Agenția aerospațială americană NA2SA are în vedere, ca alternativă la propriul vehicul super-greu de lansare SLS, care a fost în dezvoltare cel puțin în ultimul deceniu, ideea de a utiliza misiunea de lansare, care este foarte importantă pentru agenția să trimită nava spatiala Orion în jurul Lunii anul viitor. Decizie ar putea schimba viața nu numai pentru misiunea desemnată, dar, în general, ar putea avea un impact major asupra modului în care misiunile ambițioase în spațiul profund vor fi desfășurate în viitor, potrivit The Verge.

Spațiul este nelimitat și o navă mică în ea arată ca doar un grăunte de nisip.

Stimulentul pentru agenție de a „ține nasul” în direcția unui focus comercial poate fi dorința de a-și îndeplini promisiunea făcută lor în programul lansărilor planificate, consideră publicația. Finalizarea dezvoltării sistemului super-greu de lansare spațială (SLS) va dura agenției mult mai mult decât se aștepta, iar vehiculul de lansare nu va fi gata la timp pentru lansare, programată în prezent pentru iunie 2020. În același timp, pe piață există soluții comerciale gata făcute care sunt gata să zboare pe Lună și acum.

Pentru NASA, schimbarea planurilor se va dovedi oricum o alegere dificilă. La urma urmei, agenția va trebui să aleagă nu una, ci două vehicule de lansare, astfel încât în ​​acest caz misiunea să devină realitate. În plus, va fi necesar să se dezvolte noi tehnologii și metode de andocare a anumitor nave spațiale, fără de care această idee poate fi aruncată direct în coșul de gunoi.

Cu alte cuvinte, procesul va necesita mult timp și efort și, în același timp, nimeni nu poate da garanții că totul va fi pregătit pentru anul viitor. Cu toate acestea, dacă agenția decide totuși să facă un astfel de pas, atunci prin acțiunile sale va putea demonstra că nu este nevoie să se utilizeze super-costisitoare și pentru implementarea cu succes a misiunilor spațiale ambițioase în spațiul adânc - va fi mai ușor să se bazeze pe transportatori mai compacti, efectuând mai multe lansări simultan.

Remorchere spațiale

Conform planurilor actuale pentru viitoarea misiune, NASA vrea să trimită două nave spațiale într-o călătorie de trei săptămâni în jurul Lunii anul viitor: o navă spațială Orion goală (în viitor va fi folosită ca navă spațială cu echipaj), precum și o navă spațială goală. Modul de service european cilindric cu sisteme de alimentare și de susținere a vieții pentru navă. Ar fi nevoie de mult combustibil pentru rachete pentru a depăși forța gravitației, a pune ambele vehicule pe orbita Pământului și a le trimite pe Lună. Cu toate acestea, puterea SLS este suficientă pentru a trimite ambele module la destinație în cadrul aceleiași lansări.

Dacă NASA decide să folosească o „abordare comercială” pentru a livra vehicule pe Lună, atunci vor trebui să se folosească doi transportatori comerciali, deoarece pur și simplu nu există o rachetă privată suficient de puternică care să poată face față acestei sarcini într-o singură lansare. În acest moment, cele mai puternice rachete comerciale americane sunt de la SpaceX și Delta IV Heavy de la United Launch Alliance. Ambele suporturi sunt cu siguranță impresionante, dar nici măcar ei nu se compară cu capacitățile pe care le va avea SLS atunci când va fi asamblat în sfârșit.

În acest caz, un transportator va fi folosit pentru a lansa nava spațială Orion și Modulul de serviciu european pe orbita joasă a Pământului, unde vor rămâne ceva timp. Al doilea vehicul de lansare va fi folosit pentru livrarea către Orion și modulul de service remorcher spațial. Odată ajuns pe orbită, acest remorcher, echipat cu propriile rezerve de combustibil și cu motoare, se va andoca cu Orion și, pornind motoarele, va trage ambele vehicule spre Lună.

„Acest lucru este similar cu mașinile agricole care trag o remorcă sau echipamente speciale. Doar în acest caz vorbim despre un modul separat care este un sistem de propulsie”, a comentat The Verge Dallas Bienhoff, șeful companiei spațiale private Cislunar Space Development Company, care dezvoltă tehnologii pentru misiuni în spațiul adânc.

