lejano, seguirá siendo el privilegio de gente muy rica.)

En septiembre de 2010, el turismo espacial recibió un impulso adicional de la mano de Boeing Corporation, que anunció su entrada en este mercado y planeó los primeros vuelos para turistas espaciales a partir de 2015. Esto estaría en línea con los planes del presidente Obama de transferir el espacio tripulado exploración en manos privadas. El plan de Boeing contempla lanzamientos a la Estación Espacial Internacional desde el sitio de lanzamiento de cápsulas de Cabo Cañaveral con cuatro tripulantes y tres asientos vacíos para turistas espaciales. Sin embargo, Boeing ha sido bastante directo sobre la financiación de proyectos espaciales privados: la mayor parte del dinero tendrá que ser pagado por los contribuyentes. "Es un mercado poco confiable", dice John Elbon, jefe del programa de lanzamiento espacial comercial. “Si tuviéramos que depender únicamente de los fondos de Boeing, con todos los factores de riesgo existentes, no podríamos completar con éxito el caso”.

caballos oscuros

El costo extremadamente alto de los viajes espaciales está frenando el progreso comercial y científico, por lo que la humanidad ahora necesita una tecnología revolucionaria completamente nueva. Para mediados de siglo, los científicos e ingenieros deberían afinar los nuevos vehículos de lanzamiento para reducir el costo de los lanzamientos.

El físico Freeman Dyson destacó entre las muchas propuestas varias tecnologías que actualmente se encuentran en etapa experimental, pero que algún día, tal vez, harán que el espacio sea accesible incluso para la persona promedio. Ninguna de estas propuestas garantiza el éxito, pero si tiene éxito, el costo de enviar carga al espacio se desplomará. La primera de estas propuestas son los sistemas de propulsión láser: un potente rayo láser procedente de una fuente externa (por ejemplo, de la Tierra) se dirige a la base del cohete, donde provoca una miniexplosión, cuya onda de choque fija el cohete en movimiento. Un flujo constante de pulsos de láser vaporiza el agua y el vapor resultante impulsa el cohete hacia el espacio. La principal ventaja de un motor a reacción láser es que la energía proviene de una fuente externa, de un láser estacionario. Un cohete láser esencialmente no lleva propulsor. (Los cohetes químicos, por el contrario, gastan gran parte de su energía levantando y transportando propulsor para sus propios motores).

La tecnología de propulsión a chorro láser ya se ha demostrado en el laboratorio, donde en 1997 se probó con éxito el modelo. El lago Mirabo del Instituto Politécnico Rensselaer en Nueva York ha creado un prototipo funcional de un cohete de este tipo y lo llamó un demostrador de la tecnología de buques faro. Uno de sus primeros modelos voladores pesaba 50 gramos y era un "plato" con un diámetro de unos 15 cm Un láser de 10 kW generaba una serie de explosiones láser en la base del cohete; las ondas de choque del aire lo aceleraron con una aceleración de 2 g (que es el doble de la aceleración de la caída libre en la Tierra y es de aproximadamente 19,6 m/s 2 ) y suena como una explosión automática. Las bengalas de luz de Mirabeau se elevaron en el aire más de 30 m (que es aproximadamente lo mismo que los primeros cohetes líquidos de Robert Goddard en la década de 1930).

Dyson sueña con el día en que los sistemas de propulsión láser puedan lanzar cargas útiles pesadas a la órbita terrestre por tan solo cinco dólares la libra, lo que sin duda sería una verdadera revolución en la industria espacial. Imagina un láser gigantesco de 1.000 megavatios (equivalente a la potencia de una unidad de energía nuclear estándar) capaz de propulsar un cohete de dos toneladas en órbita, que consta de una carga útil y un tanque de agua en la base. El agua se filtra lentamente a través de pequeños poros en la pared inferior del tanque. Tanto la carga útil como el tanque pesan una tonelada. Cuando el rayo láser golpea la parte inferior del cohete, el agua se evapora instantáneamente, creando una serie de ondas de choque que empujan el cohete hacia el espacio. El cohete alcanza una aceleración de 3 g y después de seis minutos entra en órbita terrestre.

Dado que el cohete en sí no lleva combustible, no hay peligro de una explosión catastrófica del portaaviones. Para los cohetes químicos, incluso hoy, 50 años después del Primer Sputnik, la probabilidad de falla es de alrededor del 1%. Y estas fallas, por regla general, se ven muy impresionantes: el oxígeno y el hidrógeno explotan en bolas de fuego gigantes y los escombros caen sobre la plataforma de lanzamiento. El sistema láser, por otro lado, es simple, seguro y puede usarse más de una vez en intervalos muy cortos; solo se necesita agua y un láser para su funcionamiento.

Además, con el tiempo, este sistema valdrá la pena. Si se utiliza para lanzar medio millón de naves espaciales al año, la tarifa de lanzamiento cubrirá fácilmente tanto los costos operativos como los costos de desarrollo y construcción. Dyson, sin embargo, entiende que debe pasar más de una década antes de la realización de este sueño. La investigación fundamental en el campo de los láseres de alta potencia requerirá mucho más dinero del que cualquier universidad puede asignar. A menos que el gobierno o alguna gran corporación se haga cargo de la financiación del desarrollo, los sistemas de propulsión láser nunca se construirán.

Aquí es donde los fondos del Premio podrían ser muy útiles. Una vez hablé con Peter Diamandis, quien lo fundó en 1996, y descubrí que es muy consciente de las limitaciones de los cohetes químicos. Incluso con SpaceShipTwo, me confió, nos enfrentamos al hecho de que los cohetes químicos son una forma muy costosa de escapar de la gravedad de la Tierra. Como resultado, el próximo X Premio será para quien pueda crear un cohete propulsado por un haz de energía. (Pero en lugar de un rayo láser, se supone que debe usar otro rayo de energía electromagnética similar a un láser: un rayo de microondas).

La exageración que rodea al premio y el premio multimillonario en sí mismo pueden ser suficiente cebo para despertar el interés en el problema de los cohetes no químicos, como el cohete de microondas, entre empresarios e inventores.

Hay otros diseños de cohetes experimentales, pero su desarrollo conlleva diferentes riesgos. Una de las opciones es una pistola de gas que dispara algunos proyectiles desde un cañón enorme, algo así como un proyectil en la novela de Julio Verne "De la Tierra a la Luna". El proyectil de Verne, sin embargo, no habría llegado a la Luna, porque la pólvora no podría acelerarlo a la velocidad de 11 km/s necesaria para escapar del campo gravitatorio de la Tierra. En una pistola de gas, en lugar de pólvora, los proyectiles serán expulsados ​​a gran velocidad por gas comprimido a alta presión en un tubo largo. El difunto Abraham Hertzberg de la Universidad de Washington en Seattle construyó un prototipo de una pistola de unos 10 cm de diámetro y unos 10 m de largo El gas dentro de la pistola es una mezcla de metano y aire, comprimido a 25 atmósferas. El gas se enciende y el proyectil se acelera en el cañón con una aceleración de 30 000 g, a la que se aplastan la mayoría de los objetos metálicos.

