👨‍✈️ 👩🏼‍🎤 👴🏾 Sobre as prioridades da expansão espacial 👨🏼‍🚀 🍲 👨🏻‍⚕️

Em 11 de junho, uma campanha de arrecadação de fundos para a criação de um projeto de missão para um sobrevôo tripulado de Marte e Vênus foi concluída com sucesso . Por algum tempo, quis escrever sobre onde e por que é melhor voar, mas, como sou muito crítico em missões de vôo, adiei a publicação para que as críticas não interferissem inadvertidamente em uma idéia geralmente útil. Bem, agora, depois de juntar os parabéns e desejar o melhor para a equipe de desenvolvimento do projeto, você pode especular sem interferência qual objeto será o mais popular para a expansão do espaço tripulado?

Como as descobertas mudaram as metas

À esquerda - Marte, como o telescópio Hubble vê, à direita - como astrônomos do final do século XIX viram Marte

A resposta para a pergunta “para onde voar” era simples para escritores de ficção científica do início a meados do século XX - qualquer objetivo era atraente devido à falta de conhecimento. O misterioso verso da lua, coberto de nuvens eternas Vênus, Marte com seus canais - era necessário voar por toda parte. Mas as descobertas científicas foram amargas. Não havia atmosfera, nativos ou qualquer coisa interessante na lua além de regolitos e rochas vulcânicas. Vênus, representada como o passado da Terra, não era habitada por mulheres pré-históricas, e sob as nuvens havia um inferno real, com uma temperatura de 500 ° e uma pressão de 100 atmosferas. Marte, que deveria ser uma civilização antiga e sábia, lutando com a falta de água e oxigênio, ou, em casos extremos, suas ruínas, acabou morto, e até a esfinge com as pirâmides descobertas pelas sondas em Kydonia acabou sendo, como canais, uma ilusão de ótica.E é difícil responder algo à pessoa que chama o programa lunar, em que as pessoas pousaram seis vezes em outro corpo celeste com a palavra ofensiva "flag stick". De fato, as pessoas deixaram a lua e, durante quarenta anos, não foram motivadas a voltar.

No século XXI, a situação não é muito melhor. Aprendemos muito por meio de missões automáticas, mas no mundo daqueles que trabalham na indústria ou estão apenas interessados no espaço, não há consenso sobre a meta do próximo "salto gigante" da humanidade. Em disputas e discussões, vários dos objetos mais promissores são mantidos:

Lua. Para a base lunar estandes , por exemplo, o novo diretor da Agência Espacial Europeia Johan-Dietrich Werner. Por mais útil que seja a ISS, ela não é eterna e, na conferência de maio, Werner propôs a idéia de uma base no lado oposto da lua.
. NASA, . , , , Mars One ( )
. 2013 Inspiration Mars — 500 2018 . , 2015, , — , . .
Estações orbitais. De fato, o único projeto que está funcionando com sucesso agora é o ISS, que voa há 15 anos, e as pessoas estão trabalhando continuamente nele, visitando expedições que voam para o chinês Tiangong. Além da órbita da Terra, idéias de estações foram propostas nos pontos de Lagrange e na órbita da Lua.

Vamos tentar considerar essas opções com mais detalhes.

Maldição da missão

A chamada missão de vôo é que a nave, partindo de uma órbita baixa da Terra, voe além do objeto alvo sem entrar em sua órbita. Às vezes você pode conseguir visitar vários objetos, alterando a órbita por manobras gravitacionais nos planetas alvo. Geralmente, os planetas adjacentes à Terra - Marte, Vênus, são escolhidos como alvos. Tais projetos foram criados na URSS e nos EUA . Em 2013, Tito fez muito barulho, e agora os entusiastas da cosmonáutica da Rússia querem desenvolver um projeto para essa missão.

No projeto da missão de vôo de 2021-2023, propõe-se a utilização de um navio baseado no caminhão ATV europeu

Mas qualquer missão de vôo tem um enorme problema, cujos meios de solução devem ser apresentados pela equipe de desenvolvimento. Em termos simples, uma missão de vôo permanece por meses nas condições difíceis e perigosas de um pequeno navio por várias horas voando além do planeta alvo. O que uma pessoa pode fazer sob tais condições? Tire uma foto do planeta em órbita e pressione alguns botões, incluindo instrumentos científicos? Mas máquinas automáticas que pesam menos, não precisam de comida, água, oxigênio e produtos de higiene, podem voar durante anos no modo de suspensão, literalmente têm nervos de ferro e sua morte não é uma tragédia.

