سفينة فضاء المستقبل. استكشاف الفضاء هو مستقبلنا

جونو. تم إطلاق محطة جونو بين الكواكب في عام 2011 ومن المقرر أن تدور حول كوكب المشتري في عام 2016. وسوف تصف حلقة طويلة حول عملاق الغاز ، وتجمع البيانات حول تكوين الغلاف الجوي والمجال المغناطيسي ، وكذلك بناء خريطة الرياح. جونو هي أول مركبة فضائية تابعة لناسا لا تستخدم نواة بلوتونيوم ، ولكنها مجهزة بألواح شمسية.

مارس 2020. ستكون المركبة الجوالة التالية التي سيتم إرسالها إلى الكوكب الأحمر ، من نواحٍ عديدة ، نسخة من مركبة كيوريوسيتي التي أثبتت جدواها. لكن مهمتها ستكون مختلفة - أي البحث عن أي آثار للحياة على المريخ. سيبدأ البرنامج في نهاية عام 2020.

تخطط ناسا لإطلاق ساعة ذرية فضائية للملاحة في الفضاء السحيق في عام 2016. يجب أن يعمل هذا الجهاز ، من الناحية النظرية ، كجهاز GPS للمركبة الفضائية في المستقبل. تعد ساعة الفضاء بأن تكون أكثر دقة بمقدار 50 مرة من أي ساعة على الأرض.

بصيرة. من الأسئلة المهمة المتعلقة بالمريخ ما إذا كان هناك نشاط جيولوجي عليه أم لا؟ يجب أن تجيب مهمة InSight ، المخطط لها في عام 2016 ، عن طريق عربة جوالة مزودة بحفر ومقياس زلازل.

أورانوس المداري. زارت البشرية أورانوس ونبتون مرة واحدة فقط ، خلال مهمة فوييجر 2 في عام 1980 ، ولكن من المفترض أن يتم تصحيح ذلك في العقد المقبل. يُنظر إلى برنامج أورانوس المداري على أنه نظير لرحلة كاسيني إلى كوكب المشتري. المشاكل هي التمويل ونقص البلوتونيوم للوقود. ومع ذلك ، من المقرر الإطلاق في عام 2020 مع وصول الجهاز إلى أورانوس في عام 2030.

يوروبا كليبر. بفضل مهمة Voyager في عام 1979 ، علمنا أنه تحت جليد أحد أقمار المشتري - أوروبا - يوجد محيط ضخم. وحيث يوجد الكثير الماء السائلالحياة ممكنة. ستقلع Europa Clipper في عام 2025 ، وهي مزودة برادار قوي قادر على الرؤية العميقة تحت جليد أوروبا.

أوزيريس ريكس. كويكب (101955) بينو ليس أشهر جسم فضائي. لكن وفقًا لعلماء الفلك من جامعة أريزونا ، فإن لديها فرصة حقيقية جدًا للاصطدام بالأرض حوالي عام 2200. سوف يسافر OSIRIS-REx إلى Benn في عام 2019 لجمع عينات من التربة والعودة في عام 2023. يمكن أن تساعد دراسة النتائج في منع حدوث كارثة في المستقبل.

LISA هي تجربة مشتركة بين وكالة ناسا ووكالة الفضاء الأوروبية للدراسة موجات الجاذبيةتنبعث من الثقوب السوداء والنجوم النابضة. سيتم تنفيذ القياسات بواسطة ثلاثة أجهزة تقع على قمم مثلث يبلغ طوله 5 ملايين كيلومتر. سيتم إرسال LISA Pathfinder ، وهو الأول من بين ثلاثة أقمار صناعية ، إلى المدار في نوفمبر 2015 ، ومن المقرر إطلاق البرنامج بالكامل في عام 2034.

بيبي كولومبو. حصل هذا البرنامج على اسمه تكريما لعالم الرياضيات الإيطالي في القرن العشرين جوزيبي كولومبو ، الذي طور نظرية مناورة الجاذبية. BepiColombo هو مشروع لوكالات الفضاء في أوروبا واليابان سيبدأ في عام 2017 مع وصول تقديري للجهاز إلى مدار عطارد في عام 2024.

سيتم إطلاق تلسكوب جيمس ويب الفضائي إلى المدار في عام 2018 كبديل لتلسكوب هابل الشهير. حجم ملعب التنس وحجم منزل من أربعة طوابق ، بقيمة 9 مليارات دولار تقريبًا ، يعتبر هذا التلسكوب الأمل الرئيسي لعلم الفلك الحديث.

في الأساس ، يتم التخطيط للبعثات في ثلاثة اتجاهات - رحلة إلى المريخ في عام 2020 ، ورحلة إلى قمر كوكب المشتري أوروبا ، وربما إلى مدار أورانوس. لكن القائمة لا تقتصر عليهم. دعونا نلقي نظرة على عشرة برامج فضائية في المستقبل القريب.

لطالما كانت البشرية تضع خططًا لمستقبل رحلات الفضاء السحيق. لكن كيف ستكون هذه الرحلات؟ على أي سفن سنحرث مساحات الكون؟

هل ستكون هذه السفن كبيرة لدرجة أنه سيكون هناك مساحة كافية بداخلها لبناء مستوطنات أو حتى مدن بأكملها ، كما رأينا كثيرًا في العديد من أفلام الخيال العلمي؟ أم أنها ستكون أقرب إلى الواقع وتمثل محطات فضاء مدارية كبيرة؟ السؤال الرئيسي في هذه المقالة هو ما مدى قرب مفاهيم مستعمرات الفضاء المقترحة في الخيال العلمي من الواقع.

محطات فضائية عملاقة بحجم القمر. محطات ضخمة على شكل حلقات تدور حول عوالم غريبة. مدن ضخمة تنجرف في أجواء الكواكب الغريبة. سننظر اليوم في كل هذه المفاهيم ونكتشف مدى جدواها.

التعليق على هذه الفكرة أو تلك ستكون سيندي دو ، زميلة بحث وطالبة دكتوراه في ماساتشوستس معهد التكنولوجيا، رجل يعتقد بصراحة أن مشروع Mars One محكوم عليه بالفشل منذ البداية ، وعالم كتب ورقة علمية جادة تتناول الأسئلة المتعلقة بإمكانياتنا الحياة المستقبليةفي الفضاء.

وفقًا لدو ، هناك ثلاثة أشياء يجب مراعاتها إذا كنا نتحدث عن أي احتمال لسكن الإنسان في الفضاء. من الضروري النظر في الموطن ، وما نريده من هذا الموطن وكم سيكون حجمه. هذه هي المعايير الثلاثة التي يمكن أن تشير إلى إمكانية أو استحالة التعهد بأكمله. لذلك ، سننظر في العديد من الخيارات للمساكن الفضائية التي يقدمها لنا الخيال العلمي ، ومعرفة مدى واقعية وعقلانية استخدامها.

محطة فضاء متنقلة مثل نجمة الموت

يعرف كل عشاق أفلام الخيال العلمي تقريبًا ماهية نجمة الموت. هذه محطة فضاء رمادية كبيرة ومستديرة من ملحمة فيلم حرب النجوم ، تذكرنا ظاهريًا جدًا بالقمر. إنه مدمر كوكب بين المجرات وهو في الأساس كوكب اصطناعي بحد ذاته ، مصنوع من الفولاذ ويسكنه جنود العاصفة.

هل يمكننا بالفعل بناء مثل هذا الكوكب الاصطناعي وتصفح المجرة عليه؟ من الناحية النظرية ، نعم. فقط هذا سيتطلب قدرًا لا يُصدق من الموارد البشرية والمالية.

يقول دو: "ستتطلب محطة بحجم نجمة الموت إمدادًا هائلاً من المواد للبناء".

لقد أثيرت مسألة بناء "نجمة الموت" - بدون مزحة - حتى من قبل البيت الأبيض الأمريكي ، بعد أن أرسلت الجمعية التماسًا مماثلًا للنظر فيه. كان الرد الرسمي من السلطات هو أن هناك حاجة إلى 852،000،000،000،000،000 دولار لبناء الصلب وحده.

لنفترض أن قضية المال ليست مشكلة وأن نجمة الموت قد تم بناؤها بالفعل. ماذا بعد؟ وبعد ذلك ستلعب الفيزياء القديمة الجيدة. وستكون هذه مشكلة حقيقية.

"أن تكون قادرًا على دفع نجم الموت عبر الفضاء يتطلب قدرًا غير مسبوق من الطاقة" ، يتابع دو.

"كتلة المحطة ستعادل كتلة ديموس ، أحد أقمار المريخ. لا تمتلك البشرية ببساطة القدرة والتكنولوجيا اللازمة لبناء محرك قادر على تحريك مثل هذه العمالقة ".