Herzberg demostró que una pistola de gas podía funcionar. Pero para lanzar un proyectil al espacio, su cañón debe ser mucho más largo, unos 230 m; además, diferentes gases deben trabajar a lo largo de la trayectoria de aceleración en el cañón del arma. Para que la carga útil gane la primera velocidad espacial, es necesario organizar cinco secciones con diferentes gases de trabajo en el barril.

El costo de lanzar desde una pistola de gas puede ser incluso más bajo que usar un sistema láser. Sin embargo, es demasiado peligroso lanzar vehículos tripulados al espacio de esta manera: solo una carga sólida puede soportar una aceleración intensa en el cañón.

El tercer diseño experimental es el "slingatron", que, como una honda, debe hacer girar la carga y luego lanzarla al aire.

El prototipo de este dispositivo fue construido por Derek Tidman; su modelo de escritorio es capaz de hacer girar un objeto en unos pocos segundos y lanzarlo a velocidades de hasta 100 m/s. El prototipo del slingatron es un tubo en forma de rosquilla de aproximadamente un metro de diámetro. El tubo en sí tiene unos 2,5 cm de diámetro y contiene una pequeña bola de acero. La bola rueda a lo largo del tubo anular, y pequeños motores la empujan y la hacen acelerar.

Un verdadero slingatron, cuya tarea será lanzar la carga a la órbita cercana a la Tierra, debería ser mucho más grande en tamaño, alrededor de cien kilómetros de diámetro; además, debe inyectar energía a la pelota hasta que acelere a 11,2 km/s. La pelota saldrá volando del tirachinas con una aceleración de 1000 g, que también es mucho. No todas las cargas pueden soportar tal aceleración. Antes de que se pueda construir un verdadero slingatron, se deben resolver muchos problemas técnicos, el más importante de los cuales es minimizar la fricción entre la bola y el tubo.

Para finalizar cada uno de los tres proyectos nombrados, incluso en el mejor de los casos, tomará más de una docena de años, y solo si el gobierno o la empresa privada se hace cargo de la financiación. De lo contrario, estos prototipos permanecerán para siempre en las mesas de sus inventores.

Futuro lejano

(2070-2100)

ascensor espacial

Es posible que a finales de este siglo, el desarrollo de la nanotecnología haga posible incluso el famoso ascensor espacial. El hombre, como Jack en el tallo de frijoles, podrá escalarlo hasta las nubes y más allá. Entraremos en el ascensor, apretaremos el botón de "subir" y subiremos por la fibra, que es un nanotubo de carbono de miles de kilómetros de largo. Está claro que tal novedad podría dar un vuelco a la economía de los viajes espaciales y ponerlo todo patas arriba.

En 1895, el físico ruso Konstantin Tsiolkovsky, inspirado por la construcción de la Torre Eiffel, el edificio más alto del mundo en ese momento, se hizo una pregunta simple: ¿por qué no se puede construir una torre tan alta como el espacio? Si era lo suficientemente alto, calculó, nunca caería, de acuerdo con las leyes de la física. Llamó a tal construcción "palacio celestial".

Imagina una pelota. Si comienzas a hacerlo girar en una cuerda, entonces la fuerza centrífuga será suficiente para evitar que la pelota se caiga. De manera similar, si la cuerda es lo suficientemente larga, entonces la fuerza centrífuga evitará que la carga unida a su extremo caiga al suelo. La rotación de la Tierra será suficiente para mantener la cuerda en el cielo. Una vez que el cable del ascensor espacial se estire hacia el cielo, cualquier vehículo capaz de moverse a lo largo de él podrá ir al espacio de manera segura.

Sobre el papel, este truco parece funcionar. Pero, desafortunadamente, si intenta aplicar las leyes de movimiento de Newton y calcular la tensión del cable a partir de ellas, resulta que esta tensión supera la resistencia del acero: cualquier cable simplemente se romperá, lo que hace que el ascensor espacial sea imposible.

Durante muchos años e incluso décadas, la idea de un ascensor espacial fue olvidada o discutida nuevamente, solo para ser rechazada una vez más por la misma razón. En 1957, el científico ruso Yuri Artsutanov propuso su propia versión del proyecto, según la cual se suponía que construiría un ascensor no de abajo hacia arriba, sino, por el contrario, de arriba hacia abajo. Se propuso poner en órbita una nave espacial, que luego bajaría un cable desde allí; en el suelo solo queda arreglarlo. Fantasts también participó en la popularización de este proyecto. Arthur C. Clarke sacó a relucir el ascensor espacial en su novela de 1979 Las fuentes del paraíso, y Robert Heinlein en su novela Frida de 1982.

Los nanotubos de carbono han resucitado esta idea. Como hemos visto, tienen la mayor resistencia de todos los materiales conocidos. Son más resistentes que el acero y, potencialmente, la resistencia de los nanotubos podría soportar las cargas que surgen en el diseño de un ascensor espacial.

El reto, sin embargo, es crear una atadura de nanotubos de carbono puro de 80.000 km de largo. Esta es una tarea increíblemente difícil, porque hasta ahora los científicos han logrado obtener en el laboratorio solo unos pocos centímetros de un nanotubo de carbono puro. Por supuesto, puede entrelazar miles de millones de nanofibras, pero estas fibras no serán sólidas. La tarea es crear un nanotubo largo en el que cada átomo de carbono estará exactamente en su lugar.

En 2009, científicos de la Universidad de Rice anunciaron un importante descubrimiento: las fibras resultantes no son puras, sino compuestas, pero han desarrollado una tecnología bastante flexible que permite crear nanotubos de carbono de cualquier longitud. Mediante prueba y error, los investigadores descubrieron que los nanotubos de carbono podían disolverse en ácido clorosulfónico y luego exprimirse por un pico como una jeringa. Este método se puede utilizar para fabricar fibras de nanotubos de carbono de cualquier longitud y su grosor es de 50 micras.

Una de las aplicaciones comerciales de la fibra de nanotubos de carbono son las líneas eléctricas, ya que los nanotubos conducen la electricidad mejor que el cobre, son más ligeros y resistentes. El profesor de ingeniería de la Universidad de Rice, Matteo Pasquali, dice: “Las líneas eléctricas requieren toneladas de este tipo de fibra, y todavía no hay forma de hacerlo. Solo se me ocurre un milagro.

Aunque las fibras resultantes no son lo suficientemente puras para ser utilizadas en un ascensor espacial, estos estudios dan la esperanza de que algún día seremos capaces de desarrollar nanotubos de carbono puro lo suficientemente fuertes como para llevarnos a los cielos.

Pero incluso si asumimos que se resolverá el problema de producir nanotubos largos, los científicos se enfrentarán a otros problemas prácticos. Por ejemplo, el cable de un ascensor espacial tendría que elevarse muy por encima de las órbitas de la mayoría de los satélites. Esto significa que la órbita de algún satélite algún día se cruzará con la trayectoria del ascensor espacial y provocará un accidente. Dado que los satélites bajos vuelan a una velocidad de 7-8 km/s, una colisión puede ser catastrófica. De esto se deduce que el ascensor deberá estar equipado con motores de cohetes especiales que moverán el cable del ascensor fuera del camino de los satélites voladores y la basura espacial.

