Visioni per secoli, non decenni

Dovremmo viaggiare nello spazio? La risposta conveniente è no. Tuttavia, dato tutto ciò che ci minaccia come umanità e civiltà, non sarebbe saggio abbandonare l'esplorazione spaziale, i voli con equipaggio e, in definitiva, cercare altri posti in cui vivere oltre alla Terra.

Pochi mesi fa, la NASA ha annunciato un dettagliato Piano nazionale di esplorazione spazialeper raggiungere gli ambiziosi obiettivi stabiliti nella direttiva sulla politica spaziale del presidente Trump del dicembre 2017. Questi piani ambiziosi includono: pianificazione per uno sbarco sulla luna, dispiegamento a lungo termine di persone sulla luna e intorno alla luna, rafforzamento della leadership statunitense nello spazio e rafforzamento delle società spaziali private e sviluppare un modo per far atterrare in sicurezza gli astronauti americani sulla superficie di Marte.

Qualsiasi annuncio riguardante l'attuazione delle passeggiate marziane entro il 2030 - come pubblicato nel nuovo rapporto della NASA - è, tuttavia, abbastanza flessibile e soggetto a modifiche se succede qualcosa che gli scienziati non hanno notato al momento. Pertanto, prima di affinare il budget per una missione con equipaggio, si prevede, ad esempio, di tener conto dei risultati Missione Marte 2020, in cui un altro rover raccoglierà e analizzerà campioni dalla superficie del Pianeta Rosso,

Spazioporto lunare

Il programma della NASA dovrà sopravvivere alle sfide di finanziamento tipiche di qualsiasi nuova amministrazione presidenziale degli Stati Uniti. Al momento, gli ingegneri della NASA al Kennedy Space Center in Florida stanno assemblando un veicolo spaziale che riporterà gli esseri umani sulla luna e poi su Marte nei prossimi anni. Si chiama Orion e assomiglia un po' alla capsula con cui gli astronauti dell'Apollo volarono sulla luna quasi quattro decenni fa.

Mentre la NASA celebra il suo 60° anniversario, si spera che nel 2020 intorno alla Luna, e nel 2023 con gli astronauti a bordo, lo invierà ancora una volta nell'orbita del nostro satellite.

La luna è di nuovo popolare. Mentre l'amministrazione Trump ha determinato molto tempo fa la direzione della NASA verso Marte, il piano è prima di costruire stazione spaziale in orbita attorno alla luna, la cosiddetta porta o porto, una struttura simile alla Stazione Spaziale Internazionale, ma che serve voli verso la superficie lunare e, infine, verso Marte. questo è anche nei piani base permanente sul nostro satellite naturale. La NASA e l'amministrazione si sono prefissate l'obiettivo di supportare la costruzione di un lander lunare commerciale robotico senza pilota entro il 2020.

La navicella spaziale Orion si sta avvicinando alla stazione in orbita lunare - visualizzazione

 Lo ha annunciato ad agosto al Johnson Space Center di Houston il vicepresidente Mike Pence. Pence è il presidente del recentemente rinnovato Consiglio Nazionale dello Spazio. Più della metà del budget proposto dalla NASA di 19,9 miliardi di dollari per il prossimo anno fiscale è stato destinato all'esplorazione lunare e il Congresso sembra pronto ad approvare queste misure.

L'agenzia ha richiesto idee e progetti per una stazione gateway in orbita attorno alla luna. Le ipotesi si riferiscono a una testa di ponte per sonde spaziali, relè di comunicazione e una base per il funzionamento automatizzato di dispositivi sulla superficie lunare. Lockheed Martin, Boeing, Airbus, Bigelow Aerospace, Sierra Nevada Corporation, Orbital ATK, Northrop Grumman e Nanoracks hanno già presentato i loro progetti alla NASA e all'ESA.

La NASA e l'ESA prevedono che saranno a bordo Spazioporto lunare gli astronauti potranno rimanere lì per un massimo di circa sessanta giorni. L'oggetto dovrà essere dotato di gateway universali che consentiranno sia all'equipaggio di recarsi nello spazio sia di attraccare veicoli spaziali privati ​​che partecipano a missioni minerarie, comprese, come è ovvio, commerciali.