Un concept similar de remorcher spațial a fost dezvoltat în ultimul secol. De exemplu, ea a început să studieze această idee încă din anii 60 și 70 ca o „metodă promițătoare pentru accelerarea altor nave spațiale”. Utilizarea sa poate schimba abordarea misiunilor spațiale cu echipaj, care nu s-a schimbat cu multe decenii înainte.

„Unul dintre motivele care a determinat în cele din urmă SUA să dezvolte Sistemul de Lansare Spațială este că suntem obișnuiți să avem cea mai mare sarcină utilă posibilă într-o singură lansare”, adaugă Bienhoff, care a lucrat și la tehnologia remorcherelor spațiale la compania Boeing.

Cu toate acestea, această abordare complică semnificativ lansarea. Gravitația Pământului este foarte puternică. Prin urmare, pentru a aduce echipamente foarte grele în spațiu este nevoie de multă energie (citiți - mult combustibil pentru rachete). O lansare un numar mare combustibilul necesită utilizarea unei rachete mari. Și cu cât racheta este mai mare, cu atât este necesar mai mult combustibil pentru a lansa sarcina utilă pe orbita joasă a Pământului. Acesta este un adevărat cerc vicios.

Reprezentare artistică a viitorului vehicul de lansare SLS.

Pe măsură ce rachetele devin din ce în ce mai mari, producția și lansarea lor devin din ce în ce mai scumpe. Și aceasta este doar una dintre principalele probleme ale noii rachete SLS. În ultimul deceniu, NASA a cheltuit peste 14 miliarde de dolari doar pentru dezvoltarea sa. În același timp, transportatorul încă nu este pregătit. Odată ce se întâmplă acest lucru, este de așteptat ca agenția să-l poată lansa nu mai mult de două ori pe an, deoarece costul fiecărei lansări va fi de aproximativ 1 miliard de dolari. Prin comparație, lansarea unui vehicul de lansare Delta IV Heavy, proprietate privată, costă aproximativ 350 de milioane de dolari, în timp ce lansarea aceluiași Falcon Heavy începe de la mai puțin de 100 de milioane de dolari. Chiar dacă lansați ambii transportatori împreună, costul nu va fi nici măcar aproape de prețul lansării SLS.

În acest sens, utilizarea remorcherelor spațiale va permite și NASA să economisească mulți bani în viitor. De exemplu, dacă agenția decide totuși să folosească un remorcher pentru a livra navele spațiale pe Lună, atunci aceasta poate fi returnată înapoi pe orbita joasă a Pământului și pur și simplu lăsată acolo. Când aveți nevoie din nou, doar alimentați și refolosiți.

Asamblarea unei nave în spațiu

Desigur, pentru ca această abordare să funcționeze, NASA trebuie să se dezvolte sistem nou andocare cu astfel de remorchere. Șeful agenției, Jim Bridenstine, a declarat în cadrul unei audieri la Senat că actuala capsula Orion nu are capacitatea tehnică de a andoca cu remorchere spațiale, „deci, de acum până în iunie 2020, NASA va trebui să dezvolte un sistem de andocare care să aibă această capacitate”.

Cu toate acestea, tehnologiile care vor fi necesare pentru implementarea unui astfel de sistem nu sunt noi. De exemplu, navele spațiale rusești Soyuz, care livrează noi echipaje către ISS, folosesc de mult un sistem automat de andocare. Ca parte a primei lansări de probă a navei spațiale Crew Dragon, SpaceX a demonstrat și capacitatea de a andocare cu stația în modul automat, folosind un sistem de senzori și lasere pentru a se întâlni în siguranță cu poarta de andocare a ISS.

„Sistemul LIDAR și tehnologia de viziune artificială utilizate de Crew Dragon pentru andocarea automată cu ISS sunt tehnologii și echipamente care pot fi asamblate și instalate pe nave spațiale direct în spațiu”, a declarat Andrew Rush, șeful Made In Space, a dezvoltat o imprimantă 3D pentru imprimare în microgravitație, care a fost testată la bordul ISS.