Otro problema es el clima, es decir, huracanes, tormentas eléctricas y vientos fuertes. Un ascensor espacial debe estar anclado al suelo, tal vez un portaaviones o una plataforma petrolera en el Pacífico, pero debe ser flexible para sobrevivir a los elementos.

Además, la cabina debe tener un botón de pánico y una cápsula de rescate en caso de rotura de cable. Si algo le sucede a la correa, la cabina del ascensor debe deslizarse o lanzarse en paracaídas al suelo para rescatar a los pasajeros.

Para acelerar el inicio de la investigación en el campo de los ascensores espaciales, la NASA ha anunciado varios concursos. La Carrera de Ascensores Espaciales de la NASA está sorteando premios por un total de $2 millones. De acuerdo con las reglas, para ganar la competencia de ascensores que funcionan debido a la energía transmitida a lo largo de la viga, es necesario construir un dispositivo que no pese más de 50 kg, capaz de subir a lo largo de un cable a una altura de 1 km en una velocidad de 2 m/s. La dificultad es que este aparato no debe tener combustible, baterías ni cable eléctrico. La energía para su movimiento debe ser transmitida desde la Tierra a lo largo del haz.

He visto con mis propios ojos el entusiasmo y la energía de los ingenieros que trabajan en un ascensor espacial y sueñan con ganar un premio. Incluso volé a Seattle para conocer a ingenieros jóvenes y emprendedores de un grupo llamado LaserMotive. Al escuchar el "canto de sirena", la llamada de la NASA, se dedicaron a desarrollar prototipos de un dispositivo que, muy posiblemente, se convertirá en el corazón de un ascensor espacial.

Entré en un gran hangar alquilado por jóvenes para realizar pruebas. En un extremo del hangar, vi un gran láser capaz de emitir un poderoso rayo de energía. El otro albergaba el ascensor espacial real. Era una caja de un metro de ancho con un gran espejo. El espejo reflejó el rayo láser que cayó sobre él en toda una serie de células solares que convirtieron su energía en electricidad. Se suministró electricidad al motor y la cabina del ascensor se arrastró lentamente por el corto cable. Con un dispositivo de este tipo, una cabina con un motor eléctrico no necesita arrastrar un cable eléctrico. Basta con dirigirle un rayo láser desde el suelo, y el ascensor se arrastrará solo por el cable.

El láser del hangar era tan potente que la gente tenía que protegerse los ojos con gafas especiales durante su funcionamiento. Después de muchos intentos, los jóvenes finalmente lograron que su automóvil se arrastrara. Se ha resuelto un aspecto del problema del ascensor espacial, al menos en teoría.

Inicialmente, la tarea era tan difícil que ninguno de los participantes pudo completarla y ganar el premio prometido. Sin embargo, en 2009 LaserMotive recibió el mismo premio. La competencia se llevó a cabo en la Base de la Fuerza Aérea Edwards en el desierto de Mojave en California. Un helicóptero con un cable largo colgaba sobre el desierto, y los dispositivos de los participantes intentaron trepar por este cable. El ascensor del equipo LaserMotive logró hacerlo cuatro veces en dos días; su mejor tiempo fue de 228 segundos. Así que el trabajo de los jóvenes ingenieros, que observé en ese hangar, ha dado sus frutos.

naves estelares

A finales de este siglo, lo más probable es que haya estaciones científicas en Marte y quizás en algún lugar del cinturón de asteroides, incluso a pesar de la actual crisis de financiación de la exploración espacial tripulada. El siguiente en la fila será una verdadera estrella. Hoy, una sonda interestelar sería una empresa completamente inútil, pero en cien años la situación puede cambiar.

Para que la idea de los viajes interestelares se haga realidad, se deben resolver varios problemas fundamentales. El primero de ellos es la búsqueda de un nuevo principio de movimiento. Un cohete químico tradicional tardaría unos 70.000 años en alcanzar la estrella más cercana. Por ejemplo, dos Voyagers, lanzadas en 1977, establecieron un récord de distancia a la distancia máxima de la Tierra. En la actualidad (mayo de 2011), el primero de ellos se ha alejado del Sol 17.500 millones de km, pero la distancia que ha recorrido es solo una pequeña fracción del camino a las estrellas.

Se han propuesto varios diseños y principios de movimiento para vehículos interestelares. Este es:

vela solar;

cohete nuclear;

Cohete con motor de fusión estatorreactor;

Nanonaves.

Mientras visitaba la estación Plum Brook de la NASA en Cleveland, Ohio, conocí a uno de los soñadores y ardientes defensores de la idea de la vela solar. En este sitio de prueba se construyó la cámara de vacío más grande del mundo para probar satélites. Las dimensiones de esta cámara son asombrosas; se trata de una cueva real de unos 30 m de diámetro y 38 m de altura, que fácilmente podría albergar varios edificios residenciales de varios pisos. También es lo suficientemente grande como para probar satélites y piezas de cohetes en el vacío del espacio. La escala del proyecto es increíble. Sentí que se me otorgaba un honor especial: estaba en el mismo lugar donde se probaron muchos de los satélites, sondas interplanetarias y cohetes estadounidenses más importantes.

Entonces, me reuní con uno de los principales defensores de la vela solar, el científico de la NASA Les Johnson. Me contó que desde pequeño, leyendo ciencia ficción, soñaba con construir cohetes que pudieran volar a las estrellas. Johnson incluso escribió un curso básico sobre cómo construir velas solares. Él cree que este principio se puede implementar en las próximas décadas, pero está listo para el hecho de que se construirá una nave espacial real, muy probablemente muchos años después de su muerte. Al igual que los albañiles que construyeron las grandes catedrales medievales, Johnson comprende que construir un aparato para volar a las estrellas puede costar varias vidas humanas.

El principio de funcionamiento de la vela solar se basa en que la luz, aunque no tiene masa en reposo, tiene impulso, lo que significa que puede ejercer presión. La presión que ejerce la luz solar sobre todos los objetos que encontramos es extremadamente pequeña, simplemente no la sentimos, pero si la vela solar es lo suficientemente grande y estamos dispuestos a esperar el tiempo suficiente, entonces esta presión puede acelerar una nave interestelar (en el espacio, la intensidad de la luz solar en promedio ocho veces mayor que en la Tierra).

Johnson me dijo que su objetivo era crear una vela solar gigante con un plástico muy delgado pero flexible y resistente. Esta vela debe tener varios kilómetros de ancho y se supone que se construyó en el espacio exterior. Una vez ensamblado, girará lentamente alrededor del Sol, ganando gradualmente más y más velocidad. En unos pocos años de aceleración, la vela saldrá del sistema solar y se precipitará hacia las estrellas. En general, una vela solar, me dijo Johnson, es capaz de acelerar una sonda interestelar al 0,1% de la velocidad de la luz; en consecuencia, bajo tales condiciones, alcanzará la estrella más cercana en 400 años.

Johnson está tratando de idear algo que le dé a la vela solar una aceleración adicional y reduzca el tiempo de vuelo. Una forma posible es colocar una batería de potentes láseres en la Luna. Los rayos láser, que caen sobre la vela, le transferirán energía adicional y, en consecuencia, velocidad adicional al volar a las estrellas.

