این مقاله به موضوعی مانند سفینه های فضایی آینده می پردازد: عکس ها، توضیحات و مشخصات. قبل از اینکه مستقیماً به موضوع بپردازیم، به خواننده یک انحراف کوتاه در تاریخ ارائه می دهیم که به ارزیابی وضعیت فعلی صنعت فضایی کمک می کند.

فضا در دوران جنگ سرد یکی از عرصه‌هایی بود که در آن رویارویی آمریکا و اتحاد جماهیر شوروی روی داد. محرک اصلی توسعه صنعت فضایی در آن سال ها دقیقاً تقابل ژئوپلیتیکی بین ابرقدرت ها بود. منابع عظیمی به برنامه های اکتشاف فضایی ریخته شده است. به عنوان مثال، برای اجرای پروژه ای به نام «آپولو» که هدف اصلی آن فرود انسان بر سطح ماه است، دولت آمریکا حدود 25 میلیارد دلار هزینه کرد. این مقدار برای دهه 1970 به سادگی غول پیکر بود. بودجه اتحاد جماهیر شوروی، برنامه قمری، که هرگز قرار نبود محقق شود، 2.5 میلیارد روبل هزینه داشت. توسعه فضاپیمای بوران 16 میلیون روبل هزینه داشت. در همان زمان، او قرار بود تنها یک پرواز فضایی انجام دهد.

برنامه شاتل فضایی

همتای آمریکایی آن بسیار خوش شانس تر بود. شاتل فضایی 135 پرتاب انجام داد. با این حال، این "شاتل" ابدی نبود. آخرین پرتاب آن در 8 جولای 2011 انجام شد. در طول اجرای برنامه، آمریکایی ها 6 "شاتل" را آزاد کردند. یکی از آنها نمونه اولیه ای بود که هرگز پروازهای فضایی انجام نداد. 2 نفر دیگر کاملاً شکست خورده اند.

برنامه شاتل فضایی را به سختی می توان از نظر اقتصادی موفقیت آمیز دانست. کشتی های یکبار مصرف بسیار مقرون به صرفه تر بودند. علاوه بر این، ایمنی پروازها در "شاتل ها" تردیدهایی را ایجاد کرد. در نتیجه دو حادثه که در حین عملیات آنها رخ داد، 14 فضانورد قربانی شدند. با این حال، دلیل چنین نتایج مبهم سفر، نقص فنی کشتی ها نیست، بلکه پیچیدگی مفهوم فضاپیمای قابل استفاده مجدد است.

ارزش فضاپیمای سایوز امروز

در نتیجه، سایوز، فضاپیمای مصرفی روسیه که در دهه 1960 توسعه یافت، تنها وسیله نقلیه ای شد که در حال حاضر پروازهای سرنشین دار را به ایستگاه فضایی بین المللی انجام می دهد. لازم به ذکر است که این به معنای برتری آنها نسبت به شاتل فضایی نیست. آنها یک سری اشکالات قابل توجه دارند. به عنوان مثال، ظرفیت حمل آنها محدود است. همچنین استفاده از چنین وسایلی منجر به تجمع زباله های مداری می شود که پس از عملیات آنها باقی می ماند. به زودی، پروازهای فضایی در سایوز به تاریخ تبدیل خواهد شد. تا به امروز، هیچ جایگزین واقعی وجود ندارد. سفینه های فضایی آینده هنوز در دست توسعه هستند که عکس هایی از آنها در این مقاله ارائه شده است. پتانسیل عظیمی که در مفهوم استفاده مجدد از کشتی ها نهفته است، اغلب حتی در زمان ما نیز از نظر فنی غیرقابل تحقق باقی می ماند.

بیانیه باراک اوباما

باراک اوباما در جولای 2011 اعلام کرد که هدف اصلی فضانوردان از ایالات متحده برای دهه های آینده پرواز به مریخ است. برنامه فضایی صورت فلکی به یکی از برنامه هایی تبدیل شده است که ناسا به عنوان بخشی از پرواز به مریخ و اکتشاف ماه اجرا می کند. برای این اهداف، البته، ما به فضاپیماهای جدید آینده نیاز داریم. وضعیت توسعه آنها چگونه است؟

فضاپیمای اوریون

امیدهای اصلی به ایجاد "اوریون" - یک فضاپیمای جدید، و همچنین موشک های حامل "Ares-5" و "Ares-1" و ماژول قمری "Altair" وابسته است. در سال 2010، دولت ایالات متحده تصمیم گرفت برنامه صورت فلکی را محدود کند، اما با وجود این، ناسا همچنان فرصت توسعه بیشتر شکارچی را داشت. قرار است در آینده نزدیک اولین پرواز آزمایشی بدون سرنشین انجام شود. فرض بر این است که دستگاه در طول این پرواز 6 هزار کیلومتر از زمین دور می شود. این حدود 15 برابر بیشتر از فاصله ای است که ایستگاه فضایی بین المللی از سیاره ما در آن قرار دارد. کشتی پس از پرواز آزمایشی به سمت زمین حرکت می کند. این دستگاه جدید می تواند با سرعت 32000 کیلومتر در ساعت وارد جو شود. "اوریون" در این شاخص 1.5 هزار کیلومتر در ساعت از "آپولو" افسانه ای فراتر می رود. اولین پرتاب سرنشین دار برای سال 2021 برنامه ریزی شده است.

طبق برنامه ریزی های ناسا، اطلس-5 و دلتا-4 به عنوان وسایل پرتاب این فضاپیما عمل خواهند کرد. تصمیم گرفته شد که توسعه آرس را کنار بگذاریم. علاوه بر این، برای اکتشافات اعماق فضا، آمریکایی ها در حال طراحی SLS - یک وسیله پرتاب جدید هستند.

مفهوم جبار

Orion یک کشتی تا حدی قابل استفاده مجدد است. از نظر مفهومی به سایوز نزدیکتر است تا به شاتل. بیشتر فضاپیماهای آینده تا حدی قابل استفاده مجدد هستند. این مفهوم فرض می کند که کپسول مایع کشتی پس از فرود بر روی زمین می تواند مجددا استفاده شود. این امکان ترکیب مقرون به صرفه بودن عملیات آپولو و سایوز را با کاربردی بودن فضاپیماهای قابل استفاده مجدد فراهم می کند. این تصمیم یک مرحله انتقالی است. ظاهراً در آینده ای دور همه فضاپیماهای آینده قابل استفاده مجدد خواهند بود. این روند توسعه صنعت فضایی است. بنابراین می توان گفت که بوران شوروی نمونه اولیه فضاپیمای آینده است، درست مانند شاتل فضایی آمریکا. آنها خیلی جلوتر از زمان خود بودند.

CST-100

به نظر می رسد واژه های «احتیاط» و «عملی بودن» به بهترین شکل ممکن آمریکایی ها را مشخص می کند. دولت این کشور تصمیم گرفته است که تمام جاه طلبی های فضایی اوریون را به دوش نگیرد. امروزه، به دستور ناسا، چندین شرکت خصوصی در حال توسعه فضاپیمای آینده خود هستند که برای جایگزینی دستگاه‌های مورد استفاده امروزی طراحی شده‌اند. برای مثال، بوئینگ در حال توسعه CST-100 است، یک فضاپیمای نیمه قابل استفاده مجدد و سرنشین دار. برای سفرهای کوتاه به مدار زمین طراحی شده است. وظیفه اصلی آن تحویل محموله و خدمه به ISS خواهد بود.

پرتاب CST-100 برنامه ریزی شده

حداکثر هفت نفر می توانند خدمه کشتی باشند. در طول توسعه CST-100، توجه ویژه ای به راحتی فضانوردان شد. فضای زندگی آن در مقایسه با کشتی های نسل قبل به طور قابل توجهی افزایش یافته است. این احتمال وجود دارد که پرتاب CST-100 با استفاده از خودروهای پرتاب فالکون، دلتا یا اطلس انجام شود. "اطلس-5" مناسب ترین گزینه است. با کمک کیسه هوا و چتر نجات، کشتی فرود می آید. بر اساس برنامه های بوئینگ، CST-100 در سال 2015 یک سری پرتاب آزمایشی را انجام خواهد داد. 2 پرواز اول بدون سرنشین خواهد بود. وظیفه اصلی آنها قرار دادن دستگاه در مدار و آزمایش سیستم های امنیتی است. در طی سومین پرواز، یک پهلوگیری سرنشین دار با ایستگاه فضایی بین المللی برنامه ریزی شده است. CST-100 در صورت آزمایش موفقیت آمیز، خیلی زود جایگزین پروگرس و سایوز، فضاپیمای روسی خواهد شد که امروزه پروازهای سرنشین دار به ایستگاه فضایی بین المللی را در انحصار خود در اختیار دارد.

توسعه "اژدها"

کشتی خصوصی دیگری که برای تحویل خدمه و محموله به ایستگاه فضایی بین‌المللی طراحی شده است، دستگاهی است که توسط اسپیس ایکس ساخته شده است. این "اژدها" است - یک کشتی تک بلوک، تا حدی قابل استفاده مجدد. قرار است 3 اصلاح از این دستگاه ساخته شود: خودمختار، باری و سرنشین دار. مانند CST-100، خدمه می توانند تا هفت نفر باشند. کشتی در اصلاح محموله می تواند 4 نفر و 2.5 تن بار را سوار کند.

"اژدها" می خواهید در آینده نیز برای پرواز به مریخ استفاده کنید. برای این منظور نسخه ویژه ای از این کشتی به نام اژدهای سرخ در حال ساخت است. پرواز بدون سرنشین این دستگاه به سیاره سرخ طبق برنامه ریزی های مقامات فضایی آمریکا در سال 2018 انجام خواهد شد.

ویژگی طراحی "اژدها" و اولین پروازها

قابلیت استفاده مجدد یکی از ویژگی های «اژدها» است. مخازن سوخت و بخشی از سیستم های قدرت پس از پرواز همراه با کپسول زنده به زمین فرود می آیند. سپس می توان دوباره از آنها برای پروازهای فضایی استفاده کرد. این ویژگی طراحی به طور مطلوب "اژدها" را از اکثر پیشرفت های امیدوارکننده دیگر متمایز می کند. "اژدها" و CST-100 در آینده ای نزدیک مکمل یکدیگر خواهند بود و به عنوان یک "شبکه ایمنی" عمل خواهند کرد. اگر یکی از این نوع کشتی ها به دلایلی نتواند وظایف محول شده را انجام دهد، دیگری بخشی از کار آن را بر عهده می گیرد.

دراگون اولین بار در سال 2010 به مدار زمین پرتاب شد. یک پرواز آزمایشی بدون سرنشین با موفقیت انجام شد. و در سال 2012، در 25 می، این دستگاه به ایستگاه فضایی بین المللی متصل شد. تا آن زمان، کشتی از سیستم لنگرگاه خودکار برخوردار نبود و برای اجرای آن لازم بود از دستکاری ایستگاه فضایی استفاده شود.

"تعقیب کننده رویا"

«Dream Chaser» نام دیگری برای فضاپیمای آینده است. نمی توان از این پروژه SpaceDev نام برد. همچنین 12 شریک این شرکت، 3 دانشگاه آمریکا و 7 مرکز ناسا در توسعه آن مشارکت داشتند. این کشتی تفاوت قابل توجهی با دیگر پیشرفت های فضایی دارد. این هواپیما از نظر ظاهری شبیه یک شاتل فضایی مینیاتوری است و می تواند مانند یک هواپیمای معمولی فرود بیاید. وظایف اصلی آن مشابه وظایف CST-100 و Dragon است. این دستگاه برای رساندن خدمه و محموله به مدار پایین زمین طراحی شده است و با استفاده از Atlas-5 به آنجا پرتاب خواهد شد.

ما چه داریم؟

و روسیه چگونه می تواند پاسخ دهد؟ فضاپیمای روسی آینده چیست؟ RSC Energia در سال 2000 شروع به طراحی مجتمع فضایی Clipper کرد که یک مجموعه چند منظوره است. این فضاپیما قابل استفاده مجدد است و شبیه چیزی است که از نظر ظاهری "شاتل" کاهش یافته است. این برای حل مشکلات مختلف از جمله تحویل محموله، گردشگری فضایی، تخلیه خدمه ایستگاه، پرواز به سیارات دیگر طراحی شده است. امیدهای خاصی به این پروژه بسته شد.

فرض بر این بود که فضاپیمای آینده روسیه به زودی ساخته می شود. اما به دلیل کمبود بودجه، این امیدها باید کنار گذاشته می شد. این پروژه در سال 2006 بسته شد. فناوری‌هایی که در طول سال‌ها توسعه یافته‌اند برای طراحی PPTS برنامه‌ریزی شده‌اند که به عنوان پروژه Rus نیز شناخته می‌شود.

ویژگی های PCA

بهترین فضاپیماهای آینده، به گفته کارشناسان روسیه، PPTS هستند. این سیستم فضایی است که قرار است به نسل جدیدی از فضاپیماها تبدیل شود. می تواند جایگزین پروگرس و سایوز شود که به سرعت در حال منسوخ شدن هستند. امروزه RSC Energia مانند گذشته Clipper مشغول توسعه این کشتی است. PTK NK به اصلاح اساسی این مجموعه تبدیل خواهد شد. وظیفه اصلی آن باز هم تحویل خدمه و محموله به ایستگاه فضایی بین المللی خواهد بود. با این حال، در آینده ای دور، تغییراتی ایجاد می شود که می توانند به ماه پرواز کنند و همچنین مأموریت های تحقیقاتی مختلفی را انجام دهند که در زمان طولانی هستند.

خود کشتی باید تا حدی قابل استفاده مجدد باشد. کپسول مایع پس از فرود مجددا استفاده می شود، اما محفظه موتور این کار را نمی کند. یکی از ویژگی های عجیب این کشتی امکان فرود بدون چتر نجات است. سیستم جت برای ترمز و فرود بر روی سطح زمین استفاده خواهد شد.

فرودگاه فضایی جدید

برخلاف سایوز که از کیهان‌دروم بایکونور در قزاقستان بلند می‌شود، کشتی‌های جدید قرار است از کیهان‌دروم وستوچنی در حال ساخت در منطقه آمور پرتاب شوند. 6 نفر خدمه را تشکیل می دهند. این دستگاه می تواند باری تا وزن 500 کیلوگرم را نیز تحمل کند. این کشتی در نسخه بدون سرنشین می تواند محموله هایی تا وزن 2 تن را تحویل دهد.

چالش های پیش روی توسعه دهندگان PCA

یکی از مشکلات اساسی پروژه PPTS نبود پرتاب کننده با مشخصات لازم است. جنبه های فنی اصلی فضاپیما امروز بررسی شده است، اما نبود وسیله پرتاب سازندگان آن را در موقعیت بسیار دشواری قرار می دهد. فرض بر این است که از نظر مشخصات به Angara که در دهه 90 توسعه یافته بود نزدیک باشد.

مشکل جدی دیگر، به اندازه کافی عجیب، هدف از طراحی PCA است. روسیه امروز به سختی می تواند برنامه های بلندپروازانه ای را برای اکتشاف مریخ و ماه اجرا کند، مشابه برنامه هایی که ایالات متحده در حال اجرای آن است. حتی اگر مجموعه فضایی با موفقیت توسعه یابد، به احتمال زیاد، تنها وظیفه آن تحویل خدمه و محموله به ایستگاه فضایی بین المللی خواهد بود. تا سال 2018، شروع آزمایش PPTS به تعویق افتاده است. دستگاه‌های امیدوارکننده از ایالات متحده تا این زمان، به احتمال زیاد، وظایفی را که امروز توسط فضاپیمای روسی پروگرس و سایوز انجام می‌شود، به عهده گرفته‌اند.

چشم اندازهای مبهم برای سفر فضایی

این یک واقعیت است که جهان امروز عاری از عاشقانه سفرهای فضایی است. این البته مربوط به گردشگری فضایی و پرتاب ماهواره نیست. شما نمی توانید نگران این حوزه های فضانوردی باشید. پروازها به ISS برای صنعت فضایی بسیار مهم هستند، اما مدت زمان اقامت در مدار خود ISS محدود است. در سال 2020 قرار است این ایستگاه منحل شود. و فضاپیمای سرنشین دار آینده بخشی جدایی ناپذیر از یک برنامه خاص است. توسعه یک دستگاه جدید در غیاب ایده هایی در مورد وظایف پیش روی آن غیرممکن است. نه تنها برای تحویل خدمه و محموله به ایستگاه فضایی بین‌المللی، فضاپیماهای جدید آینده در ایالات متحده طراحی می‌شوند، بلکه برای پرواز به ماه و مریخ نیز در حال طراحی هستند. با این حال، این وظایف به قدری از دغدغه های روزمره زمینی دور هستند که به سختی می توان انتظار پیشرفت های قابل توجهی در زمینه فضانوردی در سال های آینده داشت. تهدیدات فضایی همچنان یک فانتزی است، بنابراین طراحی سفینه های فضایی جنگی آینده منطقی نیست. و البته، قدرت های زمین به جز جنگیدن با یکدیگر برای یک مکان در مدار و سیارات دیگر، نگرانی های زیادی دارند. بنابراین ساخت چنین وسایل نقلیه ای به عنوان فضاپیمای نظامی آینده نیز غیرعملی است.

چی شد؟ خیلی چیزها، از جمله جنگ ویتنام، رسوایی واترگیت و غیره. اما اگر به ریشه نگاه کنید و از شر همه چیزهای موقتی و بی اهمیت خلاص شوید، معلوم می شود که در واقع یک دلیل وجود دارد: پول.

گاهی اوقات فراموش می کنیم که سفر به فضا بسیار گران است. قرار دادن تنها یک پوند از هر چیزی در مدار زمین 10000 دلار هزینه دارد. یک مجسمه طلای جامد از جان گلن در اندازه واقعی را تصور کنید و مقداری از هزینه چنین پروژه هایی دریافت خواهید کرد. یک پرواز به ماه به ازای هر پوند محموله حدود 100000 دلار نیاز دارد. و هزینه پرواز به مریخ 1 میلیون دلار در هر پوند (تقریباً به وزن الماس) خواهد بود.

سپس، در دهه 1960، مسئله قیمت عملا مورد توجه قرار نگرفت: همه چیز با اشتیاق عمومی و رشد مسابقه فضایی با روس ها پوشانده شد. دستاوردهای دیدنی فضانوردان شجاع هزینه های پرواز فضایی را پنهان می کرد، به خصوص که هر دو طرف مایل بودند برای حفظ افتخار ملی تمام تلاش خود را انجام دهند. اما حتی ابرقدرت ها هم نمی توانند چنین باری را برای چندین دهه تحمل کنند.

این همه غم انگیز است! بیش از 300 سال از زمانی که اسحاق نیوتن برای اولین بار قوانین حرکت را نوشت، می گذرد، و ما هنوز در تنگنای محاسبات ساده هستیم. برای پرتاب یک جسم به مدار پایین زمین، باید به سرعت 7.9 کیلومتر در ثانیه شتاب داد. برای ارسال یک جسم به یک سفر بین سیاره ای و خارج کردن آن از میدان گرانشی زمین، باید به آن سرعت 11.2 کیلومتر بر ثانیه بدهید (و برای رسیدن به این عدد جادویی - 11.2 کیلومتر در ثانیه، باید از قانون سوم نیوتن استفاده کنیم. دینامیک: هر عمل این بدان معنی است که موشک می تواند شتاب بگیرد و گازهای داغ را در جهت مخالف پرتاب کند، تقریباً به همان روشی که یک بالون در اتاق پرواز می کند اگر آن را باد کنید و دریچه را آزاد کنید.) بنابراین محاسبه مقدار آن دشوار نیست. هزینه سفر فضایی طبق قوانین نیوتن هیچ قانونی در طبیعت (نه فیزیکی و نه مهندسی) وجود ندارد که ما را از کشف منظومه شمسی منع کند. همه چیز در مورد هزینه است.

اما این کافی نیست. موشک باید سوخت حمل کند که بار آن را به میزان قابل توجهی افزایش می دهد. هواپیماها می توانند با برداشتن اکسیژن از جو و قرار دادن آن در موتور تا حدودی این مشکل را برطرف کنند. اما هیچ هوایی در فضا وجود ندارد و یک موشک باید تمام اکسیژن و هیدروژن خود را با خود حمل کند.

علاوه بر اینکه سفرهای فضایی را بسیار گران می کند، این واقعیت دلیل اصلی نداشتن بسته موشک و ماشین پرنده است. نویسندگان داستان (اما غیر دانشمندان) دوست دارند روزی را نقاشی کنند که همه ما کوله‌های جت خود را بپوشیم و به سر کار برویم - یا با ماشین پرنده خانواده به پیک نیک یکشنبه برویم. مردم اغلب از آینده پژوهان ناامید می شوند زیرا پیش بینی های آنها هرگز محقق نمی شود. (به همین دلیل است که مقالات و کتاب های زیادی با عناوین بدبینانه مانند "جت پک من کجاست؟" در اطراف وجود دارد.) اما برای درک دلیل، تنها یک محاسبه ساده لازم است. بسته های موشک وجود دارد. علاوه بر این، نازی ها حتی سعی کردند از آنها در طول جنگ جهانی دوم استفاده کنند. اما پراکسید هیدروژن، سوخت معمول در چنین مواردی، به سرعت تمام می شود، به طوری که میانگین پرواز روی یک بسته موشک تنها چند دقیقه طول می کشد. به همین ترتیب، اتومبیل های پرنده با ملخ های هلیکوپتر، مقدار هولناکی سوخت می سوزانند که باعث می شود برای افراد عادی بسیار گران باشد.

قیمت های گزاف برای سفرهای فضایی دلیلی است که چرا آینده سفرهای فضایی سرنشین دار در زمان حاضر بسیار نامشخص به نظر می رسد. جورج دبلیو بوش به عنوان رئیس جمهور در سال 2004 طرحی روشن اما نسبتا بلندپروازانه برای یک برنامه فضایی ارائه کرد. ابتدا قرار بود شاتل فضایی در سال 2010 بازنشسته شود و تا سال 2015 با سیستم موشکی جدیدی به نام Constellation جایگزین شود. دوم اینکه تا سال 2020 قرار بود به ماه بازگردد و در نهایت یک پایگاه دائمی قابل سکونت در ماهواره سیاره ما ایجاد کند. ثالثاً، همه اینها قرار بود راه را برای پرواز سرنشین دار به مریخ هموار کند.

با این حال، حتی پس از ارائه طرح بوش، اقتصاد فضایی به طور قابل توجهی تغییر کرده است، عمدتاً به این دلیل که رکود بزرگ کیف پول سفرهای فضایی آینده را ویران کرده است. گزارش کمیسیون آگوستین، که در سال 2009 به رئیس جمهور باراک اوباما ارائه شد، بیان می کند که با سطح بودجه موجود، برنامه اصلی امکان پذیر نیست. در سال 2010، پرزیدنت اوباما گام های عملی برای بستن برنامه شاتل فضایی و توسعه جانشین شاتل فضایی برداشت که راه را برای بازگشت به ماه هموار کند. در آینده نزدیک، ناسا که موشک های خود را برای فرستادن فضانوردان ما به فضا ندارد، مجبور خواهد شد به روس ها تکیه کند. از سوی دیگر، این وضعیت تلاش های شرکت های خصوصی را برای ایجاد موشک های لازم برای ادامه برنامه فضایی سرنشین دار تحریک می کند. ناسا که گذشته باشکوه خود را رها کرده است، دیگر هرگز موشک هایی برای یک برنامه سرنشین دار نخواهد ساخت. حامیان طرح اوباما می گویند که این آغاز دوره جدیدی از اکتشافات فضایی است که در آن ابتکارات خصوصی پیروز خواهد شد. منتقدان می گویند که اجرای این طرح ناسا را ​​به یک "آژانس بدون هدف" تبدیل می کند.

گزارش کمیسیون آگوستین مسیری به اصطلاح انعطاف‌پذیر را پیشنهاد می‌کرد که شامل چند هدف نسبتاً متوسط ​​بود که نیازی به مصرف سوخت موشکی نداشت: برای مثال، سفر به یک سیارک نزدیک که اتفاقاً در کنار زمین پرواز می‌کند، یا سفر به ماه‌ها. مریخ این گزارش نشان داد که سیارک مورد نظر ممکن است هنوز روی نقشه‌های ما نباشد: ممکن است این یک جسم سرکش ناشناخته باشد که در آینده نزدیک کشف خواهد شد.

گزارش کمیسیون اشاره کرد که مشکل این بود که پیشرانه برای فرود روی ماه و به ویژه در مریخ، و همچنین برخاستن و بازگشت، بسیار گران تمام می شود. اما از آنجایی که میدان گرانشی روی سیارک و ماهواره های مریخ بسیار ضعیف است، سوخت بسیار کمتری مورد نیاز خواهد بود. گزارش آگوستین همچنین به امکان بازدید از نقاط لاگرانژ اشاره کرد، یعنی مکان‌هایی در فضای بیرونی که جاذبه‌های گرانشی زمین و ماه یکدیگر را خنثی می‌کنند. (این امکان وجود دارد که این نقاط به عنوان یک زباله دان کیهانی عمل کنند که در آن تمام زباله های جمع آوری شده توسط منظومه شمسی و ریخته شده در مجاورت زمین از زمان های قدیم جمع شده است؛ فضانوردان می توانند سنگ های جالبی را در آنجا پیدا کنند که قدمت آنها به زمان شکل گیری زمین باز می گردد. -سیستم ماه.)

در واقع فرود آمدن روی یک سیارک کار ارزانی است، زیرا سیارک ها میدان گرانشی بسیار ضعیفی دارند. (به همین دلیل است که سیارک ها معمولاً گرد نیستند، بلکه نامنظم هستند. همه اجرام بزرگ در جهان - ستارگان، سیارات و ماهواره ها - گرد هستند زیرا گرانش آنها را به طور یکنواخت به سمت مرکز می کشد. هر گونه بی نظمی در شکل یک سیاره به تدریج مسطح می شود. بیرون، اما نیروی گرانش روی سیارک آنقدر ضعیف است که نمی تواند سیارک را به صورت توپ فشرده کند.)

