Czy i kiedy człowiek zrobi dwa kroki dalej w kosmosie?

Wysyłanie ludzi w kosmos jest trudne, kosztowne, ryzykowne i niekoniecznie ma większy sens naukowy niż misje robotyczne. Nic jednak tak nie pobudza wyobraźni jak załogowe podróże do miejsc, w których nikt wcześniej nie był.

Do klubu sił kosmicznych, które wysłały człowieka w przestrzeń pozaziemską (nie mylić z lotem obywatela danego kraju pod obcą banderą) nadal zaliczają się jedynie USA, Rosja i Chiny. Wkrótce do tego grona dołączą Indie.

Premier Narendra Modi uroczyście ogłosił, że jego kraj planuje do 2022 r. przeprowadzić załogowy lot orbitalny, być może na pokładzie planowanego statku kosmicznego. Gaganyaan (1). Niedawno media donosiły także o pierwszych pracach nad nowym rosyjskim statkiem. Federacjaktóry ma polecieć dalej niż Sojuz (jego nazwa zostanie zmieniona na „bardziej odpowiednią”, mimo że obecna została wybrana w ogólnopolskim konkursie). Niewiele wiadomo na temat nowej chińskiej kapsuły załogowej poza tym, że ma ona odbyć lot testowy w 2021 r., choć prawdopodobnie na pokładzie nie będzie żadnych osób.

Jeśli chodzi o długoterminowy cel misji załogowych, to właśnie dlatego Marzec. Agencja planuje na podstawie Stacja bramkowa (tzw. bramy) tworzą kompleks Transport w głębokim kosmosie (czas letni). Składający się z kapsuł Orion, pomieszczeń mieszkalnych i niezależnych modułów napędowych, docelowo zostanie przeniesiony do (2), choć to jeszcze dość odległa przyszłość.

2. Wizualizacja transportu kosmicznego docierającego w pobliże Marsa, stworzona przez Lockheeda Martina.

Nowa generacja statków kosmicznych

Do dalekich podróży kosmicznych konieczne jest posiadanie nieco bardziej zaawansowanych pojazdów niż ciasno używane kapsuły transportowe na LEO (niska orbita okołoziemska). Prace amerykańskie postępują dobrze z Oriona (3), na zlecenie Lockheed Martin. Kapsuła Orion w ramach zaplanowanej na 1 rok bezzałogowej misji EM-2020 ma zostać wyposażona w system ESA dostarczony przez europejską agencję.

Posłuży przede wszystkim do budowy i transportu załóg do stacji Gateway wokół Księżyca, która zgodnie z zapowiedzią będzie projektem międzynarodowym – nie tylko w USA, ale także w Europie, Japonii, Kanadzie i być może także w Rosji. . .

Prace nad nowym statkiem kosmicznym idą, że tak powiem, w dwóch kierunkach.

Jeden buduje kapsuły do ​​obsługi stacji orbitalnychtakie jak Międzynarodowa Stacja Kosmiczna ISS lub jej przyszły chiński odpowiednik. Tak powinny działać prywatne struktury w USA. Smok 2 z SpaceX i CST-100 Starliner Boeing w przypadku Chińczyków Shenzhoui Rosjan unia.

Drugi typ to aspiracja loty poza orbitę Ziemi, czyli na Marsa, a ostatecznie na Marsa. Wymienione zostaną te przeznaczone wyłącznie do lotów do BEO (czyli poza granice niskiej orbity okołoziemskiej). Podobnie Federacja Rosyjska, o czym niedawno informował Roskosmos.

W przeciwieństwie do wcześniej używanych kapsuł, które były jednorazowe, producenci i jedna osoba twierdzą, że przyszłe statki będą nadawały się do ponownego użycia. Każdy z nich będzie wyposażony w moduł napędowy, który będzie zawierał moc, silniki manewrowe, paliwo itp. Same są też masywniejsze, co wymaga skuteczniejszych tarcz przeciwko nim. Statki przeznaczone do misji BEO muszą być wyposażone w większe układy napędowe, gdyż wymagają większej ilości paliwa, mocniejszych silników i większej wymienności układów.

2033 na Marsa? To może nie zadziałać

We wrześniu ubiegłego roku NASA ogłosiła szczegółowy... Narodowy plan eksploracji kosmosu (). Ma na celu osiągnięcie wzniosłych celów prezydenta USA Donalda Trumpa, określonych w jego dyrektywie w sprawie polityki kosmicznej z grudnia 2017 r. – wysłania amerykańskich astronautów na Marsa i ogólnego wzmocnienia prymatu Stanów Zjednoczonych w przestrzeni pozaziemskiej.

Analitycy przedstawili przewidywaną przyszłość w 21-stronicowym raporcie, podając harmonogram osiągnięcia każdego celu. Istnieje jednak elastyczność w prognozowaniu każdego z nich i może ona ulec zmianie, jeśli plan napotka przeszkody lub zostaną dostarczone nowe dane. NASA planuje na przykład poczekać, aż wyniki misji zostaną sfinalizowane wraz z proponowanym budżetem załogowej misji na Marsa. marzec 2020podczas którego kolejny łazik będzie zbierał i analizował próbki z powierzchni. Sama wyprawa załogowa miałaby miejsce w latach 30., a najlepiej - do 2033 roku.