Uno de los problemas de una nave estelar bajo una vela solar es que es extremadamente difícil de controlar y es casi imposible detenerse y navegar en la dirección opuesta, porque la luz del sol viaja solo en una dirección: desde el Sol. Una solución a este problema es desplegar la vela y usar la luz de la estrella objetivo para reducir la velocidad. Otra posibilidad es hacer una maniobra gravitacional alrededor de esta estrella lejana y, usando el efecto de honda, acelerar para el viaje de regreso. La tercera opción es aterrizar en alguna luna de ese sistema estelar, construir en ella una batería de láseres y emprender el viaje de regreso, utilizando la luz de la estrella y los rayos láser.

Johnson sueña con las estrellas, pero se da cuenta de que la realidad en este momento parece mucho más modesta que sus sueños. En 1993, los rusos desplegaron un reflector 25 Lavsan en un barco desacoplado de la estación Mir, pero el propósito del experimento era solo demostrar el sistema de despliegue. El segundo intento terminó en fracaso. En 2004, los japoneses lanzaron con éxito dos prototipos de velas solares, pero nuevamente, el objetivo era probar el sistema de despliegue, no la propulsión. En 2005, se hizo un ambicioso intento de desplegar una vela solar real llamada Cosmos 1, organizado por la Sociedad Planetaria, la organización pública Cosmos Studios y la Academia Rusa de Ciencias. La vela se lanzó desde un submarino ruso, pero el lanzamiento del cohete Volna no tuvo éxito y la vela solar no alcanzó la órbita.

Y en 2008, cuando un equipo de la NASA intentó lanzar una vela solar NanoSail-D, sucedió lo mismo con el cohete Falcon 1.

Finalmente, en mayo de 2010, la Agencia de Exploración Aeroespacial de Japón lanzó con éxito IKAROS, la primera nave espacial en usar tecnología de vela solar en el espacio interplanetario. El dispositivo se colocó en una ruta de vuelo hacia Venus, desplegó con éxito una vela cuadrada con una diagonal de 20 my demostró la capacidad de controlar su orientación y cambiar la velocidad de vuelo. En el futuro, los japoneses planean lanzar otra sonda interplanetaria con una vela solar a Júpiter.

Cohete nuclear

Los científicos también están considerando la posibilidad de utilizar la energía nuclear para los viajes interestelares. En 1953, la Comisión de Energía Atómica de EE. UU. comenzó un desarrollo serio de cohetes con reactores nucleares, que fueron iniciados por el proyecto Rover. En las décadas de 1950 y 1960 los experimentos con misiles nucleares terminaron en su mayoría sin éxito. Los motores nucleares se comportaban de forma inestable y, en general, resultaban demasiado complicados para los sistemas de control de entonces. Además, es fácil demostrar que la producción de energía de un reactor de fisión nuclear convencional es completamente insuficiente para una nave espacial interestelar. El reactor nuclear industrial promedio produce alrededor de 1000 MW de energía, que no es suficiente para llegar a las estrellas.

Sin embargo, allá por la década de 1950. Los científicos propusieron usar bombas atómicas y de hidrógeno para vehículos interestelares, en lugar de reactores. En el proyecto Orión, por ejemplo, se suponía que debía dispersar el cohete con las ondas expansivas de las bombas atómicas. Se suponía que la nave espacial arrojaría una serie de bombas atómicas detrás de ella, cuyas explosiones generarían poderosos destellos de rayos X. Se suponía que la onda de choque de estas explosiones aceleraría la nave estelar.

En 1959, los físicos de General Atomics estimaron que una versión avanzada de Orión, de 400 metros de diámetro, pesaría 8 millones de toneladas y sería propulsada por 1000 bombas de hidrógeno.

El físico Freeman Dyson fue un ferviente partidario del proyecto Orión. “Para mí, Orión significó la disponibilidad de todo el sistema solar para la propagación de la vida. Podría haber cambiado el curso de la historia”, dice Dyson. Además, sería una forma conveniente de deshacerse de las bombas atómicas. “En un vuelo, nos desharíamos de 2.000 bombas”.

Sin embargo, el final del Proyecto Orión fue el Tratado de Limitación de Pruebas Nucleares de 1963, que prohibió las explosiones en tierra. Sin pruebas, era imposible recordar el diseño de Orion y el proyecto se cerró.

Motor termonuclear de flujo directo

Otro proyecto de misiles nucleares fue presentado en 1960 por Robert W. Bussard; propuso equipar el cohete con un motor termonuclear, similar al motor a reacción de un avión convencional. En general, un motor estatorreactor captura aire durante el vuelo y lo mezcla con el combustible en su interior. Luego se enciende la mezcla de aire/combustible y se produce una explosión química que crea la propulsión. Bussard sugirió aplicar el mismo principio a un motor de fusión. En lugar de tomar aire de la atmósfera, como lo hace un motor de avión, un estatorreactor recolectará hidrógeno en el espacio interestelar. Se supone que el gas recolectado se comprime y calienta usando campos eléctricos y magnéticos hasta el comienzo de una reacción de fusión termonuclear de helio, en la que se libera una gran cantidad de energía. Habrá una explosión y el cohete recibirá un impulso. Y dado que el suministro de hidrógeno en el espacio interestelar es inagotable, es posible que un ramjet dure para siempre.

El diseño de la nave con un motor de fusión estatorreactor se asemeja a un cono de helado. El embudo captura gas hidrógeno, que luego ingresa al motor, se calienta y se fusiona con otros átomos de hidrógeno. Bussard calculó que un estatorreactor con un peso de unas 1000 toneladas es capaz de mantener una aceleración constante de unos 10 m/s 2 (es decir, aproximadamente igual a la aceleración de caída libre en la Tierra); en este caso, en un año, la nave espacial acelerará a aproximadamente el 77% de la velocidad de la luz. Dado que un estatorreactor no está limitado por las reservas de combustible, una nave estelar con un motor de este tipo teóricamente podría ir más allá de nuestra Galaxia y llegar a la Nebulosa de Andrómeda, ubicada a una distancia de 2 millones de años luz de nosotros, en solo 23 años según los relojes de la nave. (Según la teoría de la relatividad de Einstein, el tiempo se ralentiza en una nave espacial que acelera, por lo que los astronautas en una nave estelar solo envejecerán 23 años, incluso si han pasado millones de años en la Tierra).

Sin embargo, aquí también hay serios problemas. En primer lugar, el medio interestelar está formado principalmente por protones individuales, por lo que un motor de fusión tendría que quemar hidrógeno puro, aunque esta reacción no proporciona mucha energía. (La fusión de hidrógeno puede ocurrir de diferentes maneras. Actualmente, en la Tierra, los científicos prefieren la variante de la influencia del deuterio y el tritio, que libera mucha más energía. Sin embargo, en el medio interestelar, el hidrógeno está en forma de protones individuales, por lo que solo reacción de fusión protón-protón, en la que se libera mucha menos energía que en la reacción de deuterio-tritio). Sin embargo, Bussard demostró que si la mezcla de combustible se modifica añadiendo una cierta cantidad de carbono, entonces el carbono, actuando como catalizador, proporcionar una enorme cantidad de energía, suficiente para una nave estelar.

En segundo lugar, el embudo frente a la nave estelar, para recolectar suficiente hidrógeno, debe ser enorme, de unos 160 km de diámetro, por lo que deberá recolectarse en el espacio.