المحطة المدارية "ديب سبيس 9"

لذلك ، اكتشفنا أن نجمة الموت كبيرة جدًا (على الأقل في عرض اليوم) للسفر إلى الفضاء. ربما تساعدنا بعض المحطات الفضائية الأصغر ، مثل Deep Space 9 ، والتي تحدث في سلسلة Star Trek (1993-1999). في هذه السلسلة ، تدور المحطة حول الكوكب الخيالي باجور وهي موطن ممتاز ومركز تجاري حقيقي للمجرة.

يقول دو: "مرة أخرى ، سوف يتطلب بناء مصنع مثل هذا الكثير من الموارد".

السؤال الرئيسي هو: ما إذا كان سيتم التسليم المواد المطلوبةإلى الكوكب الذي سيكون في مداره محطة المستقبل، أو استخراج الموارد اللازمة على الفور ، على سبيل المثال ، على كويكب أو قمر صناعي لأحد الكواكب المحلية؟

يقول دو إنه يكلف الآن حوالي 20 ألف دولار لنقل كل كيلوغرام من الحمولة إلى الفضاء إلى مدار أرضي منخفض. بالنظر إلى هذا ، سيكون من الأنسب على الأرجح إرسال نوع من المركبات الفضائية الآلية لتعدين المعادن على أحد الكويكبات المحلية بدلاً من توصيل المواد الضرورية من الأرض إلى المكان.

هناك مشكلة أخرى تتطلب حلاً إلزاميًا ستكون بالطبع مسألة دعم الحياة. في نفس Star Trek ، لم تكن محطة Deep Space 9 مستقلة تمامًا. لقد كانت مركزًا تجاريًا مجريًا ، مع إمدادات جديدة جلبها العديد من التجار ، بالإضافة إلى الشحنات من كوكب باجور. وفقًا لدو ، عند إنشاء مثل هذه المحطات الفضائية للسكن ، سيكون من الضروري على أي حال القيام بمهام من وقت لآخر لتوفير طعام جديد.

يوضح دو: "من المحتمل أن تعمل محطة بهذا الحجم من خلال إنشاء والجمع بين استخدام البيئات البيولوجية (مثل زراعة الطحالب من أجل الغذاء) وأنظمة دعم الحياة القائمة على التكنولوجيا الكيميائية ، مثل محطة الفضاء الدولية".

لن تكون هذه الأنظمة مستقلة تمامًا. سوف تتطلب صيانة دورية ، وتجديد إمدادات المياه ، والأكسجين ، وتوريد قطع غيار جديدة ، وما إلى ذلك.

محطة المريخ مثل فيلم "Mission to Mars"

هناك الكثير من الهراء الخيالي الحقيقي في هذا الفيلم. تورنادو على المريخ؟ المسلات الغريبة الغامضة؟ لكن الأمر الأكثر إرباكًا هو الحقيقة الموضحة في الفيلم أنه من السهل جدًا تجهيز منزل على سطح المريخ وتزويدك بإمدادات المياه والأكسجين. يشرح بطل الممثل دون تشيدل ، الذي تُرك وحيدًا على سطح المريخ ، أنه كان قادرًا على البقاء على الكوكب الأحمر بفضل إنشاء حديقة نباتية صغيرة.

"إنها تعمل. أعطيهم الضوء وثاني أكسيد الكربون ، يعطونني الأكسجين والغذاء. "

إذا كان الأمر بهذه السهولة ، فما الذي لا زلنا نفعله هنا على الأرض؟

"من الناحية النظرية ، من الممكن بالفعل إنشاء دفيئة على كوكب المريخ. ومع ذلك ، فإن النباتات المتنامية لها عدد من الميزات. وإذا قارنا تكاليف العمالة لزراعة النباتات على المريخ وتكلفة توصيل المنتجات الجاهزة من الأرض إلى الكوكب الأحمر ، فسيكون من الأسهل والأرخص تقديم منتجات جاهزة ومعبأة ، مع استكمال المخزونات بـ جزء من المحاصيل المزروعة بدرجة عالية جدًا من الإنتاجية. علاوة على ذلك ، سوف تحتاج إلى اختيار النباتات ذات دورة النضج الدنيا. على سبيل المثال ، محاصيل الخس المختلفة.

على الرغم من اعتقاد تشيدل أن هناك بين النباتات والإنسان علاقات وثيقة(قد يكون الأمر كذلك على الأرض) ، في الظروف المناخية القاسية للمريخ ، سيكون النبات والبشر في بيئة غير طبيعية تمامًا بالنسبة لهم. يجب ألا ننسى أيضًا جانبًا مثل الاختلافات في شدة التمثيل الضوئي للمحاصيل الزراعية. سوف تتطلب زراعة النباتات أنظمة مغلقة معقدة للتحكم بيئة. وهذه مهمة جدية للغاية ، لأنه في هذه الحالة ، سيتعين على الناس والنباتات أن يتشاركوا في جو واحد. سيتطلب حل هذه المشكلة عمليًا استخدام غرف الدفيئة المعزولة للنمو ، ولكن هذا بدوره سيزيد من التكلفة الإجمالية للتكاليف.

قد تكون زراعة النباتات فكرة جيدة ، لكن من الأفضل تخزين المؤن الإضافية لتأخذها معك قبل رحلة ذهاب فقط.

مدينة السحاب. مدينة تطفو في الغلاف الجوي للكوكب

"مدينة السحاب" الشهيرة من تأليف Lando Calrissian من " حرب النجومتبدو وكأنها فكرة خيال علمي مثيرة للاهتمام. ومع ذلك ، هل يمكن للكواكب ذات الغلاف الجوي الكثيف للغاية ، ولكن سطحها قاسي ، أن تكون منصة مناسبة لبقاء البشرية وحتى ازدهارها؟ يعتقد خبراء ناسا أن هذا ممكن بالفعل. والمرشح الأنسب لدور مثل هذا الكوكب في نظامنا الشمسي هو كوكب الزهرة.

كان مركز أبحاث لانغلي يستكشف هذه الفكرة ولا يزال يعمل على مفاهيم المركبات الفضائية التي يمكن أن ترسل البشر إلى الغلاف الجوي العلوي لكوكب الزهرة. لقد كتبنا بالفعل أن بناء محطة عملاقة بحجم مدينة سيكون مهمة صعبة للغاية ، تكاد تكون مستحيلة ، لكن العثور على إجابة لسؤال حول كيفية الاحتفاظ بسفينة الفضاء في الطبقات العلياأَجواء.

يقول دو: "تعد إعادة الدخول إلى الغلاف الجوي واحدة من أصعب التحديات في رحلات الفضاء".

"لا يمكنك حتى تخيل ما تحمله" 7 دقائق من الرعب "كيوريوسيتي وقت هبوطه على سطح المريخ. وسيكون الحفاظ على محطة سكنية عملاقة في الغلاف الجوي العلوي أكثر صعوبة. عندما تدخل الغلاف الجوي بسرعة تصل إلى عدة آلاف من الكيلومترات في الثانية ، ستحتاج إلى تفعيل أنظمة الكبح والتثبيت للجهاز في الغلاف الجوي في غضون دقائق. وإلا ستتحطم ".

مرة أخرى ، تتمثل إحدى مزايا مدينة Calrissian الطائرة في الوصول المستمر إلى موقع نظيف و هواء نقي، والتي يمكن نسيانها تمامًا إذا كنا نتحدث عنها ظروف حقيقيةوعلى وجه الخصوص ظروف كوكب الزهرة. بالإضافة إلى ذلك ، سيتعين تطوير بدلات خاصة ، وارتداء ملابس يمكن للناس من خلالها النزول وتجديد إمدادات المواد على السطح الجهنمي لهذا الكوكب. لدى Doo بعض الأفكار لهذا:

"للعيش في الغلاف الجوي ، اعتمادًا على الموقع المختار ، يمكنك ، على سبيل المثال ، تنظيف الغلاف الجوي المحيط بالمحطة (على كوكب الزهرة ، يمكنك تحويل ثاني أكسيد الكربون إلى O2 ، على سبيل المثال) ، أو يمكنك إرسال روبوتات التعدين إلى السطح باستخدام كبل ، على سبيل المثال ، لاستخراج المعادن وإعادتها لاحقًا إلى المحطة. في ظروف كوكب الزهرة ، ستكون هذه مهمة صعبة للغاية مرة أخرى.

بشكل عام ، لا تبدو فكرة Cloud City صحيحة من نواح كثيرة.

سفينة الفضاء العملاقة "أكسيوم" من الرسوم المتحركة "وول-إي"

يقدم فيلم WALL-E الكرتوني المذهل والمؤثر للرسوم المتحركة نسخة واقعية نسبيًا من هجرة البشرية من الأرض. بينما تحاول الروبوتات إخلاء سطح الأرض من الحطام المتراكم عليها ، يطير الناس بعيدًا عن النظام إلى الفضاء السحيق في مركبة فضائية عملاقة. تبدو واقعية جدًا ، أليس كذلك؟ لقد تعلمنا بالفعل كيفية صنع سفن الفضاء ، لذلك دعونا نجعلها أكبر؟

في الواقع ، هذه الفكرة ، وفقًا لـ Du ، تكاد تكون غير واقعية من القائمة المقترحة في هذه المقالة.