Se non radiazioni, allora mortale assenza di gravità

Anche se costruiamo questa infrastruttura, gli stessi problemi associati ai viaggi a lunga distanza delle persone nello spazio non scompariranno ancora. La nostra specie continua a lottare contro l'assenza di gravità. I meccanismi di orientamento spaziale possono portare a grossi problemi di salute e cosiddetti. malattia dello spazio.

Più lontano dal bozzolo sicuro dell'atmosfera e dal campo magnetico terrestre, più problema di radiazioni - rischio di cancro cresce lì con ogni giorno in più. Oltre al cancro, può anche causare cataratta e possibilmente Болезнь Альцгеймера. Inoltre, quando le particelle radioattive colpiscono gli atomi di alluminio negli scafi delle navi, le particelle vengono espulse in radiazione secondaria.

La soluzione sarebbe plastica. Sono leggeri e forti, pieni di atomi di idrogeno i cui minuscoli nuclei non producono molta radiazione secondaria. La NASA sta testando materie plastiche in grado di ridurre le radiazioni nei veicoli spaziali o nelle tute spaziali. Un'altra idea schermi anti-radiazioni, ad esempio, magnetico, creando un sostituto del campo che ci protegge sulla Terra. Gli scienziati dell'European Space Radiation Superconducting Shield stanno lavorando a un superconduttore di diboruro di magnesio che, creando un campo magnetico, rifletterà le particelle cariche lontano da una nave. Lo scudo funziona a -263°C, il che non sembra molto, dato che nello spazio fa già molto freddo.

Un nuovo studio mostra che i livelli di radiazione solare stanno aumentando del 10% più velocemente di quanto si pensasse in precedenza e che l'ambiente di radiazione nello spazio peggiorerà nel tempo. Una recente analisi dei dati dello strumento CRaTER sull'orbiter lunare LRO ha mostrato che la situazione delle radiazioni tra la Terra e il Sole si è deteriorata nel tempo e che un astronauta non protetto può ricevere il 20% in più di dosi di radiazioni di quanto si pensasse in precedenza. Gli scienziati suggeriscono che gran parte di questo rischio aggiuntivo proviene da particelle di raggi cosmici a bassa energia. Tuttavia, sospettano che questo 10% aggiuntivo potrebbe imporre gravi restrizioni all'esplorazione spaziale in futuro.

L'assenza di gravità distrugge il corpo. Tra le altre cose, questo porta al fatto che alcune cellule immunitarie non possono svolgere il loro lavoro e i globuli rossi muoiono. Provoca anche calcoli renali e indebolisce il cuore. Gli astronauti sulla ISS lottano con debolezza muscolare, declino cardiovascolare e perdita ossea che durano dalle due alle tre ore al giorno. Tuttavia, perdono ancora massa ossea mentre sono a bordo.

L'astronauta Sunita Williams durante un'esercitazione sulla ISS

La soluzione sarebbe gravità artificiale. Al Massachusetts Institute of Technology, l'ex astronauta Lawrence Young sta testando una centrifuga che ricorda in qualche modo la visione di un film. Le persone giacciono su un fianco, su una piattaforma, spingendo una struttura inerziale che ruota. Un'altra soluzione promettente è il progetto canadese Lower Body Negative Pressure (LBNP). Il dispositivo stesso crea zavorra intorno alla vita della persona, creando una sensazione di pesantezza nella parte inferiore del corpo.

Un rischio per la salute comune sulla ISS sono i piccoli oggetti che galleggiano nelle cabine. Colpiscono gli occhi degli astronauti e causano abrasioni. Tuttavia, questo non è il problema peggiore per gli occhi nello spazio. L'assenza di gravità cambia la forma del bulbo oculare e lo colpisce diminuzione della vista. Questo è un problema serio che non è stato ancora risolto.

La salute in generale diventa un problema difficile su un'astronave. Se prendiamo un raffreddore sulla Terra, rimarremo a casa e basta. In un ambiente chiuso e denso, pieno di aria di ricircolo e molti tocchi di superfici condivise dove è difficile lavarsi correttamente, le cose sembrano molto diverse. In questo momento, il sistema immunitario umano non funziona bene, quindi i membri della missione vengono isolati alcune settimane prima della partenza per proteggersi dalle malattie. Non sappiamo esattamente perché, ma i batteri stanno diventando sempre più pericolosi. Inoltre, se starnutisci nello spazio, tutte le goccioline volano via e continuano a volare ulteriormente. Quando qualcuno ha l'influenza, tutti a bordo la avranno. E la strada per la clinica o l'ospedale è lunga.