Na missão Inspiration Mars, eu teria que olhar para o lado noturno de Marte, que é ainda mais triste

Por que enviar pessoas se as máquinas são mais fáceis, mais baratas e fazem o trabalho melhor? A equipe de desenvolvedores da missão de vôo deve apresentar algum tipo de tarefa alta e importante para a qual as pessoas são necessárias, e seus riscos e inconvenientes serão justificados de alguma forma. Ao mesmo tempo, essas idéias apresentadas não resistem às críticas:

Obtendo novas informações científicas . Após algumas horas de vôo além de um alvo, as pessoas não poderão obter mais informações científicas do que um robô. Além disso, o robô pode ser transferido para a órbita do planeta e permanecerá lá por anos.
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Estação "Salyut-7"

As estações orbitais surgiram há relativamente tempo - "Salyut-1" entrou no espaço na primavera de 1971. Foi criado como uma resposta assimétrica ao programa lunar dos EUA, mas a ideia sobreviveu ao concorrente e foi muito útil. Foram as estações orbitais que permitiram que as pessoas ficassem no espaço não por dias, mas por meses. Nas estações orbitais, muitos experimentos físicos, biológicos, médicos e outros estão sendo realizados. Recentemente, surgiram projetos de estações orbitais particulares .. Mas, do ponto de vista da expansão espacial, a estação orbital é um ponto de transbordo, não o objetivo final. O espaço está vazio e, ao contrário do planeta, a estação orbital não pode usar recursos locais. Portanto, agora os entusiastas das estações orbitais não podem responder à pergunta de por que uma estação orbital é necessária além da baixa órbita terrestre. Talvez seja por isso que não há projetos brilhantes e visíveis de novas estações orbitais. Sim, às vezes eles falam sobre a estação em um dos pontos de Lagrange, mas, novamente, geralmente é considerado um ponto de transbordo no caminho para a Lua.

Dois finalistas

Como resultado, ainda temos dois finalistas - Luna e Mars. Nos últimos meses, cheguei gradualmente à conclusão de que a lua deve se tornar a meta do século XXI. Deixe os robôs viajarem em Marte, mas até pousar lá, na minha opinião, é irracional. Mas tentar construir uma base na Lua, pelo menos visitada, vale a pena, e tentarei argumentar minha opinião.

O primeiro argumento. Hora do voo

Distância da Lua na escala da velocidade da Luz.

A Lua pode ser alcançada em três dias. Demora cerca de seis meses para voar para Marte. Esse fato simples em nosso nível atual de tecnologia é o mais importante. A evacuação de emergência é possível da Lua, mas não de Marte. Dos 9 vôos tripulados para a lua, um ( Apollo 13 ) encontrou um acidente mortal, mas as capacidades do módulo lunar foram suficientes para sustentar a vida dos astronautas no momento de seu retorno. Um acidente semelhante a caminho de Marte é a morte certa. Uma técnica nunca é 100% confiável.
A distância da lua é de cerca de um segundo de luz. Você pode facilmente manter contato em tempo real e sincronizar a operação de instrumentos científicos. A distância para Marte varia de 3 a 22 minutos leves. Se você quiser “ligar” para Marte, seu interlocutor responderá no melhor dos casos após 6 minutos e no pior caso após os 40. A única opção para comunicação aceitável é o email. E a cada 26 meses, durante cerca de duas semanas, quando o Sol está entre a Terra e Marte, a comunicação é geralmente impossível.
Além da comunicação, a duração do tempo de voo exige requisitos qualitativamente diferentes para os navios. Durante duas semanas do voo Terra-Lua-Terra, há suprimentos não renováveis suficientes de água, comida, oxigênio e eletricidade. Um voo para Marte não pode prescindir de um sistema fechado de suporte à vida, o que é muito mais complicado.

O segundo argumento. Nada acontece de graça

Veja o mapa de velocidade característica (delta-V) que você precisa gastar para se deslocar entre os corpos do sistema solar: O

triângulo branco significa a possibilidade de arrasto aerodinâmico na atmosfera. No nível do circuito, tudo parece simples, e a margem de velocidade característica parece comparável à estrada para a lua e Marte. No entanto, a frenagem aerodinâmica não é gratuita. O escudo aerodinâmico e o sistema de pouso têm uma massa. E não o fato de que o sistema de pouso em Marte, usando a frenagem "livre" sobre a atmosfera, seja mais fácil do que o sistema de pouso na lua. Por exemplo, o passo de pouso para o pouso suave do rover Curiosity de 900 kg pesava 2,4 toneladas. Uma estação de pouso lunar com a mesma massa inicial permitirá o pouso cerca de 1,5 toneladas à superfície, o que é suficiente para um rover e um estágio de pouso semelhantes.