Hay otro problema sin resolver. En 1985, los ingenieros Robert Zubrin y Dana Andrews demostraron que la resistencia ambiental evitaría que una nave estelar impulsada por fusión alcance velocidades cercanas a la luz. Esta resistencia se debe al movimiento de la nave y el embudo en el campo de los átomos de hidrógeno. Sin embargo, sus cálculos se basan en algunas suposiciones que pueden no ser aplicables a los barcos con motores estatorreactores en el futuro.

En la actualidad, aunque no tenemos ideas claras sobre el proceso de fusión protón-protón (así como sobre la resistencia de los iones de hidrógeno en el medio interestelar), las perspectivas de un motor nuclear estatorreactor siguen siendo inciertas. Pero si estos problemas de ingeniería son solucionables, tal diseño seguramente resultará ser uno de los mejores.

Cohetes de antimateria

Otra opción es utilizar antimateria, la mayor fuente de energía del universo, para la nave estelar. La antimateria es opuesta a la materia en el sentido de que todas las partes constituyentes de un átomo tienen cargas opuestas. Por ejemplo, un electrón tiene carga negativa, pero un antielectrón (positrón) tiene carga positiva. Cuando entra en contacto con la materia, la antimateria se aniquila. Se libera tanta energía al mismo tiempo que una cucharadita de antimateria sería suficiente para destruir todo Nueva York.

La antimateria es algo tan poderoso que los villanos de Ángeles y demonios de Dan Brown construyen una bomba con ella y están a punto de hacer estallar el Vaticano; Según la trama, roban antimateria del centro de investigación nuclear más grande de Europa, el CERN, ubicado en Suiza, cerca de Ginebra. A diferencia de una bomba de hidrógeno, que tiene solo un 1% de efectividad, una bomba de antimateria sería 100% efectiva. Durante la aniquilación de materia y antimateria, se libera energía de acuerdo con la ecuación de Einstein: E=mc 2 .

En principio, la antimateria es un combustible ideal para cohetes. Gerald Smith, de la Universidad Estatal de Pensilvania, estimó que 4 miligramos de antimateria serían suficientes para volar a Marte, y cien gramos llevarían la nave a las estrellas más cercanas. La aniquilación de la antimateria libera mil millones de veces más energía de la que se puede obtener con la misma cantidad de combustible para cohetes modernos. Un motor de antimateria parecería bastante simple. Uno puede simplemente inyectar partículas de antimateria, una por una, en una cámara especial del cohete. Allí se aniquilan con materia ordinaria, provocando una explosión titánica. Luego, los gases calientes se expulsan desde un extremo de la cámara, creando un impulso de chorro.

Todavía estamos muy lejos de realizar este sueño. Los científicos han conseguido obtener antielectrones y antiprotones, así como átomos de antihidrógeno, en los que un antielectrón circula alrededor de un antiprotón. Esto se ha hecho tanto en el CERN como en el Laboratorio Nacional de Aceleradores Fermi (más conocido como Fermilab) cerca de Chicago en el Tevatron, el segundo acelerador de partículas más grande del mundo (solo el Gran Colisionador de Hadrones del CERN es más grande). En ambos laboratorios, los físicos enviaron una corriente de partículas de alta energía al objetivo y recibieron una corriente de fragmentos, entre los que se encontraban antiprotones. Con la ayuda de potentes imanes, la antimateria se separó de la materia ordinaria. Luego, los antiprotones resultantes se ralentizaron y se les permitió mezclarse con los antielectrones, lo que resultó en átomos de antihidrógeno.

Dave McGinnis, uno de los físicos del Fermilab, ha pensado largo y tendido sobre el uso práctico de la antimateria. Él y yo nos paramos junto al Tevatron, y Dave me explicó la abrumadora economía de la antimateria. Dijo que la única forma conocida de obtener una cantidad significativa de antimateria era usar un poderoso colisionador como el Tevatron; pero estas máquinas son extremadamente caras y solo pueden producir antimateria en cantidades muy pequeñas. Por ejemplo, en 2004, un colisionador en el CERN proporcionó a los científicos unas pocas billonésimas de gramo de antimateria, y este placer les costó a los científicos 20 millones de dólares. A este precio, la economía mundial quebrará antes de que se pueda obtener suficiente antimateria para una expedición estelar. Por sí mismos, los motores de antimateria, enfatizó McGinnis, no son nada particularmente complicados y ciertamente no contradicen las leyes de la naturaleza. Pero el costo de dicho motor no permitirá construirlo en un futuro cercano.

Una de las razones del alto costo de la antimateria es la gran cantidad de dinero que se debe gastar en la construcción de aceleradores y colisionadores. Sin embargo, los aceleradores en sí mismos son máquinas universales y se utilizan principalmente no para la producción de antimateria, sino para obtener todo tipo de partículas elementales exóticas. Esta es una herramienta para la investigación física, no un aparato industrial.

Se puede suponer que el desarrollo de un nuevo tipo de colisionador, diseñado específicamente para la producción de antimateria, podría reducir considerablemente su costo. Entonces, la producción en masa de tales máquinas permitiría obtener una cantidad significativa de antimateria. Harold Gerrish, de la NASA, confía en que el precio de la antimateria eventualmente podría caer a $ 5,000 por microgramo.

Otra posibilidad de usar antimateria como combustible para cohetes es encontrar un meteorito de antimateria en el espacio exterior. Si se encontrara tal objeto, lo más probable es que su energía sea suficiente para más de una nave estelar. Hay que decir que en 2006, como parte del satélite ruso Resurs-DK, se lanzó el instrumento europeo PAMELA, cuyo objetivo es la búsqueda de antimateria natural en el espacio exterior.

Si se puede encontrar antimateria en el espacio, entonces la humanidad tendrá que idear algo como una red electromagnética para recolectarla.

Entonces, aunque las naves espaciales interestelares sobre antimateria son una idea muy real y no contradicen las leyes de la naturaleza, lo más probable es que no aparezcan en el siglo XXI, a menos que al final del siglo los científicos puedan reducir el costo de la antimateria. a cualquier valor razonable. Pero si esto se puede hacer, el proyecto de la nave estelar de antimateria será sin duda uno de los primeros en ser considerados.

nanonaves

Durante mucho tiempo hemos estado acostumbrados a los efectos especiales en películas como Star Wars y Star Trek; la idea de naves estelares trae imágenes de enormes máquinas futuristas, erizadas por todas partes con los últimos inventos en el campo de los dispositivos de alta tecnología. Mientras tanto, existe otra posibilidad: utilizar la nanotecnología para crear diminutas naves estelares, no más grandes que un dedal o una aguja, o incluso más pequeñas. Estamos seguros de antemano de que las naves estelares deben ser enormes, como la Enterprise, y transportar una tripulación completa de astronautas. Pero con la ayuda de las nanotecnologías, las funciones principales de una nave estelar se pueden poner en un volumen mínimo, y luego no una gran nave irá a las estrellas, en las que la tripulación tendrá que vivir durante muchos años, sino millones de diminutas nanonaves. . Quizás solo una pequeña parte de ellos llegue a su destino, pero se hará lo principal: al llegar a uno de los satélites del sistema de destino, estos barcos construirán una fábrica y garantizarán la producción de un número ilimitado de sus propias copias.