یکی از اهداف احتمالی چنین پروازی سیارک آپوفیس است که در سال 2029 باید به طور خطرناکی از نزدیکی زمین عبور کند. این تخته سنگ با عرض حدود 300 متر و به اندازه یک زمین فوتبال بزرگ، چنان از سیاره زمین عبور می کند که برخی از ماهواره های مصنوعی ما را بیرون می گذارد. از تعامل با سیاره ما، مدار سیارک تغییر خواهد کرد و اگر خوش شانس نباشید، ممکن است در سال 2036 دوباره به زمین بازگردد. حتی احتمال کمی وجود دارد (1 در 100000) که در بازگشت به زمین برخورد کند. اگر واقعاً این اتفاق می افتاد، تأثیر آن برابر با 100000 بمب هیروشیما بود. در حالی که طوفان های آتش، امواج شوک و زباله های رشته ای می تواند منطقه ای به وسعت فرانسه را کاملاً ویران کند. (برای مقایسه: یک شی بسیار کوچکتر، احتمالاً به اندازه یک ساختمان آپارتمانی، در سال 1908 در منطقه رودخانه سیبری Podkamennaya Tunguska سقوط کرد و پس از انفجار با نیروی هزار بمب هیروشیما، 2500 کیلومتر مربع از آن را فرو ریخت. جنگل موج ضربه ای این انفجار در فاصله چند هزار کیلومتری احساس شد.علاوه بر این، سقوط درخشش غیرمعمولی از آسمان بر فراز آسیا و اروپا ایجاد کرد، به طوری که در لندن در شب می توانید روزنامه ای را در خیابان بخوانید. )

بازدید از آپوفیس بار زیادی بر بودجه ناسا وارد نمی کند، زیرا به هر حال سیارک باید از کنار آن عبور کند، اما فرود آمدن روی آن می تواند یک چالش باشد. به دلیل میدان گرانشی ضعیف این سیارک، کشتی مجبور نیست به معنای سنتی روی آن فرود بیاید، بلکه باید پهلو بگیرد. علاوه بر این، به طور ناهموار می چرخد، بنابراین قبل از فرود، اندازه گیری دقیق تمام پارامترها ضروری است. به طور کلی، جالب است که ببینیم یک سیارک چقدر جامد است. برخی از دانشمندان بر این باورند که ممکن است فقط یک دسته سنگ باشد که توسط یک میدان گرانشی ضعیف به هم متصل شده است. دیگران آن را محکم می دانند. یک روز، آگاهی از چگالی سیارک ها ممکن است برای بشریت حیاتی باشد. این امکان وجود دارد که روزی ما مجبور شویم این سیارک را با کمک سلاح های هسته ای تکه تکه کنیم. اگر یک بلوک سنگی که در فضای بیرونی پرواز می کند، به جای تبدیل شدن به پودر، به چند قطعه بزرگ تبدیل شود، سقوط آنها به زمین ممکن است حتی خطرناک تر از سقوط یک سیارک به عنوان یک کل باشد. شاید بهتر باشد سیارک را فشار دهیم تا قبل از اینکه بتواند به زمین نزدیک شود، مدارش را تغییر دهد.

اگرچه کمیسیون آگوستین مأموریت سرنشین دار به مریخ را توصیه نکرده است، اما ما هنوز یک امکان بسیار جالب دیگر داریم - فرستادن فضانوردان به قمرهای مریخ، فوبوس و دیموس. این ماهواره ها بسیار کوچکتر از ماه زمین هستند و بنابراین مانند سیارک ها میدان گرانشی بسیار ضعیفی دارند. علاوه بر ارزان بودن نسبی، بازدید از ماهواره مریخ چندین مزیت دیگر نیز دارد:

1. اول، این ماهواره ها می توانند به عنوان ایستگاه فضایی موقت استفاده شوند. از طریق آنها می توان سیاره را بدون هزینه خاصی بدون فرود به سطح آن تجزیه و تحلیل کرد.

2. ثانیاً، روزی ممکن است به عنوان یک گام میانی برای سفر به مریخ مفید باشند. از فوبوس تا مرکز سیاره سرخ کمتر از 10000 کیلومتر فاصله است، بنابراین از آنجا می توانید تنها در چند ساعت به پایین پرواز کنید.

3. احتمالاً در این ماهواره ها غارهایی وجود دارد که می توان از آنها برای سازماندهی یک پایگاه دائمی قابل سکونت و محافظت از آن در برابر شهاب سنگ ها و تشعشعات کیهانی استفاده کرد. در فوبوس، به ویژه، دهانه بزرگ استیکنی وجود دارد. احتمالاً این اثری از برخورد یک شهاب سنگ عظیم است که تقریباً ماهواره را شکافت. با این حال، به تدریج، نیروی گرانش زباله ها را دوباره کنار هم کشید و ماهواره را دوباره ساخت. شاید پس از این برخورد طولانی مدت، غارها و شکاف های زیادی روی فوبوس باقی مانده باشد.

گزارش آگوستین همچنین از یک سفر جدید به ماه صحبت می کند، اما به شرطی که بودجه برای برنامه های فضایی افزایش یابد و حداقل 30 میلیارد دلار دلار اضافی برای این برنامه در ده سال آینده اختصاص یابد. از آنجایی که این بسیار بعید است، برنامه ماه را اساساً می توان بسته در نظر گرفت، حداقل برای سال های آینده.

برنامه لغو شده ماه به نام صورت فلکی شامل چندین جزء اصلی بود. اول، وسیله پرتاب Ares V، اولین پرتابگر فوق سنگین ایالات متحده از زمان بازنشستگی زحل در اوایل دهه 1970 است. دوم، موشک سنگین Ares I و فضاپیمای Orion که قادر است شش فضانورد را به ایستگاه فضایی نزدیک زمین یا چهار فضانورد را به ماه برساند. و در نهایت ماژول فرود "Altair" که در واقع قرار بود به سطح ماه فرود آید.

طراحی شاتل، جایی که کشتی در کنار آن نصب شده بود، دارای چندین ایراد قابل توجه بود، از جمله تمایل حامل به از دست دادن قطعات فوم عایق در طول پرواز. برای فضاپیمای کلمبیا، این یک فاجعه بود: در بازگشت به زمین سوخت و هفت فضانورد شجاع را با خود برد، همه اینها به این دلیل بود که در حین پرتاب، یک قطعه فوم عایق که از مخزن سوخت خارجی جدا شده بود به لبه بال برخورد کرد. و در آن سوراخ کرد . پس از ورود مجدد، گازهای داغ به بدنه کلمبیا نفوذ کرد و همه افراد داخل کشتی را کشت و باعث سقوط کشتی شد. در پروژه Constellation، جایی که قرار بود ماژول قابل سکونت مستقیماً در بالای موشک قرار گیرد، این مشکل به وجود نمی آمد.

مطبوعات پروژه صورت فلکی را "برنامه آپولو در مورد استروئیدها" نامیدند - این برنامه بسیار یادآور برنامه قمری دهه 1970 بود. طول موشک Ares I تقریباً 100 متر بود در مقابل 112.5 متر برای Saturn V. فرض بر این بود که این موشک فضاپیمای سرنشین دار Orion را به فضا پرتاب می کند و بنابراین جایگزین شاتل های قدیمی می شود. برای پرتاب ماژول Altair و تامین سوخت برای پرواز به ماه، ناسا قصد داشت از موشک Ares V با ارتفاع 118 متر استفاده کند که قادر به پرتاب 188 تن محموله به مدار پایین زمین بود. موشک Ares V ستون فقرات هر مأموریتی به ماه یا مریخ بود. (اگرچه توسعه Ares متوقف شده است، خوب است که حداقل چیزی از برنامه برای استفاده در آینده ذخیره شود؛ صحبت هایی در مورد این وجود دارد.)

پرزیدنت اوباما با بستن برنامه صورت فلکی چندین گزینه را باز گذاشت. کشتی اوریون که قرار بود بار دیگر فضانوردان آمریکایی را به ماه تحویل دهد و برگردد، به عنوان وسیله ای برای نجات ایستگاه فضایی بین المللی در نظر گرفته شد. شاید در آینده، زمانی که اقتصاد از بحران رهایی یابد، برخی دولت های دیگر بخواهند به برنامه قمری بازگردند، از جمله پروژه ایجاد پایگاه قمری.

ایجاد یک پایگاه دائمی قابل سکونت در ماه به ناچار با موانع زیادی روبرو خواهد شد. اولین مورد میکروشهاب سنگ ها هستند. از آنجایی که در ماه هوا وجود ندارد، سنگ هایی از آسمان بدون مانع روی سطح آن می افتند. با نگاهی ساده به سطح ماهواره‌مان، که کاملاً با آثاری از برخوردهای طولانی مدت با شهاب‌سنگ‌ها پر شده است، تأیید این موضوع آسان است. برخی از آنها میلیاردها سال قدمت دارند.

سال ها پیش، زمانی که من دانشجوی دانشگاه کالیفرنیا در برکلی بودم، این فرصت را داشتم که این خطر را با چشمان خود ببینم. در اوایل دهه 1970 توسط فضانوردان آورده شد. خاک ماه یک حس واقعی در دنیای علمی ایجاد کرد. من به آزمایشگاه دعوت شدم و در آنجا خاک ماه را زیر میکروسکوپ تجزیه و تحلیل کردند. در ابتدا یک سنگ دیدم - به نظرم رسید، یک سنگ کاملا معمولی (سنگ های قمری بسیار شبیه به سنگ های زمینی هستند)، اما به محض اینکه از طریق میکروسکوپ نگاه کردم ... شوکه شدم! کل سنگ با دهانه های شهاب سنگی ریز پوشیده شده بود که در داخل آن دهانه های کوچکتری نیز قابل مشاهده بود. قبلاً هرگز چنین چیزی را ندیده بودم. متوجه شدم که در دنیای بدون جو، حتی کوچکترین ذره غبار، که با سرعت بیش از 60000 کیلومتر در ساعت برخورد می کند، به راحتی می تواند بکشد - و اگر نه بکشد، لباس فضایی را سوراخ کند. (دانشمندان خسارات عظیم ناشی از ریزشهاب‌سنگ‌ها را تصور می‌کنند، زیرا می‌توانند برخورد با آن‌ها را شبیه‌سازی کنند. توپ‌های عظیمی در آزمایشگاه‌ها به‌ویژه برای مطالعه ماهیت چنین برخوردهایی در دسترس هستند که می‌توانند توپ‌های فلزی را با سرعت‌های فوق‌العاده شلیک کنند.)

یکی از راه حل های ممکن، ساختن پایه ماه در زیر سطح است. مشخص است که در زمان های قدیم ماه از نظر آتشفشانی فعال بوده است و فضانوردان ممکن است بتوانند یک لوله گدازه ای را پیدا کنند که به اعماق زمین می رود. (لوله‌های گدازه آثاری از جریان‌های گدازه‌ای باستانی هستند که ساختارها و تونل‌های غار مانندی را در اعماق می‌خریدند.) در سال 2009، ستاره‌شناسان در واقع یک لوله گدازه‌ای به اندازه آسمان‌خراش را در ماه کشف کردند که می‌تواند به عنوان پایه‌ای برای یک پایگاه دائمی ماه باشد. .

چنین غار طبیعی می تواند محافظت ارزانی در برابر پرتوهای کیهانی و شعله های خورشیدی برای فضانوردان فراهم کند. حتی زمانی که از یک سر قاره به انتهای دیگر پرواز می کنیم (مثلاً از نیویورک به لس آنجلس)، در معرض تشعشعات با سطحی حدود یک میلی بار در ساعت (که معادل عکسبرداری با اشعه ایکس در دندانپزشک است) هستیم. ). در ماه، تابش می تواند آنقدر قوی باشد که محل زندگی پایه باید در اعماق سطح قرار گیرد. در شرایطی که جو وجود ندارد، باران مرگبار از شراره های خورشیدی و پرتوهای کیهانی فضانوردان را در معرض خطر مستقیم پیری زودرس و حتی سرطان قرار می دهد.

بی وزنی نیز مشکل ساز است، به خصوص برای دوره های طولانی. در مرکز آموزشی ناسا در کلیولند، اوهایو، فضانوردان در حال آزمایش هستند. یک بار سوژه ای را دیدم که در حالت افقی با یک مهار مخصوص در امتداد یک تردمیل نصب شده به صورت عمودی در حال اجرا بود. دانشمندان سعی کردند استقامت سوژه را در گرانش صفر تعیین کنند.

پس از صحبت با پزشکان ناسا، متوجه شدم که بی وزنی بسیار کمتر از آنچه در نگاه اول به نظر می رسد بی ضرر است. یکی از پزشکان به من توضیح داد که طی چندین دهه، پروازهای طولانی مدت فضانوردان آمریکایی و فضانوردان روسی در شرایط بی وزنی به وضوح نشان داده است که تغییرات قابل توجهی در بدن انسان در بی وزنی، بافت های عضلانی، استخوان ها و سیستم قلبی عروقی تحلیل می رود. بدن ما نتیجه میلیون ها سال توسعه در میدان گرانشی زمین است. تحت شرایط قرار گرفتن طولانی مدت در معرض یک میدان گرانشی ضعیف تر، فرآیندهای بیولوژیکی شکست می خورند.

فضانوردان روسی پس از حدود یک سال بی وزنی، چنان ضعیف به زمین باز می گردند که به سختی می توانند بخزند. در فضا، حتی با ورزش روزانه، عضلات آتروفی می شوند، استخوان ها کلسیم خود را از دست می دهند و سیستم قلبی عروقی ضعیف می شود. پس از پرواز، برخی از آنها به چندین ماه برای بهبودی نیاز دارند و برخی از تغییرات ممکن است برگشت ناپذیر باشند. سفر به مریخ ممکن است دو سال طول بکشد و فضانوردان چنان ضعیف به زمین می‌رسند که نمی‌توانند کار کنند. (یکی از راه حل های این مشکل چرخاندن کشتی بین سیاره ای و ایجاد گرانش مصنوعی در آن است. مکانیسم در اینجا مانند زمانی است که سطل روی یک طناب می چرخد، زمانی که آب حتی به صورت وارونه از آن بیرون نمی ریزد. اما این بسیار گران است، زیرا برای ادامه چرخش به ماشین آلات سنگین و حجیم نیاز است و هر پوند وزن اضافی به معنای افزایش 10000 دلاری در هزینه پروژه است.)

یکی از اکتشافات اخیر می تواند به طور جدی شرایط بازی قمری را تغییر دهد: یخ باستانی در ماه کشف شده است که احتمالاً از برخوردهای طولانی مدت با دنباله دارها باقی مانده است. در سال 2009، کاوشگر ماه LCROSS ناسا و مرحله بالایی قنطورس آن در نزدیکی قطب جنوبی آن به ماه برخورد کردند. سرعت برخورد تقریبا 2500 متر بر ثانیه بود. در نتیجه، این ماده از سطح به ارتفاع بیش از یک کیلومتر پرتاب شد و دهانه ای به قطر حدود 20 متر پدید آمد. بینندگان تلویزیون احتمالاً از اینکه انفجار زیبای وعده داده شده در حین برخورد اتفاق نیفتاد، کمی ناامید بودند، اما دانشمندان خوشحال بودند: این برخورد بسیار آموزنده بود. بنابراین، حدود 100 لیتر آب در ماده پرتاب شده از سطح پیدا شد. و در سال 2010، یک بیانیه تکان دهنده جدید بیان شد: در مواد ماه، آب بیش از 5٪ جرم را تشکیل می دهد، بنابراین احتمالاً رطوبت در ماه بیشتر از برخی مناطق صحرا است.

این کشف می تواند اهمیت زیادی داشته باشد: این امکان وجود دارد که فضانوردان آینده بتوانند از رسوبات یخ زیر ماه برای سوخت موشک (با استخراج هیدروژن از آب)، برای تنفس (با بدست آوردن اکسیژن)، برای محافظت (زیرا آب تشعشعات را جذب می کند) و برای نوشیدن استفاده کنند. به طور طبیعی، به شکل خالص). بنابراین این کشف به کاهش چندین برابری هزینه هر برنامه قمری کمک می کند.

نتایج به‌دست‌آمده ممکن است به این معنی باشد که در طول ساخت و ساز و در آینده هنگام تأمین پایگاه، فضانوردان قادر خواهند بود از منابع محلی - آب و انواع مواد معدنی استفاده کنند.

در سال 2010، پرزیدنت اوباما که از فلوریدا بازدید کرد، نه تنها پایان برنامه ماه را اعلام کرد، بلکه در عوض از یک ماموریت به مریخ و تامین بودجه یک وسیله نقلیه پرتاب سنگین هنوز نامشخص که می تواند روزی فضانوردان را به اعماق فضا، فراتر از ماه حمل کند، حمایت کرد. مدار. او اشاره کرد که امیدوار است تا روزی صبر کند - شاید زمانی در اواسط دهه 2030 - که فضانوردان آمریکایی پا به سطح مریخ بگذارند. برخی از فضانوردان، مانند باز آلدرین، به شدت از طرح اوباما حمایت کردند، دقیقاً به این دلیل که پیشنهاد شده بود از ماه عبور کند. آلدرین یک بار به من گفت که از آنجایی که آمریکایی ها قبلاً به ماه رفته بودند، اکنون تنها دستاورد واقعی رفتن به مریخ خواهد بود.

از میان تمام سیارات منظومه شمسی، فقط مریخ به اندازه کافی شبیه زمین به نظر می رسد که نوعی حیات می تواند در آنجا منشأ گرفته باشد. (عطارد که توسط خورشید سوزانده شده است، احتمالاً برای حیات آنطور که ما می دانیم بسیار خصمانه است. غول های گازی مشتری، زحل، اورانوس و نپتون برای پشتیبانی از حیات آنقدر سرد هستند. زهره از بسیاری جهات دوقلوی زمین است، اما به طور وحشی اثر گلخانه ای شرایط را جهنمی کرده است، دمای آن به 500 درجه سانتی گراد می رسد، جوی 100 برابر چگال تر از دی اکسید کربن زمین است، و اسید سولفوریک از آسمان می بارد. بقایای شما سرخ شده و در اسید سولفوریک حل می شوند.)

از سوی دیگر، مریخ زمانی سیاره ای نسبتا مرطوب بود. در آنجا، مانند روی زمین، اقیانوس‌ها و رودخانه‌هایی وجود داشتند که مدت‌ها بود ناپدید شده بودند. امروز یک بیابان یخ زده و بی جان است. با این حال، ممکن است زمانی - میلیاردها سال پیش - حیات خرد در مریخ شکوفا شده باشد. حتی ممکن است حتی در حال حاضر باکتری ها در جایی در چشمه های آب گرم زندگی کنند.

پس از اینکه ایالات متحده قاطعانه تصمیم به انجام یک سفر سرنشین دار به مریخ گرفت، اجرای آن 20 تا 30 سال دیگر طول خواهد کشید. اما باید توجه داشت که رسیدن به مریخ برای شخص بسیار دشوارتر از ماه خواهد بود. مریخ در مقایسه با ماه یک جهش کوانتومی در پیچیدگی است. شما می توانید در سه روز به ماه پرواز کنید - باید از شش ماه تا یک سال به مریخ برسید.

در ژوئیه 2009، دانشمندان ناسا متوجه شدند که یک اکتشاف مریخی واقعی ممکن است چگونه باشد. فضانوردان حدود 6 ماه به مریخ پرواز می کنند، سپس 18 ماه را در سیاره سرخ سپری می کنند، سپس شش ماه دیگر را برای بازگشت سپری می کنند.

در مجموع، حدود 700 تن تجهیزات باید به مریخ ارسال شود - این بیشتر از ایستگاه فضایی بین المللی با هزینه 100 میلیارد دلار است. برای صرفه جویی در مصرف آب و غذا، فضانوردان در سفر و کار بر روی مریخ باید مواد زائد خود را تصفیه کرده و از آنها برای بارور کردن گیاهان استفاده کنند. در مریخ نه اکسیژن، نه خاک، نه آب، نه حیوان و نه گیاه وجود دارد، بنابراین همه چیز باید از زمین آورده شود. شما نمی توانید از منابع محلی استفاده کنید. اتمسفر مریخ تقریباً به طور کامل از دی اکسید کربن تشکیل شده است و فشار اتمسفر آن تنها 1 درصد فشار زمین است. هر پارگی در کت و شلوار به معنای کاهش سریع فشار و مرگ است.

اکسپدیشن آنقدر پیچیده خواهد بود که باید به چند مرحله تقسیم شود. از آنجایی که حمل سوخت از زمین بسیار پرهزینه است، ممکن است یک موشک جداگانه با سوخت برای سوخت رسانی به وسیله نقلیه بین سیاره ای به مریخ فرستاده شود. (یا اگر بتوان اکسیژن و هیدروژن کافی از یخ مریخ استخراج کرد، می توان از آنها به عنوان سوخت موشک استفاده کرد.)

زمانی که فضانوردان به مریخ برسند، احتمالاً به هفته‌ها زمان نیاز دارند تا خود را با زندگی در سیاره دیگری سازگار کنند. چرخه روز و شب در آنجا تقریباً مشابه زمین است (روز مریخی کمی طولانی تر است و 24.6 ساعت است) اما سال در مریخ دو برابر زمین است. دما تقریباً هرگز از نقطه انجماد بالاتر نمی رود. طوفان های گرد و غبار شدید در آنجا خشمگین است. شن‌های مریخ مانند تالک ریز هستند و طوفان‌های گرد و غبار اغلب کل سیاره را می‌پوشانند.

فرض کنید تا اواسط قرن، فضانوردان از مریخ بازدید کنند و یک پایگاه بدوی در آنجا سازماندهی کنند. اما این کافی نیست. به طور کلی، بشریت به طور جدی پروژه شکل‌دهی زمین به مریخ - تبدیل آن به سیاره‌ای دلپذیرتر برای زندگی را در نظر خواهد گرفت. کار روی این پروژه، در بهترین حالت، در پایان قرن بیست و یکم، یا بهتر است بگوییم حتی در آغاز قرن بعد، آغاز خواهد شد.

در حال حاضر، دانشمندان چندین راه را برای تبدیل مریخ به مکانی مهمان‌پذیرتر در نظر گرفته‌اند. احتمالا ساده ترین آنها افزودن متان یا گاز گلخانه ای دیگر به جو سیاره سرخ است. متان یک گاز گلخانه ای قوی تر از دی اکسید کربن است، بنابراین جو متان نور خورشید را به دام می اندازد و به تدریج سطح سیاره را گرم می کند. دما به بالای صفر خواهد رسید. علاوه بر متان، گازهای گلخانه ای دیگری مانند آمونیاک و فریون نیز به عنوان گزینه در نظر گرفته می شوند.

با افزایش دما، منجمد دائمی برای اولین بار پس از میلیاردها سال شروع به ذوب شدن می کند و بستر رودخانه ها را دوباره پر از آب می کند. با گذشت زمان، با متراکم شدن جو، دریاچه ها و حتی اقیانوس ها ممکن است دوباره در مریخ شکل بگیرند. در نتیجه، حتی دی اکسید کربن بیشتری آزاد می شود - بازخورد مثبت رخ می دهد.

در سال 2009 مشخص شد که متان به طور طبیعی از سطح مریخ آزاد می شود. منبع این گاز هنوز یک راز است. روی زمین، متان عمدتاً از تجزیه مواد آلی به دست می‌آید، اما در مریخ می‌تواند محصول جانبی نوعی فرآیند زمین‌شناسی باشد. اگر دانشمندان موفق به پیدا کردن منبع این گاز شوند، شاید بتوان خروجی آن را افزایش داد که به معنای تغییر جو سیاره است.

احتمال دیگر ارسال یک دنباله دار به جو مریخ است. اگر بتوان یک دنباله دار را به اندازه کافی دور از خورشید رهگیری کرد، حتی یک ضربه کوچک - فشار یک موتور موشک مخصوص، برخورد با یک فضاپیما در زاویه مناسب یا حتی فقط کشش گرانشی این وسیله - می تواند برای تغییر کافی باشد. مدار هالک فضایی به روش درست دنباله دارها عمدتاً آب هستند و تعداد زیادی از آنها در منظومه شمسی وجود دارد. (به عنوان مثال، هسته دنباله دار هالی به شکل یک بادام زمینی به طول حدود 30 کیلومتر است و بیشتر از یخ و سنگ تشکیل شده است.) با نزدیک شدن به مریخ، دنباله دار شروع به ساییده شدن به جو می کند و به آرامی از هم می شکند و آب را به عنوان بخار آزاد می کند. جو سیاره . .

اگر دنباله‌دار مناسبی در دسترس نباشد، می‌توان از یکی از قمرهای یخی مشتری یا مثلاً یک سیارک یخی مانند سرس (دانشمندان معتقدند 20 درصد آن آب است) استفاده کرد. البته، هدایت ماه یا یک سیارک در جهتی که نیاز داریم دشوارتر خواهد بود، زیرا، به عنوان یک قاعده، چنین اجرام آسمانی در مدارهای پایدار قرار دارند. و سپس دو گزینه وجود دارد: می‌توان دنباله‌دار، ماه یا سیارک را در مدار مریخ رها کرد و اجازه داد به آرامی فرو بریزد و بخار آب را در جو آزاد کند، یا این جرم آسمانی را در یکی از قطب‌ها پایین بیاوریم. کلاه های مریخ مناطق قطبی سیاره سرخ عبارتند از دی اکسید کربن منجمد که در ماه های تابستان ناپدید می شود و یخ که اساس را تشکیل می دهد و هرگز ذوب نمی شود. اگر یک دنباله دار، ماه یا سیارک به کلاهک یخی برخورد کند، مقدار زیادی انرژی آزاد می شود و یخ خشک تبخیر می شود. گازهای گلخانه ای وارد جو شده و روند گرم شدن کره زمین در مریخ را سرعت می بخشد. در این نوع، بازخورد مثبت نیز می تواند رخ دهد. هرچه دی اکسید کربن بیشتری از نواحی قطبی سیاره آزاد شود، درجه حرارت بیشتر می شود و در نتیجه دی اکسید کربن بیشتری نیز آزاد می شود.

پیشنهاد دیگر منفجر کردن چندین بمب هسته ای روی کلاهک های یخی قطبی است. عیب این روش واضح است: ممکن است آب آزاد شده رادیواکتیو باشد. یا می توانید سعی کنید یک راکتور گرما هسته ای در آنجا بسازید که یخ مناطق قطبی را آب می کند.

سوخت اصلی راکتور همجوشی آب است و آب یخ زده به اندازه کافی در مریخ وجود دارد.

هنگامی که درجه حرارت از نقطه انجماد بالاتر می رود، حوضچه های کم عمقی روی سطح ایجاد می شود که می تواند با برخی از اشکال جلبک هایی که روی زمین در قطب جنوب رشد می کنند، پر شود. اتمسفر مریخ که 95 درصد آن دی اکسید کربن است، احتمالاً دوست خواهند داشت. جلبک ها را نیز می توان مهندسی ژنتیک کرد تا در سریع ترین زمان ممکن رشد کنند. حوضچه های جلبک از راه های مختلفی باعث تسریع شکل گیری زمین می شوند. ابتدا جلبک ها دی اکسید کربن را به اکسیژن تبدیل می کنند. در مرحله دوم، آنها رنگ سطح مریخ و بر این اساس، بازتاب آن را تغییر می دهند. سطح تیره تر تابش خورشیدی بیشتری را جذب می کند. ثالثاً، از آنجایی که جلبک ها خود به خود رشد می کنند، بدون هیچ کمک خارجی، چنین روشی برای تغییر وضعیت روی کره زمین نسبتاً ارزان خواهد بود. چهارم، جلبک می تواند به عنوان غذا استفاده شود. با گذشت زمان، چنین دریاچه هایی با جلبک ها یک لایه خاک و مواد مغذی ایجاد می کنند. گیاهان می توانند از این مزیت استفاده کنند، که باعث تسریع بیشتر تولید اکسیژن می شود.