يظهر الرسم الكرتوني أن سفينة أكسيوم موجودة في فضاء عميق للغاية. لذلك ، على الأرجح ، ليس لديه إمكانية الوصول إلى أي موارد خارجية قد تكون مطلوبة للحفاظ على الحياة على متن السفينة. على سبيل المثال ، نظرًا لأن السفينة ستكون بعيدة عن شمسنا أو أي مصدر آخر للطاقة الشمسية ، فمن المرجح أن تعمل على القاعدة مفاعل نووي. يبلغ عدد سكان السفينة عدة آلاف من الناس. إنهم جميعًا بحاجة إلى الأكل والشرب وتنفس الهواء. يجب أخذ كل هذه الموارد من مكان ما ، وكذلك عدم نسيان معالجة النفايات ، والتي ستتراكم بالتأكيد مع استخدام هذه الموارد ".

"حتى إذا تم استخدام بعض أنظمة دعم الحياة البيولوجية عالية التقنية ، فإن التواجد في بيئة فضائية غير قادرة على تجديد المركبة الفضائية بكميات الطاقة اللازمة سيعني أن جميع أنظمة دعم الحياة هذه لن تكون قادرة على دعم العمليات البيولوجية صعد على متنها. باختصار ، يبدو خيار مركبة الفضاء العملاقة هو الأكثر روعة ".

العالم الدائري. الجنة

عوالم الحلقة ، كما يتم تقديمها ، على سبيل المثال ، في فيلم الحركة الخيالية "Elysium" أو لعبة الفيديو "Halo" ، ربما تكون من أكثر أفكار مثيرة للاهتماملمحطات الفضاء في المستقبل. في Elysium ، تكون المحطة قريبة من الأرض ، وإذا تجاهلت حجمها ، فلديك قدر معين من الواقعية. ومع ذلك ، تكمن المشكلة الأكبر هنا في "الانفتاح" ، الذي يقتصر على المظهر فقط - الخيال الخالص.

"ربما أكثر مسألة مثيرة للجدلحول محطة إليسيوم هي انفتاحها على بيئة الفضاء ، "يشرح دو.

"يُظهر الفيلم كيف تهبط سفينة الفضاء على العشب بعد وصولها مساحة مفتوحة. لا توجد بوابات لرسو السفن أو أي شيء من هذا القبيل. لكن مثل هذه المحطة يجب أن تكون معزولة تمامًا عن البيئة الخارجية. خلاف ذلك ، لن يدوم الجو هنا طويلاً. ربما يمكن حماية المناطق المفتوحة من المحطة بنوع من الحقول غير المرئية التي تسمح لأشعة الشمس بالدخول والحفاظ على النباتات والأشجار المزروعة هناك حية. لكن في الوقت الحالي ، هذا مجرد خيال. لا توجد مثل هذه التقنيات ".

فكرة وجود محطة على شكل حلقات رائعة ، لكنها غير قابلة للتحقيق حتى الآن.

مدن تحت الأرض مثل ماتريكس

أحداث ثلاثية ماتريكس تحدث بالفعل على الأرض. ومع ذلك ، فإن سطح الكوكب مأهول من قبل الروبوتات القاتلة ، وبالتالي فإن منزلنا يبدو وكأنه عالم غريب وغير مضياف للغاية. للبقاء على قيد الحياة ، كان على الناس الذهاب تحت الأرض ، بالقرب من قلب الكوكب ، حيث لا يزال الجو دافئًا وأكثر أمانًا. المشكلة الرئيسية في ظل هذه الظروف الحقيقية ، بالإضافة إلى صعوبة نقل المعدات المطلوبة لإنشاء مستعمرة تحت الأرض ، هي الحفاظ على الاتصال مع بقية البشر. يشرح دو هذه الصعوبة باستخدام مثال المريخ:

قد تواجه المستعمرات الموجودة تحت الأرض مشاكل في الاتصال فيما بينها. سيتطلب الاتصال بين المستعمرات الموجودة تحت الأرض على المريخ والأرض إنشاء خطوط اتصال قوية منفصلة وأقمار صناعية مدارية ، والتي ستصبح جسرًا لنقل الرسائل بين الكوكبين. إذا كانت هناك حاجة إلى خط اتصال دائم ، فستكون هناك حاجة إلى قمر صناعي إضافي واحد على الأقل ، والذي سيكون موجودًا في مدار الشمس. ستتلقى إشارة وترسلها إلى الأرض عندما يكون كوكبنا والمريخ على جانبي النجم ".

كويكب مشوه كما في رواية "2312"

في رواية كيم ستانلي روبنسون ، قام الناس بتجديد كويكب وقاموا ببناء نوع من تيراريوم عليه ، حيث يتم إنشاء الجاذبية الاصطناعية بسبب قوة الجاذبية المركزية.

يقول خبير ناسا Al Globus أن أهم شيء هو حل مشكلة ضيق الهواء للكويكب ، بالنظر إلى أن معظمها يبدو بشكل أساسي قطعًا كبيرة من حطام فضائي مختلف. بالإضافة إلى ذلك ، يقول الخبير إنه من الصعب للغاية تدوير الكويكبات ، وأن تغيير مركز الجاذبية سيتطلب بعض الجهد لتصحيح مسارها.

ومع ذلك ، فإن بناء محطة فضائية على كويكب ممكن بالفعل. سيكون من الضروري فقط العثور على أكبر قطعة من الصخور الطائرة وأنسبها "، كما يقول دو.

"من المثير للاهتمام ، أن ناسا تخطط لشيء مشابه كجزء من مهمة إعادة توجيه الكويكب."

"يتمثل أحد التحديات في اختيار أنسب كويكب بالهيكل والشكل والمدار المناسبين. كانت هناك مفاهيم تم بموجبها النظر في مسألة وضع كويكب في مدارات دورية بين الأرض والمريخ. تم تغيير سلوك الكويكبات في هذه الحالة بطريقة تجعلهم يعملون كناقلات بين الكوكبين. وفرت الكتلة الإضافية حول الكويكب بدورها الحماية من تأثيرات الإشعاع الكوني.

تتمثل المهمة الرئيسية المرتبطة بهذا المفهوم في نقل كويكب يحتمل أن يكون صالحًا للسكن في مدار معين (سيتطلب ذلك توفر التقنيات التي لا نملكها حاليًا) ، بالإضافة إلى استخراج ومعالجة المعادن الموجودة على هذا الكويكب. ليس لدينا أي خبرة في هذا الأمر حتى الآن ".

إن حجم وكثافة مثل هذا الشيء أكثر ملاءمة لإرسال فريق من 4 إلى 6 أشخاص هناك ، بدلاً من بناء شيء على مستوى مستعمرة. ووكالة ناسا تستعد الآن لذلك ".

ستغطي هذه المقالة موضوعًا مثل سفن الفضاء في المستقبل: الصورة والوصف و تحديد. قبل الانتقال مباشرة إلى الموضوع ، نقدم للقارئ استطراداً قصيراً في التاريخ ، مما سيساعد في تقديره مثال رائع من الفنصناعة الفضاء.

مسافة في الفترة الحرب الباردةكانت إحدى الساحات التي دارت فيها المواجهة بين الولايات المتحدة والاتحاد السوفيتي. كان الحافز الرئيسي لتطوير صناعة الفضاء في تلك السنوات هو بالضبط المواجهة الجيوسياسية بين القوى العظمى. تم إلقاء موارد هائلة في برامج استكشاف الفضاء. على سبيل المثال ، فيما يتعلق بتنفيذ المشروع المسمى "أبولو" ، والهدف الرئيسي منه هو إنزال رجل على سطح القمر ، أنفقت حكومة الولايات المتحدة حوالي 25 مليار دولار. كان هذا المبلغ في السبعينيات ضخمًا. ميزانية الاتحاد السوفيتي ، البرنامج القمري ، الذي لم يكن من المقرر أن يتحقق ، تكلف 2.5 مليار روبل. كلف تطوير مركبة بوران الفضائية 16 مليون روبل. في الوقت نفسه ، كان مقدرًا له القيام برحلة فضائية واحدة فقط.

برنامج مكوك الفضاء

كان نظيره الأمريكي أكثر حظًا. قام مكوك الفضاء بإجراء 135 عملية إطلاق. ومع ذلك ، فإن هذا "المكوك" لم يكن أبديًا. تم إطلاقه الأخير في 8 يوليو 2011. أثناء تنفيذ البرنامج ، أطلق الأمريكيون 6 "مكوكات". كان أحدهم نموذجًا أوليًا لم يقم مطلقًا برحلات فضائية. 2 آخرون فشلوا تمامًا.