Vint Cerf cree que las nanonaves se pueden usar tanto para estudiar el sistema solar como, eventualmente, para volar a las estrellas. Él dice: “Si diseñamos nanodispositivos pequeños pero poderosos que puedan ser fácilmente transportados y entregados a la superficie, debajo de la superficie y en la atmósfera de nuestros planetas y satélites vecinos, el estudio del sistema solar será mucho más efectivo... Las mismas posibilidades pueden extenderse a la investigación interestelar”.

Se sabe que en la naturaleza, los mamíferos producen solo unas pocas crías y cuidan que todas sobrevivan. Los insectos, por el contrario, dan a luz a una gran cantidad de crías, pero solo una pequeña parte de ellas sobrevive. Ambas estrategias son lo suficientemente exitosas como para permitir que existan especies en el planeta durante muchos millones de años. De la misma manera, podemos enviar una nave estelar muy costosa al espacio, o millones de pequeñas naves estelares, cada una de las cuales costará un centavo y consumirá muy poco combustible.

El concepto mismo de las nanonaves se basa en una estrategia muy exitosa y ampliamente utilizada en la naturaleza: la estrategia de la manada. Los pájaros, las abejas y otros como ellos a menudo vuelan en bandadas o enjambres. No es solo que un gran número de Vástagos garantice la seguridad; además, el rebaño funciona como un sistema de alerta temprana. Si ocurre algo peligroso en un extremo de la manada, por ejemplo, el ataque de un depredador, toda la manada recibe instantáneamente información al respecto. El rebaño es muy eficiente y enérgico. Las aves, que vuelan en una figura característica en forma de V, una cuña, usan flujos turbulentos del ala del vecino en el frente y, por lo tanto, facilitan su vuelo.

Los científicos hablan de un enjambre, bandada o familia de hormigas como un "superorganismo", que en algunos casos tiene su propia mente, independientemente de las habilidades de sus constituyentes individuales. El sistema nervioso de una hormiga, por ejemplo, es muy simple y el cerebro es muy pequeño, pero juntos, la familia de hormigas puede construir la estructura más compleja: un hormiguero. Los científicos esperan utilizar las lecciones de la naturaleza en el desarrollo de robots de "rebaño", que algún día tendrán que emprender un largo viaje a otros planetas y estrellas.

De alguna manera, todo esto recuerda el concepto de “polvo inteligente”, que está siendo desarrollado por el Pentágono: miles de millones de partículas equipadas con sensores diminutos se dispersan en el aire y realizan un reconocimiento. Cada sensor en sí mismo no tiene mente y proporciona solo un pequeño grano de información, pero juntos pueden proporcionar a sus propietarios montañas de todo tipo de datos. DARPA ha patrocinado investigaciones en esta área con miras a futuras aplicaciones militares, como el uso de polvo sensible para rastrear las posiciones enemigas en el campo de batalla. En 2007 y 2009 La USAF ha publicado planes detallados de armas para las próximas décadas; tiene de todo, desde versiones avanzadas del dron Predator (hoy cuesta 4,5 millones de dólares) hasta enormes enjambres de diminutos sensores baratos del tamaño de una cabeza de alfiler.

Los científicos también están interesados ​​en este concepto. Los enjambres de polvo sensible serían útiles para la observación en tiempo real del huracán desde mil puntos de vista diferentes; de igual forma se pueden observar tormentas eléctricas, erupciones volcánicas, terremotos, inundaciones, incendios forestales y otros fenómenos naturales. En la película Tornado, por ejemplo, vemos a un equipo de valientes cazadores de huracanes arriesgar su vida colocando sensores alrededor de un tornado. No solo es muy arriesgado, sino que tampoco es muy efectivo. En lugar de jugarse la vida colocando varios sensores alrededor de un cráter volcánico durante una erupción o alrededor de una columna de tornados caminando por la estepa y recibir información de ellos sobre temperatura, humedad y velocidad del viento, sería mucho más eficiente esparcir polvo inteligente en el aire y recibir datos simultáneamente con miles de puntos diferentes repartidos en un área de cientos de kilómetros cuadrados. En una computadora, estos datos se combinarán en una imagen tridimensional, que le mostrará en tiempo real el desarrollo de un huracán o las distintas fases de una erupción. Las empresas comerciales ya están trabajando en muestras de estos diminutos sensores, y algunos de ellos en realidad no son más grandes que la cabeza de un alfiler.

Otra ventaja de las nanonaves es que requieren muy poco combustible para llegar al espacio exterior. Mientras que los grandes vehículos de lanzamiento solo pueden acelerar a 11 km/s, los objetos diminutos como las nanonaves son relativamente fáciles de lanzar al espacio a velocidades increíblemente altas. Por ejemplo, las partículas elementales pueden acelerarse a velocidades inferiores a la de la luz utilizando un campo eléctrico ordinario. Si le damos a las nanopartículas una pequeña carga eléctrica, también pueden ser aceleradas fácilmente por un campo eléctrico.

En lugar de gastar grandes sumas de dinero para enviar sondas interplanetarias, cada nanonave podría tener la capacidad de replicarse a sí misma; por lo tanto, incluso un solo nanobot podría construir una fábrica de nanobots o incluso una base lunar. Después de eso, nuevas sondas autorreplicantes explorarán otros mundos. (El problema es crear el primer nanobot capaz de copiarse a sí mismo, y esto todavía es una cuestión de un futuro muy lejano).

En la década de 1980, la NASA tomó la idea de un robot autorreplicante lo suficientemente en serio como para encargar un estudio especial de la Universidad de Santa Clara llamado "Automatización avanzada para tareas espaciales" para examinar varias opciones posibles en detalle. Uno de los escenarios que los científicos de la NASA consideraron involucraba el envío de pequeños robots autorreplicantes a la Luna. Allí, se suponía que los robots establecerían la producción de su propia especie a partir de materiales improvisados.

El informe sobre este programa se dedicó principalmente a la creación de una planta química para el procesamiento de suelo lunar (regolito). Se suponía, por ejemplo, que el robot aterrizaría en la luna, se dividiría en sus componentes y luego los volvería a ensamblar en una nueva configuración, como un robot transformador de juguete. Entonces, el robot podría ensamblar grandes espejos parabólicos para enfocar la luz solar y comenzar a derretir el regolito. Luego, con la ayuda de ácido fluorhídrico, extraía metales utilizables y otras sustancias del regolito fundido. A partir de metales sería posible construir una base lunar. Con el tiempo, el robot también construiría una pequeña fábrica lunar para la producción de sus propias copias.

Con base en este informe, el Instituto de Conceptos Avanzados de la NASA ha lanzado una serie de proyectos basados ​​en el uso de robots autorreplicantes. Mason Peck de la Universidad de Cornell fue uno de los que se tomó en serio la idea de las diminutas naves estelares.

Fui al laboratorio de Peck y vi con mis propios ojos un banco de trabajo repleto de todo tipo de componentes que algún día podrían ir al espacio. Junto a la mesa de trabajo había una pequeña sala limpia con paredes de plástico, donde se ensamblaban los delicados componentes de los futuros satélites.

