关于空间扩展的优先事项



6月11日,为火星和金星的载人飞越创建任务项目筹款活动成功完成在一段时间内,我想写出在哪里飞行以及为什么飞行更好的信息,但是,由于我对飞行任务非常批评,所以我推迟了该出版物的出版,以免批评不会无意间干扰一个普遍有用的想法。好吧,现在,在祝贺之后,并祝项目开发人员一切顺利,我们可以毫无干扰地推测出哪个对象最适合载人航天?

发现如何改变目标



左图为哈勃望远镜看到的火星,右图为十九世纪末期的天文学家看到的火星

对于“飞向何处”这个问题的答案对于20世纪初至20世纪中叶的科幻小说家来说很简单-任何目标由于缺乏知识而具有吸引力。神秘的月亮背面,覆盖着永恒的金星维纳斯,火星及其通道-必须飞到任何地方。但是科学发现是痛苦的。除re石和火山岩外,月球上没有其他大气,当地人或其他有趣的事物。金星,代表着地球的过去,没有史前女性居住,在云层下是一个真正的地狱,温度为500°,压力为100个大气压。火星本来应该是古老的智慧文明,却在缺乏水和氧气的情况下挣扎,或者在极端情况下,它的废墟被证明已经死了,甚至在凯多尼亚用探针发现的带有金字塔的狮身人面像也被证明是一种视觉幻觉,就像通道一样。而且,很难对所谓的登月计划的人做出回答,在登月计划中,人们用令人反感的“旗杆”一词降落了六次。确实,人们离开了月球,四十年来一直没有动力回来。

在二十一世纪,情况并没有好得多。我们通过自动执行任务学到了很多东西,但是在那些从事该行业工作或仅对太空感兴趣的人的世界中,就人类下一次“巨大飞跃”的目标并没有达成共识。在争执和讨论中,几个最有希望的目标得到维护:
  • 月亮。例如,对于月球底架,欧洲航天局新任主任约翰·迪特里希·沃纳(Johan-Dietrich Werner)担任。不管国际空间站多么有用,它都不是永恒的,在5月的会议上,维尔纳提出了在月球另一侧建立基地的想法。
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  • . 2013 Inspiration Mars — 500 2018 . , 2015, , — , . .
  • 轨道站。实际上,唯一成功运行的项目是国际空间站,该系统已经飞行了15年,人们一直在不断努力,国际飞行考察团飞往中国天宫。除了地球的轨道外,还提出了在拉格朗日和月球轨道上的台站构想。

让我们尝试更详细地考虑这些选项。

使命的诅咒


所谓的飞行任务是指从低地球轨道开始的飞船飞过目标物体而没有进入其轨道。有时,您可以设法访问多个物体,并通过对目标行星的重力操纵来改变轨道。通常,选择与地球相邻的行星-火星,金星作为目标。此类项目是在苏联和美国创建的,2013年,铁托轰动一时,如今来自俄罗斯的航天爱好者都希望为此类任务开发一个项目。


在2021年至2023年的飞行任务项目中,建议使用基于欧洲ATV卡车的轮船

但是任何飞行任务都存在很大的问题,解决方法必须由开发团队提出。简而言之,飞行任务在一艘船的艰难和危险条件下坐了几个月,经过了几个小时,飞越了目标星球。一个人在这样的条件下能做什么?从轨道上拍摄行星图片,然后按下几个按钮,包括科学仪器?但是,重量更轻,不需要食物,水,氧气和卫生用品的自动机器可以在睡眠模式下飞行数年,字面上有钢铁般的神经,其死亡也不是悲剧。


在Inspiration Mars任务中,我不得不看一下Mars的夜晚,这更让人难过

如果机器更容易,更便宜并且工作更好,为什么还要派人去做呢?飞行任务的开发人员团队应该提出一些需要人员的高而重要的任务,并以某种方式证明他们的风险和不便。同时,提出的那些观点也不会受到批评:
  • 获得新的科学信息在经过目标的几个小时内,人们将无法获得比机器人更多的科学信息。此外,该机器人可以转移到行星的轨道上,并且将在那里存在数年。
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“礼炮7号”卫星

轨道站出现的时间比较长,“礼炮1号”卫星于1971年春季进入太空。它是作为对美国登月计划的不对称回应而创建的,但是这个想法在竞争对手中幸存下来,并且非常有用。正是轨道站使人们进入太空的时间不是几天,而是几个月。在轨道站,正在进行许多物理,生物,医学和其他实验。最近,出现了私人轨道站项目。但是从空间扩展的角度来看,轨道站是转运点,而不是最终目标。空间是空的,与地球不同,轨道站无法使用本地资源。因此,现在轨道站的发烧友无法回答为什么在低地球轨道之外还需要一个轨道站的问题。也许这就是为什么没有新的轨道站的明亮可见项目的原因。是的,有时他们会在拉格朗日的某个地点谈论该站,但是同样,它通常被视为通往月球的转运点。

两名决赛入围者


结果,我们剩下了两名决赛选手-露娜和火星。在过去的几个月中,我逐渐得出结论:月球应成为二十一世纪的目标。让机器人在火星上行驶,但我认为即使降落在火星上也是不合理的。但是,尝试在月球上至少要造访一个基地是值得的,我将尝试提出自己的看法。