دانشمندان همچنین در حال بررسی امکان احاطه مریخ با ماهواره هایی هستند که نور خورشید را جمع آوری کرده و آن را به سطح سیاره هدایت می کنند. این امکان وجود دارد که چنین ماهواره هایی، حتی به تنهایی، بتوانند دمای سطح مریخ را تا نقطه انجماد و بالاتر برسانند. به محض اینکه این اتفاق بیفتد و منجمد دائمی شروع به ذوب شدن کند، سیاره به خودی خود و به روشی طبیعی به گرم شدن خود ادامه خواهد داد.

شما نباید دچار توهم شوید و فکر کنید که استعمار ماه و مریخ فوراً منافع اقتصادی بی شماری را برای بشر به همراه خواهد داشت. هنگامی که کلمب در سال 1492 عازم دنیای جدید شد، دسترسی به گنجینه هایی را که در تاریخ دیده نشده بود، باز کرد. خیلی زود، فاتحان شروع به ارسال مقادیر زیادی طلای دزدیده شده از سرخپوستان محلی از مکان های تازه کشف شده به وطن خود و مهاجران - مواد خام با ارزش و محصولات کشاورزی کردند. هزینه های سفر به دنیای جدید بیشتر از گنجینه های بی شماری بود که در آنجا یافت می شد.

اما مستعمرات در ماه و مریخ موضوع متفاوتی هستند. هیچ هوا، آب مایع یا خاک حاصلخیز وجود ندارد، بنابراین هر چیزی که نیاز دارید باید با موشک از زمین تحویل داده شود، و این بسیار گران است. علاوه بر این، استعمار ماه، حداقل در کوتاه مدت، چندان منطقی نظامی نیست. رسیدن از زمین به ماه یا بازگشت به طور متوسط ​​سه روز طول می کشد، و یک جنگ هسته ای می تواند تنها در یک ساعت و نیم شروع و پایان یابد - از لحظه پرتاب اولین موشک های بالستیک قاره پیما تا آخرین انفجارها. سواره نظام فضایی از ماه به سادگی زمان لازم برای مشارکت واقعی در رویدادهای روی زمین را نخواهد داشت. در نتیجه، پنتاگون هیچ برنامه بزرگی را برای نظامی کردن ماه تامین نمی کند.

این بدان معنی است که هرگونه عملیات در مقیاس بزرگ برای توسعه جهان های دیگر نه به نفع زمین، بلکه به سمت مستعمرات فضایی جدید هدایت می شود. استعمارگران مجبورند فلزات و سایر مواد معدنی را برای نیازهای خود استخراج کنند، زیرا حمل و نقل آنها از زمین (و همچنین به زمین) بسیار گران است. استخراج معادن در کمربند سیارک ها تنها در صورتی مقرون به صرفه خواهد بود که مستعمرات خودکفا وجود داشته باشند که بتوانند از مواد استخراج شده خود استفاده کنند و این در بهترین حالت در پایان این قرن یا به احتمال زیاد بعدا اتفاق خواهد افتاد.

اما چه زمانی یک غیرنظامی عادی می تواند به فضا پرواز کند؟ برخی از دانشمندان، مانند جرارد اونیل فقید از دانشگاه پرینستون، رویای یک مستعمره فضایی به شکل یک چرخ غول پیکر را در سر می پروراندند که محل زندگی، تصفیه خانه های آب، اتاقک های احیای هوا و غیره باشد. مشکل ازدیاد جمعیت با این حال، در قرن بیست و یکم، این ایده که مستعمرات فضایی می توانند این مشکل را حل کنند یا حتی کاهش دهند، همچنان یک خیال باقی خواهد ماند. برای اکثر بشریت، زمین حداقل تا 100 تا 200 سال دیگر تنها خانه آنها خواهد بود.

با این حال، هنوز راهی وجود دارد که یک فرد معمولی می تواند در واقع به فضا پرواز کند: به عنوان یک گردشگر. کارآفرینانی بودند که ناسا را ​​به دلیل ناکارآمدی و بوروکراسی وحشتناک آن مورد انتقاد قرار دادند و خود آماده سرمایه گذاری در فناوری فضایی بودند و معتقد بودند که مکانیسم های بازار به سرمایه گذاران خصوصی کمک می کند تا هزینه سفر فضایی را کاهش دهند. برت روتان و سرمایه گذارانش قبلاً جایزه 10 میلیون دلاری Ansari X را در 4 اکتبر 2004 با پرتاب SpaceShipOne خود دو بار در عرض دو هفته به ارتفاع بیش از 100 کیلومتری از سطح زمین برده اند. SpaceShipOne اولین کشتی موشکی است که با پول شخصی با موفقیت به فضا سفر کرد. توسعه آن حدود 25 میلیون دلار هزینه داشته است. پل آلن میلیاردر مایکروسافت به عنوان ضامن این وام ها عمل کرد.

در حال حاضر فضاپیمای SpaceShipTwo تقریبا آماده است. روتان معتقد است که به زودی می توان آزمایش هایی را آغاز کرد که پس از اتمام آن یک فضاپیمای تجاری به واقعیت تبدیل می شود. میلیاردر ریچارد برانسون از ویرجین آتلانتیک، ویرجین گالاکتیک را با یک فرودگاه فضایی در نیومکزیکو و لیست بلندبالایی از افرادی که مایل به صرف 200000 دلار برای تحقق رویای دیرینه پرواز فضایی هستند، ایجاد کرد. Virgin Galactic که احتمالاً اولین شرکت بزرگی خواهد بود که پروازهای فضایی تجاری را ارائه می دهد، قبلاً پنج کشتی SpaceShipTwo را سفارش داده است. اگر همه چیز طبق برنامه پیش برود، هزینه سفر به فضا ده برابر کاهش می یابد.

SpaceShipTwo از چندین راه برای صرفه جویی در هزینه استفاده می کند. روتان به جای استفاده از تقویت‌کننده‌های عظیمی که برای پرتاب محموله‌های محموله مستقیم از زمین به فضا طراحی شده‌اند، سفینه فضایی خود را روی هواپیما قرار می‌دهد و با استفاده از موتورهای جت معمولی اتمسفر به آن سرعت می‌بخشد. در این حالت از اکسیژن در جو استفاده می شود. سپس در ارتفاع حدود 16 کیلومتری از سطح زمین، کشتی از هواپیما جدا شده و موتورهای جت خود را روشن می کند. کشتی نمی تواند به مدار پایین زمین برود، اما سوخت موجود برای بالا آمدن بیش از 100 کیلومتر از سطح زمین کافی است - جایی که تقریباً هیچ جوی وجود ندارد و مسافران می توانند ببینند که چگونه آسمان به تدریج سیاه می شود. موتورها قادرند کشتی را تا سرعتی معادل M=3، یعنی تا سه برابر سرعت صوت (حدود 3500 کیلومتر در ساعت) شتاب دهند. البته این برای قرار دادن آن در مدار کافی نیست (در اینجا، همانطور که قبلاً ذکر شد، شما به سرعت حداقل 28500 کیلومتر در ساعت نیاز دارید که معادل 7.9 کیلومتر در ثانیه است)، اما برای رساندن مسافران به آن کافی خواهد بود. لبه جو زمین و فضای بیرونی. این کاملاً ممکن است که در آینده بسیار نزدیک یک پرواز توریستی به فضا بیش از یک سافاری در آفریقا هزینه نداشته باشد.

(با این حال، برای پرواز در اطراف زمین، باید هزینه بیشتری بپردازید و روی یک ایستگاه فضایی پرواز کنید. یک بار از چارلز سیمونی، میلیاردر مایکروسافت پرسیدم که هزینه بلیط ISS برای او چقدر است. گزارش های مطبوعاتی رقم 20 میلیون دلاری را نشان دادند. او. او پاسخ داد که نمی‌خواهم مبلغ دقیق را بگویم، اما گزارش‌های روزنامه‌ها خیلی اشتباه نیست. او آنقدر در فضا از آن خوشش آمد که کمی بعد دوباره به ایستگاه پرواز کرد. بنابراین گردشگری فضایی، حتی در نه چندان دور آینده دور، امتیاز افراد بسیار ثروتمند باقی خواهد ماند.)

در سپتامبر 2010، گردشگری فضایی در قالب شرکت بوئینگ رونق بیشتری دریافت کرد، که ورود خود را به این بازار اعلام کرد و اولین پروازها را برای گردشگران فضایی در اوایل سال 2015 برنامه ریزی کرد. این در راستای برنامه های پرزیدنت اوباما برای انتقال فضای سرنشین دار خواهد بود. کاوش در دستان خصوصی طرح بوئینگ شامل پرتاب کپسول هایی با چهار خدمه و سه صندلی خالی برای گردشگران فضایی از سایت پرتاب کیپ کاناورال به ایستگاه فضایی بین المللی است. با این حال، بوئینگ در مورد تأمین مالی پروژه های فضایی خصوصی کاملاً صریح عمل کرده است: بیشتر پول باید توسط مالیات دهندگان پرداخت شود. جان البون، رئیس برنامه پرتاب فضایی تجاری می گوید: «این یک بازار غیرقابل اعتماد است. "اگر ما مجبور بودیم تنها به بودجه بوئینگ، با همه عوامل خطر موجود، تکیه کنیم، نمی‌توانیم پرونده را با موفقیت به پایان برسانیم."

هزینه بسیار بالای سفرهای فضایی، پیشرفت تجاری و علمی را متوقف می کند، به طوری که بشریت اکنون به یک فناوری کاملاً جدید و انقلابی نیاز دارد. تا اواسط قرن، دانشمندان و مهندسان باید وسایل نقلیه جدید پرتاب را تنظیم کنند تا هزینه پرتاب را کاهش دهند.

فیزیکدان فریمن دایسون، در میان پیشنهادات متعدد، چندین فناوری را که در حال حاضر در مرحله آزمایشی هستند، مشخص کرد، اما شاید روزی بتواند فضا را حتی برای افراد عادی نیز در دسترس قرار دهد. هیچ یک از این پیشنهادات موفقیت را تضمین نمی کند، اما در صورت موفقیت، هزینه حمل محموله به فضا به شدت کاهش می یابد. اولین مورد از این پیشنهادها، سیستم های پیشران لیزری است: یک پرتو لیزر قدرتمند از یک منبع خارجی (به عنوان مثال، از زمین) به سمت پایه موشک هدایت می شود، جایی که باعث ایجاد یک انفجار کوچک می شود، که موج ضربه ای آن را تنظیم می کند. موشک در حرکت یک جریان ثابت از پالس های لیزر، آب را تبخیر می کند و بخار حاصل، موشک را به فضا می راند. مزیت اصلی موتور جت لیزری این است که انرژی آن از یک منبع خارجی - از یک لیزر ثابت - می آید. یک موشک لیزری اساساً هیچ پیشرانه ای حمل نمی کند. (در مقابل، موشک های شیمیایی بخش قابل توجهی از انرژی خود را برای بلند کردن و انتقال پیشران برای موتورهای خود استفاده می کنند.)

فناوری پیشرانه جت لیزری قبلاً در آزمایشگاه نشان داده شده است، جایی که در سال 1997 این مدل با موفقیت آزمایش شد. دریاچه میرابو از موسسه پلی تکنیک Rensselaer در نیویورک یک نمونه اولیه از چنین موشکی ایجاد کرده و آن را نمایشگر فناوری کشتی های سبک نامیده است. یکی از اولین مدل های پرنده او 50 گرم وزن داشت و یک "ظروف" با قطر حدود 15 سانتی متر بود. امواج شوک هوا با شتاب 2 گرم (که دو برابر شتاب سقوط آزاد روی زمین است و تقریباً 19.6 متر بر ثانیه است) و صداهایی شبیه انفجارهای خودکار را شتاب دادند. شعله های نور میرابو بیش از 30 متر به هوا بلند شدند (که تقریباً مشابه اولین موشک های مایع رابرت گدارد در دهه 1930 است).

دایسون رویای روزی را در سر می پروراند که سیستم های پیشران لیزری بتوانند محموله های سنگین را با قیمتی کمتر از پنج دلار در هر پوند به مدار زمین بفرستند، که مطمئناً یک انقلاب واقعی در صنعت فضایی خواهد بود. او یک لیزر غول‌پیکر 1000 مگاواتی (معادل قدرت یک واحد انرژی هسته‌ای استاندارد) را تصور می‌کند که می‌تواند یک موشک دو تنی را به مدار ببرد که شامل یک محموله و یک مخزن آب در پایه است. آب به آرامی از طریق منافذ ریز در دیواره پایین مخزن نفوذ می کند. وزن محموله و مخزن هر دو یک تن است. هنگامی که پرتو لیزر به پایین موشک برخورد می کند، آب فوراً تبخیر می شود و یک سری امواج ضربه ای ایجاد می کند که موشک را به فضا می راند. شتاب این موشک به 3 گرم می رسد و پس از شش دقیقه وارد مدار زمین می شود.

از آنجایی که موشک به خودی خود سوخت حمل نمی کند، خطر انفجار فاجعه بار حامل وجود ندارد. برای موشک های شیمیایی، حتی امروز، 50 سال پس از اولین اسپوتنیک، احتمال شکست حدود 1٪ است. و این شکست ها، به عنوان یک قاعده، بسیار چشمگیر به نظر می رسند - اکسیژن و هیدروژن در گلوله های آتشین غول پیکر منفجر می شوند و زباله ها روی سکوی پرتاب می بارد. از سوی دیگر، سیستم لیزر ساده، ایمن است و می تواند بیش از یک بار در فواصل زمانی بسیار کوتاه استفاده شود. برای عملکرد آن فقط به آب و لیزر نیاز است.

علاوه بر این، با گذشت زمان، این سیستم نتیجه خواهد داد. اگر از آن برای پرتاب نیم میلیون فضاپیما در سال استفاده شود، هزینه پرتاب به راحتی هم هزینه های عملیاتی و هم هزینه توسعه و ساخت را پوشش می دهد. اما دایسون می‌داند که بیش از یک دهه باید تا تحقق این رویا بگذرد. تحقیقات بنیادی در زمینه لیزرهای پرقدرت به پولی بسیار بیشتر از هر دانشگاهی نیاز دارد که بتواند تخصیص دهد. تا زمانی که دولت یا یک شرکت بزرگ بودجه توسعه را به عهده نگیرد، سیستم‌های پیشران لیزری هرگز ساخته نمی‌شوند.

این جایی است که بودجه جایزه می تواند بسیار مفید باشد. من یک بار با پیتر دیاماندیس، که آن را در سال 1996 تأسیس کرد، صحبت کردم و متوجه شدم که او به خوبی از محدودیت های موشک های شیمیایی آگاه است. او به من گفت، حتی با SpaceShipTwo، ما با این واقعیت روبرو شدیم که موشک های شیمیایی راهی بسیار گران برای فرار از گرانش زمین هستند. در نتیجه، جایزه X بعدی به هر کسی تعلق خواهد گرفت که بتواند موشکی بسازد که توسط پرتوی انرژی به حرکت در می‌آید. (اما به جای پرتو لیزر، قرار است از پرتو لیزر مانند دیگری از انرژی الکترومغناطیسی استفاده شود - یک پرتو مایکروویو.)

هیاهویی که پیرامون این جایزه و خود جایزه چند میلیون دلاری وجود دارد ممکن است طعمه کافی برای برانگیختن علاقه به مشکل موشک های غیرشیمیایی، مانند موشک مایکروویو، در میان کارآفرینان و مخترعان باشد.

طرح های آزمایشی موشک دیگری نیز وجود دارد، اما توسعه آنها با خطرات متفاوتی همراه است. یکی از گزینه ها یک تفنگ گازی است که چند پرتابه را از یک لوله بزرگ شلیک می کند - چیزی شبیه پرتابه در رمان ژول ورن "از زمین تا ماه". با این حال، پرتابه ورن به ماه نمی رسید، زیرا باروت قادر به شتاب دادن آن به سرعت 11 کیلومتر بر ثانیه لازم برای فرار از میدان گرانشی زمین نیست. در یک تفنگ گازی، به جای باروت، پرتابه ها با سرعت زیادی توسط گاز فشرده شده تحت فشار بالا در یک لوله بلند به بیرون رانده می شوند. آبراهام هرتزبرگ فقید از دانشگاه واشنگتن در سیاتل نمونه اولیه چنین تفنگی را با قطر حدود 10 سانتی متر و طول حدود 10 متر ساخت.گاز داخل تفنگ مخلوطی از متان و هوا است که در 25 اتمسفر فشرده شده است. گاز مشتعل می شود و پرتابه در بشکه با شتاب 30000 گرمی شتاب می گیرد که در آن بیشتر اجسام فلزی صاف می شوند.

هرزبرگ ثابت کرد که یک تفنگ گازی می تواند کار کند. اما برای پرتاب یک پرتابه به فضا، لوله آن باید بسیار بلندتر باشد، حدود 230 متر. علاوه بر این، گازهای مختلف باید در طول مسیر شتاب در لوله تفنگ کار کنند. برای اینکه محموله اولین سرعت فضایی را به دست آورد، لازم است پنج بخش با گازهای کاری متفاوت در بشکه سازماندهی شود.

هزینه پرتاب از یک تفنگ گازی می تواند حتی کمتر از استفاده از یک سیستم لیزری باشد. با این حال، پرتاب وسایل نقلیه سرنشین دار به فضا از این طریق بسیار خطرناک است: فقط یک بار جامد می تواند در برابر شتاب شدید در بشکه مقاومت کند.

سومین طرح آزمایشی «اسلینگاترون» است که مانند یک زنجیر باید بار را بچرخاند و سپس به هوا پرتاب کند.

نمونه اولیه این دستگاه توسط درک تیدمن ساخته شده است. مدل دسکتاپ آن قادر است یک جسم را در چند ثانیه بچرخاند و آن را با سرعت 100 متر بر ثانیه پرتاب کند. نمونه اولیه اسلینگاترون یک لوله دونات شکل است که قطری در حدود یک متر دارد. خود لوله حدود 2.5 سانتی متر قطر دارد و حاوی یک توپ فولادی کوچک است. توپ در امتداد لوله حلقوی می غلتد و موتورهای کوچک آن را فشار می دهند و باعث شتاب گرفتن آن می شوند.

یک اسلینگاترون واقعی، که وظیفه آن پرتاب محموله به مدار پایین زمین است، باید از نظر اندازه بسیار بزرگتر باشد - حدود صد کیلومتر قطر. علاوه بر این، او باید انرژی را به توپ پمپ کند تا سرعت آن به 11.2 کیلومتر در ثانیه برسد. توپ با شتاب 1000 گرم از slingatron به بیرون پرواز می کند که این نیز زیاد است. هر محموله ای نمی تواند چنین شتابی را تحمل کند. قبل از ساخت یک اسلینگاترون واقعی، بسیاری از مشکلات فنی باید حل شود که مهمترین آنها به حداقل رساندن اصطکاک بین توپ و لوله است.

نهایی کردن هر یک از سه پروژه نام‌برده، حتی در بهترین حالت، بیش از ده سال طول می‌کشد و تنها در صورتی که دولت یا شرکت خصوصی تامین مالی را بر عهده بگیرند. در غیر این صورت، این نمونه های اولیه برای همیشه روی میز مخترعان خود باقی خواهند ماند.

این امکان وجود دارد که تا پایان این قرن، توسعه فناوری نانو حتی آسانسور فضایی معروف را ممکن کند. انسان، مانند جک روی ساقه لوبیا، قادر خواهد بود از آن به ابرها و فراتر از آن بالا برود. وارد آسانسور می شویم، دکمه «بالا» را فشار می دهیم و از فیبر که یک نانولوله کربنی به طول هزاران کیلومتر است بالا می رویم. واضح است که چنین تازگی می تواند اقتصاد سفرهای فضایی را تغییر دهد و همه چیز را زیر و رو کند.

در سال 1895، کنستانتین تسیولکوفسکی، فیزیکدان روسی، با الهام از ساخت برج ایفل - بلندترین ساختمان جهان در آن زمان، از خود یک سوال ساده پرسید: چرا نمی توان چنین برجی را به بلندی فضا ساخت؟ او محاسبه کرد که اگر به اندازه کافی بالا بود، طبق قوانین فیزیک هرگز سقوط نمی کرد. او چنین بنای را «کاخ بهشتی» نامید.

یک توپ را تصور کنید. اگر شروع به چرخاندن آن روی یک رشته کنید، نیروی گریز از مرکز برای جلوگیری از سقوط توپ کافی است. به طور مشابه، اگر طناب به اندازه کافی بلند باشد، نیروی گریز از مرکز از سقوط بار متصل به انتهای آن به زمین جلوگیری می کند. چرخش زمین برای نگه داشتن افسار در آسمان کافی خواهد بود. هنگامی که کابل آسانسور فضایی به آسمان کشیده شود، هر وسیله نقلیه ای که بتواند در امتداد آن حرکت کند، می تواند با خیال راحت به فضا برود.

روی کاغذ، به نظر می رسد این ترفند کار می کند. اما، متأسفانه، اگر سعی کنید قوانین حرکت نیوتنی را اعمال کنید و کشش کابل را از روی آنها محاسبه کنید، معلوم می شود که این کشش از استحکام فولاد فراتر می رود: هر کابلی به سادگی می شکند، که آسانسور فضایی را غیرممکن می کند.

برای سال‌ها و حتی دهه‌ها، ایده آسانسور فضایی یا فراموش می‌شد یا دوباره مورد بحث قرار می‌گرفت، اما بار دیگر به همین دلیل رد شد. در سال 1957، دانشمند روسی یوری آرتسوتانوف نسخه خود را از این پروژه پیشنهاد کرد، که طبق آن قرار بود آسانسوری نه از پایین به بالا، بلکه برعکس، از بالا به پایین بسازد. پیشنهاد شد یک فضاپیما به مدار بفرستد که سپس کابلی را از آنجا پایین بیاورد. روی زمین فقط تعمیر آن باقی می ماند. فانتست ها نیز در محبوبیت این پروژه نقش داشتند. آرتور سی کلارک آسانسور فضایی را در رمان فواره های بهشت ​​در سال 1979 و رابرت هاینلین در رمان فریدا در سال 1982 به نمایش گذاشت.

نانولوله های کربنی این ایده را احیا کرده اند. همانطور که دیدیم، آنها بیشترین استحکام را در بین تمام مواد شناخته شده دارند. آنها قوی تر از فولاد هستند و به طور بالقوه استحکام نانولوله ها می تواند بارهای ناشی از طراحی آسانسور فضایی را تحمل کند.

با این حال، چالش ایجاد یک زنجیره از نانولوله های کربنی خالص به طول 80000 کیلومتر است. این یک کار فوق‌العاده دشوار است، زیرا تاکنون دانشمندان موفق شده‌اند تنها چند سانتی‌متر از یک نانولوله کربنی خالص را در آزمایشگاه به دست آورند. البته می توانید میلیاردها نانوالیاف را به هم بپیچانید، اما این الیاف جامد نخواهند بود. وظیفه ایجاد یک نانولوله بلند است که در آن هر اتم کربن دقیقاً در جای خود قرار گیرد.

در سال 2009، دانشمندان دانشگاه رایس کشف مهمی را اعلام کردند: الیاف به دست آمده خالص نیستند، بلکه ترکیبی هستند، اما آنها فناوری نسبتاً انعطاف پذیری را توسعه داده اند که به شما امکان می دهد نانولوله های کربنی با هر طولی ایجاد کنید. از طریق آزمون و خطا، محققان دریافتند که نانولوله‌های کربنی را می‌توان در اسید کلروسولفونیک حل کرد و سپس مانند سرنگ از دهانه خارج کرد. از این روش می توان برای ساخت الیاف نانولوله کربنی با هر طولی استفاده کرد و ضخامت آن 50 میکرون است.

یکی از کاربردهای تجاری فیبر نانولوله کربنی، خطوط برق است، زیرا نانولوله‌ها بهتر از مس، الکتریسیته را هدایت می‌کنند، سبک‌تر و قوی‌تر هستند. ماتئو پاسکوالی، استاد مهندسی دانشگاه رایس می‌گوید: «خطوط برق به تن‌ها از این نوع فیبر نیاز دارند و هنوز راهی برای ساخت آن وجود ندارد. تنها یک معجزه وجود دارد.»

اگرچه الیاف به دست آمده به اندازه کافی خالص نیستند تا در آسانسورهای فضایی مورد استفاده قرار گیرند، اما این مطالعات این امید را ایجاد می کند که روزی بتوانیم نانولوله های کربنی خالص را به اندازه کافی قوی کنیم که ما را به آسمان ببرند.

اما حتی اگر فرض کنیم مشکل تولید نانولوله های بلند حل شود، دانشمندان با مشکلات عملی دیگری مواجه خواهند شد. به عنوان مثال، کابل آسانسور فضایی باید از مدار اکثر ماهواره ها به خوبی بلند شود. این بدان معناست که مدار برخی از ماهواره ها روزی با مسیر آسانسور فضایی تقاطع پیدا می کند و باعث حادثه می شود. از آنجایی که ماهواره های کم با سرعت 7-8 کیلومتر در ثانیه پرواز می کنند، یک برخورد می تواند فاجعه بار باشد. از این نتیجه می شود که آسانسور باید مجهز به موتورهای موشکی ویژه باشد که کابل آسانسور را از مسیر ماهواره های پرنده و زباله های فضایی خارج می کند.

مشکل دیگر آب و هوا است، یعنی طوفان، رعد و برق و بادهای شدید. یک آسانسور فضایی باید به زمین متصل شود، شاید یک ناو هواپیمابر یا یک سکوی نفتی در اقیانوس آرام، اما برای زنده ماندن در برابر عناصر باید انعطاف پذیر باشد.

به علاوه کابین خلبان باید دارای دکمه وحشت و کپسول نجات در صورت شکستگی کابل باشد. اگر اتفاقی برای تسمه بیفتد، کابین آسانسور باید برای نجات مسافران به زمین سر بخورد یا با چتر نجات برود.

ناسا برای سرعت بخشیدن به شروع تحقیقات در زمینه آسانسورهای فضایی، مسابقات متعددی را اعلام کرده است. مسابقه آسانسور فضایی ناسا در حال قرعه کشی جوایز 2 میلیون دلاری است. طبق قوانین، برای برنده شدن در رقابت آسانسورهایی که به دلیل انرژی منتقل شده در طول پرتو کار می کنند، لازم است دستگاهی با وزن حداکثر 50 کیلوگرم ساخته شود که بتواند از امتداد کابل تا ارتفاع 1 کیلومتر در ارتفاع بالا برود. سرعت 2 متر بر ثانیه مشکل این است که این دستگاه نباید سوخت، باتری یا کابل برق داشته باشد. انرژی برای حرکت آن باید از زمین در طول پرتو منتقل شود.

من با چشمانم اشتیاق و انرژی مهندسانی را دیده ام که در یک آسانسور فضایی کار می کنند و رویای بردن جایزه را در سر می پرورانند. من حتی به سیاتل پرواز کردم تا با مهندسان جوان و مبتکر گروهی به نام LaserMotive آشنا شوم. با شنیدن "آواز آژیر" - فراخوان ناسا، آنها شروع به توسعه نمونه های اولیه دستگاهی کردند که احتمالاً به قلب یک آسانسور فضایی تبدیل می شود.