بالكاد يمكن اعتبار برنامج مكوك الفضاء ناجحًا من الناحية الاقتصادية. تبين أن السفن التي يمكن التخلص منها أكثر اقتصادا. بالإضافة إلى ذلك ، أثارت سلامة الرحلات الجوية على "المكوكات" الشكوك. نتيجة لحادثين وقعا خلال عمليتهم ، سقط 14 رائد فضاء ضحية. ومع ذلك ، فإن سبب نتائج السفر الغامضة هذه ليس النقص الفني للسفن ، ولكن تعقيد مفهوم المركبات الفضائية القابلة لإعادة الاستخدام.

قيمة مركبة الفضاء سويوز اليوم

نتيجة لذلك ، أصبحت المركبة الفضائية المستهلكة من روسيا سويوز ، والتي تم تطويرها في الستينيات ، هي المركبات الوحيدة التي تقوم برحلات مأهولة إلى محطة الفضاء الدولية اليوم. وتجدر الإشارة إلى أن هذا لا يعني أنهم متفوقون على مكوك الفضاء. لديهم عدد من العيوب الهامة. على سبيل المثال ، قدرتها الاستيعابية محدودة. كما يؤدي استخدام هذه الأجهزة إلى تراكم الحطام المداري الذي يبقى بعد تشغيلها. قريبًا ، ستصبح رحلات الفضاء على متن سويوز من الماضي. حتى الآن ، لا توجد بدائل حقيقية. لا تزال سفن الفضاء المستقبلية قيد التطوير ، ويتم عرض صور لها في هذه المقالة. غالبًا ما تظل الإمكانات الهائلة الكامنة في مفهوم الاستخدام القابل لإعادة الاستخدام للسفن غير قابلة للتحقيق من الناحية الفنية حتى في عصرنا.

بيان باراك أوباما

صرح باراك أوباما في يوليو 2011 ذلك الهدف الرئيسيرواد الفضاء من الولايات المتحدة خلال العقد القادم هو رحلة إلى المريخ. أصبح برنامج الفضاء كونستليشن أحد البرامج التي تنفذها ناسا كجزء من الرحلة إلى المريخ واستكشاف القمر. لهذه الأغراض ، بالطبع ، نحتاج إلى مركبة فضائية جديدة في المستقبل. كيف الحال مع تطورهم؟

المركبة الفضائية أوريون

وتتعلق الآمال الرئيسية بإنشاء "Orion" - مركبة فضائية جديدة ، بالإضافة إلى الصواريخ الحاملة "Ares-5" و "Ares-1" والوحدة القمرية "Altair". في عام 2010 ، قررت حكومة الولايات المتحدة تقليص برنامج Constellation ، ولكن على الرغم من ذلك ، لا تزال لدى وكالة ناسا الفرصة لتطوير Orion. في المستقبل القريب ، من المخطط إجراء أول اختبار رحلة بدون طيار. من المفترض أن الجهاز أثناء هذه الرحلة سيبتعد عن الأرض بمقدار 6 آلاف كيلومتر. وهذا يزيد بحوالي 15 مرة عن المسافة التي تقع عندها محطة الفضاء الدولية من كوكبنا. ستتوجه السفينة بعد الرحلة التجريبية إلى الأرض. يمكن للجهاز الجديد أن يدخل الغلاف الجوي بسرعة 32000 كم / ساعة. يتجاوز "أوريون" في هذا المؤشر "أبولو" الأسطوري بمقدار 1.5 ألف كم / ساعة. ومن المقرر إطلاق أول مركبة مأهولة في عام 2021.

وفقًا لخطط ناسا ، سيكون أطلس 5 ودلتا 4 بمثابة مركبات إطلاق لهذه المركبة الفضائية. تقرر التخلي عن تطوير آريس. لاستكشاف الفضاء السحيق ، بالإضافة إلى ذلك ، يصمم الأمريكيون SLS - مركبة إطلاق جديدة.

مفهوم أوريون

أوريون هي سفينة قابلة لإعادة الاستخدام جزئيًا. من الناحية المفاهيمية ، فهي أقرب إلى سويوز من المكوك. معظم المركبات الفضائية المستقبلية قابلة لإعادة الاستخدام جزئيًا. يفترض هذا المفهوم أنه يمكن إعادة استخدام الكبسولة السائلة للسفينة بعد الهبوط على الأرض. وهذا سيجعل من الممكن الجمع بين فعالية تكلفة عمليتي أبولو وسويوز والتطبيق العملي للمركبة الفضائية القابلة لإعادة الاستخدام. هذا القرار هو خطوة انتقالية. على ما يبدو ، في المستقبل البعيد ، ستصبح جميع المركبات الفضائية في المستقبل قابلة لإعادة الاستخدام. هذا هو اتجاه تطور صناعة الفضاء. لذلك ، يمكننا القول أن البوران السوفيتي هو نموذج أولي للمركبة الفضائية في المستقبل ، تمامًا مثل مكوك الفضاء الأمريكي. كانوا متقدمين على وقتهم.

CST-100

يبدو أن كلمتي "الحصافة" و "التطبيق العملي" تميزان الأمريكيين بأفضل طريقة ممكنة. قررت حكومة هذا البلد عدم تحمل كل طموحات أوريون الفضائية. اليوم ، بأمر من وكالة ناسا ، تقوم العديد من الشركات الخاصة بتطوير مركباتها الفضائية الخاصة في المستقبل ، والتي تم تصميمها لتحل محل الأجهزة المستخدمة اليوم. بوينغ ، على سبيل المثال ، تطور CST-100 ، وهي مركبة فضائية مأهولة وقابلة لإعادة الاستخدام جزئيًا. إنه مصمم للرحلات القصيرة إلى مدار الأرض. وتتمثل مهمتها الرئيسية في تسليم البضائع وأفراد الطاقم إلى محطة الفضاء الدولية.

عمليات إطلاق CST-100 المخطط لها

يمكن أن يكون طاقم السفينة ما يصل إلى سبعة أشخاص. أثناء تطوير CST-100 ، تم إيلاء اهتمام خاص لراحة رواد الفضاء. تم زيادة مساحة المعيشة بشكل كبير مقارنة بسفن الجيل السابق. من المحتمل أن يتم إطلاق CST-100 باستخدام مركبات الإطلاق Falcon أو Delta أو Atlas. "أطلس 5" هو الخيار الأنسب. بمساعدة الوسائد الهوائية والمظلة ، ستهبط السفينة. وفقًا لخطط Boeing ، سيخضع CST-100 لسلسلة من عمليات الإطلاق التجريبية في عام 2015. ستكون أول رحلتين بدون طيار. مهمتهم الرئيسية هي وضع الجهاز في المدار واختبار أنظمة الأمان. يتم التخطيط لرسو السفن المأهولة بمحطة الفضاء الدولية خلال الرحلة الثالثة. في حالة نجاح الاختبارات ، سيحل CST-100 قريبًا محل المركبة الفضائية الروسية Progress و Soyuz التي تقوم حاليًا برحلات احتكارية مأهولة إلى محطة الفضاء الدولية.

تطوير "التنين"

سفينة خاصة أخرى مصممة لتوصيل الطاقم والبضائع إلى محطة الفضاء الدولية ستكون جهازًا طورته سبيس إكس. هذا هو "التنين" - سفينة أحادية الكتلة ، قابلة لإعادة الاستخدام جزئيًا. من المخطط بناء 3 تعديلات على هذا الجهاز: مستقل ، حمولة ومأهولة. مثل CST-100 ، يمكن أن يصل الطاقم إلى سبعة أشخاص. يمكن أن تستوعب السفينة في تعديل البضائع 4 أشخاص و 2.5 طن من البضائع.

تريد "التنين" استخدامها في المستقبل أيضًا لرحلة إلى المريخ. لهذا الغرض ، يتم إنشاء نسخة خاصة من هذه السفينة تسمى التنين الأحمر. ستتم الرحلة غير المأهولة لهذا الجهاز إلى الكوكب الأحمر ، وفقًا لخطط سلطات الفضاء الأمريكية ، في عام 2018.

ميزة تصميم "التنين" والرحلات الأولى

إعادة الاستخدام هي إحدى ميزات "التنين". ستنزل خزانات الوقود وجزء من أنظمة الطاقة بعد الرحلة مع الكبسولة الحية إلى الأرض. ثم يمكن استخدامها مرة أخرى لرحلات الفضاء. ميزة التصميم هذه تميز "التنين" بشكل إيجابي عن معظم التطورات الواعدة الأخرى. "التنين" و CST-100 في المستقبل القريب سوف يكمل كل منهما الآخر ويعملان بمثابة "شبكة أمان". إذا فشل أحد هذه الأنواع من السفن لسبب ما في أداء المهام الموكلة إليه ، فسوف يتولى الآخر جزءًا من عمله.