La visión de Peck de la exploración espacial es muy diferente a todo lo que vemos en las películas de Hollywood. Sugiere la posibilidad de crear un microcircuito de un centímetro por centímetro y un peso de un gramo, que puede acelerarse al 1% de la velocidad de la luz. Por ejemplo, puede aprovechar el efecto honda, con el que la NASA acelera sus estaciones interplanetarias a velocidades tremendas. Esta maniobra gravitatoria implica un sobrevuelo del planeta; de la misma manera, una piedra en una honda, sostenida por un cinturón de gravedad, acelera, vuela en círculos y se dispara en la dirección correcta. Aquí, la gravedad del planeta ayuda a dar velocidad adicional a la nave espacial.

Pero Peck quiere usar fuerzas magnéticas en lugar de la gravedad. Espera hacer que la micronave describa un bucle en el campo magnético de Júpiter, que es 20.000 veces más fuerte que el campo magnético de la Tierra y es bastante comparable a los campos de los aceleradores terrestres capaces de acelerar partículas elementales a energías de billones de electronvoltios.

Me mostró una muestra, un microchip que pensó que algún día podría hacer un largo viaje alrededor de Júpiter. Era un pequeño cuadrado de menos de la punta de un dedo, literalmente lleno de todo tipo de material científico. En general, el aparato interestelar de Peck será muy simple. Por un lado, el chip tiene una batería solar, que debería proporcionarle energía para la comunicación, por el otro, un transmisor de radio, una cámara de video y otros sensores. Este dispositivo no tiene motor, y el campo magnético de Júpiter tendrá que dispersarlo. (Desafortunadamente, en 2007, el Instituto de Conceptos Avanzados de la NASA, que había financiado este y otros proyectos innovadores para el programa espacial desde 1998, cerró debido a recortes presupuestarios).

Podemos ver que la visión de Peck de las naves estelares es muy diferente de la ciencia ficción, donde enormes naves estelares recorren el universo bajo el control de un equipo de valientes astronautas. Por ejemplo, si apareciera una base científica en una de las lunas de Júpiter, decenas de naves tan pequeñas podrían ponerse en órbita alrededor del gigante gaseoso. Si, entre otras cosas, hubiera una batería de cañones láser en esta luna, las pequeñas naves podrían acelerarse a una fracción notable de la velocidad de la luz acelerándolas con un rayo láser.

Un poco más tarde, le hice a Peck una simple pregunta: ¿podría reducir su chip al tamaño de una molécula usando nanotecnología? Entonces ni siquiera se necesitará el campo magnético de Júpiter: se pueden acelerar a velocidades sublumínicas en un acelerador convencional construido en la Luna. Dijo que era posible, pero que aún no había resuelto los detalles.

Así que tomamos una hoja de papel y juntos comenzamos a escribir ecuaciones en ella y averiguamos qué resultaría de ella. (Así es como los científicos nos comunicamos entre nosotros: caminando hacia una pizarra con tiza, o tomando una hoja de papel e intentando resolver un problema con varias fórmulas). Hemos escrito una ecuación para la fuerza de Lorentz, que Peck pretende usar para impulsar sus naves alrededor de Júpiter. Luego reducimos mentalmente las naves al tamaño de moléculas y las colocamos mentalmente en un acelerador hipotético como el Gran Colisionador de Hadrones. Rápidamente nos dimos cuenta de que con un acelerador convencional colocado en la luna, nuestras nano-naves estelares podrían acelerarse a velocidades cercanas a la velocidad de la luz sin ningún problema. Al reducir el tamaño de una nave estelar de una placa de un centímetro a una molécula, pudimos reducir el acelerador necesario para acelerarlos; ahora, en lugar de Júpiter, podríamos usar un acelerador de partículas tradicional. La idea nos pareció bastante realista.

Sin embargo, después de analizar las ecuaciones nuevamente, llegamos a una conclusión general: el único problema aquí es la estabilidad y la fuerza de las nanonaves estelares. ¿No destrozará el acelerador nuestras moléculas? Como una pelota en una cuerda, estas nanonaves, al acelerar a velocidades cercanas a la luz, experimentarán la acción de las fuerzas centrífugas. Además, estarán cargados eléctricamente, por lo que incluso las fuerzas eléctricas amenazarán su integridad. La conclusión general: sí, las nanonaves son una posibilidad real, pero se necesitarán décadas de investigación antes de que el chip de Peck pueda reducirse al tamaño de una molécula y amplificarse para que la aceleración a una velocidad cercana a la luz no pueda dañarlo de ninguna manera.

Mientras tanto, Mason Peck sueña con enviar un enjambre de nanonaves espaciales a la estrella más cercana con la esperanza de que al menos algunas superen el espacio interestelar que nos separa. Pero, ¿qué harán cuando lleguen a su destino?

Aquí es donde entra en juego el proyecto de Pei Zhang de la Universidad Carnegie Mellon en Silicon Valley. Creó toda una flotilla de mini-helicópteros, que algún día, quizás, estén destinados a elevarse a la atmósfera de un planeta alienígena. Me mostró con orgullo su enjambre de minibots, que recuerdan a los helicópteros de juguete. Sin embargo, la simplicidad exterior es engañosa. Vi muy bien que en cada uno de ellos hay un chip relleno con la electrónica más compleja. Con solo presionar un botón, Zhang levantó cuatro minibots en el aire, que inmediatamente se dispersaron en diferentes direcciones y comenzaron a transmitirnos información. Muy pronto estuve rodeado de minibots por todos lados.

Se supone que tales helicópteros, me dijo Zhang, brindan asistencia en circunstancias críticas como un incendio o una explosión; su tarea es recopilar información y reconocimiento. Con el tiempo, los minibots pueden equiparse con cámaras de televisión y sensores de temperatura, presión, dirección del viento, etc.; en el caso de un desastre natural o provocado por el hombre, dicha información puede ser vital. Se pueden lanzar miles de minibots sobre un campo de batalla, un incendio forestal o (¿por qué no?) sobre un paisaje alienígena inexplorado. Todos ellos se mantienen constantemente en contacto unos con otros. Si un minibot encuentra un obstáculo, el resto lo sabrá de inmediato.

Entonces, uno de los escenarios para el viaje interestelar es disparar miles de chips desechables y baratos, similares al chip de Mason Peck, que vuelan casi a la velocidad de la luz en dirección a la estrella más cercana. Si incluso una pequeña parte de ellos llega a su destino, las mini naves estelares liberarán alas o hélices y, como el enjambre mecánico de Pei Zhang, volarán sobre un paisaje alienígena sin precedentes. Enviarán información por radio directamente a la Tierra. Tan pronto como se descubran planetas prometedores, partirá la segunda generación de mini-naves estelares; su tarea ya será construir fábricas para la producción de todas las mismas mini naves estelares cerca de una estrella distante, que luego irá a la siguiente estrella. El proceso se desarrollará indefinidamente.

¿Éxodo de la Tierra?

Para 2100, lo más probable es que enviemos astronautas a Marte y al cinturón de asteroides, exploremos las lunas de Júpiter y nos tomemos en serio el envío de una sonda a las estrellas.