وارد آشیانه بزرگی شدم که جوانان اجاره کرده بودند تا آزمایش کنم. در یک انتهای آشیانه، لیزر بزرگی را دیدم که قادر بود پرتوی انرژی قدرتمندی را ساطع کند. دیگری آسانسور فضایی واقعی را در خود جای داده بود. جعبه ای به عرض حدود یک متر با یک آینه بزرگ بود. این آینه پرتو لیزری را که روی آن می‌افتاد، روی مجموعه‌ای از سلول‌های خورشیدی منعکس می‌کرد که انرژی آن را به برق تبدیل می‌کرد. برق به موتور داده شد و کابین آسانسور به آرامی کابل کوتاه را بالا برد. با چنین وسیله ای، غرفه ای با موتور الکتریکی نیازی به کشیدن کابل برق به همراه خود ندارد. کافی است یک پرتو لیزر را از زمین به سمت آن هدایت کنید و آسانسور به تنهایی در طول کابل می خزد.

لیزر موجود در آشیانه به قدری قدرتمند بود که مردم مجبور بودند در حین کار از چشمان خود با عینک مخصوص محافظت کنند. پس از تلاش های فراوان، سرانجام جوانان توانستند خودروی خود را به سمت بالا بکشند. یک جنبه از مشکل آسانسور فضایی حداقل در تئوری حل شده است.

در ابتدا کار آنقدر سخت بود که هیچ یک از شرکت کنندگان نتوانستند آن را به پایان برسانند و جایزه موعود را ببرند. با این حال، در سال 2009 LaserMotive همان جایزه را دریافت کرد. این مسابقه در پایگاه نیروی هوایی ادواردز در صحرای موهاوی کالیفرنیا برگزار شد. یک هلیکوپتر با کابل بلند بر فراز صحرا آویزان بود و دستگاه های شرکت کنندگان سعی کردند از این کابل بالا بروند. آسانسور تیم LaserMotive موفق شد این کار را چهار بار در دو روز انجام دهد. بهترین زمان او 228 ثانیه بود. بنابراین کار مهندسان جوانی که در آن آشیانه مشاهده کردم به ثمر نشسته است.

تا پایان این قرن، حتی با وجود بحران مالی فعلی برای اکتشاف فضایی سرنشین دار، به احتمال زیاد ایستگاه های علمی در مریخ و شاید جایی در کمربند سیارک ها وجود خواهد داشت. نفر بعدی یک ستاره واقعی خواهد بود. امروزه، یک کاوشگر بین ستاره‌ای یک اقدام کاملاً ناامیدکننده خواهد بود، اما در صد سال آینده ممکن است وضعیت تغییر کند.

برای اینکه ایده سفر بین ستاره ای به واقعیت تبدیل شود، چندین مشکل اساسی باید حل شود. اولین آنها جستجو برای یک اصل جدید حرکت است. یک موشک شیمیایی سنتی حدود 70000 سال طول می کشد تا به نزدیکترین ستاره برسد. به عنوان مثال، دو وویجر که در سال 1977 پرتاب شدند، رکوردی را برای فاصله تا حداکثر فاصله از زمین ثبت کردند. در حال حاضر (مه 2011)، اولین آنها 17.5 میلیارد کیلومتر از خورشید فاصله گرفته است، اما مسافتی که طی کرده تنها بخش کوچکی از راه رسیدن به ستارگان است.

چندین طرح و اصول حرکت برای وسایل نقلیه بین ستاره ای پیشنهاد شده است. این هست:

بادبان خورشیدی;

موشک هسته ای؛

موشک با موتور رمجت فیوژن;

نانو کشتی ها

هنگام بازدید از ایستگاه پلام بروک ناسا در کلیولند، اوهایو، با یکی از رویاپردازان و طرفداران سرسخت ایده بادبان خورشیدی آشنا شدم. بزرگترین اتاق خلاء جهان برای آزمایش ماهواره ها در این محل آزمایش ساخته شد. ابعاد این اتاق شگفت انگیز است. این غار واقعی به قطر 30 متر و ارتفاع 38 متر است که به راحتی می تواند چندین ساختمان مسکونی چند طبقه را در خود جای دهد. همچنین به اندازه کافی بزرگ است که ماهواره ها و قطعات موشک را در خلاء فضا آزمایش کند. مقیاس پروژه شگفت انگیز است. احساس کردم که افتخار ویژه ای به من داده شده است: من در همان جایی بودم که بسیاری از مهم ترین ماهواره ها، کاوشگرهای بین سیاره ای و موشک های آمریکایی در آنجا آزمایش شدند.

بنابراین، من با یکی از حامیان برجسته بادبان خورشیدی، دانشمند ناسا، لس جانسون، ملاقات کردم. او به من گفت که از کودکی، با خواندن داستان های علمی تخیلی، آرزوی ساخت موشک هایی را داشت که بتوانند به سمت ستاره ها پرواز کنند. جانسون حتی یک دوره ابتدایی در مورد نحوه ساخت بادبان های خورشیدی نوشت. او معتقد است که این اصل می تواند در چند دهه آینده اجرا شود، اما او آماده است تا یک سفینه فضایی واقعی ساخته شود، به احتمال زیاد سال ها پس از مرگ او. جانسون مانند سنگ تراشی هایی که کلیساهای بزرگ قرون وسطایی را ساختند، می داند که ساختن دستگاهی برای پرواز به سوی ستاره ها می تواند جان چندین انسان را بگیرد.

اصل کار بادبان خورشیدی بر این اساس استوار است که نور، اگرچه جرم استراحت ندارد، دارای تکانه است، به این معنی که می تواند فشار وارد کند. فشاری که نور خورشید بر همه اجرام روبرو می شود بسیار ناچیز است، ما به سادگی آن را احساس نمی کنیم، اما اگر بادبان خورشیدی به اندازه کافی بزرگ باشد و ما به اندازه کافی منتظر باشیم، آنگاه این فشار می تواند یک کشتی بین ستاره ای را شتاب دهد (در فضا، شدت نور خورشید به طور متوسط ​​هشت برابر بیشتر از زمین است).

جانسون به من گفت که هدفش ایجاد یک بادبان خورشیدی غول پیکر از پلاستیک بسیار نازک اما انعطاف پذیر و انعطاف پذیر است. این بادبان باید چند کیلومتر عرض داشته باشد و قرار است در فضای بیرونی ساخته شود. پس از جمع آوری، به آرامی به دور خورشید می چرخد ​​و به تدریج سرعت بیشتری پیدا می کند. طی چند سال شتاب، بادبان از منظومه شمسی خارج می شود و به سمت ستاره ها می شتابد. جانسون به من گفت که به طور کلی، یک بادبان خورشیدی می تواند یک کاوشگر بین ستاره ای را تا 0.1 درصد سرعت نور شتاب دهد. بر این اساس، در چنین شرایطی به نزدیکترین ستاره در 400 سال آینده خواهد رسید.

جانسون در تلاش است چیزی بیابد که به بادبان خورشیدی شتاب بیشتری بدهد و زمان پرواز را کاهش دهد. یکی از راه های ممکن، قرار دادن باتری لیزرهای قدرتمند روی ماه است. پرتوهای لیزری که بر روی بادبان می افتند، انرژی اضافی و بر این اساس سرعت بیشتری را هنگام پرواز به سمت ستاره ها به آن منتقل می کنند.

یکی از مشکلات یک کشتی ستاره ای زیر بادبان خورشیدی این است که کنترل آن بسیار دشوار است و توقف و هدایت در جهت مخالف تقریبا غیرممکن است، زیرا نور خورشید فقط در یک جهت حرکت می کند - از خورشید. یکی از راه حل های این مشکل، استقرار بادبان و استفاده از نور ستاره مورد نظر برای کاهش سرعت آن است. امکان دیگر انجام یک مانور گرانشی در اطراف این ستاره دور و با استفاده از اثر زنجیر، شتاب گرفتن برای سفر برگشت است. گزینه سوم این است که بر روی قمری از آن منظومه ستاره‌ای فرود بیایید، باتری لیزری روی آن بسازید و با استفاده از نور ستاره و پرتوهای لیزر، در سفر برگشت حرکت کنید.

جانسون رویای ستاره ها را می بیند، اما متوجه می شود که واقعیت در حال حاضر بسیار ساده تر از رویاهای او به نظر می رسد. در سال 1993، روس ها یک بازتابنده 25 لاوسان را در کشتی باز شده از ایستگاه میر مستقر کردند، اما هدف از آزمایش صرفاً نشان دادن سیستم استقرار بود. تلاش دوم با شکست به پایان رسید. در سال 2004، ژاپنی ها با موفقیت دو نمونه اولیه بادبان خورشیدی را به فضا پرتاب کردند، اما دوباره هدف آزمایش سیستم استقرار بود، نه نیروی محرکه. در سال 2005، تلاشی بلندپروازانه برای استقرار یک بادبان خورشیدی واقعی به نام Cosmos 1 انجام شد که توسط انجمن سیاره‌ای، سازمان عمومی استودیو کاسموس و آکادمی علوم روسیه سازماندهی شد. بادبان از یک زیردریایی روسی پرتاب شد، اما پرتاب موشک ولنا ناموفق بود و بادبان خورشیدی به مدار نرسید.

و در سال 2008، زمانی که یک تیم ناسا سعی کرد یک بادبان خورشیدی NanoSail-D را به فضا پرتاب کند، همان داستان در مورد موشک فالکون 1 اتفاق افتاد.

سرانجام، در ماه مه 2010، آژانس اکتشافات هوافضای ژاپن با موفقیت IKAROS، اولین فضاپیمایی را که از فناوری بادبان خورشیدی در فضای بین سیاره ای استفاده کرد، پرتاب کرد. این دستگاه در مسیر پرواز به سمت زهره قرار گرفت، بادبان مربعی با مورب 20 متر را با موفقیت به کار گرفت و توانایی کنترل جهت آن و تغییر سرعت پرواز را نشان داد. در آینده ژاپنی ها قصد دارند کاوشگر بین سیاره ای دیگری را با بادبان خورشیدی به سمت مشتری پرتاب کنند.

دانشمندان همچنین در حال بررسی امکان استفاده از انرژی هسته ای برای سفرهای بین ستاره ای هستند. در سال 1953، کمیسیون انرژی اتمی ایالات متحده توسعه جدی موشک با راکتورهای هسته ای را آغاز کرد که توسط پروژه Rover آغاز شد. در دهه 1950 و 1960 آزمایش‌ها با موشک‌های هسته‌ای عمدتاً ناموفق به پایان رسید. موتورهای هسته ای ناپایدار رفتار می کردند و به طور کلی برای سیستم های کنترل آن زمان بسیار پیچیده بودند. علاوه بر این، به راحتی می توان نشان داد که انرژی خروجی یک راکتور شکافت هسته ای معمولی برای یک فضاپیمای بین ستاره ای کاملاً ناکافی است. یک راکتور هسته ای صنعتی متوسط ​​حدود 1000 مگاوات انرژی تولید می کند که برای رسیدن به ستاره ها کافی نیست.

با این حال، در دهه 1950. دانشمندان پیشنهاد کردند به جای راکتورها، از بمب های اتمی و هیدروژنی برای وسایل نقلیه بین ستاره ای استفاده کنند. به عنوان مثال، در پروژه Orion، قرار بود موشک را با امواج انفجار بمب های اتمی پراکنده کند. این سفینه فضایی قرار بود یک سری بمب اتمی را پشت سر خود پرتاب کند که انفجارهای آن می تواند درخشش های قدرتمندی از اشعه ایکس ایجاد کند. موج ضربه ای ناشی از این انفجارها قرار بود سفینه فضایی را شتاب دهد.

در سال 1959، فیزیکدانان جنرال اتمیکس تخمین زدند که نسخه پیشرفته اوریون با قطر 400 متر، 8 میلیون تن وزن خواهد داشت و با 1000 بمب هیدروژنی نیرو می گیرد.

فیزیکدان فریمن دایسون از حامیان سرسخت پروژه Orion بود. برای من، جبار به معنای در دسترس بودن کل منظومه شمسی برای گسترش حیات بود. دایسون می‌گوید او می‌توانست مسیر تاریخ را تغییر دهد. علاوه بر این، این یک راه مناسب برای خلاص شدن از شر بمب های اتمی خواهد بود. "در یک پرواز، ما از شر 2000 بمب خلاص می شویم."

با این حال، پایان پروژه Orion، معاهده محدودیت آزمایش هسته ای در سال 1963 بود که انفجارهای زمینی را ممنوع کرد. بدون آزمایش، غیرممکن بود که طرح Orion را به ذهن بسپارید و پروژه بسته شد.

یکی دیگر از پروژه های موشکی هسته ای در سال 1960 توسط رابرت دبلیو بوسارد ارائه شد. او پیشنهاد کرد موشک را به یک موتور گرما هسته ای، مشابه موتور جت هواپیمای معمولی، مجهز کند. به طور کلی، یک موتور رم جت هوا را در طول پرواز گرفته و آن را با سوخت داخل مخلوط می کند. سپس مخلوط هوا/سوخت مشتعل می شود و یک انفجار شیمیایی رخ می دهد که نیروی محرکه ایجاد می کند. Bussard پیشنهاد کرد که از همان اصل برای موتور فیوژن استفاده شود. به جای گرفتن هوا از جو، مانند موتور هواپیما، یک رم جت هیدروژن را از فضای بین ستاره ای جمع آوری می کند. قرار است گاز جمع‌آوری‌شده با استفاده از میدان‌های الکتریکی و مغناطیسی فشرده و گرم شود تا واکنش همجوشی هلیوم گرما هسته‌ای آغاز شود که در آن مقدار زیادی انرژی آزاد می‌شود. انفجاری رخ خواهد داد و موشک تقویت خواهد شد. و از آنجایی که ذخیره هیدروژن در فضای بین ستاره ای تمام نشدنی است، یک رم جت می تواند برای همیشه دوام بیاورد.

طراحی کشتی با موتور فیوژن رم جت شبیه یک قیفی بستنی است. قیف گاز هیدروژن را جذب می کند، که سپس وارد موتور می شود، گرم می شود و با سایر اتم های هیدروژن ترکیب می شود. Bussard محاسبه کرد که یک ramjet با وزن حدود 1000 تن می تواند شتاب ثابتی در حدود 10 m / s 2 (یعنی تقریباً برابر با شتاب سقوط آزاد روی زمین) حفظ کند. در این صورت، ظرف یک سال، سفینه فضایی تقریباً به 77 درصد سرعت نور شتاب خواهد داشت. از آنجایی که یک رم جت با ذخایر سوخت محدود نمی شود، یک سفینه فضایی با چنین موتوری از نظر تئوری می تواند از کهکشان ما فراتر رفته و طبق ساعت کشتی تنها در 23 سال به سحابی آندرومدا که در فاصله 2 میلیون سال نوری از ما قرار دارد، برسد. (طبق نظریه نسبیت اینشتین، زمان در یک سفینه فضایی در حال شتاب کند می شود، بنابراین فضانوردان در یک سفینه فضایی تنها 23 سال پیر می شوند، حتی اگر میلیون ها سال روی زمین گذشته باشد.)

با این حال، در اینجا نیز مشکلات جدی وجود دارد. اولاً، محیط بین ستاره ای عمدتاً تک پروتون است، بنابراین یک موتور همجوشی باید هیدروژن خالص را بسوزاند، اگرچه این واکنش انرژی زیادی ایجاد نمی کند. (همجوشی هیدروژن می تواند به طرق مختلف انجام شود. در حال حاضر، دانشمندان روی زمین، نوع تأثیر دوتریوم و تریتیوم را ترجیح می دهند که انرژی بسیار بیشتری آزاد می کند. با این حال، در محیط بین ستاره ای، هیدروژن به شکل پروتون های منفرد است، بنابراین فقط واکنش همجوشی پروتون-پروتون، که در آن انرژی بسیار کمتر از واکنش دوتریوم-تریتیوم آزاد می شود.) با این حال، بوسارد نشان داد که اگر مخلوط سوخت با افزودن مقدار معینی کربن اصلاح شود، کربن که به عنوان یک کاتالیزور عمل می کند، خواهد بود. مقدار زیادی انرژی را فراهم می کند که برای یک کشتی فضایی کاملاً کافی است.

ثانیاً، قیف جلوی سفینه فضایی، برای جمع آوری هیدروژن کافی، باید بزرگ باشد - حدود 160 کیلومتر قطر دارد، بنابراین باید در فضا جمع آوری شود.

یک مشکل حل نشده دیگر وجود دارد. در سال 1985، مهندسان رابرت زوبرین و دانا اندروز نشان دادند که مقاومت محیطی مانع از رسیدن یک سفینه فضایی با نیروی همجوشی به سرعت نزدیک به نور می شود. این مقاومت به دلیل حرکت کشتی و قیف در میدان اتم های هیدروژن است. با این حال، محاسبات آنها بر اساس برخی فرضیات است که ممکن است در آینده برای کشتی هایی با موتورهای رم جت قابل اجرا نباشد.

در حال حاضر، در حالی که ما ایده های روشنی در مورد فرآیند همجوشی پروتون-پروتون (و همچنین در مورد مقاومت یون های هیدروژن در محیط بین ستاره ای) نداریم، چشم انداز یک موتور هسته ای رم جت نامشخص است. اما اگر این مشکلات مهندسی قابل حل باشند، مطمئناً چنین طراحی یکی از بهترین ها خواهد بود.

گزینه دیگر استفاده از پادماده، بزرگترین منبع انرژی در جهان، برای کشتی ستاره ای است. پادماده مخالف ماده است به این معنا که تمام اجزای تشکیل دهنده یک اتم دارای بارهای مخالف هستند. به عنوان مثال، یک الکترون دارای بار منفی است، اما یک پادالکترون (پوزیترون) دارای بار مثبت است. وقتی پادماده با ماده تماس پیدا می کند، از بین می رود. در همان زمان انرژی زیادی آزاد می شود که یک قاشق چای خوری پاد ماده برای نابودی کل نیویورک کافی است.

ضد ماده آنقدر قدرتمند است که تبهکاران در فرشتگان و شیاطین دن براون بمبی از آن می سازند و می خواهند واتیکان را منفجر کنند. طبق نقشه، آنها ضد ماده را از بزرگترین مرکز تحقیقات هسته ای اروپا سرن، واقع در سوئیس در نزدیکی ژنو، می دزدند. بر خلاف بمب هیدروژنی که فقط 1% کارایی دارد، بمب ضد ماده 100% موثر خواهد بود. در طی نابودی ماده و پادماده، انرژی مطابق با معادله انیشتین آزاد می شود: E=mc 2 .

اصولاً پادماده سوخت ایده آلی برای موشک است. جرالد اسمیت از دانشگاه ایالتی پنسیلوانیا تخمین زد که 4 میلی گرم پادماده برای پرواز به مریخ کافی است و صد گرم آن می تواند کشتی را به نزدیکترین ستاره ها برساند. نابودی پادماده یک میلیارد برابر انرژی آزاد می کند که می توان از همان مقدار سوخت موشک مدرن به دست آورد. یک موتور ضد ماده بسیار ساده به نظر می رسد. به سادگی می توان ذرات ضد ماده را یکی یکی به داخل محفظه مخصوص موشک تزریق کرد. در آنجا آنها با مواد معمولی نابود می شوند و باعث انفجاری عظیم می شوند. سپس گازهای گرم شده از یک انتهای محفظه خارج می شوند و نیروی رانش جت ایجاد می کنند.

ما هنوز تا تحقق این رویا خیلی فاصله داریم. دانشمندان موفق به بدست آوردن پادالکترون ها و پاد پروتون ها و همچنین اتم های پاد هیدروژن شده اند که در آنها یک پادالکترون در اطراف یک پاد پروتون در گردش است. این کار هم در سرن و هم در آزمایشگاه شتاب دهنده ملی فرمی (که بیشتر به عنوان Fermilab نامیده می شود) در نزدیکی شیکاگو در Tevatron، دومین شتاب دهنده بزرگ ذرات در جهان انجام شده است (فقط برخورد دهنده هادرون بزرگ سرن بزرگتر است). در هر دو آزمایشگاه، فیزیکدانان جریانی از ذرات پرانرژی را به سمت هدف فرستادند و جریانی از قطعات را دریافت کردند که در میان آنها پادپروتون ها وجود داشت. با کمک آهنرباهای قدرتمند، پاد ماده از ماده معمولی جدا شد. سپس سرعت پادپروتون های به دست آمده کاهش یافته و اجازه داده شد تا با آنتی الکترون ها مخلوط شوند و در نتیجه اتم های آنتی هیدروژن به وجود آمد.

دیو مک گینیس، یکی از فیزیکدانان Fermilab، در مورد استفاده عملی از پادماده بسیار فکر کرده است. من و او در کنار تواترون ایستادیم و دیو اقتصاد دلهره آور ضد ماده را برای من توضیح داد. او گفت که تنها راه شناخته شده برای بدست آوردن مقدار قابل توجهی از پادماده، استفاده از برخورد دهنده قدرتمندی مانند Tevatron بود. اما این ماشین ها بسیار گران هستند و می توانند پاد ماده را فقط در مقادیر بسیار کم تولید کنند. به عنوان مثال، در سال 2004، برخورد دهنده ای در سرن چند تریلیونم یک گرم پادماده به دانشمندان داد و این لذت 20 میلیون دلار برای دانشمندان هزینه داشت. با این قیمت، اقتصاد جهان ورشکسته خواهد شد، قبل از اینکه بتوان به اندازه کافی پادماده برای یک سفر ستاره ای به دست آورد. مک گینیس تأکید کرد که موتورهای ضد ماده به خودی خود چیز خاصی پیچیده نیستند و مطمئناً با قوانین طبیعت در تضاد نیستند. اما هزینه چنین موتوری امکان ساخت آن را در آینده نزدیک نمی دهد.

یکی از دلایل هزینه بالای دیوانه کننده ضد ماده، مبالغ هنگفتی است که باید برای ساخت شتاب دهنده ها و برخورد دهنده ها هزینه شود. با این حال، شتاب دهنده ها خود ماشین های جهانی هستند و عمدتاً نه برای تولید پادماده، بلکه برای تولید انواع ذرات بنیادی عجیب و غریب استفاده می شوند. این یک ابزار برای تحقیقات فیزیکی است، نه یک دستگاه صنعتی.

می توان فرض کرد که توسعه نوع جدیدی از برخورددهنده، که به طور خاص برای تولید پادماده طراحی شده است، می تواند هزینه آن را تا حد زیادی کاهش دهد. سپس تولید انبوه چنین ماشین هایی امکان دستیابی به مقدار قابل توجهی از پادماده را فراهم می کند. هارولد گریش از ناسا اطمینان دارد که قیمت پادماده می تواند در نهایت به 5000 دلار در هر میکروگرم کاهش یابد.

امکان دیگر برای استفاده از پادماده به عنوان سوخت موشک، یافتن یک شهاب سنگ ضد ماده در فضای بیرونی است. اگر چنین جسمی پیدا شود، انرژی آن به احتمال زیاد برای بیش از یک سفینه فضایی کافی خواهد بود. باید گفت که در سال 2006 به عنوان بخشی از ماهواره روسی Resurs-DK، ابزار اروپایی PAMELA به فضا پرتاب شد که هدف آن جستجوی پادماده طبیعی در فضا است.

اگر بتوان پادماده را در فضا یافت، پس بشریت باید چیزی شبیه شبکه الکترومغناطیسی برای جمع آوری آن بیابد.

بنابراین، اگرچه فضاپیمای بین ستاره‌ای روی پادماده ایده بسیار واقعی است و با قوانین طبیعت مغایرت ندارد، اما به احتمال زیاد در قرن بیست و یکم ظاهر نخواهند شد، مگر اینکه در پایان قرن دانشمندان بتوانند هزینه ضد ماده را کاهش دهند. به هر مقدار معقول اما اگر بتوان این کار را انجام داد، پروژه سفینه فضایی ضد ماده مطمئناً یکی از اولین پروژه هایی خواهد بود که مورد توجه قرار می گیرد.

ما مدت هاست به جلوه های ویژه در فیلم هایی مانند جنگ ستارگان و پیشتازان فضا عادت کرده ایم. فکر کشتی‌های ستاره‌ای تصاویری از ماشین‌های آینده‌نگر عظیم را به ارمغان می‌آورد که از هر طرف با جدیدترین اختراعات در زمینه دستگاه‌های با تکنولوژی بالا پر می‌شوند. در همین حال، امکان دیگری وجود دارد: استفاده از فناوری نانو برای ایجاد کشتی های ستاره ای کوچک، بزرگتر از یک انگشتانه یا سوزن یا حتی کوچکتر. ما از قبل مطمئن هستیم که کشتی های ستاره ای باید مانند اینترپرایز بزرگ باشند و خدمه کامل فضانورد را حمل کنند. اما با کمک فناوری‌های نانو، می‌توان کارکردهای اصلی یک سفینه فضایی را در حجم حداقلی قرار داد و سپس نه یک کشتی عظیم به سمت ستاره‌ها که خدمه آن باید سال‌ها در آن زندگی کنند، نمی‌رود، بلکه میلیون‌ها نانوکشتی کوچک به سمت ستاره‌ها می‌روند. . شاید تنها بخش کوچکی از آنها به مقصد برسند، اما کار اصلی انجام خواهد شد: با رسیدن به یکی از ماهواره‌های سیستم مقصد، این کشتی‌ها کارخانه می‌سازند و تولید تعداد نامحدودی از نسخه‌های خود را تضمین می‌کنند.

وینت سرف معتقد است که از نانو کشتی ها هم می توان برای مطالعه منظومه شمسی و هم - در نهایت - برای پرواز به سمت ستاره ها استفاده کرد. او می‌گوید: «اگر ما نانودستگاه‌های کوچک اما قدرتمندی طراحی کنیم که بتوان به راحتی به سطح، زیر سطح و جو سیارات و ماهواره‌های همسایه ما حمل و نقل و تحویل داد، مطالعه منظومه شمسی بسیار کارآمدتر خواهد شد. همین احتمالات را می توان به تحقیقات بین ستاره ای نیز تعمیم داد.

مشخص است که در طبیعت، پستانداران فقط چند نسل تولید می کنند و مراقب هستند که همه آنها زنده بمانند. برعکس، حشرات تعداد زیادی جوان به دنیا می آورند، اما تنها بخش کوچکی از آنها زنده می مانند. هر دو استراتژی به اندازه کافی موفق هستند که به گونه ها اجازه می دهند میلیون ها سال در این سیاره وجود داشته باشند. به همین ترتیب، ما می‌توانیم یک سفینه فضایی بسیار گران قیمت را به فضا بفرستیم - یا میلیون‌ها سفینه فضایی کوچک که هر کدام یک پنی هزینه دارند و سوخت بسیار کمی مصرف می‌کنند.