Prima andocare a navei spațiale SpaceX Crew Dragon cu ISS a avut loc pe 4 martie 2019.

Există o altă opțiune care va simplifica sarcina de a aduce nave spațiale grele la. Cel puțin în viitor. Problema necesității de a folosi rachete mari ar putea fi rezolvată prin asamblarea echipamentelor în părți direct în spațiu. În loc să trimiteți niște echipamente voluminoase într-o singură lansare, ar fi mai ușor să faceți mai multe lansări spațiale de rachete de capacitate mai mică (și de cost) cu mai multe sarcini utile și apoi să puneți totul împreună deja pe orbită. Aceeași abordare (cel puțin parțial) ar putea fi utilizată în asamblarea navelor spațiale. În plus, NASA s-a confruntat deja cu problemele de asamblare a navelor spațiale foarte mari și amplasarea acestora în interiorul rachetei. Să luăm, de exemplu, observatorul spațial de nouă generație James Webb, care nu prea se potrivește în vehiculul de lansare care va trebui să-l livreze în spațiu. Dispozitivul s-a dovedit a fi atât de mare și complex încât ar trebui să fie lansat în interiorul vehiculului de lansare într-o formă pliată și apoi desfășurat în spațiu în decurs de două săptămâni. Și dacă ceva nu merge bine, telescopul s-ar putea să nu funcționeze deloc, punând capăt unui proiect de aproape 10 miliarde de dolari, care, de fapt, nici nu a avut timp să înceapă.

Având capacitatea de a asambla nave spațiale direct în spațiu, precum și de a utiliza tehnologii de fabricație aditivă, nu va fi nevoie de asamblarea inițială a vehiculelor pe Pământ.

„Prin distribuirea încărcăturii pe mai multe lansări și apoi folosind tehnologii producție spațialăși ansambluri, am putea construi nave spațiale într-un mod mai rentabil”, spune Rush.

De ce este spațiul periculos?

Toate aceste schimbări vor avea cu siguranță un preț. Și nu numai financiar. Andocarea și reasamblarea automată în spațiu, potrivit lui Bridenstine, prezintă încă prea multe riscuri pentru NASA.

„Folosirea unui sistem special de andocare a navelor spațiale cu echipaj pe orbită cu perspectiva unei mișcări ulterioare pe Lună adaugă complexitate și riscuri nedorite unei viitoare misiuni”, a scris șeful agenției într-o scrisoare deschisă către angajații NASA.

De asemenea, lansarea echipamentului pe bucată și apoi reasamblarea acestuia în spațiu pentru o singură misiune implică ceva cu care unii oficiali guvernamentali responsabili de acele misiuni ar putea să nu fie de acord. Potrivit unor experți și oficiali, lansările multiple cresc riscul eșecului complet al misiunii - dacă una dintre lansări eșuează, întreaga misiune va fi în pericol.

Nici folosirea vehiculelor comerciale de lansare nu va rezolva neapărat toate problemele. În acest moment, inginerii testează nava spațială Orion folosind simulări computerizate, ținând cont de designul actual. Pentru a schimba vectorul spre vehicule comerciale de lansare, vor trebui să amâne această lucrare și să înceapă să efectueze noi simulări ținând cont de noile vehicule comerciale de lansare. În plus, acest lucru va schimba complet modelul de zbor, care, la rândul său, va necesita timp suplimentar pentru pregătire. A face toate acestea într-un an și a fi la timp pentru lansarea planificată este o sarcină imposibilă.

„Când se va schimba planul de zbor, ceea ce va fi inevitabil având în vedere că toți transportatorii comerciali nu se compară cu SLS, aproape toată munca depusă înainte va deveni inutilă. În acest caz, nu se poate pune problema vreunei lansări a lui Orion în iunie 2020”, a comentat anonim pentru The Verge unul dintre angajații companiei care lucrează la sonda spațială Orion.

Juno. Stația interplanetară Juno a fost lansată în 2011 și urmează să orbiteze Jupiter în 2016. Va descrie o buclă lungă în jurul gigantului gazos, colectând date despre compoziția atmosferei și a câmpului magnetic, precum și construirea unei hărți a vântului. Juno este prima navă spațială NASA care nu folosește un miez de plutoniu, dar este echipată cu panouri solare.