Pero, ¿y la humanidad? ¿Tendremos colonias espaciales y serán capaces de solucionar el problema de la superpoblación? ¿Encontraremos un nuevo hogar en el espacio? ¿Comenzará la raza humana a abandonar la Tierra en 2100?

No. Teniendo en cuenta el costo de los viajes espaciales, la mayoría de las personas no abordarán una nave espacial y verán planetas distantes en 2100 o incluso mucho después. Tal vez un puñado de astronautas tendrá tiempo para crear algunos pequeños puestos de avanzada de la humanidad en otros planetas y satélites para este momento, pero la humanidad en su conjunto permanecerá encadenada a la Tierra.

Dado que la Tierra será el hogar de la humanidad durante más de un siglo, preguntémonos: ¿cómo se desarrollará la civilización humana? ¿Qué impacto tendrá la ciencia en el estilo de vida, el trabajo y la sociedad? La ciencia es el motor de la prosperidad, por lo que vale la pena pensar en cómo cambiará la civilización humana y nuestro bienestar en el futuro.

Notas:

La base para determinar las coordenadas del usuario no es la medición de los desplazamientos de frecuencia, sino únicamente el tiempo de tránsito de las señales de varios satélites ubicados a diferentes (pero conocidas en cada momento) distancias de éste. Para determinar las tres coordenadas espaciales, en principio, basta con procesar las señales de cuatro satélites, aunque normalmente el receptor "tiene en cuenta" todos los satélites en servicio que escucha en ese momento. También existe un método más preciso (pero también más difícil de implementar) basado en medir la fase de la señal recibida. - Aprox. por.

O en otro idioma terrenal, según el lugar donde se rodó la película. - Aprox. por.

De hecho, el proyecto TPF ha figurado en los planes a largo plazo de la NASA durante mucho tiempo, pero siempre se ha mantenido como un "proyecto en papel", lejos de la etapa de implementación práctica. Ni este ni el segundo proyecto de la misma área temática - Fotógrafo de planetas similares a la Tierra (TPI) están incluidos en la propuesta de presupuesto para el año fiscal 2012. Quizás su sucesor sea la misión New Worlds para obtener imágenes y espectroscopia de planetas similares a la Tierra, pero no se puede decir nada sobre el momento de su lanzamiento. - Aprox. por.

De hecho, no se trataba de sensibilidad, sino de la calidad de la superficie del espejo. - Aprox. por.

Este proyecto fue seleccionado en febrero de 2009 para su ejecución conjunta por la NASA y la Agencia Espacial Europea. A principios de 2011, los estadounidenses se retiraron del proyecto por falta de fondos y Europa pospuso su decisión de participar en él hasta febrero de 2012. El proyecto Ice Clipper que se menciona a continuación fue propuesto para la competencia de la NASA en 1997 y no fue aceptado. - Aprox. por.

Por desgracia, este texto está desactualizado. Al igual que EJSM, este proyecto conjunto perdió el apoyo de EE. UU. a principios de 2011 y está bajo revisión, reclamando los mismos fondos en el presupuesto de EKA que EJSM y el Observatorio Internacional de Rayos X IXO. Solo uno de estos tres proyectos en forma abreviada puede ser aprobado para su ejecución en 2012, y el lanzamiento puede tener lugar después de 2020 - Nota. por.

Y algunos de ellos son cuestionables. - Aprox. por.

Estrictamente hablando, este era el nombre del programa de la NASA diseñado para cumplir con los requisitos de Bush, cuyas principales disposiciones son descritas por el autor a continuación. - Aprox. por.

Estados Unidos solo tiene misiles y no es necesario inventarlos desde cero: el barco Orion se puede lanzar con una versión pesada, el portaaviones Delta IV y barcos privados más ligeros, en cohetes Atlas V o Falcon-9. Pero no hay una sola nave espacial tripulada preparada, y no la habrá en los próximos tres o cuatro años. - Aprox. por.

El punto, por supuesto, no está en la distancia, sino en el ajuste y disminución de la velocidad requerida para los vuelos. También es deseable limitar la duración de la expedición para minimizar la exposición a la radiación de la tripulación. En suma, estas restricciones pueden dar como resultado un patrón de vuelo con un consumo de combustible muy alto y, en consecuencia, una gran masa del complejo de expedición y su costo. - Aprox. por.

Esto no es verdad. Los gases calientes penetraron en el ala izquierda del Columbia y, después de un calentamiento prolongado, lo privaron de fuerza. El ala se deformó, la nave perdió la única orientación correcta al frenar en la atmósfera superior y fue destruida por las fuerzas aerodinámicas. Los astronautas murieron por despresurización y sobrecargas de choque insoportables. - Aprox. por.

En febrero de 2010, la administración Obama anunció el cierre total del programa Constellation, incluida la nave espacial Orion, pero ya en abril acordó mantenerla como nave de rescate de la ISS. En 2011, se llegó a un consenso sobre el inicio inmediato de la financiación del portaaviones superpesado SLS basado en elementos del transbordador y la continuación del trabajo en el Orion sin anunciar formalmente los objetivos de un prometedor programa tripulado. - Aprox. por.

¡Nada como esto! En primer lugar, los rusos y estadounidenses que ahora vuelan juntos durante medio año aterrizan con buena salud y ya pueden caminar, aunque con precaución, el día del aterrizaje. En segundo lugar, el estado de los cosmonautas soviéticos y rusos era el mismo después de los vuelos récord de 366 y 438 días, ya que los medios desarrollados por nosotros para combatir los efectos de los factores de vuelo espacial son suficientes incluso para tales períodos. En tercer lugar, Andriyan Nikolaev y Vitaly Sevastyanov apenas podían gatear después del vuelo récord de 18 días en Soyuz-9 en 1970, cuando aún no se habían aplicado prácticamente medidas preventivas. - Aprox. por.

El giro de la nave o su parte alrededor del eje es bastante simple y casi no requiere un consumo adicional de combustible. Otra cosa es que a la tripulación no le convenga mucho trabajar en esas condiciones. Sin embargo, no existen prácticamente datos experimentales al respecto. - Aprox. por.

Esta estimación popular del costo de la ISS es incorrecta, ya que incluye artificialmente el costo de todos los vuelos de lanzadera durante el período de su construcción y operación. El diseño y la fabricación de los componentes de la estación, la instrumentación científica y el control de vuelo ahora se estiman en alrededor de $ 58 mil millones durante casi 30 años (1984-2011). - Aprox. por.

El ascensor espacial no puede terminar a la altura de la órbita geoestacionaria - para que cuelgue inmóvil y pueda servir de apoyo al movimiento de las cabinas de transporte, el sistema debe estar equipado con un contrapeso a una altura de hasta 100.000 kilómetros - Aprox. por.

La segunda instancia de esta nave espacial, NanoSail-D2, se lanzó el 20 de noviembre de 2010 junto con el satélite Fastsat, se separó de él el 17 de enero de 2011 y desplegó con éxito una vela espacial de 10 m2. - Aprox. por.

En mayo de 2011, se entregaron a la ISS tres "satélites de chip" experimentales del equipo de Peck para realizar pruebas de resistencia en condiciones de espacio abierto. - Aprox. por.

Tal transferencia en sí misma es una tarea formidable. - Aprox. por.