第一个论点。飞行时间



距月球的距离以光速为单位,

可以在三天内到达月球。飞往火星大约需要六个月。在我们当前的技术水平上,这个简单的事实是最重要的。可以从月球紧急撤离,但不能从火星撤离。在9次载人登月飞行中,有1次(阿波罗13号)发生了致命事故,但登月舱的能力足以维持宇航员返回时的生命。前往火星途中发生的类似事故是肯定死亡。一种技术永远不会100%可靠。
到月球的距离大约是一秒钟。您可以轻松地保持实时联系并同步科学仪器的操作。距火星的距离为3到22光分钟。如果您想“呼叫”火星,那么对话者将在6分钟后最好的情况下回答您,在40分钟后最差的情况下回答您。可接受的通信的唯一选择是电子邮件。而且,每隔26个月(大约两周),当太阳在地球与火星之间时,通常是不可能进行通信的。
除了沟通外,飞行时间的长短对船舶也有本质上的不同要求。在地球-月-地球飞行的两个星期中,有足够的不可再生的水,食物,氧气和电力供应。没有封闭的生命支持系统就无法飞往火星,这要复杂得多。

第二个论点。免费没有任何事情


看一下在太阳系的各个主体之间移动所需花费的特征速度(delta-V)的图:



白色三角形表示空气动力对大气的阻力。在赛道上,一切似乎都很简单,特征速度的裕度似乎与通往月球和火星的道路相当。但是,气动制动不是免费的。空气动力学防护罩和着陆系统有质量。并非事实,火星的着陆系统在大气层上使用“免费”制动,要比登月系统更容易。例如,900公斤好奇号流动站的软着陆步骤重达2.4吨。具有相同初始质量的月球登陆站将允许登陆 大约1.5吨的地面,足以应付类似的火星车和着陆阶段。

第三个论点。没有运气的气氛



烈火漫游者太阳能电池板上的灰尘

通常,火星的大气特征是出奇的不便。火星表面的压力可与海拔约30 km的海拔高度相比,大气本身的二氧化碳含量为95%。一方面,大气层太密,起飞或降落时不容忽视;另一方面,大气层太薄,即使没有宇航服也无法在地面上行走。很难将其用于任何有用的东西。是的,经过特殊设计的设备可以在其中飞翔,例如,您可以尝试使用它来种植植物并产生氧气,但这很难。大气层的密度不足以存储热量,尽管事实上火星上没有极端的月球热量,但条件并没有好得多。 -,从-140°到+ 20°的范围与月球-170°-+ 110°相当。火星大气层还允许形成行星级的沙尘暴,这会干扰太阳能电池板的运行,并使所有设备充满灰尘。在月球上,灰尘也是令人不快的,它是研磨性的,在开发机械部件的摩擦部件时将需要更多的关注。但总的来说,火星的气氛并没有使他比月球更漂亮,反之亦然。

第四个论点。关于水和资源


近年来,从水星到土星的卫星,整个太阳系都发现了水。遗憾的是,这些发现根本没有刺激殖民化的努力-其他条件仍然极为不便。火星和月球上都有水,并且那里有很多。也许更容易在火星上得到它,它可靠地结冰有大量冰块,但是没有人真正下沉到月球两极的陨石坑里,在那儿取水可能并不难。


蓝-水,绿-红外亮度,红- 辉石矿物

就地质而言,火星比月球更富有。它有着悠久而有趣的历史,几乎已经可靠地知道,从前它上面确实有液态水的海洋。月球的历史较差,月球表面没有液态水,也不可能在月球上找到大量发现的沉积岩。但是从殖民的角度来看,最重要的将是本地资源的经济利用问题。而且在这里,月亮似乎离火星不远。例如,在2014年的一项研究中据称,植物在火星和月球土壤中均能成功生长。是的,当然,该研究使用了土壤模拟器,但是由于有了机器人,火星的表面对我们来说是众所周知的,而且从月球带走了很多土壤,因此有可能希望模拟器能够足够精确。


氧化铁盛行的地图在月亮


的玄武岩的不同的类型在月亮的。

第五个论点。关于科学


在月球和火星上,您可以进行非常有趣的研究。在火星上,他的故事将非常有趣-他是如何失去水和氧气的,他身上有生命,现在被保存了吗?在月球上,您可以进行更广泛的研究。除了直接探索月球外,还可以在月球上建造望远镜,与地球一起工作,可以制造出一个具有巨大底座的干涉仪。可以很容易地检查邻近恒星的小行星并获取其光谱。谁知道,也许有很多水和氧气的石头行星和我们现在所看到的天然气巨星一样普遍?另外,月亮可以成为殖民的多边形。如何建立基地?如何组织生活支持呢?如何使用本地资源?所有这些都可以在月球上有效地学习。至于火星,它的历史已经被机器人成功地研究了,当我们学习如何在其他天体上建立殖民地时,他的转机将到来。


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据信,前往火星的任务将比登月计划更为重要。我不同意。事实是,二十世纪的登月计划实际上是超越了他的头。是的,六次远征降落在月球上,但其中三次仅在地面停留了一天,其余三次仅三天。这是很短的时间。月球上只有一位专业地质学家。甚至机关枪还没有降落到两极,也没有人对月球土壤进行过深钻。是的,的确,重复美国的月球计划是没有意思而且没有声望的。但是要长期存在,建立基础,大范围地进行科学-这确实是一个巨大的飞跃。

关于在月球上的什么位置,做什么以及如何做-在下一部分中。
通过标签“对航天的未来的思考” 关于航天的现在和未来的思考。

Source: https://habr.com/ru/post/zh-CN380923/


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