تم إطلاق Dragon لأول مرة في المدار في عام 2010. اكتملت بنجاح رحلة تجريبية بدون طيار. وفي عام 2012 ، في 25 مايو ، تم إرساء هذا الجهاز مع محطة الفضاء الدولية. بحلول ذلك الوقت ، لم يكن لدى السفينة نظام إرساء تلقائي ، وكان من الضروري استخدام مناور المحطة الفضائية لتنفيذه.

"ملاحق الاحلام"

"دريم تشيسر" هو اسم آخر للمركبة الفضائية في المستقبل. من المستحيل عدم ذكر هذا المشروع من SpaceDev. أيضًا ، شارك 12 شريكًا للشركة و 3 جامعات أمريكية و 7 مراكز تابعة لوكالة ناسا في تطويرها. تختلف هذه السفينة بشكل كبير عن التطورات الفضائية الأخرى. إنه يشبه مكوك الفضاء المصغر في المظهر ويمكنه الهبوط بنفس طريقة الطائرة التقليدية. مهامها الرئيسية تشبه المهام التي تواجه CST-100 و Dragon. الجهاز مصمم لنقل الطاقم والبضائع إلى مدار أرضي منخفض ، وسيتم إطلاقه هناك باستخدام Atlas-5.

ما الذي نملكه؟

وكيف يمكن لروسيا الرد؟ ما هي المركبات الفضائية الروسية في المستقبل؟ بدأت RSC Energia في عام 2000 في تصميم مجمع Clipper الفضائي ، وهو مجمع متعدد الأغراض. هذه المركبة الفضائية قابلة لإعادة الاستخدام ، وتشبه شيئًا ما ظاهريًا "المكوك" ، وهي صغيرة الحجم. إنه مصمم لحل مشاكل مختلفة ، مثل توصيل البضائع ، والسياحة الفضائية ، وإجلاء طاقم المحطة ، والرحلات إلى الكواكب الأخرى. تم تعليق بعض الآمال على هذا المشروع.

كان من المفترض أن يتم بناء المركبة الفضائية لمستقبل روسيا قريبًا. ومع ذلك ، بسبب نقص التمويل ، كان لا بد من التخلي عن هذه الآمال. تم إغلاق المشروع في عام 2006. تم التخطيط لاستخدام التقنيات التي تم تطويرها على مر السنين في تصميم PPTS ، المعروف أيضًا باسم مشروع Rus.

ميزات PCA

أفضل سفن الفضاء في المستقبل ، وفقًا لخبراء من روسيا ، هي PPTS. هذا النظام الفضائي هو الذي سيصبح جيلًا جديدًا من المركبات الفضائية. وستكون قادرة على استبدال بروجرس وسويوز ، اللتين سرعان ما أصبحت متقادمة. اليوم ، تعمل RSC Energia في تطوير هذه السفينة ، كما في الماضي ، Clipper. سيصبح PTK NK التعديل الأساسي لهذا المجمع. وستتمثل مهمتها الرئيسية ، مرة أخرى ، في تسليم الطاقم والبضائع إلى محطة الفضاء الدولية. ومع ذلك ، في المستقبل البعيد ، هناك تطوير تعديلات من شأنها أن تكون قادرة على الطيران إلى القمر ، وكذلك تنفيذ مهام بحثية مختلفة طويلة في الوقت المناسب.

يجب أن تصبح السفينة نفسها قابلة لإعادة الاستخدام جزئيًا. سيتم إعادة استخدام الكبسولة السائلة بعد الهبوط ، لكن لن يتم استخدام حجرة المحرك. الميزة الغريبة لهذه السفينة هي إمكانية الهبوط بدون مظلة. سيتم استخدام النظام النفاث للفرملة والهبوط على سطح الأرض.

ميناء فضائي جديد

على عكس سويوز ، التي تقلع من قاعدة بايكونور الفضائية في كازاخستان ، من المخطط إطلاق السفن الجديدة من قاعدة فوستوشني الفضائية قيد الإنشاء في منطقة أمور. 6 أشخاص سيشكلون الطاقم. يمكن للجهاز أيضًا أن يتحمل حمولة تصل إلى 500 كجم. يمكن للسفينة في النسخة غير المأهولة أن تنقل حمولات يصل وزنها إلى 2 طن.

التحديات التي تواجه مطوري PCA

واحدة من المشاكل الرئيسية التي تواجه مشروع PPTS هي عدم وجود مركبات الإطلاق ذات الخصائص الضرورية. تم وضع الجوانب الفنية الرئيسية للمركبة الفضائية اليوم ، لكن عدم وجود مركبة الإطلاق يضع مطوريها في موقف صعب للغاية. من المفترض أنه سيكون قريبًا من خصائص Angara ، التي تم تطويرها في التسعينيات.

مشكلة خطيرة أخرى ، والغريب ، هو الغرض من تصميم PCA. لا تستطيع روسيا اليوم تحمل تكاليف تنفيذ برامج طموحة لاستكشاف المريخ والقمر ، على غرار البرامج التي تنفذها الولايات المتحدة. حتى إذا تم تطوير المجمع الفضائي بنجاح ، فمن المرجح أن تكون مهمته الوحيدة هي تسليم الطاقم والبضائع إلى محطة الفضاء الدولية. حتى عام 2018 ، تم تأجيل بدء اختبار PPTS. من المرجح أن تكون الأجهزة الواعدة من الولايات المتحدة بحلول هذا الوقت قد استولت بالفعل على الوظائف التي تؤديها اليوم المركبة الفضائية الروسية بروجرس وسويوز.

آفاق ضبابية للسفر إلى الفضاء

إنها لحقيقة أن العالم اليوم لا يزال خاليًا من الرومانسية للسفر إلى الفضاء. هذا بالطبع لا يتعلق بالسياحة الفضائية وإطلاق الأقمار الصناعية. لا تقلق بشأن هذه المجالات من رواد الفضاء. الرحلات إلى محطة الفضاء الدولية مهمة جدًا لصناعة الفضاء ، لكن مدة البقاء في مدار محطة الفضاء الدولية نفسها محدودة. في عام 2020 ، من المخطط تصفية هذه المحطة. والمركبات الفضائية المأهولة في المستقبل جزء لا يتجزأبرنامج محدد. من المستحيل تطوير جهاز جديد في غياب الأفكار حول المهام التي تواجهه. ليس فقط لتسليم الطواقم والبضائع إلى محطة الفضاء الدولية ، يتم تصميم مركبة فضائية جديدة للمستقبل في الولايات المتحدة ، ولكن أيضًا للرحلات إلى القمر والمريخ. ومع ذلك ، فإن هذه المهام بعيدة كل البعد عن الاهتمامات الأرضية اليومية بحيث لا ينبغي أن نتوقع اختراقات كبيرة في مجال الملاحة الفضائية في السنوات القادمة. تظل التهديدات الفضائية مجرد خيال ، لذلك ليس من المنطقي تصميم سفن الفضاء القتالية في المستقبل. وبالطبع ، فإن قوى الأرض لديها العديد من الاهتمامات الأخرى إلى جانب قتال بعضها البعض من أجل مكان في المدار والكواكب الأخرى. ولذلك فإن بناء مثل هذه المركبات مثل المركبات الفضائية العسكرية في المستقبل هو أيضا غير عملي.

افتتاح شاشة التوقف من سلسلة "الفضاء": تمثيل تخطيطي لانتشار البشرية في النظام الشمسي

لقد أعددت مقالًا قصيرًا لمجلة Popular Mechanics - توقعات لتطور الملاحة الفضائية. فقط جزء صغيرمقالات - فقرة واحدة فقط :) أنا أنشر النسخة الكاملة!

الجزء الأول: المستقبل القريب - 2020-2030

في بداية العقد الجديد ، سيعود البشر إلى الفضاء القمري كجزء من برنامج المسار المرن التابع لناسا. سيساعد الصاروخ الأمريكي الجديد لنظام الإطلاق الفضائي الثقيل (SLS) ، والذي من المقرر إطلاقه لأول مرة في عام 2018 ، في هذا الأمر. الحمولة 70 طناً في المرحلة الأولى تصل إلى 130 طناً في المرحلة التالية. اسمحوا لي أن أذكركم أن حمولة بروتون الروسية 22 طناً فقط ، وأنجارا A5 الجديدة تبلغ حوالي 24 طناً ، كما أن المركبة الفضائية المملوكة للدولة أوريون يجري بناؤها في الولايات المتحدة.

SLS
المصدر: ناسا

سيضمن التجار الأمريكيون الخاصون تسليم رواد الفضاء والبضائع إلى محطة الفضاء الدولية. في البداية ، ستلحق سفينتان - Dragon V2 و CST-100 ، ثم أخرى (ربما مجنحة - على سبيل المثال ، Dream Chaser ، ليس فقط في البضائع ، ولكن أيضًا في إصدار الركاب).