مفهوم نانو کشتی ها بر اساس یک استراتژی بسیار موفق است که به طور گسترده در طبیعت استفاده می شود: استراتژی گله. پرندگان، زنبورها و سایرین مانند آنها اغلب به صورت دسته یا دسته پرواز می کنند. این فقط این نیست که تعداد زیادی از Kindred ایمنی را تضمین می کنند. علاوه بر این، گله به عنوان یک سیستم هشدار اولیه کار می کند. اگر اتفاق خطرناکی در یک انتهای بسته رخ دهد - به عنوان مثال، حمله توسط یک شکارچی، کل بسته فوراً اطلاعات مربوط به آن را دریافت می کند. گله بسیار کارآمد و پرانرژی است. پرندگانی که در یک شکل مشخصه V شکل پرواز می کنند - یک گوه، از جریان های متلاطم از بال همسایه در جلو استفاده می کنند و در نتیجه پرواز آنها را تسهیل می کنند.

دانشمندان از یک خانواده ازدحام، گله یا مورچه به عنوان یک "ابر ارگانیسم" صحبت می کنند که در برخی موارد مستقل از توانایی های اجزای تشکیل دهنده خود ذهن خاص خود را دارد. به عنوان مثال، سیستم عصبی یک مورچه بسیار ساده است، و مغز آن بسیار کوچک است، اما خانواده مورچه ها با هم قادر به ساخت پیچیده ترین ساختار - یک مورچه هستند. دانشمندان امیدوارند از درس‌های طبیعت در ساخت ربات‌های «گله» استفاده کنند، روبات‌هایی که ممکن است روزی مجبور شوند به سفری طولانی به سیارات و ستارگان دیگر بروند.

از جهاتی، همه اینها یادآور مفهوم "غبار هوشمند" است که توسط پنتاگون در حال توسعه است: میلیاردها ذره مجهز به حسگرهای کوچک در هوا پراکنده شده و شناسایی انجام می دهند. هر سنسور خود ذهنی ندارد و تنها ذره کوچکی از اطلاعات را ارائه می دهد، اما با هم می توانند کوه هایی از انواع داده ها را در اختیار صاحبان خود قرار دهند. دارپا با توجه به کاربردهای نظامی آینده، مانند استفاده از گرد و غبار حساس برای ردیابی مواضع دشمن در میدان نبرد، از تحقیقات در این زمینه حمایت مالی کرده است. در سال 2007 و 2009 USAF برنامه های تفصیلی تسلیحاتی را برای چند دهه آینده منتشر کرده است. این پهپاد همه چیز را از نسخه های پیشرفته هواپیمای بدون سرنشین Predator (که امروز 4.5 میلیون دلار قیمت دارد) گرفته تا گروه های عظیمی از سنسورهای ارزان قیمت کوچک به اندازه یک سر سوزن دارد.

دانشمندان نیز به این مفهوم علاقه مند هستند. انبوه گرد و غبار حساس برای رصد واقعی طوفان از هزاران نقطه دید مختلف مفید خواهد بود. به همین ترتیب می توان رعد و برق، فوران های آتشفشانی، زلزله، سیل، آتش سوزی جنگل ها و سایر پدیده های طبیعی را مشاهده کرد. به عنوان مثال، در فیلم تورنادو، ما تیمی از شکارچیان شجاع طوفان را تماشا می کنیم که با قرار دادن حسگرهایی در اطراف یک گردباد، جان و اندام خود را به خطر می اندازند. نه تنها بسیار خطرناک است، بلکه بسیار مؤثر نیز نیست. به جای قرار دادن چندین حسگر در معرض خطر حیات در اطراف یک دهانه آتشفشانی در طول فوران یا اطراف ستون گردباد که در استپ قدم می زند و از آنها اطلاعاتی در مورد دما، رطوبت و سرعت باد دریافت می کند، پراکندگی غبار هوشمند در داخل بسیار کارآمدتر خواهد بود. هوا و دریافت داده ها به طور همزمان با هزاران نقطه مختلف پراکنده در منطقه ای به وسعت صدها کیلومتر مربع. در یک کامپیوتر، این داده ها در یک تصویر سه بعدی ترکیب می شوند، که در زمان واقعی توسعه یک طوفان یا مراحل مختلف فوران را به شما نشان می دهد. شرکت‌های تجاری در حال حاضر روی نمونه‌هایی از این حسگرهای کوچک کار می‌کنند و برخی از آنها واقعا بزرگ‌تر از یک سر سوزن نیستند.

مزیت دیگر نانوکشتی ها این است که برای رسیدن به فضای بیرونی به پیشران بسیار کمی نیاز دارند. در حالی که وسایل نقلیه پرتاب بزرگ فقط می توانند تا 11 کیلومتر بر ثانیه شتاب بگیرند، اشیاء ریز مانند نانو کشتی ها نسبتاً آسان هستند که با سرعت های فوق العاده بالا به فضا پرتاب شوند. به عنوان مثال، ذرات بنیادی را می توان با استفاده از یک میدان الکتریکی معمولی به سرعت های زیر نور شتاب داد. اگر به نانوذرات بار الکتریکی کوچکی بدهیم، آنها نیز می توانند به راحتی توسط میدان الکتریکی شتاب بگیرند.

به جای صرف مبالغ هنگفت برای ارسال کاوشگرهای بین سیاره ای، به هر نانوکشتی می توان توانایی تکثیر خود را داد. بنابراین، حتی یک نانوربات می تواند یک کارخانه نانوربات یا حتی یک پایگاه ماه بسازد. پس از آن، کاوشگرهای خود-تکثیر شونده جدید برای کشف دنیاهای دیگر خواهند رفت. (مشکل ایجاد اولین نانوربات با قابلیت کپی برداری از خود است و این موضوع هنوز مربوط به آینده ای بسیار دور است.)

در دهه 1980، ناسا ایده یک ربات خود-تکثیر شونده را به اندازه کافی جدی گرفت تا یک مطالعه ویژه را از دانشگاه سانتا کلارا به نام "اتوماسیون پیشرفته برای وظایف فضایی" برای بررسی جزئیات چندین گزینه ممکن انجام دهد. یکی از سناریوهایی که دانشمندان ناسا در نظر گرفتند ارسال ربات های کوچک و خودتکثیر شونده به ماه بود. در آنجا قرار بود روبات‌ها تولید نوع خود را از مواد بداهه ایجاد کنند.

گزارش این برنامه عمدتاً به ایجاد یک کارخانه شیمیایی برای پردازش خاک قمری (رگولیت) اختصاص داشت. برای مثال، قرار بر این بود که ربات روی ماه فرود بیاید، به اجزای سازنده آن تقسیم شود و سپس آنها را دوباره در پیکربندی جدید، درست مانند یک ربات ترانسفورماتور اسباب بازی، جمع کند. بنابراین، ربات می‌تواند آینه‌های سهموی بزرگی را جمع کند تا نور خورشید را متمرکز کند و شروع به ذوب سنگ سنگی کند. سپس با کمک اسید هیدروفلوئوریک، فلزات قابل استفاده و سایر مواد را از مذاب سنگ سنگ استخراج می کرد. از فلزات می توان یک پایه قمری ساخت. با گذشت زمان، این ربات همچنین یک کارخانه کوچک قمری برای تولید نسخه های خود می ساخت.

بر اساس این گزارش، موسسه مفاهیم پیشرفته ناسا مجموعه‌ای از پروژه‌ها را بر اساس استفاده از ربات‌های خود-تکثیر شونده راه‌اندازی کرده است. میسون پک از دانشگاه کرنل یکی از کسانی بود که ایده کشتی های ستاره ای کوچک را جدی گرفت.

به آزمایشگاه پک رفتم و با چشمان خود میز کار پر از انواع اجزایی را دیدم که ممکن است روزی به مقصد فضا برود. در کنار میز کار یک اتاق تمیز کوچک با دیوارهای پلاستیکی قرار داشت که اجزای ظریف ماهواره های آینده را در آن جمع می کردند.

دیدگاه پک از اکتشاف فضا با هر چیزی که در فیلم های هالیوود می بینیم بسیار متفاوت است. این امکان ایجاد یک ریزمدار به اندازه یک سانتی‌متر در یک سانتی‌متر و وزن یک گرم را پیشنهاد می‌کند که می‌توان آن را تا ۱ درصد سرعت نور شتاب داد. به عنوان مثال، او می تواند از اثر زنجیر استفاده کند، که با آن ناسا ایستگاه های بین سیاره ای خود را به سرعت های فوق العاده شتاب می دهد. این مانور گرانشی شامل پرواز در کنار سیاره است. به همین ترتیب، یک سنگ در یک زنجیر که توسط یک کمربند گرانشی نگه داشته می‌شود، شتاب می‌گیرد، به صورت دایره‌ای پرواز می‌کند و در جهت درست شلیک می‌کند. در اینجا، گرانش سیاره به سرعت بیشتر فضاپیما کمک می کند.

اما پک می خواهد از نیروهای مغناطیسی به جای گرانش استفاده کند. او انتظار دارد که این ریزفضا حلقه‌ای را در میدان مغناطیسی مشتری توصیف کند که 20000 برابر قوی‌تر از میدان مغناطیسی زمین است و کاملاً قابل مقایسه با میدان‌های شتاب‌دهنده‌های زمینی است که قادر به شتاب دادن ذرات بنیادی به انرژی‌های تریلیون‌ها الکترون ولت هستند.

او نمونه ای را به من نشان داد، یک ریزتراشه که فکر می کرد روزی می تواند به یک سفر طولانی در اطراف مشتری برود. این یک مربع کوچک کمتر از یک نوک انگشت بود که به معنای واقعی کلمه با انواع چیزهای علمی پر شده بود. به طور کلی، دستگاه بین ستاره ای پک بسیار ساده خواهد بود. از یک طرف، تراشه دارای یک باتری خورشیدی است که باید انرژی لازم برای برقراری ارتباط را تامین کند، از سوی دیگر - یک فرستنده رادیویی، یک دوربین فیلمبرداری و سنسورهای دیگر. این دستگاه موتور ندارد و میدان مغناطیسی مشتری باید آن را پراکنده کند. (متاسفانه در سال 2007، موسسه مفاهیم پیشرفته ناسا که از سال 1998 بودجه این پروژه و سایر پروژه های نوآورانه را برای برنامه فضایی تامین کرده بود، به دلیل کاهش بودجه بسته شد.)

می بینیم که دید پک از کشتی های ستاره ای با داستان های علمی تخیلی بسیار متفاوت است، جایی که کشتی های ستاره ای بزرگ تحت کنترل تیمی از فضانوردان شجاع در جهان پرسه می زنند. برای مثال، اگر یک پایگاه علمی در یکی از قمرهای مشتری ظاهر شود، ده‌ها کشتی کوچک از این دست می‌توانند به مدار غول گازی پرتاب شوند. اگر، در میان چیزهای دیگر، باتری اسلحه های لیزری در این ماه وجود داشت، کشتی های کوچک می توانستند با شتاب دادن به آنها با پرتو لیزر تا کسری قابل توجه از سرعت نور شتاب بگیرند.

کمی بعد، از پک یک سوال ساده پرسیدم: آیا او می تواند تراشه خود را با استفاده از فناوری نانو به اندازه یک مولکول کوچک کند؟ در این صورت حتی میدان مغناطیسی مشتری نیز مورد نیاز نخواهد بود - آنها را می توان به سرعت های زیر نوری در یک شتاب دهنده معمولی که روی ماه ساخته شده است، شتاب داد. او گفت این امکان وجود دارد، اما هنوز جزئیات را مشخص نکرده است.

بنابراین ما یک ورق کاغذ برداشتیم و با هم شروع کردیم به نوشتن معادلات روی آن و فهمیدن اینکه چه چیزی از آن حاصل می شود. (این گونه است که ما دانشمندان با یکدیگر ارتباط برقرار می کنیم - راه رفتن روی تخته سیاه با گچ، یا گرفتن یک تکه کاغذ و تلاش برای حل یک مسئله با فرمول های مختلف.) ما معادله ای برای نیروی لورنتس نوشته ایم که پک قصد دارد از آن استفاده کند. تا کشتی هایش را به دور مشتری براند. سپس به طور ذهنی کشتی ها را به اندازه مولکول ها کاهش دادیم و آنها را به طور ذهنی در یک شتاب دهنده فرضی مانند برخورد دهنده بزرگ هادرون قرار دادیم. ما به سرعت متوجه شدیم که با قرار دادن یک شتاب‌دهنده معمولی روی ماه، نانوستاره‌کشی‌های ما می‌توانند بدون هیچ مشکلی به سرعتی نزدیک به سرعت نور شتاب دهند. با کاهش اندازه یک سفینه فضایی از یک صفحه سانتی متری به یک مولکول، ما توانستیم شتاب دهنده مورد نیاز برای شتاب دادن به آنها را کاهش دهیم. اکنون، به جای مشتری، می توانیم از یک شتاب دهنده ذرات سنتی استفاده کنیم. این ایده برای ما کاملاً واقعی به نظر می رسید.

با این حال، پس از تجزیه و تحلیل مجدد معادلات، به یک نتیجه کلی رسیدیم: تنها مشکل در اینجا پایداری و استحکام کشتی‌های نانوست. آیا شتاب دهنده مولکول های ما را پاره نمی کند؟ مانند توپی روی یک ریسمان، این نانو کشتی‌ها، وقتی به سرعت‌های نزدیک به نور شتاب می‌گیرند، عمل نیروهای گریز از مرکز را تجربه می‌کنند. علاوه بر این، آنها دارای بار الکتریکی خواهند بود، به طوری که حتی نیروهای الکتریکی یکپارچگی آنها را تهدید می کند. نتیجه گیری کلی: بله، نانوکشتی ها یک امکان واقعی هستند، اما دهه ها تحقیق طول می کشد تا تراشه پک بتواند به اندازه یک مولکول کاهش یابد و تقویت شود تا شتاب تا سرعت نزدیک به نور به هیچ وجه به آن آسیب نرساند.

در این میان، میسون پک رویای فرستادن دسته‌ای از نانوسفینه‌ها به نزدیک‌ترین ستاره را در سر می‌برد به این امید که حداقل برخی از آنها بر فضای بین ستاره‌ای که ما را از هم جدا می‌کند غلبه کنند. اما وقتی به مقصد برسند چه خواهند کرد؟

اینجاست که پروژه پی ژانگ از دانشگاه کارنگی ملون در سیلیکون ولی وارد عمل می شود. او یک ناوگان کامل از مینی هلیکوپترها را ایجاد کرد که شاید روزی قرار باشد در جو یک سیاره بیگانه رشد کنند. او با افتخار انبوهی از مینی ربات هایش را به من نشان داد که یادآور هلیکوپترهای اسباب بازی بود. با این حال، سادگی ظاهری فریبنده است. من به خوبی دیدم که در هر یک از آنها یک تراشه پر از پیچیده ترین وسایل الکترونیکی وجود دارد. با فشار دادن یک دکمه، ژانگ چهار مینی ربات را به هوا برد که بلافاصله در جهات مختلف پراکنده شدند و شروع به انتقال اطلاعات به ما کردند. خیلی زود از هر طرف توسط مینی ربات ها احاطه شدم.

ژانگ به من گفت چنین هلیکوپترهایی قرار است در شرایط بحرانی مانند آتش سوزی یا انفجار کمک کنند. وظیفه آنها جمع آوری اطلاعات و شناسایی است. با گذشت زمان، مینی ربات ها را می توان به دوربین ها و حسگرهایی برای دما، فشار، جهت باد و غیره مجهز کرد. در صورت وقوع یک فاجعه طبیعی یا انسان ساز، چنین اطلاعاتی می تواند حیاتی باشد. هزاران مینی ربات را می توان بر روی یک میدان جنگ، آتش سوزی جنگل، یا (چرا که نه؟) روی یک منظره بیگانه کشف نشده پرتاب کرد. همه آنها دائماً با یکدیگر در تماس هستند. اگر یک minibot با مانعی روبرو شود، بقیه فوراً از آن مطلع خواهند شد.

بنابراین، یکی از سناریوهای سفر بین ستاره ای شلیک هزاران تراشه ارزان قیمت و یکبار مصرف، مشابه تراشه میسون پک است که با سرعت نزدیک به نور در جهت نزدیکترین ستاره پرواز می کنند. اگر حتی بخش کوچکی از آنها به مقصد برسند، مینی ستاره‌کشی‌ها بال‌ها یا ملخ‌ها را آزاد می‌کنند و مانند ازدحام مکانیکی Pei Zhang، بر فراز یک چشم‌انداز بی‌سابقه بیگانه پرواز می‌کنند. آنها اطلاعات را از طریق رادیو مستقیماً به زمین ارسال خواهند کرد. به محض کشف سیارات امیدوارکننده، نسل دوم کشتی های کوچک ستاره ای به راه خواهند افتاد. وظیفه آنها در حال حاضر ساخت کارخانه هایی برای تولید همه کشتی های کوچک ستاره ای در نزدیکی یک ستاره دور است که سپس به ستاره بعدی می رود. روند به طور نامحدود توسعه خواهد یافت.

تا سال 2100، ما به احتمال زیاد فضانوردانی را به مریخ و کمربند سیارک‌ها می‌فرستیم، قمرهای مشتری را کاوش می‌کنیم و ارسال کاوشگر به ستاره‌ها را جدی خواهیم گرفت.

اما انسانیت چطور؟ آیا ما مستعمرات فضایی خواهیم داشت و آیا آنها می توانند مشکل افزایش جمعیت را حل کنند؟ آیا خانه جدیدی در فضا پیدا خواهیم کرد؟ آیا نسل بشر تا سال 2100 زمین را ترک می کند؟

خیر با در نظر گرفتن هزینه سفر فضایی، اکثر مردم در سال 2100 یا حتی خیلی بعد از آن سوار فضاپیما نمی شوند و سیارات دور را نمی بینند. شاید تعداد انگشت شماری از فضانوردان تا این زمان فرصت داشته باشند تا چند پاسگاه کوچک بشریت را در سیارات و ماهواره های دیگر ایجاد کنند، اما بشریت به عنوان یک کل به زمین زنجیر خواهد ماند.

از آنجایی که زمین برای بیش از یک قرن خانه انسان خواهد بود، بیایید از خود بپرسیم: تمدن بشر چگونه توسعه خواهد یافت؟ علم چه تأثیری بر سبک زندگی، کار و جامعه خواهد داشت؟ علم موتور سعادت است، پس باید به این فکر کرد که چگونه تمدن بشری و رفاه ما را در آینده تغییر خواهد داد.

یادداشت:

مبنای تعیین مختصات کاربر، اندازه‌گیری جابه‌جایی فرکانس نیست، بلکه تنها زمان انتقال سیگنال‌ها از چندین ماهواره است که در فواصل مختلف (اما در هر لحظه شناخته شده) از آن قرار دارند. برای تعیین سه مختصات فضایی، در اصل، کافی است سیگنال های چهار ماهواره را پردازش کنیم، اگرچه معمولاً گیرنده تمام ماهواره های قابل استفاده را که در حال حاضر می شنود، "در نظر می گیرد". همچنین یک روش دقیق تر (اما پیاده سازی دشوارتر) بر اساس اندازه گیری فاز سیگنال دریافتی وجود دارد. - تقریبا مطابق.

یا به زبان زمینی دیگر، بسته به جایی که فیلم ساخته شده است. - تقریبا مطابق.

پروژه TPF در واقع برای مدت طولانی در برنامه‌های بلندمدت ناسا حضور داشته است، اما همیشه به عنوان یک "پروژه کاغذی" باقی مانده است، به دور از مرحله اجرای عملی. نه آن و نه پروژه دوم از همان حوزه موضوعی - عکاس سیارات شبیه زمین (TPI) در پیشنهاد بودجه سال مالی 2012 گنجانده شده است. شاید جانشین آنها ماموریت New Worlds برای تصویربرداری و طیف سنجی سیارات مشابه زمین باشد، اما در مورد زمان پرتاب آن چیزی نمی توان گفت. - تقریبا مطابق.

در واقع موضوع حساسیت نبود، بلکه به کیفیت سطح آینه مربوط می شد. - تقریبا مطابق.

این پروژه در فوریه 2009 برای اجرای مشترک توسط ناسا و آژانس فضایی اروپا انتخاب شد. در اوایل سال 2011، آمریکایی ها به دلیل کمبود بودجه از این پروژه انصراف دادند و اروپا تصمیم خود برای شرکت در آن را تا فوریه 2012 به تعویق انداخت. - تقریبا مطابق.

افسوس که این متن قدیمی است. مانند EJSM، این پروژه مشترک در اوایل سال 2011 حمایت ایالات متحده را از دست داد و در حال بررسی است، و در بودجه EKA دارای همان بودجه EJSM و رصدخانه بین المللی اشعه ایکس IXO است. تنها یکی از این سه پروژه به صورت کوتاه شده می تواند برای اجرا در سال 2012 تایید شود و راه اندازی ممکن است بعد از سال 2020 انجام شود - توجه. مطابق.

و برخی از آنها مشکوک هستند. - تقریبا مطابق.

به بیان دقیق، این نام برنامه ناسا بود که برای برآورده کردن الزامات بوش طراحی شده بود که مفاد اصلی آن توسط نویسنده در زیر شرح داده شده است. - تقریبا مطابق.

ایالات متحده فقط موشک دارد و نیازی به اختراع آنها از ابتدا نیست: کشتی اوریون را می توان با نسخه سنگین - ناو دلتا IV و کشتی های خصوصی سبک تر - روی موشک های Atlas V یا Falcon-9 پرتاب کرد. اما حتی یک فضاپیمای سرنشین دار آماده وجود ندارد و در سه چهار سال آینده نیز وجود نخواهد داشت. - تقریبا مطابق.

نکته البته در مسافت نیست، بلکه در مجموعه و کاهش سرعت مورد نیاز برای پرواز است. همچنین مطلوب است که مدت زمان سفر را محدود کنید تا قرار گرفتن در معرض تابش خدمه به حداقل برسد. در مجموع، این محدودیت ها می تواند منجر به الگوی پرواز با مصرف سوخت بسیار بالا و بر این اساس، حجم بالای مجموعه اعزامی و هزینه آن شود. - تقریبا مطابق.

این درست نیست. گازهای داغ به بال چپ کلمبیا نفوذ کرده و پس از گرمایش طولانی مدت، قدرت را از آن سلب کردند. بال تغییر شکل داده شد، کشتی تنها جهت گیری صحیح خود را هنگام ترمز در جو فوقانی از دست داد و توسط نیروهای آیرودینامیکی از بین رفت. فضانوردان در اثر کاهش فشار و ضربه های غیرقابل تحمل جان خود را از دست دادند. - تقریبا مطابق.

در فوریه 2010، دولت اوباما بسته شدن کامل برنامه Constellation، از جمله فضاپیمای Orion را اعلام کرد، اما قبلاً در آوریل موافقت کرد که آن را به عنوان یک کشتی نجات برای ISS نگه دارد. در سال 2011، اجماع در مورد شروع فوری بودجه برای حامل فوق سنگین SLS بر اساس عناصر شاتل و ادامه کار بر روی Orion بدون اعلام رسمی اهداف یک برنامه سرنشین دار امیدوارکننده حاصل شد. - تقریبا مطابق.

هیچی مثل این! اولاً، روس‌ها و آمریکایی‌هایی که اکنون نیمی از سال با هم پرواز می‌کنند، در سلامت کامل فرود می‌آیند و می‌توانند در روز فرود، هرچند با احتیاط، راه بروند. ثانیاً، وضعیت فضانوردان شوروی و روسیه پس از رکورد پروازهای 366 و 438 روزه یکسان بود، زیرا ابزارهای توسعه یافته توسط ما برای مبارزه با اثرات عوامل پرواز فضایی حتی برای چنین دوره هایی کافی است. ثالثاً، آندریان نیکولایف و ویتالی سواستیانوف پس از رکوردشکنی پرواز 18 روزه در سایوز-9 در سال 1970، زمانی که عملاً هیچ اقدام پیشگیرانه ای انجام نشده بود، به سختی توانستند بخزند. - تقریبا مطابق.

چرخش کشتی یا قسمتی از آن حول محور بسیار ساده است و تقریباً نیازی به مصرف سوخت اضافی ندارد. نکته دیگر این است که ممکن است کار در چنین شرایطی برای خدمه چندان راحت نباشد. با این حال، عملا هیچ داده تجربی در این زمینه وجود ندارد. - تقریبا مطابق.

این تخمین رایج از هزینه ISS نادرست است، زیرا به طور مصنوعی شامل هزینه تمام پروازهای شاتل در طول دوره ساخت و بهره برداری آن می شود. طراحی و ساخت اجزای ایستگاه، ابزار دقیق علمی و کنترل پرواز در حال حاضر در حدود 58 میلیارد دلار در طول 30 سال (1984-2011) ارزش گذاری شده است. - تقریبا مطابق.

آسانسور فضایی نمی تواند در ارتفاع مدار زمین ثابت خاتمه یابد - برای اینکه بدون حرکت آویزان شود و بتواند به عنوان تکیه گاه برای حرکت کابین های حمل و نقل عمل کند، سیستم باید به وزنه تعادل در ارتفاع تا 100000 مجهز شود. کیلومتر - تقریبا مطابق.

دومین نمونه از این فضاپیما، NanoSail-D2، در 20 نوامبر 2010 همراه با ماهواره Fastsat به فضا پرتاب شد، در 17 ژانویه 2011 از آن جدا شد و یک بادبان فضایی 10 متر مربعی را با موفقیت به فضا فرستاد. - تقریبا مطابق.

در ماه می 2011، سه "ماهواره تراشه ای" آزمایشی از تیم پک برای آزمایش های استقامت در شرایط فضای باز به ایستگاه فضایی بین المللی تحویل داده شد. - تقریبا مطابق.

چنین انتقالی به خودی خود یک کار بزرگ است. - تقریبا مطابق.

با این حال، Interstellar فقط یک داستان علمی تخیلی است، و دکتر وایت، به نوبه خود، در زمینه بسیار واقعی توسعه فناوری های پیشرفته برای سفرهای فضایی در آزمایشگاه ناسا کار می کند. دیگر جایی برای داستان های علمی تخیلی نیست. اینجا علم واقعی وجود دارد. و اگر تمام مشکلات مربوط به بودجه کاهش یافته آژانس هوافضا را کنار بگذاریم، کلمات زیر وایت کاملا امیدوارکننده به نظر می رسند:

"شاید تجربه پیشتازان فضا، در چارچوب زمانی ما، آنقدرها هم دور از دسترس نباشد."

به عبارت دیگر، آنچه دکتر وایت می‌خواهد بگوید این است که او و همکارانش مشغول ساختن برخی فیلم‌های فرضی، یا فقط طرح‌های سه بعدی و ایده‌های درایو تاب نیستند. آنها فقط فکر نمی کنند که درایو واقعی Warp از نظر تئوری امکان پذیر است. آنها در واقع در حال توسعه اولین درایو Warp هستند:

دکتر وایت و تیم دانشمندانش در حال کار در آزمایشگاه Eagleworks، در اعماق مرکز فضایی جانسون ناسا، در تلاش هستند تا راه‌هایی برای تحقق این رویا بیابند. این تیم قبلاً «یک نیمکت شبیه‌سازی برای آزمایش یک تداخل سنج ویژه ایجاد کرده‌اند که از طریق آن دانشمندان تلاش خواهند کرد تا حباب‌های تار میکروسکوپی را تولید و شناسایی کنند. این دستگاه تداخل سنج میدان تاب سفید-جدی نام دارد.