Marte 2020. Următorul rover trimis pe planeta roșie va fi în multe privințe o copie a bine-dovedită Curiosity. Dar sarcina sa va fi diferită - și anume, căutarea oricăror urme de viață pe Marte. Programul va începe la sfârșitul anului 2020.

NASA intenționează să lanseze un ceas atomic spațial pentru navigarea în spațiul adânc în 2016. Acest dispozitiv, în teorie, ar trebui să funcționeze ca un GPS pentru nava spațială a viitorului. Ceasul spațial promite să fie de 50 de ori mai precis decât orice ceas de pe Pământ.

InSight. Una dintre întrebările importante legate de Marte este dacă există sau nu activitate geologică pe acesta? Misiunea InSight, planificată pentru 2016, ar trebui să răspundă cu un rover cu un burghiu și un seismometru.

Orbiterul lui Uranus. Omenirea a vizitat doar o singură dată Uranus și Neptun, în timpul misiunii Voyager 2 din 1980, dar se presupune că acest lucru va fi corectat în următorul deceniu. Programul orbitator al lui Uranus este conceput ca un analog al zborului lui Cassini către Jupiter. Problemele sunt finanțarea și lipsa de plutoniu pentru combustibil. Cu toate acestea, lansarea este planificată pentru 2020, odată cu sosirea dispozitivului pe Uranus în 2030.

Europa Clipper. Datorită misiunii Voyager din 1979, am aflat că sub gheața uneia dintre lunile lui Jupiter - Europa - se află un ocean uriaș. Și acolo unde este atât de multă apă lichidă, viața este posibilă. Europa Clipper va decola în 2025, echipat cu un radar puternic capabil să vadă adânc sub gheața Europei.

OSIRIS-REx. Asteroidul (101955) Bennu nu este cel mai faimos obiect spațial. Dar, potrivit astronomilor de la Universitatea din Arizona, are o șansă foarte reală să se prăbușească pe Pământ în jurul anului 2200. OSIRIS-REx va călători la Benn în 2019 pentru a colecta mostre de sol și a reveni în 2023. Studierea constatărilor ar putea ajuta la prevenirea unui viitor dezastru.

LISA este un experiment comun între NASA și Agenția Spațială Europeană de studiat valuri gravitationale emise de găurile negre și pulsari. Măsurătorile vor fi efectuate de trei dispozitive situate în vârfurile unui triunghi de 5 milioane de km lungime. LISA Pathfinder, primul dintre cei trei sateliți, va fi trimis pe orbită în noiembrie 2015, cu lansarea programului complet programată pentru 2034.

Bepi Colombo. Acest program și-a primit numele în onoarea matematicianului italian din secolul al XX-lea Giuseppe Colombo, care a dezvoltat teoria manevrei gravitaționale. BepiColombo este un proiect al agențiilor spațiale din Europa și Japonia care va începe în 2017 cu o sosire estimată a dispozitivului pe orbita lui Mercur în 2024.

telescopul spațial numit după James Webb va fi lansat pe orbită în 2018, ca înlocuitor al celebrului Hubble. Dimensiunea unui teren de tenis și dimensiunea unei case cu patru etaje, în valoare de aproape 9 miliarde de dolari, acest telescop este considerat principala speranță a astronomiei moderne.

Majoritatea misiunilor sunt planificate în trei directii- un zbor spre Marte în 2020, un zbor către Europa, luna lui Jupiter, și, eventual, pe orbita lui Uranus. Dar lista nu se limitează la ei. Să aruncăm o privire la zece programe spațiale în viitorul apropiat.

Anul care vine promite să nu fie la fel de bogat în evenimente în astronautică precum 2018. Cu toate acestea, 2019 va fi deosebit de important pentru Rusia și Statele Unite, deoarece prima își va pierde monopolul asupra lansărilor cu echipaj pentru ISS, iar cea din urmă va începe să-și trimită în mod independent proprii astronauți pe orbita joasă a Pământului. De asemenea, prezintă un interes deosebit și lansarea misiunii Beresheet, al cărei succes va face în mod deosebit de clar că orice stat dezvoltat este capabil să exploreze spațiul profund. vorbește despre principalele evenimente din astronautică care sunt programate pentru 2019.