سيتم تشغيل محطة الفضاء الدولية على الأقل حتى عام 2024 (ربما لفترة أطول ، خاصة الجزء الروسي).

ثم ستعلن وكالة ناسا عن مسابقة لقاعدة جديدة قريبة من الأرض ، والتي من المحتمل أن تفوز فيها شركة Bigelow Aerospace بمشروع لمحطة بها وحدات قابلة للنفخ.

من الممكن التنبؤ بوجود العديد من المحطات المدارية المأهولة الخاصة في المدار بحلول نهاية عام 2020 لأغراض مختلفة(من السياحة إلى التجمع المداري للأقمار الصناعية).

باستخدام صاروخ ثقيل (بسعة حمل تزيد قليلاً عن 50 طنًا ، ويصنف أحيانًا على أنه ثقيل للغاية) Falcon Heavy و Dragon V2 ، من صنع Elon Musk ، من المحتمل جدًا أن تكون الرحلات السياحية إلى مدار حول القمر - لا مجرد رحلة طيران ، ولكن بالتحديد تعمل في مدار قمري - أقرب إلى منتصف عام 2020.

أيضًا ، بالقرب من منتصف عام 2020 ، من المرجح أن تؤدي منافسة من وكالة ناسا إلى إنشاء بنية تحتية للنقل على سطح القمر (رحلات استكشافية خاصة وقاعدة قمرية خاصة). وفقًا للتقديرات الأخيرة ، سيحتاج التجار من القطاع الخاص إلى حوالي 10 مليارات دولار من التمويل الحكومي للعودة إلى القمر في الوقت المنظور (أقل من 10 سنوات).

تخطيط قاعدة القمر شركة خاصةبيجلو ايروسبيس
المصدر: Bigelow Aerospace

وهكذا ، يقود "المسار المرن" ناسا إلى المريخ (رحلة استكشافية إلى فوبوس - في أوائل الثلاثينيات ، إلى سطح المريخ - فقط في الأربعينيات ، إذا لم يكن هناك دافع متسارع قوي من المجتمع) ، ومدار أرضي منخفض وحتى سيتم منح القمر الأعمال الخاصة.

بالإضافة إلى ذلك ، سيتم تشغيل تلسكوبات جديدة ، مما سيجعل من الممكن ليس فقط العثور على عشرات الآلاف من الكواكب الخارجية ، ولكن أيضًا لقياس أطياف الغلاف الجوي لأقرب منها عن طريق المراقبة المباشرة. أود أن أجرؤ على اقتراح أنه قبل عام 30 ، سيتم الحصول على دليل على وجود حياة خارج كوكب الأرض (جو الأكسجين ، بصمات الأشعة تحت الحمراء للنباتات ، وما إلى ذلك) ، وستظهر مسألة الفلتر العظيم ومفارقة فيرمي مرة أخرى.

ستكون هناك رحلات جديدة من المجسات إلى الكويكبات ، عمالقة الغاز (إلى قمر المشتري يوروبا ، إلى أقمار زحل تيتان وإنسيلادوس ، وكذلك إلى أورانوس أو نبتون) ، وستظهر أول مجسات خاصة بين الكواكب (القمر ، الزهرة ، وربما المريخ مع الكويكبات) ).

الحديث عن استخراج الموارد على الأسترويد حتى العام الثلاثين سيبقى حديثًا. ما لم يجر التجار من القطاع الخاص تجارب تكنولوجية صغيرة مع وكالات الدولة.

ستبدأ الأنظمة شبه المدارية السياحية في الطيران بكثافة - حيث سيزور مئات الأشخاص حافة الفضاء.

ستقوم الصين ببناء محطتها المدارية متعددة الوحدات في أوائل العشرينات من القرن الماضي ، وبحلول منتصف العقد وحتى نهاية هذا العقد ، ستقوم برحلة مأهولة حول القمر. ستطلق أيضًا العديد من المجسات بين الكواكب (على سبيل المثال ، المركبة الجوالة الصينية) ، لكنها لن تأتي في المقدمة في مجال الملاحة الفضائية. على الرغم من أنه سيكون في المركز الثالث أو الرابع - خلف الولايات المتحدة وكبار التجار من القطاع الخاص.

روسيا في أفضل حالةالحفاظ على "الفضاء العملي" - الاتصالات والملاحة والاستشعار عن بعد للأرض ، وكذلك التراث السوفيتي في استكشاف الفضاء المأهول. سوف يطير رواد الفضاء على متن سويوز إلى الجزء الروسي من محطة الفضاء الدولية ، وبعد انسحاب الولايات المتحدة من المشروع ، من المحتمل أن يشكل الجزء الروسي محطة منفصلة - أصغر بكثير من المحطة السوفيتية مير وحتى أصغر من المحطة الصينية. لكن هذا يكفي لإنقاذ الصناعة. حتى فيما يتعلق بمركبات الإطلاق ، ستعود روسيا إلى المركز 3-4. لكن هذا سيكون كافيا للقيام بمهام ذات أهمية اقتصادية وطنية. في سيناريو سيئ ، بعد الانتهاء من تشغيل محطة الفضاء الدولية ، سيتم إغلاق الاتجاه المأهول في الملاحة الفضائية في روسيا تمامًا ، وفي السيناريو الأكثر تفاؤلاً ، سيتم الإعلان عن برنامج قمري حقيقي (وليس في منتصف عام 2030) ) المواعيد النهائية والتحكم الواضح ، مما سيسمح في وقت مبكر من منتصف 2020- x بالهبوط على سطح القمر. لكن مثل هذا السيناريو ، للأسف ، غير مرجح.

ستنضم دول جديدة إلى نادي القوى الفضائية ، بما في ذلك العديد من الدول التي لديها برامج مأهولة - الهند وإيران ، حتى كوريا الشمالية. ناهيك عن الشركات الخاصة: بحلول نهاية العقد سيكون هناك العديد من المركبات المدارية الخاصة المأهولة - ولكن بالكاد أكثر من اثني عشر.

ستقوم العديد من الشركات الصغيرة بإنشاء صواريخها الخفيفة والخفيفة. علاوة على ذلك ، سيزيد البعض منهم الحمولة تدريجياً - وينتقلون إلى الطبقات المتوسطة وحتى الثقيلة.

لن تظهر مركبات الإطلاق الجديدة بشكل أساسي ، وسيطير الناس على الصواريخ ، لكن إعادة استخدام المراحل الأولى أو إنقاذ المحركات ستصبح القاعدة. على الأرجح ، سيتم إجراء تجارب مع أنظمة قابلة لإعادة الاستخدام في الفضاء وأنواع وقود جديدة وهياكل. من المحتمل أنه بحلول نهاية العشرينات من القرن الماضي ، سيتم بناء حامل قابل لإعادة الاستخدام بمرحلة واحدة وسيبدأ في الطيران.

الجزء الثاني: تحول الجنس البشري إلى حضارة فضائية - من عام 2030 إلى نهاية القرن الحادي والعشرين

هناك العديد من القواعد على القمر ، العامة والخاصة. يتم استخدام القمر الصناعي الطبيعي للأرض كقاعدة موارد (الطاقة ، والجليد ، ومكونات مختلفة من الثرى) ، وأرضية تجريبية وعلمية حيث يتم اختبار تقنيات الفضاء للرحلات بعيدة المدى ، وتقع تلسكوبات الأشعة تحت الحمراء في الحفر المظللة ، وعلى الجانب المعاكس- تلسكوبات راديو.

يتم تضمين القمر في اقتصاد الأرض - تنتقل طاقة محطات الطاقة القمرية (حقول الألواح الشمسية والمركزات الشمسية المبنية من الموارد المحلية) إلى قاطرات الفضاء في الفضاء القريب من الأرض وإلى الأرض. تم حل مشكلة توصيل المادة من سطح القمر إلى مدار أرضي منخفض (الكبح في الغلاف الجوي والتقاطها). يستخدم الهيدروجين والأكسجين القمري في محطات الغاز القمرية والقريبة من الأرض. بالطبع ، كل هذه ليست سوى التجارب الأولى ، لكن الشركات الخاصة تحقق بالفعل ثروات منها. تم استخراج الهليوم 3 حتى الآن بكميات صغيرة فقط من أجل التجارب المتعلقة بمحركات الصواريخ الاندماجية.

على المريخ - محطة علمية مستعمرة. مشروع مشترك بين "تجار القطاع الخاص" (ايلون ماسك بشكل رئيسي) والولايات (بشكل رئيسي الولايات المتحدة). يتمتع الناس بفرصة العودة إلى الأرض ، لكن العديد منهم يطير بعيدًا إلى العالم الجديد إلى الأبد. التجارب الأولى على الاستصلاح المحتمل للكوكب. على فوبوس - قاعدة شحن للمركبات الفضائية الثقيلة بين الكواكب.