اکنون ممکن است این یک دستاورد جزئی به نظر برسد، اما اکتشافات پشت این اختراع می توانند در تحقیقات بیشتر بی نهایت مفید باشند.

علیرغم این واقعیت که این تنها یک پیشرفت کوچک در این جهت است، ممکن است قبلاً اثباتی بر وجود امکان بسیار محرکه چرخشی باشد، همانطور که نمایش انبوه چوب شیکاگو (اولین راکتور هسته ای مصنوعی) در زمان خود بود. . در دسامبر 1942، اولین نمایش یک واکنش زنجیره ای هسته ای کنترل شده و خودپایدار برگزار شد که نیم وات انرژی الکتریکی تولید کرد. اندکی پس از این تظاهرات، در نوامبر 1943، راکتوری با ظرفیت حدود چهار مگاوات راه اندازی شد. ارائه اثبات وجود لحظه ای حیاتی برای یک ایده علمی است و می تواند نقطه شروعی در توسعه فناوری باشد.

اگر کار دانشمندان در نهایت موفقیت آمیز باشد، به گفته دکتر وایت، موتوری ساخته خواهد شد که می تواند ما را «طبق استانداردهای زمان زمین در عرض دو هفته» به آلفا قنطورس برساند. در این صورت، سیر زمان در کشتی مانند زمین خواهد بود.

نیروهای جزر و مدی داخل حباب تار مشکلی برای فرد ایجاد نمی کند و کل سفر توسط او به گونه ای درک می شود که گویی در شرایط شتاب صفر است. وقتی میدان تار روشن می شود، هیچ کس با قدرت زیادی به بدنه کشتی کشیده نمی شود، نه، در این صورت، سفر بسیار کوتاه و غم انگیز خواهد بود.

در ماه فوریه، اسپیس ایکس پرتاب پرتاب فالکون هوی را انجام داد. رئیس این شرکت، ایلان ماسک، یک نابغه و "روشنگر" در نظر گرفته می شود، اما حتی تصورات او در مورد استعمار مریخ در مقایسه با پروژه هایی که در حال حاضر با قدرت و اصلی روی آنها کار می شود، رنگ پریده است.

معدنچیان روی یک شهاب سنگ

کسب درآمد در فضا ایده نسبتا جدیدی است. به سختی می توان روی این واقعیت حساب کرد که مشاغل بزرگ به تحقیقات صرفاً علمی علاقه مند خواهند شد ، بنابراین آینده صنعت فضایی دقیقاً در افزایش پروژه های تجاری نهفته است - از این گذشته ، توسعه وسعت آمریکا نیز چنین دیکته نشده است. بیشتر به دلیل میل به دانش و تشنگی برای سود.

استخراج منابع روی یک سیارک جسورانه‌ترین و بلندپروازانه‌ترین ایده ممکن برای غنی‌سازی به قیمت منابع فرازمینی است. بارزترین نمونه از ظهور یک صنعت جدید، شرکت های آمریکایی Deep Space Industries و Planetary Resources هستند که دولت لوکزامبورگ برای پروژه های آنها 200 میلیون دلار اختصاص داده است.

طبق پروژه‌های موجود، استخراج روی سیارک‌ها در چند مرحله انجام می‌شود: کشف اجرام آسمانی بالقوه «جالب»، انجام تجزیه و تحلیل/نمونه‌برداری از راه دور، و اگر سیارک «شایستگی» پیدا کرد، استخراج روی آن.

استخراج منابع روی یک شهاب سنگ فقط یک فانتزی نیست: کاوشگر Arkyd-6 متعلق به Planetary Resources در اوایل سال جاری با موفقیت به دور زمین چرخید. این نوعی ماژول است که فناوری تشخیص اجرام آسمانی را که به طور بالقوه مناسب برای توسعه هستند کار می کند. علاوه بر این، این شرکت در نظر دارد که Arkyd-100 را به مدار زمین پرتاب کند، یک ماهواره تمام عیار کاملاً مجهز برای شناسایی شهاب سنگ ها، پس از آن Arkyd-200 و Arkyd-300 مستقیماً به جرم آسمانی فرستاده می شوند که هدف آن شناسایی خواهد بود. در مجاورت جسم آسمانی.

پس از این مقدمات مقدماتی، قرار است کشتی‌های معدنی که در حالت خودکار فعالیت می‌کنند، به آسمان بفرستند. اولین تجربه حفاری فضایی، طبق پیش‌بینی‌های Planetary Resources، بشر تا سال 2030 خواهد توانست به خود ببالد.

سود توسعه صنعتی سیارک ها چیست؟ در مرحله اول، آنها می توانند آب و مواد حاوی آب - مواد خام لازم برای تولید سوخت موشک را به طور مستقیم در فضا استخراج کنند.

و ثانیاً، چنین اجرام آسمانی می توانند حاوی عناصر زیادی باشند که در زمین بسیار نادر هستند. به عنوان مثال، سیارک 2011 UW158 که در سال 2015 از کنار سیاره ما عبور کرد، حاوی 5 تریلیون دلار پلاتین بود.

تشییع جنازه قمری

انسان ابدی نیست و مسیر او پس از زندگی باید در عصر فضا مورد بازنگری قرار گیرد. در هر صورت، شرکت فضایی Elysium در این مورد متقاعد شده است که قصد دارد خدمات ارسال خاکستر مردگان را به ماه ارائه دهد.

وب سایت این شرکت می گوید به جای اینکه به پاهای خود نگاه کنیم، به یاد عزیزان و دوستانمان باشیم، می توانیم به شگفتی های ابدی آسمان شب نگاه کنیم، زیرا می دانیم که افراد عزیز همیشه با ما هستند.

این شرکت برای استفاده از یک سرویس غیرمعمول، مینی کوزه های مخصوصی را توسعه داده است که بخشی از خاکستر در آن قرار می گیرد و سپس به فضا پرتاب می شود.

Elysium Space دو گزینه را برای "دفن فضایی" ارائه می دهد: اولی، با قیمت 2500 دلار به نام "Shoting Star"، شامل انتقال خاکستر به مدار زمین است، جایی که حدود دو سال در آن سپری خواهد شد و در زمان واقعی در دسترس خواهد بود. ردیابی با استفاده از یک برنامه تلفن هوشمند دوم تحویل خاکستر به ماه است، جایی که "تا ابدیت" در آنجا آرام خواهد گرفت.

تاریخ پرتاب فضاپیمای Star II، که مینی کوره ها را در مدار قرار می دهد، مشخص نشده است، در حالی که کاوشگر Lunar I باید در اوایل سال 2019 به ماهواره زمین برود.

پهپاد و زیردریایی در قمر زحل

برخلاف پروژه‌ها و شرکت‌هایی که در بالا مورد بحث قرار گرفت، آژانس هوافضای ایالات متحده ناسا بیشتر بر مأموریت‌های تحقیقاتی تمرکز می‌کند، که، همانطور که مشخص است، نیاز به تخیل و شجاعت بیشتر و بیشتر دارد. چنین پروژه هایی شامل ارسال یک پهپاد و یک زیردریایی به قمر زحل تیتان، جرم آسمانی است که به عنوان دانشمندان، احتمال پیدایش و توسعه حیات در آن وجود دارد.

پروژه Dragonfly در آزمایشگاه فیزیک کاربردی دانشگاه جانز هاپکینز توسعه داده شد و یکی از دو فینالیست مسابقه برنامه اکتشاف منظومه شمسی New Frontiers برای بهترین طراحی ماموریت فضایی است.

بر خلاف مریخ نوردهای چرخدار استاندارد، دراگون فلای یک کاوشگر پرنده است که با استفاده از ملخ هایی که سفینه را به بالای سطح ماه می برد، در جو متراکم تیتان حرکت می کند.

یکی دیگر از ویژگی های متمایز این پروژه این است که کاوشگر بر روی یک نیروگاه هسته ای کار خواهد کرد.

در سطح تیتان رودخانه‌ها، دریاچه‌ها و تمام اقیانوس‌ها از هیدروکربن‌ها تشکیل شده‌اند. مطالعه اسرار ماهواره زحل بدون فرو رفتن در این ورطه غیرقابل تصور است.

به همین دلیل ناسا قصد دارد یک «زیردریایی فضایی» ایجاد و تجهیز کند. این پروژه توسط دانشمندانی از دانشگاه واشنگتن هدایت می شود که شرایطی را که فضاپیمای تیتان با آن مواجه خواهد شد را بازسازی کرده اند تا تأثیر احتمالی محیط کمتر شناخته شده ماهواره بر فضاپیما را بررسی کنند.

به طور خاص، دانشمندان قبلاً موفق به کشف این موضوع شده اند که "مخازن هیدروکربنی" در دمای -198 درجه سانتیگراد یخ می زنند، به این معنی که احتمال برخورد زیردریایی با شباهت یک کوه یخ حداقل است - این کار را بسیار ساده می کند. طراحی زیردریایی که قرار است در سال های آینده به سمت تایتان پرتاب شود 20 سال.

اولین پرواز بین ستاره ای

جستجوی حیات یا نشانه‌های آن در منظومه شمسی یکی از اولویت‌های علم مدرن است، اما این بدان معنا نیست که بشر برای همیشه از پرواز به سوی ستاره‌ها خودداری می‌کند.

ابتکار Breakthrough Starshot، توسط میلیاردر روسی، یوری میلنر و اخترفیزیکدان مشهور بریتانیایی، استیون هاوکینگ، شامل ارسال نانوماهواره‌ها بر روی بادبان‌های لیزری به آلفا قنطورس، نزدیک‌ترین منظومه ستاره‌ای به خورشید است.

آلفا قنطورس حدود 4.37 سال نوری از ما فاصله دارد. نانوماهواره‌ها، برخلاف کشتی‌های بزرگ، به دلیل جرم فوق‌العاده کم‌شان با سرعت بسیار بالاتر - حدود 20 درصد سرعت نور - قادر خواهند بود بر فواصل بین‌ستاره‌ای عظیم غلبه کنند.

برای تبدیل این پروژه به واقعیت، میلنر 100 میلیون دلار اختصاص داد. فن آوری های لازم هنوز وجود ندارد، اما، به گفته دانشمندان، بشریت از هر فرصتی برای رسیدن به آلفا قنطورس قبل از پایان قرن بیست و یکم برخوردار است.

آسانسور فضایی

یکی از جاه طلبانه ترین پروژه های آینده که سرنوشت و رویکرد بشریت به دیدن خود را به طور اساسی و برای همیشه تغییر خواهد داد، آسانسور فضایی است.

ایده آسانسور فضایی اولین بار توسط دانشمند روسی کنستانتین تسیولکوفسکی فرموله شد. به طور معمول، یک آسانسور فضایی ساختاری است که کابل در یک انتها بر روی سطح سیاره و از سوی دیگر - در یک نقطه ثابت نسبت به زمین در مدار نگه داشته می شود.

مرکز جرم چنین آسانسوری باید در ارتفاع حدود 36 هزار کیلومتری باشد. کابل آسانسور باید از ماده ای ساخته شود که نسبت استحکام کششی بسیار بالایی به وزن مخصوص داشته باشد - مناسب ترین ماده برای ساخت یک آسانسور فضایی نانولوله های کربنی است که اغلب مواد قرن بیست و یکم نامیده می شود.

با این وجود، فناوری به دست آوردن نانولوله ها در مقادیر صنعتی و درهم آمیختن بعدی آنها در یک کابل تازه شروع به توسعه کرده است.

چرا آسانسور فضایی در لیست پروژه های جاه طلبانه اما کم و بیش نزدیک ظاهر شد؟

اوبایاشی قول داده تا سال 2050 یک آسانسور فضایی داشته باشد.

بسیاری از کشورهای پیشرفته از نظر فناوری، به ویژه کشورهای اتحادیه اروپا (از جمله فرانسه، آلمان، بریتانیا) و همچنین ژاپن، چین، اوکراین، هند تحقیقاتی را با هدف ایجاد نمونه های خود از سیستم های فضایی قابل استفاده مجدد انجام داده و در حال انجام هستند. (Hermes، HOPE، Zenger 2، HOTOL، ASSTS، RLV، Skylon، Shenlong، Sura و غیره. متأسفانه، مشکلات اقتصادی، اغلب پس از کار طراحی قابل توجه، چراغ قرمز را بر روی این پروژه ها قرار می دهد.

هرمس -توسط آژانس فضایی اروپا توسعه یافته استپروژه سفینه فضایی توسعه به طور رسمی در نوامبر 1987 آغاز شد، اگرچه این پروژه در اوایل سال 1978 توسط دولت فرانسه تصویب شد. این پروژه قرار بود اولین کشتی را در سال 1995 راه اندازی کند، اما تغییر در وضعیت سیاسی و مشکلات مالی منجر به تعطیلی پروژه شد. در سال 1993. حتی یک کشتی مانند این ساخته نشد.

فضاپیمای اروپایی "هرمس"

HORE - شاتل فضایی ژاپن. از اوایل دهه 80 طراحی شده است. این هواپیما به عنوان یک هواپیمای فضایی چهار صندلی قابل استفاده مجدد با پرتاب عمودی بر روی یک پرتاب یکبار مصرف H-2 برنامه ریزی شده بود. این کمک اصلی ژاپن به ISS در نظر گرفته شد.

فضاپیمای ژاپنی HOPE
در سال 1986، شرکت های هوافضای ژاپنی اجرای برنامه تحقیق و توسعه در زمینه فناوری فراصوت را آغاز کردند. یکی از مسیرهای اصلی این برنامه ایجاد یک وسیله نقلیه هوافضای بالدار بدون سرنشین "Hope" (HOPE - ترجمه شده به عنوان "Hope") بود که با استفاده از پرتابگر "H-2" (H-2) به مدار پرتاب شد. در سال 1996 به بهره برداری می رسد
هدف اصلی این کشتی تامین دوره ای آزمایشگاه چند منظوره ژاپنی "JEM" (JEM) به عنوان بخشی از ایستگاه فضایی آمریکا (در حال حاضر ماژول Kibo ISS) است.
توسعه‌دهنده اصلی، اداره ملی تحقیقات فضایی (NASDA) است. مطالعات طراحی برای یک فضاپیمای پیشرفته سرنشین دار توسط آزمایشگاه ملی هوافضا (NAL) همراه با شرکت‌های صنعتی کاوازاکی، فوجی و میتسوبیشی انجام شد. نوع پیشنهاد شده توسط آزمایشگاه NAL به طور آزمایشی به عنوان یک پایه پذیرفته شد.
تا سال 2003، مجموعه پرتاب ساخته شد، ماکت های تمام اندازه با تمام ابزارها، فضانوردان انتخاب شدند، نمونه های اولیه فضاپیمای HIMES در پرواز مداری آزمایش شدند. اما در سال 2003، برنامه فضایی ژاپن به طور کامل مورد بازنگری قرار گرفت و پروژه بسته شد.

X-30 National Aero-Space Plane (NASP) - پروژه ای از یک فضاپیمای امیدوارکننده قابل استفاده مجدد- یک سیستم فضاپیمای هوافضای تک مرحله ای (AKS) از نسل جدید با پرتاب و فرود افقی که توسط ایالات متحده برای ایجاد یک وسیله قابل اعتماد و ساده برای پرتاب انبوه افراد و محموله به فضا ساخته شده است. این پروژه به حالت تعلیق درآمده است و تحقیقات در حال حاضر بر روی هواپیمای آزمایشی بدون سرنشین مافوق صوت (بوئینگ X-43) برای ایجاد یک موتور مافوق صوت رم جت در حال انجام است.
توسعه NASP در سال 1986 آغاز شد. رئیس جمهور ایالات متحده رونالد ریگان در سخنرانی خود در سال 1986 اعلام کرد:
اورینت اکسپرس که در دهه آینده ساخته می‌شود، می‌تواند از فرودگاه دالس بلند شود و با شتاب ۲۵ برابر سرعت صوت، در عرض ۲ ساعت به مدار برسد یا به توکیو پرواز کند.
برنامه NASP که توسط ناسا و وزارت دفاع ایالات متحده تأمین مالی می شود، با مشارکت مک دانل داگلاس، راکول اینترنشنال، که بر روی ایجاد یک چارچوب هواپیما و تجهیزات برای یک هواپیمای فضایی مافوق صوت تک مرحله ای کار می کرد، انجام شد. Rocketdyne و Pratt & Whitney روی موتورهای ramjet مافوق صوت کار می کنند.

فضاپیمای قابل استفاده مجدد X-30
طبق الزامات وزارت دفاع ایالات متحده، X-30 قرار بود دارای یک خدمه 2 نفره و حمل بار کوچک باشد. یک هواپیمای فضایی سرنشین دار با سیستم های کنترل و پشتیبانی حیاتی مناسب برای یک نمایش دهنده فناوری با تجربه بسیار بزرگ، سنگین و گران بود. در نتیجه، برنامه X-30 متوقف شد، اما تحقیقات در زمینه وسایل نقلیه پرتاب افقی تک مرحله ای و موتورهای رم جت مافوق صوت در ایالات متحده متوقف نشد. در حال حاضر، کار بر روی یک وسیله نقلیه کوچک بدون سرنشین بوئینگ X-43 "Hyper-X" برای آزمایش موتور رم جت در حال انجام است.
X-33 - نمونه اولیه هواپیمای فضایی تک مرحله ای قابل استفاده مجدد، تحت قرارداد ناسا توسط لاکهید مارتین ساخته شده است تحت برنامه Venture Star. کار بر روی این برنامه از 1995-2001 انجام شد. در چارچوب این برنامه، قرار بود یک مدل مافوق صوت از سیستم تک مرحله ای آینده توسعه و آزمایش شود و در آینده - یک سیستم حمل و نقل تمام عیار بر اساس این مفهوم فنی ایجاد شود.

فضاپیمای تک مرحله ای قابل استفاده مجدد X-33

برنامه ایجاد دستگاه آزمایشی X-33 در جولای 1996 راه اندازی شد. بخش تحقیق و توسعه Skunk Works از شرکت لاکهید مارتین پیمانکار ناسا شد و برنده قرارداد ساخت یک شاتل فضایی اساساً جدید به نام Venture Star شد. متعاقباً، مدل بهبودیافته او به نام "X-33" مورد آزمایش قرار گرفت و توسط یک حجاب متراکم از راز محاصره شد. تنها چند ویژگی از دستگاه شناخته شده است. وزن برخاست -123 تن، طول -20 متر، عرض - 21.5 متر. دو موتور با طراحی اساسی جدید به Kh-33 اجازه می دهد تا 1.5 برابر از سرعت صوت فراتر رود. این وسیله تلاقی بین یک فضاپیما و یک هواپیمای استراتوسفر است. این تحولات تحت عنوان کاهش ده برابری هزینه پرتاب محموله به فضا از 20000 دلار فعلی به ازای هر کیلوگرم به بیش از دو هزار انجام شد. با این حال، این برنامه در سال 2001 بسته شد، ساخت یک نمونه آزمایشی کامل نشد.

به اصطلاح موتور موشک گوه ای برای Venture Star (X-33) ساخته شد.
موتور موشک گوه ای(Eng. Aerospike engine, Aerospike, KVRD) - نوعی موتور موشک با نازل گوه ای شکل که کارایی آیرودینامیکی را در دامنه وسیعی از ارتفاعات بالای سطح زمین با فشارهای جوی مختلف حفظ می کند. KVRD متعلق به کلاس موتورهای موشکی است که نازل های آن قادرند فشار جت گاز خروجی را بسته به تغییر فشار اتمسفر با افزایش ارتفاع پرواز تغییر دهند (نازل جبران کننده ارتفاع انگلیسی). موتوری با این نوع نازل 25 تا 30 درصد سوخت کمتری در ارتفاعات کم مصرف می کند، جایی که معمولاً بیشترین نیروی رانش مورد نیاز است. موتورهای گوه ای برای مدت طولانی به عنوان گزینه اصلی برای سیستم های فضایی تک مرحله ای (SSO, eng. Single-Stage-To-Orbit, SSTO) مورد مطالعه قرار گرفته اند، یعنی سیستم های موشکی که تنها از یک مرحله برای تحویل محموله استفاده می کنند. به مدار موتورهای این نوع یک رقیب جدی برای استفاده به عنوان موتورهای اصلی در شاتل فضایی در طول ساخت آن بودند (نگاه کنید به: SSME). با این حال، تا سال 2012، حتی یک موتور از این نوع استفاده یا تولید نشده است. موفق ترین گزینه ها در مرحله توسعه هستند.

در سمت چپ یک موتور موشک معمولی و در سمت راست یک موتور موشک هوا گوه قرار دارد.

Skylon ("Skylon") - نام پروژه شرکت انگلیسی Reaction Engines Limitedبر اساس آن می توان در آینده یک فضاپیمای قابل استفاده مجدد بدون سرنشین ایجاد کرد که همانطور که توسعه دهندگان آن انتظار داشتند دسترسی ارزان و قابل اعتماد به فضا را ممکن می کند. در بررسی اولیه این پروژه مشخص شد که هیچ گونه خطای فنی و طراحی در آن وجود ندارد. طبق برآوردها، Skylon هزینه برداشتن محموله را 15 تا 50 برابر کاهش می دهد. این شرکت در حال حاضر به دنبال تامین مالی است.
طبق پروژه Skylon، می‌تواند تقریباً 12 تن محموله را به فضا ارسال کند (برای مدار استوایی پایین).
Skylon می تواند مانند یک هواپیمای معمولی بلند شود و با رسیدن به سرعت مافوق صوت 5.5 ماخ و ارتفاع 26 کیلومتری، از مخازن خود برای ورود به مدار به اکسیژن سوئیچ کند. او نیز مانند یک هواپیما فرود خواهد آمد. بنابراین، فضاپیمای بریتانیایی نه تنها باید بدون استفاده از مراحل فوقانی، تقویت‌کننده‌های خارجی یا مخازن سوخت به فضا برود، بلکه باید کل این پرواز را با استفاده از موتورهای مشابه (به تعداد دو قطعه) در تمام مراحل انجام دهد. تاکسی به فرودگاه و پایان دادن به بخش مداری.
بخش کلیدی این پروژه یک نیروگاه منحصر به فرد است - یک موتور جت چند حالته(موتور موشکی هوای تنفسی هیبریدی مافوق صوت پیش سرد شده انگلیسی - موتور جت هوای ترکیبی مافوق صوت / موتور موشک با پیش خنک کننده).
با وجود این واقعیت که این پروژه در حال حاضر بیش از 10 سال از عمر آن می گذرد، هنوز یک نمونه اولیه کار در اندازه کامل از موتور دستگاه آینده ایجاد نشده است و در حال حاضر این پروژه فقط به صورت یک مفهوم "وجود دارد". زیرا. توسعه دهندگان نتوانستند بودجه مورد نیاز برای شروع مرحله توسعه و ساخت را پیدا کنند، در سال 1992 مبلغ پروژه تعیین شد - حدود 10 میلیارد دلار. به گفته توسعه دهندگان، Skylon هزینه های تولید، نگهداری و استفاده خود را جبران می کند و در آینده می تواند به سود خود برسد.

"اسکایلون" یک فضاپیمای امیدوارکننده قابل استفاده مجدد انگلیسی است.
سیستم چند منظوره هوافضا (MAKS)- پروژه ای با استفاده از روش پرتاب هوایی یک مجموعه فضایی دو مرحله ای، که از یک هواپیمای حامل (An-225 Mriya) و یک هواپیمای فضایی-موشکی مداری (کازموپران)، به نام هواپیمای مداری تشکیل شده است. یک هواپیمای راکت مداری می تواند سرنشین دار یا بدون سرنشین باشد. در حالت اول، همراه با مخزن سوخت خارجی یکبار مصرف نصب می شود. در دوم، مخازن با اجزای سوخت و اکسید کننده در داخل هواپیمای موشک قرار می گیرند. گونه‌ای از این سیستم همچنین به جای یک هواپیمای مداری قابل استفاده مجدد، امکان نصب یک مرحله موشک باری یکبار مصرف با سوخت برودتی و اجزای اکسیدکننده را می‌دهد.
توسعه این پروژه در NPO Molniya از اوایل دهه 1980 تحت رهبری G. E. Lozino-Lozinsky انجام شده است. این پروژه در اواخر دهه 1980 به عموم مردم ارائه شد. با استقرار کامل کار، این پروژه می تواند قبل از شروع آزمایشات پروازی در سال 1988 اجرا شود.

به عنوان بخشی از کار ابتکاری NPO Molniya، مدل‌های وزن و وزن کوچک‌تر و کامل‌تر از مخزن سوخت خارجی، اندازه وزن و مدل‌های تکنولوژیکی هواپیمای فضایی تحت این پروژه ایجاد شد. تاکنون حدود 14 میلیون دلار برای این پروژه هزینه شده است. اجرای پروژه در صورت وجود سرمایه گذار همچنان امکان پذیر است.
"کلیپر" - فضاپیمای چند منظوره سرنشین دار قابل استفاده مجدد، توسط RSC Energia از سال 2000 برای جایگزینی فضاپیمای سری سایوز طراحی شده است.

مدل Clipper در نمایشگاه هوایی در Le Bourget.
در نیمه دوم دهه 1990، یک کشتی جدید با توجه به طرح "بدنه حمل" پیشنهاد شد - یک گزینه میانی بین شاتل بالدار و کپسول بالستیک سایوز. آیرودینامیک کشتی محاسبه شد و مدل آن در یک تونل باد آزمایش شد. در سالهای 2000-2002، این کشتی بیشتر توسعه یافت، اما وضعیت دشوار در صنعت امیدی را برای اجرا باقی نگذاشت. سرانجام، در سال 2003، این پروژه شروع به زندگی کرد.
در سال 2004، تبلیغ کلیپر آغاز شد. به دلیل ناکافی بودن اعتبارات بودجه ای، تاکید اصلی بر همکاری با سایر سازمان های فضایی بود. در همان سال، ESA به Clipper علاقه نشان داد، اما نیاز به تجدید نظر اساسی در مفهوم برای مطابقت با نیازهای آنها داشت - کشتی باید مانند یک هواپیما در فرودگاه ها فرود می آمد. کمتر از یک سال بعد، با همکاری دفتر طراحی سوخوی و TsAGI، نسخه بالدار Clipper ساخته شد. در همان زمان، یک مدل کامل از کشتی در RKK ایجاد شد، کار بر روی طرح بندی تجهیزات آغاز شد.
در سال 2006، با توجه به نتایج مسابقه، پروژه به طور رسمی توسط Roscosmos برای بازنگری ارسال شد و سپس به دلیل پایان مسابقه متوقف شد. در آغاز سال 2009، RSC Energia برنده رقابت برای توسعه یک کشتی همه کاره تر PPTS-PTKNP ("روس") شد.
"Parom" - یدک کش بین مداری قابل استفاده مجددکه از سال 2000 در RSC Energia طراحی شد و قرار است جایگزین فضاپیمای حمل و نقل یکبار مصرف از نوع Progress شود.
"فری" باید از مدار پایین مرجع (200 کیلومتر) به مدار ایستگاه فضایی بین المللی (350.3 کیلومتر) کانتینرها - نسبتاً ساده، با حداقل تجهیزات، با استفاده از سایوز یا پروتون به فضا پرتاب شود و به ترتیب از 4 تا 13 حمل کند. تن محموله "فاروم" دو ایستگاه اتصال دارد: یکی برای کانتینر، دومی - برای پهلوگیری به ایستگاه فضایی بین‌المللی. پس از اینکه کانتینر در مدار قرار گرفت، کشتی به دلیل سیستم پیشرانش به سمت آن فرود می‌آید، با آن پهلو می‌گیرد و آن را به ایستگاه فضایی بین‌المللی می‌برد. و پس از تخلیه کانتینر، پاروم آن را در مدار پایین‌تری پایین می‌آورد، جایی که باز می‌شود و سرعت خود را کاهش می‌دهد (موتورهای کوچکی هم دارد) تا در جو بسوزد. یدک کش باید منتظر یک کانتینر جدید برای یدک کشی بعدی به ایستگاه فضایی بین المللی باشد. و خیلی وقتها پاروم از کانتینرها سوخت گیری می کند و به عنوان بخشی از ایستگاه فضایی بین المللی در حال انجام وظیفه است، در صورت نیاز تحت تعمیرات پیشگیرانه قرار می گیرد. قرار دادن کانتینر در مدار تقریباً توسط هر حامل داخلی یا خارجی امکان پذیر خواهد بود.