Materiale conexe

Sfârșitul monopolului rusesc

Primul zbor demonstrativ fără pilot al navei spațiale cu pilot Dragon 2 este programat pentru a doua jumătate a lunii ianuarie. Nava spațială va fi lansată pe orbită de o rachetă grea Falcon 9, iar lansarea va fi efectuată de la locul Centrului Spațial John F. Kennedy (la nord-vest de Cape Canaveral). În timpul zborului, este planificată obținerea de date despre caracteristicile rachetei Falcon 9, navei spațiale Dragon 2, funcționarea sistemelor de sprijin la sol, sistemele orbitale și de andocare și, de asemenea, testarea aterizării vehiculului. Informațiile colectate vor fi folosite pentru a certifica sistemele cu echipaj SpaceX.

Zborul cu echipaj Dragon 2 către ISS este programat pentru iunie. Misiunea fără pilot a navei spațiale Starliner este programată în martie, iar echipajul în august.

O circumstanță importantă este că Statele Unite vor avea două nave spațiale cu echipaj activ, a căror capacitate și capacitate de transport depășesc semnificativ capacitățile singurei MS rusești Soyuz, care în cele din urmă este în mare parte o dezvoltare sovietică cu o jumătate de secol în urmă.

Imagine: Nathan Koga/SpaceFlight Insider

NASA a fost însărcinată să trimită oameni pe suprafața Lunii și a lui Marte. Aceasta înseamnă că anul viitor ne putem aștepta la lansări de test ale rachetei Space Launch System.

„Zbor cu oameni către Marte? Da, nu este curând, „Sunt sigur că aproape orice locuitor al planetei noastre va răspunde în acest fel. Cu toate acestea, viitorul nu este atât de îndepărtat pe cât pare. NASA a declarat săptămâna aceasta că racheta Space Launch System (SLS) și capsula spațială cu echipaj Orion sunt deja în faza de asamblare comună. Și asta înseamnă că încă de anul viitor ne putem aștepta la lansări de test ale unei rachete cu o capsulă până acum fără echipaj. Un zbor cu echipaj uman către Lună este planificat de NASA în 2023.

Rachetă Space Launch System pentru explorarea spațiului adânc

Explorarea umană a spațiului

Au trecut câteva decenii de când s-au încheiat misiunile cu echipaj în scopul explorării spațiului. Da, astronauții lucrează în mod constant la ISS, iar SUA este acum gata să lanseze independent astronauți în stație folosind racheta SpaceX Falcon 9 și capsula Dragon Crew. Dar totuși vrem ceva mai mult - vrem zboruri cu echipaj cu echipaj către Lună și Marte.

​

Sistemul de lansare spațială SLS

În aceste scopuri, NASA dezvoltă și creează sistemul de lansare spațială SLS, care include o rachetă în două etape cu o lungime de peste 100 de metri și un diametru de 8,4 metri și nava spatiala„Orion”. Era de așteptat ca zborul de testare al rachetei să aibă loc încă din 2017, dar din cauza problemelor de finanțare, prima lansare fără pilot a fost amânată înapoi în 2020, iar trimiterea astronauților pe Lună este acum programată pentru 2023.

Siguranța misiunilor cu echipaj

Tot acest proces pare prea lung pentru noi - din nou întârzieri, din nou schimbări în planuri. Dar nu uitați că, spre deosebire de lansarea navei spațiale InSight pe Marte, care a fost și ea pregătită cu grijă, costul erorii în misiunile cu echipaj este prea mare. Prin urmare, cerințele pentru siguranța navei spațiale care va livra echipajul sunt mult mai mari.

Deci, de exemplu, capsula Orion va trebui să se întoarcă pe Pământ sănătoasă și sigură, chiar dacă racheta se dovedește a fi defectă. În luna iunie a acestui an va fi testată o astfel de aterizare de urgență. Vehiculul de lansare va ridica aparatul Orion la o înălțime de câteva mii de metri, de unde va trebui să coboare singur pe Pământ.