قاعدة المريخ
المصدر: بريان فيرستيج

في جميع أنحاء النظام الشمسي ، هناك العديد من المجسات ، والغرض منها هو التحضير للتطوير والبحث عن الموارد. رحلات بأجهزة عالية السرعة مزودة بأنظمة دفع للطاقة النووية إلى حزام كويبر إلى كوكب الغاز العملاق المكتشف مؤخرًا - الكوكب التاسع. روفرز على عطارد ، بالون ، عائم ، تحلق على كوكب الزهرة ، دراسة أقمار الكواكب العملاقة (على سبيل المثال ، غواصاتفي بحار تيتان).

الشبكات الموزعة التلسكوبات الفضائيةجعل من الممكن إصلاح الكواكب الخارجية عن طريق المراقبة المباشرة وحتى رسم خريطة (دقة منخفضة جدًا) للكواكب حول النجوم القريبة. تم إرسال مراصد آلية كبيرة إلى بؤرة عدسة الجاذبية الشمسية.

تم نشر مركبات الإطلاق القابلة لإعادة الاستخدام ذات المرحلة الواحدة وهي تعمل ، ويتم استخدام طرق غير صاروخية لإيصال البضائع بشكل نشط على القمر - مقلاع ميكانيكية وكهرومغناطيسية.

هناك العديد من محطات الفضاء السياحية تطير. توجد عدة محطات - معاهد علمية ذات جاذبية اصطناعية (محطة طارة).

لم تصل المركبات الفضائية المأهولة بين الكواكب الثقيلة إلى المريخ فقط وضمنت نشر قاعدة مستعمرة على الكوكب الأحمر ، ولكنها أيضًا تستكشف حزام الكويكبات بنشاط. تم إرسال العديد من الرحلات الاستكشافية إلى الكويكبات القريبة من الأرض ، وتم تنفيذ رحلة استكشافية إلى مدار كوكب الزهرة. بدأت الاستعدادات لنشر قواعد بحثية حول الكواكب العملاقة كوكب المشتري وزحل. ربما تكون الكواكب العملاقة هدف الرحلة التجريبية الأولى لمركبة بين الكواكب بمحرك نووي حراري مع حصر بلازما مغناطيسي.

إطلاق منطاد الطقس على تيتان

Dragon (Dragon SpaceX) هي مركبة فضائية خاصة للنقل تابعة لشركة SpaceX ، تم تطويرها بأمر من وكالة ناسا ، وهي مصممة لتسليم الحمولات وإعادتها ، وفي المستقبل ، الأشخاص إلى محطة الفضاء الدولية.
يتم تطوير سفينة Dragon في عدة تعديلات: البضائع ، Dragon v2 المأهولة (طاقم يصل إلى 7 أشخاص) ، ركاب البضائع (الطاقم 4 أشخاص + 2.5 طن من البضائع) ، يمكن أن يكون الحد الأقصى لكتلة السفينة مع البضائع على محطة الفضاء الدولية 7.5 طن ، وهو أيضًا تعديل للرحلات المستقلة (DragonLab).

في 29 مايو 2014 ، قدمت الشركة نسخة مأهولة من مركبة Dragon القابلة لإعادة الاستخدام ، والتي ستسمح للطاقم ليس فقط بالوصول إلى محطة الفضاء الدولية ، ولكن بالعودة إلى الأرض مع التحكم الكامل في إجراءات الهبوط. يمكن أن يكون سبعة رواد فضاء في كبسولة Dragon في نفس الوقت. على عكس نسخة الشحن ، فهي قادرة على الالتحام بمحطة الفضاء الدولية من تلقاء نفسها ، دون استخدام مناور المحطة. رئيس القوائم الكهربائية ولوحة التحكم. يذكر أيضًا أن كبسولة الهبوط ستكون قابلة لإعادة الاستخدام ، ومن المقرر إجراء أول رحلة بدون طيار في عام 2015 ، مأهولة - لعام 2016.
في يوليو 2011 ، أصبح معروفًا أن مركز أبحاث Ames كان يطور مفهوم مهمة أبحاث Red Dragon Martian باستخدام مركبة الإطلاق Falcon Heavy وكبسولة SpaceX Dragon.

الفضاء

SpaceShipTwo (SS2) هي مركبة فضائية مأهولة تحت مدارية خاصة وقابلة لإعادة الاستخدام. جزء من برنامج Tier One الذي أسسه Paul Allen ويعتمد على مشروع ناجحسفينة الفضاء واحد.
سيتم تسليم الجهاز إلى ارتفاع الإطلاق (حوالي 20 كم) باستخدام طائرة White Knight Two (WK2). اقصى ارتفاعرحلة من 135-140 كم (حسب معلومات بي بي سي) أو 160-320 كم (حسب مقابلة مع بيرت روتان) ، مما سيزيد من وقت انعدام الوزن إلى 6 دقائق. الحد الأقصى للحمل الزائد هو 6 جم. من المقرر أن تبدأ جميع الرحلات الجوية وتنتهي في نفس المطار في موجافي ، كاليفورنيا. سعر التذكرة المبدئي المتوقع هو 200000 دولار. جرت أول رحلة تجريبية في مارس 2010. تم التخطيط لحوالي مائة رحلة تجريبية. بدء التشغيل التجاري ليس قبل عام 2015.

ملاحق الاحلام

Dream Chaser هي مركبة فضائية مأهولة قابلة لإعادة الاستخدام يتم تطويرها بواسطة شركة SpaceDev الأمريكية. تم تصميم السفينة لنقل البضائع وأطقم ما يصل إلى 7 أشخاص إلى مدار أرضي منخفض.
في يناير 2014 ، أُعلن أنه تم تحديد موعد إطلاق أول رحلة مدارية تجريبية بدون طيار في 1 نوفمبر 2016 ؛ إذا تم إكمال برنامج الاختبار بنجاح ، فستتم أول رحلة مأهولة في عام 2017.
سيتم إطلاق Dream Chaser إلى الفضاء فوق مركبة الإطلاق Atlas-5. هبوط - أفقي ، طائرة. من المفترض أن يكون ذلك ممكنًا ليس فقط للتخطيط ، مثل سفن مكوك الفضاء ، ولكن أيضًا للرحلات المستقلة والهبوط على أي مدارج بطول 2.5 كيلومتر على الأقل. جسم الجهاز مصنوع من مواد مركبة ، مع حماية حرارية سيراميك ، الطاقم مكون من شخصين إلى سبعة أشخاص.

شيبرد الجديدة

صُممت New Shepard للاستخدام في السياحة الفضائية ، وهي مركبة إطلاق قابلة لإعادة الاستخدام من Blue Origin تتمتع بقدرات الإقلاع والهبوط العمودي. Blue Origin هي شركة مملوكة لمؤسس Amazon.com ورجل الأعمال جيف بيزوس. ستبدأ New Shepard في السفر إلى ارتفاعات شبه مدارية ، بالإضافة إلى إجراء تجارب في الفضاء ، ثم إجراء عمليات هبوط رأسية لتشغيل السيارة واستعادتها وإعادة استخدامها.
إن المركبة الفضائية الجديدة Shepard التي يمكن إعادة استخدامها قادرة على الإقلاع والهبوط العمودي.
وفقًا لفكرة المطورين ، يمكن استخدام New Shepard لإيصال الأشخاص والمعدات إلى الفضاء على ارتفاع شبه مداري يبلغ حوالي 100 كيلومتر فوق مستوى سطح البحر. في مثل هذا الارتفاع ، يمكن إجراء التجارب في ظروف الجاذبية الصغرى. يشار إلى أن المركبة الفضائية يمكن أن تستوعب ما يصل إلى ثلاثة من أفراد الطاقم على متنها. بعد البدء الرأسي للجهاز ، تعمل حجرة المحرك (التي تشغل حوالي 3/4 من الجهاز بأكمله ، الموجود في الجزء السفلي) لمدة 2.5 دقيقة. علاوة على ذلك ، يتم فصل حجرة المحرك عن قمرة القيادة وتقوم بهبوط عمودي مستقل. المقصورة مع الطاقم ، بعد الانتهاء من جميع الأعمال المخطط لها في المدار ، قادرة على الهبوط بمفردها ، ومن المخطط استخدام المظلات للنزول والهبوط.