شرکت فضایی روسیه Energia قصد داشت اولین یدک کش بین مداری از نوع پاروم را در سال 2009 به فضا پرتاب کند، اما از سال 2006 تاکنون هیچ اطلاعیه و انتشار رسمی در مورد توسعه این پروژه وجود نداشته است.

زاریا - فضاپیمای چند منظوره قابل استفاده مجدد، که توسط RSC Energia در سال های 1986-1989 توسعه یافت، تولید آن به دلیل کاهش بودجه برای برنامه های فضایی هرگز راه اندازی نشد.
طرح کلی کشتی مشابه کشتی های سری سایوز است.
تفاوت اصلی با فضاپیمای موجود را می توان روش فرود عمودی با استفاده از موتورهای جت با نفت سفید به عنوان سوخت و پراکسید هیدروژن به عنوان اکسید کننده نام برد (این ترکیب به دلیل سمیت کم اجزا و محصولات احتراق انتخاب شد). 24 موتور فرود در اطراف محیط ماژول قرار داشت، نازل ها با زاویه ای به دیواره جانبی کشتی هدایت می شدند.
در مرحله اولیه فرود، ترمزگیری به دلیل ترمز آیرودینامیکی تا سرعت تقریباً 50-100 متر در ثانیه برنامه ریزی شده بود، سپس موتورهای فرود روشن شدند، بقیه سرعت خاموش شد. توسط کمک فنرهای قابل تغییر شکل کشتی و صندلی های خدمه.
قرار بود پرتاب به مدار با استفاده از یک پرتاب مدرن زنیت انجام شود.

سفینه فضایی زاریا.
قطر کشتی 4.1 متر، طول 5 متر - 270 روز بود.

من اطلاعاتی را که "حفظ" و سیستماتیک کردم با شما به اشتراک گذاشتم. در عین حال، او به هیچ وجه فقیر نشده است و حاضر است حداقل دو بار در هفته بیشتر شریک شود. در صورت مشاهده اشتباه یا نادرستی در مقاله، لطفاً به ما اطلاع دهید. بسیار سپاسگزار خواهم بود.

هیچ پست مرتبطی وجود ندارد

نظرات

بررسی (10) در مورد توسعه فضاپیماهای پیشرفته در نیمه راه متوقف شد.

پست الکترونیک: [ایمیل محافظت شده]
کولپاکوف آناتولی پتروویچ
سفر به مریخ
محتوا
1. چکیده
2. شناور سفینه فضایی
3. SE - منبع انرژی ساکن برای یک نیروگاه
4. پرواز به مریخ
5. در مریخ بمانید

حاشیه نویسی
فضاپیمای جت (RSC) برای سفرهای طولانی به اعماق فضا کاربرد کمی دارد. آنها به مقدار زیادی سوخت نیاز دارند که بخش بزرگی از جرم RKK است. RKK دارای بخش شتاب بسیار کوچک با غلبه بر اضافه بار بیش از حد و بخش بسیار بزرگ حرکت در حالت بی وزنی است. آنها فقط تا سومین سرعت کیهانی 14.3 کیلومتر بر ثانیه شتاب می گیرند. این به وضوح کافی نیست. با چنین سرعتی می توان تنها در 120 روز به مریخ (150 میلیون کیلومتر) پرواز کرد، مانند یک سنگ پرتاب شده. علاوه بر این، RKK همچنین باید یک نیروگاه برای تولید برق مورد نیاز برای تامین تمام نیازهای این کشتی داشته باشد. این نیروگاه نیز به سوخت و اکسید کننده نیاز دارد، اما از نوع متفاوت. برای اولین بار در جهان، من دو دستگاه مهم را ارائه می دهم: یک پلی لویتاتور و یک SE - یک انرژی استاتیک. پلی لویتاتور یک محرک بدون پشتیبانی است و SE یک نیروگاه است. هر دوی این دستگاه ها از اصول جدید و ناشناخته عملیاتی استفاده می کنند. آنها به سوخت نیاز ندارند زیرا از منبع تغذیه ای که من کشف کردم استفاده می کنند. منبع نیروها اتر کیهان است. پلی لویتاتور (لویتاتور - از این پس) قادر است نیروی آزاد با هر اندازه ای را برای مدت طولانی ایجاد کند. در نظر گرفته شده است که فضاپیما را به حرکت درآورد و انرژی نما برای به حرکت درآوردن مولد انرژی الکتریکی برای نیازهای فضاپیما است. فضاپیمای لویتاتور مریخ (MLK) قادر است در 2.86 روز به مریخ پرواز کند. در همان زمان، او در تمام طول راه فقط پرواز فعال انجام می دهد. در نیمه اول راه با شتابی برابر با 9.8+ m/s2 و در نیمه دوم مسیر با شتابی معادل 9.8 m/s2- شتاب می گیرد. بنابراین، سفر به مریخ برای خدمه MLK کوتاه و راحت (بدون بار اضافی و بی وزنی) است. MLC ظرفیت زیادی دارد، بنابراین با هر آنچه شما نیاز دارید مجهز است. برای تامین برق، با یک EPS - یک نیروگاه انرژی زا، از جمله یک انرژی زا و یک مولد انرژی الکتریکی عرضه می شود. MLK ها برای اهداف مختلف به مریخ ارسال می شوند: علمی، باری و توریستی. دانشمندان به ابزار و تجهیزات لازم برای مطالعه این سیاره مجهز خواهند شد. دانشمندان را نیز به آنجا خواهند آورد. Cargo MLK ماشین ها و مکانیسم های مختلفی را که برای ایجاد سازه های ساختمانی برای اهداف مختلف و همچنین استخراج منابع مفید برای تمدن زمینی ضروری است به مریخ تحویل می دهد. توریست MLK ها گردشگران را تحویل می دهند و بر فراز مریخ پرواز می کنند تا با دیدنی های این سیاره آشنا شوند. علاوه بر استفاده از MLK برای مقاصد مختلف، برنامه ریزی شده است که از هواپیمای شناور دو سرنشینه DLAA استفاده شود که برای: نقشه برداری از سطح مریخ، نصب سازه های ساختمانی، نمونه برداری از خاک مریخ، کنترل دکل های حفاری و دیگران. آنها همچنین برای کنترل از راه دور وسایل نقلیه مریخی، خراش ها، بولدوزرها، بیل مکانیکی هنگام ساخت سازه ها در مریخ و برای بسیاری از اهداف دیگر استفاده خواهند شد. فضا برای افرادی که در آن در سفینه های فضایی حرکت می کنند، خطر بزرگی دارد. این خطر به صورت پرتوهای گاما و ایکس از خورشید ناشی می شود. تشعشعات مضر نیز از کیهان می آید. تا ارتفاع معینی از زمین، حفاظت توسط میدان مغناطیسی زمین انجام می شود، اما حرکت بیشتر خطرناک می شود. با این حال، اگر از سایه مغناطیسی زمین استفاده کنید، می توانید از این خطر جلوگیری کنید. مریخ جو بسیار کوچکی دارد و اصلاً میدان مغناطیسی ندارد، که می تواند به طور قابل اعتمادی از افرادی که در آنجا می مانند از اثرات مضر پرتوهای گاما و ایکس ساطع شده از خورشید و همچنین تشعشعات مضر کیهان محافظت کند. برای بازیابی میدان مغناطیسی مریخ، پیشنهاد می‌کنم ابتدا آن را به جو مجهز کنیم. این کار را می توان با تبدیل مواد جامد روی آن به گاز انجام داد. این به مقدار زیادی انرژی نیاز دارد، اما این مشکل بزرگی نیست. این می تواند توسط EPS تولید شود، در کارخانه های زمین از پیش ساخته شود و سپس توسط MLC های محموله به مریخ تحویل داده شود. در حضور جو، باید به گونه ای باشد که بتواند الکتریسیته ساکن ایجاد و انباشته کند، که با رسیدن به حد معینی، خود تخلیه هایی به صورت رعد و برق ایجاد کند. رعد و برق هسته مریخ را مغناطیسی می کند و میدان مغناطیسی سیاره ایجاد می کند که از تمام حیات روی آن در برابر تشعشعات مضر محافظت می کند.

Levitator برای گردشگری فضایی
تقریباً همه چیز برای گردشگری فضایی در دسترس است. این یک ملخ ساده، ارزان و کاملاً ایمن و بسیار کارآمد برای یک فضاپیما بود که من اختراع کردم و اصل عملکرد آن را به طور تجربی آزمایش کردم. اسمش را لویتاتور گذاشتم. لویتاتور اولین وسیله ای در جهان است که قادر به ایجاد نیروی (کشش) با هر بزرگی بدون استفاده از سوخت است. لویتاتور از اصول ناشناخته قبلی برای تامین نیروی محرکه استفاده می کند. نیازی به انرژی ندارد، به جای منبع انرژی، شناور از منبع نیروهایی استفاده می کند که من کشف کرده ام، که در همه جا در زمین و در فضا وجود دارد. اتر کیهان که علم کمتر آن را می شناسد، چنین منبع نیرو است. من 60 اکتشاف علمی کاربردی از خواص اتر کیهان انجام داده ام که هنوز توسط اسناد امنیتی محافظت نشده اند. همه چیزهایی که باید در مورد اتر کیهان بدانید اکنون کاملاً شناخته شده است، اما تا کنون فقط برای من. اتر اصلاً شبیه آن نیست که علم آن را نشان می دهد. یک سفینه فضایی مجهز به لویتاتور قادر است در فضا با هر سرعت، در هر ارتفاع، در هر فاصله ای بدون اضافه بار و بی وزنی قابل توجه پرواز کند. علاوه بر این، می تواند بر روی هر شی فضایی مانند زمین، ماه، مریخ، یک گلوله آتشین، یک دنباله دار تا زمانی که دوست دارید شناور باشد و در مکان های مناسب بر روی سطوح آنها فرود آید. یک فضاپیمای لویتاتور می تواند صدها هزار بار به فضای باز رفته و بدون اضافه بار و بی وزنی محسوس به عقب بازگردد. می تواند تا زمانی که دوست دارد یک پرواز فعال انجام دهد، یعنی می تواند با یک نیروی رانش دائمی در فضا حرکت کند. می تواند شتابی برای فضاپیما ایجاد کند که معمولاً برابر با زمین است. 10 متر بر ثانیه، در حضور افراد روی هواپیما و رسیدن به سرعت چند برابر سرعت نور. "ممنوعیت" SRT - نظریه نسبیت خاص A. انیشتین در مورد حرکت بدون پشتیبانی صدق نمی کند. اولین مسیر گردشگری فضایی ظاهراً پرواز به دور زمین توسط فضاپیمای لویتاتور با چندین ده گردشگر در فضای نزدیک در ارتفاع 50-100 کیلومتری خواهد بود، جایی که هیچ "زباله" فضایی وجود ندارد.
به طور خلاصه: اصل چیست؟ بر اساس مکانیک کلاسیک، در سیستم های مکانیکی باز، نیروی حاصل از تمام نیروهای عامل برابر با صفر نیست. برای ایجاد این نیرو، به طور متناقض، انرژی هیچ حامل انرژی مصرف نمی شود. چنین سیستم مکانیکی باز یک لویتاتور است. لویتاتور نیروی حاصل را ایجاد می کند که نیروی رانش بالابر است. قانون بقای انرژی را اعمال نمی کند. بنابراین، مکانیک سیستم های مکانیکی باز به نظر می رسد بدون هزینه - رایگان، و این بسیار مهم است. لویتاتور یک دستگاه ساده است - یک اتصال چندگانه. پیوندهای آن تحت تأثیر نیروهای ناشی از نیروی تغییر شکل فنرهای دیسکی یا یک جفت پیچ قرار می گیرند. نیروی حاصل از آنها کشش است. لویتاتور می تواند نیروی رانش با هر بزرگی مثلاً 250 کیلو نیوتن ایجاد کند.

در عین حال، فرود کشتی های امیدوار کننده نیز باید در خاک روسیه انجام شود، در حال حاضر، فضاپیمای سایوز از بایکونور بلند شده و در خاک قزاقستان نیز فرود می آید.

SE - منبع انرژی ساکن برای یک نیروگاه
من یک اختراع از موتور انجام دادم که نام آن را گذاشتم - Energyoid. علاوه بر این، چنین انرژی زایی که در آن پیوندها به طور منظم نسبت به یکدیگر حرکت نمی کنند، بنابراین ایستا نامیده می شود. و از آنجایی که پیوندها حرکت نسبی ندارند، به صورت جفت سینماتیکی سایش ندارند. به عبارت دیگر، آنها می توانند تا زمانی که دوست دارند - برای همیشه - کار کنند. انرژی ایستا (SE) فقط یک اتصال چندگانه است. او، به عنوان یک دستگاه محصور در داخل روتور، یک موتور چرخشی مکانیکی است. بنابراین، سرانجام، Static Energyoid - یک موتور چرخشی مکانیکی اختراع شد. یک نیرو بر روی یکی از پیوندهای آن با کمک فنرهای بللویل تغییر شکل داده شده بسیار صلب یا یک جفت پیچ تنظیم می شود. نیروها در تمام پیوندهای SE توزیع شده اند. نیروها بر روی همه پیوندها عمل می کنند، ماژول های آنها از پیوندی به پیوند دیگر تغییر شکل می دهند و با گشتاور طراحی حاصل لحظات ایجاد می کنند. انرژی استاتیک (SE) یک دستگاه چند منظوره است. این به طور همزمان نقش بسیار کارآمد را انجام می دهد: 1 - منبع انرژی مکانیکی رایگان. 2 - موتور مکانیکی; 3 - گیربکس اتوماتیک متغیر پیوسته، با هر طیف وسیعی از نسبت دنده. 4- ترمز دینامیکی بدون سایش (بازیاب کننده انرژی). SE می تواند هر ماشین متحرک و ثابتی را رانندگی کند. SE را می توان برای هر توانی تا 150 هزار کیلو وات طراحی کرد. SE دارای سرعت PTO - شفت برخاستن قدرت (روتور) تا 10 هزار در دقیقه است، نسبت تبدیل بهینه 4-5 (محدوده نسبت دنده) است. SE یک منبع عملیات پیوسته برابر با بی نهایت دارد. زیرا قطعات FE حرکت نسبی با سرعت های خطی یا زاویه ای بزرگ یا کوچک انجام نمی دهند و بنابراین به صورت جفت سینماتیک فرسوده نمی شوند. عملکرد یک انرژی نما ساکن، بر خلاف تمام موتورهای حرارتی موجود، با اجرای هیچ فرآیند کاری (احتراق هیدروکربن ها، شکافت یا سنتز مواد رادیواکتیو و غیره) همراه نیست. SE، به منظور تنظیم و کنترل قدرت، مجهز به ساده ترین دستگاه است - تاکیدی که دو نقطه مساوی را در ماژول ها ایجاد می کند، اما لحظات مخالف را ایجاد می کند. هنگامی که یک توقف در دستگاه آن (یک سیستم مکانیکی باز) تنظیم می شود، یک لحظه به وجود می آید. با توجه به قضیه حرکت مرکز اینرسی مکانیک کلاسیک، این گشتاور می تواند مقداری غیر از صفر داشته باشد. این نشان دهنده گشتاور SE است. FE، علاوه بر توقف، به یک دستگاه حتی ساده ARC-KM مجهز است - یک تنظیم کننده فرکانس و گشتاور خودکار، که به طور خودکار گشتاور FE را با لحظه مقاومت بار تنظیم می کند. در حین کار، SE نیازی به تعمیر و نگهداری ندارد. هزینه عملیات آن به صفر کاهش می یابد. هنگام استفاده از SE برای رانندگی ماشین های متحرک یا ثابت، موتور و گیربکس اتوماتیک را جایگزین می کند. SC به سوخت نیاز ندارد و بنابراین گاز مضر ندارد. علاوه بر این، SE بهترین عملکرد کار مشترک با هر دستگاه متحرک یا ثابت را دارد. علاوه بر همه چیز، SE یک دستگاه ساده و اصل کار دارد.
من قبلاً محاسبات SC را برای کل محدوده توان استاندارد انجام داده ام: از 3.75 کیلو وات تا 150 هزار کیلو وات. به عنوان مثال، سلول خورشیدی با توان 3.75 کیلووات دارای قطر 0.24 متر و طول 0.12 متر و با حداکثر توان 150 هزار کیلووات، سلول خورشیدی دارای قطر 1.75 متر و طول است. 0.85 متر این بدان معنی است که SE کوچکترین ابعاد را در بین تمام نیروگاه های شناخته شده در حال حاضر دارد. بنابراین، توان ویژه آن مقدار زیادی است و به ازای هر کیلوگرم وزن خود به 100 کیلو وات می رسد. SE ایمن ترین و کارآمدترین نیروگاه است. SE به احتمال زیاد در بخش انرژی استفاده خواهد شد. بر اساس آن، EES ایجاد خواهد شد - نیروگاه های انرژی مانند، از جمله سلول های خورشیدی و هر مولد انرژی الکتریکی. EPS قادر خواهد بود بشریت را از ترس مرگ قریب الوقوع ناشی از کمبود فزاینده انرژی نجات دهد. SE مشکل انرژی را به طور کامل و برای همیشه حل خواهد کرد، مهم نیست که چقدر تقاضا برای انرژی نه تنها در فدراسیون روسیه، بلکه برای کل بشریت افزایش می یابد، و مشکل زیست محیطی مرتبط با آن - خلاص شدن از شر انتشارات مضر هنگام تولید انرژی. . من همچنین دارم: "مبانی نظریه SE" و "تئوری مشخصه سرعت خارجی ایده آل SE"، که به شما امکان می دهد پارامترهای بهینه SE را برای هر توان نامی و مشخصه سرعت عملکرد مشترک آن محاسبه کنید. با هر ماشینی که با آن تجمیع شده است. اصل عملکرد SE قبلاً توسط من به طور تجربی تأیید شده است. نتایج به‌دست‌آمده به طور کامل «مبانی نظریه انرژی‌ویید ساکن (SE)» را تأیید می‌کند. من دانش فنی (هنوز اختراعات ثبت نشده، عمدتاً به دلیل کمبود بودجه) برای خورشیدی و EPS دارم. SE بر اساس اکتشاف علمی بنیادی من در مورد منبع جدید انرژی ناشناخته قبلی است، که اتر کمی مطالعه شده جهان است، و همچنین 60 مورد از اکتشافات علمی کاربردی من در مورد خواص فیزیکی آن، که با هم اصل عملکرد یک را تعیین می کنند. استاتیک انرژی، و، در نتیجه، EES. به بیان دقیق، اتر کیهان منبع انرژی نیست. او منبع قدرت است. نیروهای او تمام ماده جهان را به حرکت در می آورند و بنابراین انرژی مکانیکی به آن می بخشند. بنابراین، این منبع را تنها با یک رزرو می توان یک منبع همه جا حاضر مشروط در زمین و در کیهان، منبع انرژی مکانیکی بلاعوض نامید. با این حال، از آنجایی که هیچ انرژی در آن وجود ندارد، به همین دلیل است که به نظر می رسد یک منبع تمام نشدنی انرژی است. به هر حال، طبق اکتشافات من، تمام ماده جهان در این اتر غوطه ور است (این هنوز برای علم آکادمیک ناشناخته است). بنابراین، این اتر جهان است که منبع همه جا حاضر نیروها (منبع مشروط انرژی) است. توجه ویژه به این واقعیت ضروری است که دولت تمام تلاش ها و سهم عادلانه بودجه را برای جستجوی یک منبع پایان ناپذیر انرژی هدایت می کند. با این حال، من اکنون چنین منبعی را پیدا کرده ام، شاید برای او شگفت زده شود. چنین منبعی ، همانطور که قبلاً ذکر شد ، معلوم شد که منبع انرژی نیست ، بلکه منبع نیروها ، اتر جهان است. اتر کیهان تنها منبع متعارف و همه جا حاضر انرژی مکانیکی آزاد است که برای استفاده عملی در طبیعت (در کیهان) راحت ترین است. همه منابع شناخته شده انرژی فقط واسطه هایی در به دست آوردن انرژی از اتر کیهان هستند که بدون آنها می توانید بدون آن کار کنید. بنابراین، دولت‌ها باید فوراً تأمین مالی اکتشاف منابع جدید انرژی را متوقف کنند تا از هدر رفتن بودجه جلوگیری شود.
به طور خلاصه: جوهر اکتشافات علمی من چیست؟ اساس مکانیک تمام فناوری های شناخته شده سیستم های مکانیکی به اصطلاح بسته است که در آنها گشتاور حاصل برابر با صفر است. برای متفاوت کردن آن از صفر، لازم بود در ایجاد دستگاه های خاص (موتورها، توربین ها، راکتورها) سرآمد باشیم و در عین حال نوعی حامل انرژی مصرف کنیم. تنها در چنین مواردی در سیستم‌های مکانیکی بسته می‌توان گشتاور (گشتاور) حاصل را غیر از صفر به دست آورد. بنابراین، مکانیک سیستم های مکانیکی بسته پرهزینه است. اما این به نوبه خود مملو از هزینه های کلان منابع مالی برای به دست آوردن انرژی با تمام روش های موجود است. اصل عملکرد یک انرژی نما استاتیک (SE) مبتنی بر مکانیک دیگری است - بخشی کمی شناخته شده از مکانیک کلاسیک، به اصطلاح سیستم های مکانیکی غیر بسته (باز). در این سیستم های خاص، گشتاور حاصل از تمام نیروهای عامل برابر با صفر نیست. اما ایجاد این لحظه، به طور متناقض، انرژی هیچ حامل انرژی را مصرف نمی کند. چنین سیستم مکانیکی باز SE است. این را می توان از مثال زیر فهمید. SE گشتاور حاصل را ایجاد می کند. بنابراین، SE به این دلیل، به ویژه، معلوم می شود که یک موتور چرخشی مکانیکی دائمی است. از اینجا مشخص می شود که در سیستم های مکانیکی باز (نه بسته) قانون بقای انرژی رعایت نمی شود. بنابراین، مکانیک سیستم های مکانیکی باز به نظر می رسد بدون هزینه - رایگان، و این بسیار مهم است. این، اول از همه، با این واقعیت توضیح داده می شود که در SE، با توجه به ویژگی آن، تنها نیروها به دلیل منبع نیروها عمل می کنند و نه منبع انرژی.
SE یک دستگاه ساده است. پیوندهای آن، همانطور که در بالا نشان داده شد، تحت تأثیر نیروها و گشتاورهای ناشی از نیروی تغییر شکل فنرها یا جفت پیچ Belleville قرار می گیرند. گشتاور حاصل از آنها گشتاور است و به ویژه SE به یک موتور دوار تبدیل می شود. قابل توجه ترین چیز این است که این وسیله ساده را صدها هزار مخترع برای تقریباً سه قرن نمی توانستند اختراع کنند. فقط به این دلیل که مخترعان اختراعات خود را، به عنوان یک قاعده، بدون توجیه نظری انجام دادند. این امر تا امروز ادامه دارد. نمونه ای از این تلاش های متعدد برای اختراع به اصطلاح "ماشین حرکت دائمی" است. SE یک ماشین حرکت دائمی است، اما تفاوت های قابل توجهی با دستگاه بدنام "ماشین حرکت دائمی" دارد و بسیار برتر از آن است. SE یک دستگاه ساده و اصل کار دارد. گردش کار ندارد این منبع عملیات مداوم برابر با بی نهایت است. از منبع انرژی استفاده نمی کند، اما از منبع انرژی استفاده می کند. در عین حال این یک گیربکس اتوماتیک متغیر پیوسته است. قدرت ویژه بسیار بالایی دارد و به ازای هر کیلوگرم وزن خود به 100 کیلو وات می رسد. و به همین ترتیب، همانطور که در بالا توضیح داده شد. بنابراین، SE از همه جهات برتر از تمام نیروگاه های موجود است: موتورها، توربین ها و راکتورهای هسته ای، یعنی. در واقع، SE یک موتور نیست، بلکه یک نیروگاه ایده آل است. اصل عملکرد SE قبلاً توسط من به طور تجربی تأیید شده است. نتیجه مثبتی به دست آمد که کاملاً مطابق با "مبانی نظریه SE" است. در صورت لزوم، من شواهدی را با نشان دادن مدل عملیاتی EPS - یک نیروگاه انرژی مانند، و در نتیجه ESS ارائه خواهم کرد که توسط من مطابق با الزامات فنی توافق شده با آژانس فضایی توسعه خواهد یافت. اگر آژانس فضایی علاقه مند به کسب دانش SE و EES باشد، من روش فروش دانش را ارائه خواهم کرد. علاوه بر این، آژانس فضایی صادر خواهد شد: 1 - دانش فنی SE; 2 - مبانی نظریه SE; 3 - تئوری مشخصه سرعت خارجی ایده آل SE; 4 - نمونه فعلی EPS - نیروگاه انرژی مانند. 5 - نقاشی برای آن.