L'equipaggio di 48 spedizioni a bordo della ISS - la realtà della vita a bordo del veicolo spaziale

Risolto il prossimo grande problema di Space Travel nessun conforto vita. In sostanza, le spedizioni extraterrestri consistono nell'attraversare un vuoto infinito in un contenitore pressurizzato tenuto in vita da un equipaggio di macchine che elaborano aria e acqua. C'è poco spazio e si vive nella costante paura delle radiazioni e dei micrometeoriti. Se siamo lontani da qualsiasi pianeta, non ci sono viste all'esterno, solo la profonda oscurità dello spazio.

Gli scienziati sono alla ricerca di idee su come far rivivere questa terribile monotonia. Uno di loro è Realtà virtualedove gli astronauti potrebbero uscire. Una cosa altrimenti nota, anche se con un nome diverso, da un romanzo di Stanisław Lem.

L'ascensore è più economico?

I viaggi nello spazio sono una serie infinita di situazioni estreme a cui sono esposti persone e attrezzature. Da un lato, la lotta contro gravità, sovraccarico, radiazioni, gas, tossine e sostanze aggressive. D'altra parte, scariche elettrostatiche, polvere, temperature che cambiano rapidamente su entrambi i lati della bilancia. Inoltre, tutto questo piacere è terribilmente costoso.

Oggi ne servono circa 20mila. dollari per inviare un chilogrammo di massa nell'orbita terrestre bassa. La maggior parte di questi costi sono legati alla progettazione e al funzionamento. sistema di avvio. Le missioni frequenti e lunghe richiedono una quantità significativa di materiali di consumo, carburante, pezzi di ricambio, materiali di consumo. Nello spazio, la riparazione e la manutenzione del sistema sono costose e difficili.

Ascensore spaziale - visualizzazione

L'idea di sgravio finanziario è, almeno in parte, il concetto ascensore spazialecollegamento di un certo punto del nostro globo con una stazione di destinazione situata da qualche parte nello spazio in tutto il mondo. L'esperimento in corso degli scienziati dell'Università di Shizuoka in Giappone è il primo del suo genere su microscala. Nei confini del progetto Satellite robotico autonomo legato allo spazio (STARS) due piccoli satelliti STARS-ME saranno collegati da un cavo di 10 metri, che sposterà un piccolo dispositivo robotico. Questo è un mini-modello preliminare della gru spaziale. In caso di successo, può passare alla fase successiva del progetto dell'ascensore spaziale. La sua creazione ridurrebbe significativamente il costo del trasporto di persone e oggetti da e verso lo spazio.

Devi anche ricordare che non c'è il GPS nello spazio, e lo spazio è enorme e la navigazione non è facile. Deep Space Network - una raccolta di schiere di antenne in California, Australia e Spagna - finora questo è l'unico strumento di navigazione extraterrestre che abbiamo. Praticamente tutto, dai satelliti degli studenti alla navicella spaziale New Horizons che attualmente perfora la fascia di Kuiper, si basa su questo sistema. Questo è sovraccarico e la NASA sta valutando di limitare la sua disponibilità a missioni meno critiche.

Naturalmente, ci sono idee per un GPS alternativo per lo spazio. Joseph Guinn, un esperto di navigazione, ha deciso di sviluppare un sistema autonomo in grado di raccogliere immagini di bersagli e oggetti vicini, utilizzando le loro posizioni relative per triangolare le coordinate del veicolo spaziale, senza la necessità del controllo a terra. In breve, lo chiama Deep Space Positioning System (DPS).

Nonostante l'ottimismo di leader e visionari - da Donald Trump a Elon Musk - molti esperti credono ancora che la vera prospettiva della colonizzazione di Marte non sia di decenni, ma di secoli. Ci sono date e piani ufficiali, ma molti realisti ammettono che sarà un bene per una persona mettere piede sul Pianeta Rosso fino al 2050. E ulteriori spedizioni con equipaggio sono pura fantasia. Dopotutto, oltre ai problemi di cui sopra, è necessario risolvere un altro problema fondamentale: nessuna guida per viaggi spaziali davvero veloci.