O terceiro argumento. Sem sorte com a atmosfera

Poeira nos painéis solares do veículo espacial Spirit

Em geral, a atmosfera de Marte é caracterizada por características surpreendentemente inconvenientes. A pressão na superfície de Marte é comparável à pressão a uma altitude de ~ 30 km acima da Terra, e a própria atmosfera é de 95% de dióxido de carbono. Por um lado, a atmosfera é densa demais para ignorar ao decolar ou pousar; por outro lado, é fina demais para caminhar na superfície sem traje espacial. É difícil de usar para qualquer coisa útil. Sim, dispositivos especialmente projetados podem voar nele e, por exemplo, você pode tentar usá-lo para cultivar plantas e produzir oxigênio, mas isso é difícil. A atmosfera não é densa o suficiente para armazenar calor e, apesar de não haver calor extremo na lua em Marte, as condições não são muito melhores. O intervalo de -140 ° a + 20 °, infelizmente, é bastante comparável com o -170 ° a + 110 ° lunar.A atmosfera marciana também permite a formação de tempestades de poeira em escala planetária, o que interferirá na operação dos painéis solares e encherá todo o equipamento com poeira. Na Lua, a poeira também é desagradável, é abrasiva e exigirá maior atenção ao desenvolver as partes de atrito dos mecanismos. Mas, em geral, a atmosfera de Marte não o torna mais bonito que a Lua e, possivelmente, vice-versa.

O quarto argumento. Sobre água e recursos

Nos últimos anos, a água foi descoberta em todo o sistema solar, de Mercúrio às luas de Saturno. Lamentavelmente, essas descobertas não estimulam os esforços de colonização - outras condições permanecem criticamente inconvenientes. Há água em Marte e na Lua, e lá e há muito disso. Talvez seja mais fácil obtê-lo em Marte, ele confiavelmente tem gelo em quantidades grandes e concentradas, mas ninguém realmente desceu em crateras nos pólos da Lua, pode ser mais difícil conseguir água lá.

Azul - água, verde - brilho infravermelho, vermelho - mineral piroxeno

Em termos de geologia, Marte é mais rico que a lua. Ele tinha uma história longa e interessante, já é quase confiável que uma vez havia literalmente oceanos de água líquida nela. A história da lua é mais pobre, não havia água líquida em sua superfície e não será possível encontrar rochas sedimentares encontradas em abundância em Marte. Mas, do ponto de vista da colonização, o mais importante será a questão do uso econômico dos recursos locais. E aqui, ao que parece, a Lua não está muito atrás de Marte. Por exemplo, em um estudo de 2014Alega-se que as plantas crescem com sucesso em solo marciano e lunar. Sim, é claro, no estudo, usamos simuladores de solo, mas a superfície de Marte é bem conhecida por robôs, e trouxemos bastante terra da Lua, para que pudéssemos esperar que os simuladores fossem precisos o suficiente.

Mapa da prevalência de óxido de ferro na Lua.

Diferentes tipos de basaltos na Lua.

O quinto argumento. Sobre a ciência

E na lua e em Marte, você pode realizar pesquisas muito interessantes. Em Marte, sua história será extremamente interessante - como ele perdeu água e oxigênio, havia vida nele e foi preservada agora? Na lua, você pode realizar uma ampla gama de estudos. Além de explorar a lua diretamente, é possível construir telescópios, que, trabalhando em conjunto com a Terra, podem criar um interferômetro com uma base gigante. Será possível examinar facilmente os pequenos planetas de estrelas vizinhas e medir seu espectro. Quem sabe, talvez planetas de pedra com muita água e oxigênio sejam tão comuns quanto os gigantes de gás que podemos ver agora? Além disso, a lua pode se tornar um polígono da colonização. Como construir uma base? Como organizar o suporte de vida nele? Como usar os recursos locais? Tudo isso pode ser efetivamente aprendido na lua.Quanto a Marte, os robôs já estão investigando com sucesso sua história e, quando aprendermos como construir colônias em outros corpos celestes, sua vez chegará.

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Acredita-se que a missão a Marte será muito mais prestigiada que o programa lunar. Eu não concordo. O fato é que o programa lunar do século XX foi, de fato, um salto acima de sua cabeça. Sim, seis expedições desembarcaram na lua, mas três delas passaram apenas um dia na superfície e as três restantes - apenas três dias. Este é um tempo muito curto. Havia apenas um geólogo profissional na lua. Até as metralhadoras ainda não chegaram aos pólos e ninguém fez uma perfuração profunda do solo lunar. Sim, de fato, repetir o programa lunar americano é desinteressante e não prestigioso. Mas vir por muito tempo, construir uma base, fazer ciência em grande estilo - será realmente um grande salto adiante.

Sobre onde, o que e como fazer na lua - na próxima parte.
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