پروازها به مریخ
فضا برای افرادی که در آن در سفینه های فضایی حرکت می کنند، خطر بزرگی دارد. این خطر به صورت پرتوهای گاما و ایکس از خورشید ناشی می شود. تشعشعات مضر نیز از کیهان می آید. تا ارتفاع معینی از زمین (تا 24000 کیلومتر)، حفاظت توسط میدان مغناطیسی زمین انجام می شود، اما حرکت بیشتر خطرناک می شود. با این حال، اگر از سایه مغناطیسی زمین استفاده کنید، می توانید از این خطر جلوگیری کنید. سایه مغناطیسی زمین همیشه مریخ را نمی پوشاند. این فقط با آرایش متقابل بسیار مشخصی از این سیارات در فضا ظاهر می شود، اما از آنجایی که مریخ و زمین به طور مداوم در مدارهای مختلف حرکت می کنند، این یک مورد بسیار نادر است. برای اجتناب از این وابستگی لازم است از وسایل دیگری استفاده شود. می توانید از "پلاستیک فضایی"، پوسته تمام فلزی فضاپیما، و همچنین حفاظت مغناطیسی به شکل آهنربای حلقوی و سایر وسایل حفاظتی که احتمالاً در طول زمان با موفقیت اختراع شده اند، استفاده کنید.
مریخ جو بسیار کوچکی دارد و به نظر می رسد اصلاً میدان مغناطیسی ندارد، که می تواند به طور قابل اعتمادی از افرادی که در آنجا می مانند از اثرات مضر پرتوهای گاما و ایکس منتشر شده از خورشید و همچنین تشعشعات مضر کیهان محافظت کند. برای بازیابی میدان مغناطیسی مریخ، پیشنهاد می‌کنم ابتدا آن را به جو مجهز کنیم. این را می توان با تبدیل مواد جامد مربوطه موجود بر روی آن به گاز انجام داد. این به مقدار زیادی انرژی نیاز دارد، اما این مشکلی نیست. می توان آن را توسط EPS تولید شده در کارخانه های زمین تولید کرد و سپس با کمک MLK به مریخ تحویل داد. در حضور جو، این اتمسفر باید به گونه ای باشد که بتواند الکتریسیته ساکن ایجاد و انباشته کند که با رسیدن به حد معینی، خود تخلیه هایی به صورت صاعقه ایجاد کند. این روند باید مستمر باشد. در یک دوره طولانی، صاعقه هسته مریخ را مغناطیسی می کند و میدان مغناطیسی سیاره را ایجاد می کند که از آن در برابر تشعشعات مضر محافظت می کند. وجود هسته با شواهدی مبنی بر وجود جو و تمدن توسعه یافته ای شبیه به زمانی که زمین در این سیاره وجود داشت نشان می دهد.
برای انجام پرواز به مریخ و برگشت، داشتن یک فضاپیمای لویتاتور با محافظت در برابر تشعشعات مضر از فضا ضروری است. قبلاً در بالا ذکر شده است که چنین فضاپیما در صورت بارگیری کامل، 100 تن جرم خواهد داشت. ترکیب یک فضاپیمای لویتاتور مریخی (MLK) باید شامل موارد زیر باشد: 1 - فضاپیمای لویتاتور. 2- پلی لویتاتورهای اصلی و ذخیره شامل 60 عدد لویتاتور که هر کدام به تنهایی قادر به ایجاد حداکثر نیروی رانش معادل 20 تن می باشد. 3 - سه EPS - نیروگاه انرژی مانند (یک نیروگاه کار و دو نیروگاه آماده به کار) که هر یک دارای توان نامی 100 کیلو وات و ولتاژ سه فاز نامی 400 ولت هستند که شامل یک ESS و یک ژنراتور سه فاز ناهمزمان می شود. 4 - سه سیستم (یکی کار و دو پشتیبان) برای تامین فضای استاندارد: در محفظه کنترل پرواز MLK، در قسمت تفریحی، در قسمت تفریحی، در محفظه کافه رستوران، در قسمت کنترل برای تمام MLK. سیستم های؛ 5- نگهداری مواد غذایی با ذخیره بر اساس تهیه غذا برای 12 نفر در مدت 3-4 ماه. 6 - نگهداری ظروف با آب آشامیدنی 25 متر مکعبی. 7 - ذخیره سازی برای دو هواپیمای شناور دوبل (DLLA). 8 - آزمایشگاهی برای تعیین خواص فیزیکی و ترکیب شیمیایی خاک مریخ، مواد معدنی و انواع مایعاتی که احتمالاً در مریخ یافت می شود. 9 - دو دستگاه حفاری; 10 - دو تلسکوپ برای ردیابی مریخ در حین حرکت به سمت آن یا ردیابی زمین در حین حرکت به سمت آن. تمام محفظه های MLK مجهز به تجهیزات رادیویی، تجهیزات ویدئویی و کامپیوتر هستند.
ناگفته نماند که کنترل پرواز MLK باید به طور خودکار توسط یک برنامه ویژه - خلبان خودکار - انجام شود و نقش خلبانان فقط در اجرای دقیق آن باشد. خلبانان باید کنترل پرواز دستی MLK را فقط در صورت خرابی در برنامه خلبان خودکار و همچنین در هنگام پرتاب، پرواز بر فراز سیارات مریخ و زمین و هنگام فرود بر روی سطوح آنها به عهده بگیرند. به همان ترتیبی که کنترل لاینرها در حریم هوایی زمین انجام می شود. خدمه MLK شامل: 2 خلبان که به طور همزمان پرواز آن را کنترل می کنند و 10 متخصص است. در میان متخصصان باید دو خلبان پشتیبان وجود داشته باشد، و بقیه - مهندسانی برای تعمیر و نگهداری همه تجهیزات، هم MLK و هم بقیه تجهیزات ذکر شده در بالا. علاوه بر این، هر خدمه باید حداقل 2 تخصص داشته باشند. این امر ضروری است تا بتوانند در صورت یافتن مواد معدنی یا چیز دیگری در مریخ، هر مشکلی را که مربوط به به دست آوردن منابع است، حل کنند و در صورت تمایل، آب، اکسیژن، دی اکسید کربن، سایر مایعات و گازهای مفید و همچنین فلزات را استخراج کنند. در مریخ به شکل محدود یافت می شود. به این ترتیب می توانند تا حدودی حداقل تا حدی از وابستگی به منابع زمینی رهایی یابند.
هنگام پرواز به مریخ در فضای بیرونی، مشکل تعیین سرعت حرکت به وجود می آید. اطلاعات او بسیار مهم است. بدون آن، محاسبه دقیق رسیدن به مقصد نهایی مسیر غیرممکن خواهد بود. آن دسته از وسایلی که در هواپیماهایی که در حریم هوایی زمین پرواز می کنند استفاده می شود برای هواپیماهایی که در فضا حرکت می کنند کاملاً نامناسب هستند. زیرا چیزی در کیهان وجود ندارد که بتواند این سرعت را تعیین کند. با این حال، با توجه به اینکه سرعت، در نهایت، به شتاب MLK بستگی دارد، بنابراین باید از این وابستگی برای ایجاد یک سرعت سنج فضاپیما استفاده کرد. سرعت سنج باید یک دستگاه یکپارچه باشد که باید هم بزرگی شتاب های MLK و هم مدت زمان آنها را در کل پرواز فضاپیما در نظر بگیرد و بر اساس آنها سرعت حرکت نهایی را در هر زمان ارائه دهد.
پلی لویتاتور قادر است نیروی رانش لازم MLK را ایجاد کند، بنابراین یک پرواز فعال را در تمام مدت انجام می دهد، یعنی حرکت را تسریع یا کند کرده و در نتیجه تمام پرسنل را از بی وزنی مضر و اضافه بارهای بیش از حد نجات می دهد. نیمه اول سفر در فضا به مریخ حرکت سریع و نیمه دوم سفر با حرکت آهسته خواهد بود. از نظر تئوری، این اجازه می دهد تا با سرعت صفر به مریخ برسید. در عمل، نزدیک شدن به سطح آن با سرعتی کاملاً مشخص، اما کم خواهد بود. اما در هر صورت، این امکان فرود ایمن روی سطح آن را در یک مکان مناسب فراهم می کند.
با دانستن فاصله تا مریخ و شتاب حرکت MLK، محاسبه مدت زمان حرکت برای غلبه بر مسیر زمین به مریخ (یا برعکس، از مریخ به زمین) و حداکثر سرعت حرکت آسان است. . بسته به موقعیت نسبی زمین و مریخ در فضای بیرونی، فاصله بین آنها متفاوت است. اگر آنها در یک سمت خورشید باشند، فاصله حداقل و برابر با 150 میلیون کیلومتر می شود و اگر در طرف های مختلف باشند، این فاصله به بزرگترین و برابر با 450 میلیون کیلومتر می شود. اما اینها فقط موارد خاصی هستند که به ندرت اتفاق می افتد. با هر پرواز به مریخ، فاصله تا مریخ باید مشخص شود - از مقامات ذیصلاح مربوطه درخواست شده است.
با شتاب یکنواخت در نیمه اول مسیر و به همان اندازه آهسته در نیمه دوم مسیر MLK، مدت زمان سفر به مریخ متفاوت است. محاسبات در فاصله تا مریخ برابر با 150 میلیون کیلومتر، معلوم می شود که تنها 2.86 روز است و در فاصله 450 میلیون کیلومتری، معلوم می شود که قبلاً 4.96 روز است. در نیمه اول مسیر، MLK با شتاب مطمئنی برابر با زمین شتاب می گیرد و در نیمه دوم مسیر، هنگام پرواز از زمین به مریخ، با شتاب مطمئنی برابر با شتاب زمین ترمز می کند و یا برعکس. از مریخ تا زمین چنین شتاب‌ها و سرعت‌های طولانی این امکان را فراهم می‌آورد که بار اضافی را برای خدمه حذف کرده و در شرایط راحت از زمین به مریخ یا در جهت مخالف سفر کنید.
بنابراین، با حداقل فاصله بین زمین و مریخ معادل 150 میلیون کیلومتر، MLK در 2.86 روز زمینی بر آن غلبه می کند. شتاب گیری در وسط جاده به سرعت 4.36 میلیون کیلومتر در ساعت (1212.44 کیلومتر در ثانیه). با حداکثر فاصله بین زمین و مریخ معادل 450 میلیون کیلومتر، MLK در 4.96 روز زمینی بر آن غلبه می کند. شتاب در میانه راه به سرعت 7.56 میلیون کیلومتر در ساعت (2100 کیلومتر در ثانیه). باید توجه ویژه ای به این واقعیت داشت که با کمک فضاپیماهای جت مدرن نمی توان چنین نتایج بزرگی را به دست آورد. نشان دهنده این است که با کمک فضاپیمای جت، سفر به مریخ با حداقل فاصله از آن در 120 روز زمینی فراهم می شود. در این مورد، تجربه بی وزنی ناراحت کننده ضروری خواهد بود. با کمک MLK، سفر تنها 2.86 روز طول می کشد، یعنی 42 برابر سریعتر، اما با شرایط راحت معادل شرایط روی زمین (بدون اضافه بار و بی وزنی) همراه خواهد بود، زیرا با شتابی برابر با زمینی در MLK، و در نتیجه، خدمه آن با نیروی اینرسی برابر با نیروی گرانش زمین عمل خواهد کرد. این بدان معنی است که هر یک از اعضای خدمه نیروی اینرسی را تجربه خواهند کرد که بر روی او تأثیر می گذارد، به اندازه نیروی وزن روی زمین.
باید در نظر داشت که در لحظه ای که MLK زمین را ترک می کند و به سمت مریخ حرکت می کند، ممکن است توهم به نظر برسد که زمین در پایین و مریخ در بالا باشد. این تصور شبیه آن است که گویی شخصی در آسانسور یک ساختمان چند طبقه حرکت می کند. علاوه بر این، نگاه کردن به مریخ با سر بالا ناخوشایند خواهد بود. بنابراین، تهیه سیستمی از آینه‌ها با زاویه 450 در محفظه‌هایی که مریخ از آن‌ها رصد می‌شود، ضروری خواهد بود. همه این اقدامات به همان اندازه برای مشاهده زمین در راه بازگشت - از مریخ به زمین - مناسب هستند. بنابراین، برای اینکه در انتخاب جهت حرکت بر روی آن دچار اشتباه نشوید، باید فقط در شب به سمت مریخ حرکت کنید که در آسمان قابل مشاهده باشد. در این صورت لازم است از چنین شبانه ای استفاده شود که نزدیک به نقطه اوج مشاهده شود. کابین خلبان باید در مقابل MLC قرار گیرد و پایه آن (کف) باید قابلیت چرخش 90 درجه را داشته باشد. این امر ضروری است تا در هنگام پرواز بر روی سطوح اجرام آسمانی موقعیت افقی را اشغال کند و در حین حرکت در فضا بر محور طولی MLC عمود باشد ، یعنی 90 درجه نسبت به این محور بچرخد.

در مریخ بمان
اولین MLK که به مریخ پرواز کرد بلافاصله روی سطح آن فرود نخواهد آمد. در ابتدا، او چندین پرواز شناسایی از مریخ در ارتفاعی مناسب برای مشاهده سطح آن انجام می دهد تا مناسب ترین مکان فرود را انتخاب کند. MLK برای قرار گرفتن در مداری بیضوی به دور مریخ نیازی به رسیدن به اولین سرعت فضایی مریخ ندارد. نیازی به چنین مداری نیست. MLK می تواند در هر ارتفاعی شناور شود یا در این ارتفاع به تعداد دفعات مورد نظر در مریخ حرکت کند. همه چیز فقط با ایجاد نیروی رانش پلی‌لویتاتور مشخص می‌شود، که در این حالت معلوم می‌شود که نیروی بالابر با مؤلفه مشخصی از نیروی حرکت افقی در هر سرعتی است. این نیروها به راحتی با تنظیم پلی لویتاتور تنظیم می شوند. پس از تعیین مکان مناسب، MLK در نهایت بر روی سطح مریخ فرود خواهد آمد. از این لحظه، MLK به یک ساختمان مسکونی و دفتری برای کارکنان خود تبدیل می شود که در طول پرواز MLK خدمه آن بودند.
برای مطالعه و بررسی امداد مریخ و همچنین برای اکتشاف منابع مفید، از پیش ساخته شده و کاملاً مجهز به همه چیز لازم بر روی زمین، هواپیماهای لویتاتور دو سرنشینه DLLA در نظر گرفته شده است. با کمک DLLA می توان در کوتاه ترین زمان ممکن، به ویژه یک نقشه فیزیکی دقیق از مریخ ایجاد کرد. که ظاهراً اولویت اصلی برای تیم اول خواهد بود. برای این کار طبق برنامه 2 DLLA به طور منظم در مسیرهای اختصاصی پرواز کرده و این کار را انجام می دهند. در هر DLLA، نقشه طبق برنامه ای که قبلاً روی زمین توسعه داده شده بود نمایش داده می شود. برای این کار DLLA تجهیزات لازم را در اختیار خواهد داشت. DLLA قادر است با سرعت های مختلف از جمله سرعت های بالا حرکت کند که امکان کاوش در مریخ را با سرعت بالا و در کمترین زمان ممکن فراهم می کند. خدمه DLLA باید در لباس های فضایی مجهز به ظروف هوای لازم (اکسیژن) برای تنفس دو نفر حداقل به مدت 4-5 ساعت کار کنند. به دلیل شرایط ناکافی راحت، مدت زمان کار برای خدمه DLLA به احتمال زیاد تقریباً 1-2 ساعت خواهد بود. سپس با در نظر گرفتن تجربیات انباشته، ساعات کاری اپراتورها مشخص خواهد شد.
از آنجایی که مریخ جو ناچیزی دارد و به نظر می رسد اصلا میدان مغناطیسی ندارد، ماندن در آن به همان اندازه که در فضای باز خطرناک است، خطرناک است. بنابراین لازم است قبل از هر چیز فضایی ترجیحاً مشابه زمین فراهم شود و میدان مغناطیسی بازسازی شود. با این حال، برای این لازم است که تعداد زیادی از افراد و تجهیزات در این سیاره بمانید. برای آنها. هم باید از تجهیزات حفاظت فردی و هم تجهیزات حفاظت جمعی استفاده شود. تا حد کافی، با یک نتیجه 100٪، این غیر ممکن است، بنابراین ماندن هر فرد در مریخ باید کوتاه مدت باشد. ابتدا باید چنین افرادی را انتخاب کرد که کاملاً در برابر تشعشعات مقاوم باشند. حادثه نیروگاه هسته ای چرنوبیل چنین توانایی هایی را در برخی افراد آشکار کرد. با این حال، افراد بسیار کمی با چنین توانایی هایی وجود دارند و هیچ راهی برای آزمایش آنها وجود ندارد. برای گروه های بزرگی از متخصصان، پایگاه هایی با سپر تشعشعات الکترواستاتیک، پناهگاه های زیرزمینی می توانند ابزار حفاظتی باشند. لباس‌های زیستی (Bio-Suit)، فیلم‌های نازک آلومینیومی و همچنین فیلم‌های بادوام خاصی که بر روی بدنه اسپری می‌شوند، می‌توانند به عنوان تجهیزات حفاظت فردی استفاده شوند. با این حال، چشم ها، دست ها و پاها باید جداگانه محافظت شوند. حرکت در اطراف مریخ در بیشتر موارد باید با کمک DLLA مجهز به آهنرباهای حلقوی انجام شود که خدمه را از تشعشعات مضر محافظت می کند. با قرار گرفتن در آهنربای حلقوی DLLA، خدمه می توانند از راه دور ماشین ها و مکانیسم های مختلف کار در خارج را کنترل کنند. این به طور کامل خروج خدمه از DLLA را حذف می کند و خدمه را از قرار گرفتن در معرض تشعشع محروم می کند. پس از اتمام کار، DLLA به پناهگاه باز می گردد.
اپراتورهای MLT و DLLA از راه دور نصب سازه‌های ساختمانی، دکل‌های حفاری و سایر ماشین‌های مریخی را کنترل می‌کنند: ماشین‌ها، اسکراپرها، بولدوزرها، بیل‌های مکانیکی. این ماشین ها در صورت نیاز توسط MLT های محموله به مریخ تحویل داده می شوند. MLT و DLLA را می توان به عنوان جرثقیل استفاده کرد. علاوه بر این، اولین ها ظرفیت بار زیادی دارند - تا 100 تن (زمانی که پلی لویتاتور ذخیره دوم روشن است) و دومی ها - با ظرفیت بار کوچک - تا 5 تن (زمانی که پلی لویتاتور ذخیره نیز روشن است. ).
ظاهراً تمام کارهای روی مریخ به صورت چرخشی سازماندهی خواهد شد. این امر از دیدگاه های مختلف منطقی خواهد بود. اول، بسیاری از مشکلات در حال ظهور باید توسط یک تیم بزرگ حل شوند. این تیم ممکن است شامل چند صد و بعداً چندین هزار نفر باشد. بنابراین، جذب یک گروه اضافی از متخصصان غایب ضروری خواهد بود. ثانیاً، لازم است تجهیزات مفقود شده را نیز به مریخ تحویل دهیم، که در آن نیازی وجود خواهد داشت که از همان ابتدا پیش بینی آن دشوار است. ثالثاً متخصصانی که روی مریخ کار کرده اند نیاز به استراحت دارند. چهارم اینکه برخی از کارها توسط تعداد زیادی متخصص روی زمین انجام می شود، بنابراین این کارها باید با متخصصانی که در مریخ کار می کنند هماهنگ شوند. پنجم، تحویل منابع استخراج شده در مریخ به زمین مورد نیاز خواهد بود. ششم، لازم است MLKهای جدید و بیشتری با مردم به مریخ فرستاده شود تا مناطق توسعه یافته را پر کند و با کمک آنها مناطق اضافی را توسعه دهد. هفتم، بدون شک منابع مفید برای زمین در مریخ کشف خواهد شد، اولاً اینها مواد معدنی کمیاب خواهند بود که باید توسعه داده شوند و تجهیزات لازم برای آنها به مریخ تحویل داده شود. در این راستا، نیاز به ایجاد MLC های محموله ای مجهز به دستگاه های بالابر با قابلیت کار در شرایط مریخ وجود خواهد داشت که مانند MLC های مسافربری در مناطق مشخص شده در مریخ بمانند و با بارگیری از مواد معدنی یا سایر منابع مفید برای زمینی ها، تحویل دهند. آنها را به زمین
مریخ اساساً یک بیابان بی‌جان و بی‌جان در تمام سطح آن است که به زودی همه کسانی را که اینجا بوده‌اند خسته خواهد کرد. بنابراین، پس از آشنایی با دیدنی های معدود آن، تمامی افرادی که به اینجا رسیده اند باید پس از یک روز کاری اوقات فراغت مناسبی داشته باشند و در مکان های امن استراحت کنند. امن ترین مکان ها، به خصوص در ابتدا، می توانند انواع مختلف سیاه چال ها باشند. در مناطق کوهستانی زیرزمینی، کل شهرها باید به تدریج ایجاد شوند. با طراحی های مختلف: مراکز تفریحی، امکانات ورزشی، ساختمان های مسکونی که کل خیابان ها را با مغازه ها، دفاتر، موسسات مختلف، موسسات فرهنگی و موسسات پزشکی - مراکز درمانی، کلینیک ها، بیمارستان ها و غیره تشکیل می دهند. زیرا روی زمین اتفاق می افتد. و همچنین روی زمین با سینماها، کتابخانه‌ها، تخت‌های گل، بونسای‌های تزئینی و میوه‌ای، فواره‌ها، کوچه‌ها، پیاده‌روها، جاده‌های دوطرفه که در امتداد آن‌ها حمل‌ونقل شناور حرکت می‌کند که چیزی شبیه به ماشین‌های زمینی است. اگر خاکی در مریخ وجود نداشته باشد، می توان آن را در زمین قرض گرفت. شهرهای زیرزمینی نه تنها باید شامل مناطق مسکونی، بلکه مناطق صنعتی نیز در تصویر و تشبیه زمین باشد. باید فضای کافی فراهم شود تا هواپیماهای شناور بدون بال تک سرنشین و چند صندلی بتوانند در ارتفاع کم پرواز کنند. شهرهای زیرزمینی باید مجهز به آبرسانی، کانال هوا و فاضلاب باشند. فشار هوا باید نزدیک به اتمسفر باشد، ترکیب هوا شبیه به زمین است. ورودی‌های متعدد سیاه‌چال‌های شهرها باید دارای قفل‌های مخصوصی باشد که هنگام ورود و خروج افرادی که لباس‌های محافظ به تن دارند، نشت هوا از این شهرها جلوگیری شود. باید زیرساخت های شهری لازم ایجاد شود تا مریخی ها بتوانند در سطح زمین کار کنند و اوقات فراغت و تفریح ​​را در زیر زمین بگذرانند. یعنی بیشتر اوقات بدون لباس فضایی در زیر زمین زندگی کنید. ظاهراً اگر تمدنی در مریخ وجود داشته یا بوده است، به زودی کشف خواهد شد یا آثاری از آن کشف خواهد شد. ظاهرا این آثار بیشتر از همه زیرزمینی خواهد بود. این به معنای در عمقی از سیاره مریخ است. باید فرض کرد که یکی از ورودی‌های شهر زیرزمینی، اگر البته در آنجا باشد، با «ابول‌های مریخی» مشخص شده است.
MLK دارای طیف گسترده ای از امکانات است. علاوه بر پرواز به هر مسافت، نقش مسکن و دفتر، می توان از آن به عنوان ایستگاه فضایی استفاده کرد، در هر ارتفاع بالا یا پایین از سطح سیاره در حالت شناور قرار گرفت. به طور خاص، همانطور که در بالا ذکر شد، می توان از آن به عنوان جرثقیل در هنگام برپایی سازه های مرتفع با هر ارتفاعی، چه در مریخ و چه در هر سیاره دیگری، مانند زمین، یا ماهواره طبیعی آن، مانند ماه، استفاده کرد. علاوه بر این، باید توجه داشت که این نیازی به داشتن هوا یا گاز دیگر سیاره ندارد، زیرا پلی لویتاتور MLK به هیچ گونه پشتیبانی نیاز ندارد. به هر حال، برای تضمین ارتباط رادیویی پایدار با زمین، اجرای تلویزیون و انتقال حجم زیادی از اطلاعات، ساخت یک آنتن فلزی سبک وزن (فولاد) به ارتفاع چند صد یا شاید هزاران متر ضروری است. جزو اولین ها در مریخ این امر با کمک MLK کاملا امکان پذیر خواهد بود. علاوه بر این، چنین آنتنی را می توان در کارخانه ماشین سازی زمین و در قالب بخش های پیش ساخته تولید کرد. سپس توسط محموله MLK به مریخ تحویل داده شد و در آنجا سوار شد. سپس می توان یک بلوک را در قسمت پایینی این آنتن قرار داد که شامل بخش هایی از اتاق ها با تجهیزات مختلف مشابه زمین است. تنها تفاوت این خواهد بود که تجهیزات اضافی شامل موارد زیر است: EES ظرفیت مورد نیاز. سیستمی که یک فضای استاندارد ایجاد می کند. سیستم تهویه مطبوع مدرن؛ یخچال انبار مواد غذایی همچنین انباری از محصولات غذایی وجود دارد که نیاز به تدابیر ویژه ای برای نگهداری طولانی مدت آنها دارد. و همچنین انبارهایی برای نگهداری تجهیزات خاص و احتمالاً چیز دیگری که بعداً مشخص خواهد شد.
تعداد بیشتری از MLKها در مریخ خواهند ماند و جمعیت این سیاره را با مردم افزایش می دهند. اساساً آنها به استخراج مواد معدنی کمیاب روی زمین، فلزات و احتمالاً چیزهای دیگر مشغول خواهند شد. علاوه بر این، گردشگری مریخ به طور گسترده ای توسعه خواهد یافت، زیرا بسیاری از زمینیان آرزوی بازدید از این سیاره را دارند. علاوه بر این، چنین سفری به MLK ارزان‌تر از سفر با فضاپیمای جت با چندین مرتبه بزرگی (تقریباً 3-4 مرتبه بزرگی) خواهد بود. دو مجسمه ساخته شده توسط موجودات ظاهرا هوشمند در مریخ کشف شده است. یکی از مجسمه‌ها مدت‌ها پیش کشف شده بود، به اصطلاح «مریخی سوینکس» و دومی نیز مجسمه‌ای از سر یک موجود انسان‌نما است. در مریخ کوه ها و دره ها و در قطب ها کلاهک های برفی پوشیده از غبار وجود دارد. همه اینها مورد توجه گردشگران خواهد بود. با گذشت زمان، ظاهراً جاذبه های جدیدی در مریخ برای گردشگران جالب خواهد بود. ناگفته نماند که آنها در فواصل زیادی بین آنها قرار خواهند گرفت. با این حال، این مشکلی برای بازدید گردشگران ایجاد نخواهد کرد. MLK های توریستی قادر به حرکت بسیار سریع هستند. بنابراین، پرواز در مسافت های طولانی زمان کمی خواهد برد.
باید توجه ویژه ای به این واقعیت داشت که با توجه به کاربردهای متعدد انواع MLK: پروازهای مسافری، باری و توریستی به مریخ و برگشت بسیار مکرر خواهد بود، به ویژه زمانی که این سیاره به جو، میدان مغناطیسی و میدان مغناطیسی مجهز باشد. شهرهای زیرزمینی یعنی زمانی که از تابش خورشیدی و تشعشعات مضر فضا محافظت می شود. ظاهراً حداقل یک سفینه فضایی در هفته. و با ادامه استقرار این سیاره هر ساله، پروازها به مریخ حتی بیشتر می شود.