أوريون ، MPCV

Orion ، MPCV هي مركبة فضائية مأهولة متعددة الأغراض قابلة لإعادة الاستخدام جزئيًا للولايات المتحدة ، تم تطويرها منذ منتصف العقد الأول من القرن الحادي والعشرين كجزء من برنامج Constellation. كان الغرض من هذا البرنامج هو إعادة الأمريكيين إلى القمر ، وكان الغرض من مركبة أوريون الفضائية هو نقل الأشخاص والبضائع إلى محطة الفضاء الدولية والرحلات إلى القمر ، وكذلك إلى المريخ في المستقبل.
في البداية ، كان من المقرر إجراء الرحلة التجريبية للمركبة الفضائية في عام 2013 ، حيث تم التخطيط لأول رحلة مأهولة بطاقم من اثنين من رواد الفضاء في عام 2014 ، بداية الرحلات إلى القمر - للفترة 2019-2020. في نهاية عام 2011 ، كان من المفترض أن تتم الرحلة الأولى بدون رواد فضاء في عام 2014 ، وأول رحلة مأهولة في عام 2017. في ديسمبر 2013 ، تم الإعلان عن خطط لأول رحلة تجريبية بدون طيار (EFT-1) باستخدام دلتا 4 حاملة في سبتمبر 2014 ، تم جدولة أول إطلاق بدون طيار باستخدام ناقل SLS في عام 2017. في مارس 2014 ، تمت إعادة جدولة أول رحلة تجريبية بدون طيار (EFT-1) باستخدام ناقل Delta 4 في ديسمبر 2014.
على متن المركبة الفضائية أوريون ، سيتم إطلاق كل من البضائع ورواد الفضاء إلى الفضاء. عند السفر إلى محطة الفضاء الدولية ، يمكن لطاقم أوريون أن يضم ما يصل إلى 6 رواد فضاء. كان من المخطط إرسال أربعة رواد فضاء في رحلة استكشافية إلى القمر. كان من المفترض أن تضمن المركبة الفضائية أوريون تسليم الأشخاص إلى القمر لفترة طويلة من أجل إعداد رحلة مأهولة إلى المريخ.

لينكس مارك

الغرض الرئيسي من Lynx Mark I هو السياحة. تقلع الآلة أفقيًا من مطار تقليدي ، وستتسلق الماكينة لمسافة تصل إلى 42 كيلومترًا ، مما يحافظ على سرعة ضعف سرعة الصوت. ثم تتوقف المحركات ، لكن Lynx Mark I سوف يرتفع 19 كيلومترًا أخرى بسبب القصور الذاتي. في ذروة نطاق الارتفاعات التي يمكن للسفينة الوصول إليها ، ستختبر ما يقرب من أربع دقائق من انعدام الوزن ، وبعد ذلك ستعود إلى الغلاف الجوي وتخطط للهبوط في المطار. سيكون الحد الأقصى لقوة التسارع أثناء الهبوط 4 جم. لن تستغرق الرحلة بأكملها أكثر من نصف ساعة. في الوقت نفسه ، تم تصميم الطائرة الصاروخية للعمل المكثف: أربع رحلات في اليوم مع الصيانة بعد كل 40 طلعة (10 أيام من الرحلات).
من وجهة نظر السياحة الفضائية ، يمتلك الجهاز عددًا من المزايا التي لا يمكن إنكارها ، وأهمها أنه ليس كذلك السرعه العاليهسواء في الصعود أو في الهبوط. يتيح لك ذلك جعل غلاف الحماية من الحرارة موثوقًا به ، ولكن لا يمكن التخلص منه ، مثل SpaceX Dragon.
بالنظر إلى أن تكلفة الطائرة المدارية ذات المقعدين حسب وعود الشركة لن تتجاوز 10 ملايين دولار ، بواقع أربع رحلات في اليوم ، فإن الجهاز سيؤتي ثماره بسرعة. بعد ذلك ، سيتم إنشاء Lynx Mark II و III الأكثر طموحًا ، بارتفاع طيران مداري يبلغ 100 كيلومتر ، وقادر على حمل حمولة تصل إلى 650 كيلوغرامًا.

CST-100

CST-100 (من English Crew Space Transportation) هي مركبة فضائية للنقل مأهولة طورتها شركة Boeing. هذا هو أول ظهور لشركة Boeing في الفضاء كجزء من برنامج تطوير المركبات الفضائية التجارية المأهولة برعاية وتمويل ناسا.
سيتم استخدام غطاء الأنف CST-100 لزيادة تدفق الهواء في الكبسولة ، وبعد الخروج من الغلاف الجوي ، سيتم فصلها. خلف اللوحة يوجد منفذ لرسو السفن بمحطة الفضاء الدولية ومحطات مدارية أخرى يفترض. للتحكم في الجهاز ، تم تصميم 3 أزواج من المحركات: اثنان على الجانبين للمناورة ، واثنان رئيسيان يخلقان الدفع الرئيسي واثنان آخران. الكبسولة مزودة بفتحتين: أمامي وجانبي. يتكون CST-100 من وحدتين: حجرة تجميع الأدوات ووحدة النسب. تم تصميم الأخير لضمان الوجود الطبيعي لرواد الفضاء على متن المركبة وتخزين البضائع ، بينما يشمل الأول جميع أنظمة التحكم في الطيران الضرورية وسيتم فصله عن مركبة الهبوط قبل دخول الغلاف الجوي.
في المستقبل ، سيتم استخدام الجهاز لتوصيل البضائع والطاقم. سيكون CST-100 قادرًا على حمل فريق من 7 أشخاص. من المفترض أن يقوم الجهاز بتسليم الطاقم إلى محطة الفضاء الدولية ومجمع Bigelow Orbital Space Complex (Bigelow Aerospace Orbital Space Complex). المدة في حالة الإرساء مع محطة الفضاء الدولية تصل إلى 6 أشهر.
تم تصميم CST-100 للرحلات القصيرة نسبيًا. الرقم "100" في اسم السفينة يعني 100 كم أو 62 ميلاً (مدار أرضي منخفض).
تتمثل إحدى ميزات CST-100 في إمكانات المناورة المدارية الإضافية: إذا لم يتم استخدام الوقود في النظام الذي يفصل الكبسولة ومركبة الإطلاق (في حالة الإطلاق غير الناجح) ، فيمكن عندئذٍ استهلاكه في المدار.
من المخطط إعادة استخدام كبسولة النسب حتى 10 مرات.
سيتم توفير عودة الكبسولة إلى الأرض من خلال الحماية الحرارية التي يمكن التخلص منها والمظلات والوسائد القابلة للنفخ (للمرحلة الأخيرة من الهبوط).
في مايو 2014 ، تم الإعلان عن أول اختبار بدون طيار لـ CST-100 في يناير 2017. من المقرر أن تبدأ الرحلة المدارية الأولى لمركبة فضائية مأهولة مع اثنين من رواد الفضاء في منتصف عام 2017. أثناء عمليات الإطلاق ، سيتم استخدام مركبة الإطلاق Atlas-5. أيضًا ، لا يتم استبعاد الالتحام بمحطة الفضاء الدولية.

PPTS-PTK NP

واعدة المأهولة نظام النقل(PPTS) ومركبة النقل المأهولة من الجيل الجديد (PTK NP) هي الأسماء الرسمية المؤقتة لمركبة الإطلاق الروسية والمركبات الفضائية متعددة الأغراض والقابلة لإعادة الاستخدام جزئيًا.
تحت هذه المؤقتة الأسماء الرسميةتتم تغطية المشاريع الروسية ، ممثلة بمركبة إطلاق ومركبة فضائية مأهولة متعددة الأغراض ، قابلة لإعادة الاستخدام جزئيًا. هو الذي سيتعين عليه في المستقبل استبدال السفن المأهولة التي تمثلها سلسلة Soyuz ، وكذلك الأوتوماتيكية سفن الشحنبرنامج التقدم.
إن إنشاء PCA مشروط بأهداف وغايات معينة للدولة. من بينها حقيقة أن السفينة سيتعين عليها ضمان الأمن القومي ، والاستقلال التكنولوجي ، والسماح للدولة بالوصول دون عوائق إلى الفضاء الخارجي ، والطيران إلى مدار القمر والهبوط هناك.
يمكن أن يتكون الطاقم من ستة أشخاص كحد أقصى ، وإذا كانت هذه رحلة إلى القمر ، فلا يزيد عددهم عن أربعة. يمكن أن يصل وزن الشحنة التي يتم تسليمها إلى 500 كجم ، ويمكن أن تكون نفس الكمية هي كتلة الشحنة المعادة.
سيتم إطلاق السفينة في المدار باستخدام مركبة الإطلاق الجديدة Amur.
بالنسبة لمقصورة المحرك في مركبة الهبوط ، فهي توفر استخدام مكونات الوقود الصديقة للبيئة فقط ، بما في ذلك - الإيثانولوالأكسجين الغازي. يمكن أن تستوعب حجرة المحرك ما يصل إلى 8 أطنان من الوقود.
من المتوقع أن تقع أراضي مواقع الهبوط في جنوب روسيا. سيتم إنزال مركبة الهبوط باستخدام ثلاث مظلات. سوف يساهم نظام الهبوط الناعم التفاعلي أيضًا في ذلك. في السابق ، كان المطورون قد التزموا بفكرة استخدام نظام تفاعلي بالكامل ، والذي سيشمل مظلات احتياطية لتلك المواقف عندما يكون هناك خلل في المحركات.