Z raportu niezależnego Instytutu Polityki Naukowej i Technologicznej NASA (STPI) opublikowanego w kwietniu 2019 r. wynika, że ​​wyzwania technologiczne związane z budową kosmicznej stacji transportowej do transportu astronautów na Marsa i z powrotem, a także wiele innych elementów planu wyprawy na Marsa stanowią wyzwanie Poważnym pytaniem jest możliwość osiągnięcia celu już w 2033 roku.

Raport, sporządzony przed bombowym przemówieniem Mike'a Pence'a z 26 marca, w którym wiceprezydent USA prawie nakazał NASA wysłanie ludzi z powrotem na Księżyc do 2024 r., pokazuje, ile powrót na Księżyc może kosztować i co to oznacza w dłuższej perspektywie. -pilny kontekst planów wysłania załogi.

Instytut STPI rozważał wykorzystanie obecnie opracowywanych programów, lądowników księżycowych, a następnie marsjańskich, Oriona i planowanej Gateway, która powinna powstać w latach 20. Z raportu wynika, że ​​wykonanie wszystkich tych prac w tym terminie będzie zbyt długie. Co więcej, kolejne okno startu w 2035 r. również uznano za nierealne.

„Uważamy, że nawet bez ograniczeń budżetowych misja orbitalna jest możliwa marzec 2033 nie da się przeprowadzić zgodnie z obecnymi i hipotetycznymi planami NASA” – czytamy w dokumencie STPI. „Z naszej analizy wynika, że ​​można go wdrożyć nie wcześniej niż w 2037 r., pod warunkiem nieprzerwanego rozwoju technologicznego, bez przekroczeń terminów, przekroczeń kosztów i ryzyka niedoborów budżetowych”.

Według raportu STPI, jeśli chcesz polecieć na Marsa w 2033 roku, to do 2022 roku będziesz musiał odbyć krytyczne loty, co jest mało prawdopodobne. Badania nad „fazą A” projektu Deep Space Transport powinny rozpocząć się już w 2020 roku, co również nie jest możliwe, gdyż nie rozpoczęła się jeszcze analiza kosztów całego projektu. W raporcie ostrzegł również, że próba przyspieszenia harmonogramu poprzez odejście od standardowych praktyk NASA stworzyłaby ogromne ryzyko w osiągnięciu celów.

STPI oszacowało również budżet misji na Marsa w „realistycznym” horyzoncie czasowym 2037 r. Całkowity koszt budowy wszystkich niezbędnych komponentów – w tym ciężkiej rakiety nośnej System startów kosmicznych (SLS), Statek Oriona, Brama, DST oraz inne elementy i usługi są wskazane na 120,6 miliardów dolarów, w przeliczeniu do 2037 r. Z tej kwoty 33,7 miliarda wydano już na rozwój systemów SLS i Orion oraz powiązanych systemów naziemnych. Warto dodać, że misja marsjańska wpisuje się w ogólny program lotów kosmicznych, którego całkowite koszty do 2037 roku szacowane są na 217,4 miliardów dolarów. Obejmuje to wysyłanie ludzi na Czerwoną Planetę, a także operacje na niskim poziomie i rozwój systemów naziemnych na Marsie potrzebnych w przyszłych misjach.

Szef NASA Jima Bridenstine'a Jednakże w przemówieniu wygłoszonym 9 kwietnia podczas 35. Sympozjum Kosmicznego w Colorado Springs nowy raport wydawał się niewzruszony. Wyraził entuzjazm dla przyspieszonej księżycowej osi czasu Pence'a. Jego zdaniem prowadzi ona bezpośrednio na Marsa.

- - Powiedział.

Chiny: Baza Marsa na pustyni Gobi

Chińczycy też mają swoje plany dotyczące Marsa, choć tradycyjnie nic na ich temat nie wiadomo na pewno, a już na pewno nie są znane rozkłady lotów załogowych. W każdym razie chińska przygoda z Marsem rozpocznie się w przyszłym roku.

Następnie w 2021 r. zostanie wysłana misja w celu zbadania tego obszaru. Pierwszy w Chinach łazik marsjański HX-1. Lander i wyrusz w tę podróż podniesiony rakieta „Changzheng-5”. Po dotarciu na miejsce robot-łazik musi się rozejrzeć i wybrać odpowiednie miejsca do pobrania próbek. Kiedy coś takiego się zdarza, jest to bardzo trudne. Pojazd startowy Long 9 marca (w fazie rozwoju) wyśle ​​tam kolejny lądownik z innym łazikiem, którego robot pobierze próbki, dostarczy je do rakiety, która wyniesie je na orbitę, a cały sprzęt wróci na Ziemię. Wszystko to powinno nastąpić do 2030 roku. Jak dotąd żadnemu krajowi nie udało się zrealizować takiej misji. Jak jednak można się domyślić, testy „Powrotu z Marsa” są wstępem do programu wysyłania tam ludzi.

Chińczycy przeprowadzili swoją pierwszą załogową misję pozaziemską dopiero w 2003 roku. Od tego czasu zbudowali już własny rdzeń i wysłali w kosmos wiele statków, a na początku tego roku, po raz pierwszy w historii astronautyki, miękki wylądowali na niewidocznej stronie Księżyca.

Teraz deklarują, że nie zatrzymają się ani na naszym naturalnym satelicie, ani nawet na Marsie. Podczas lotów do tych obiektów również nie będzie misje do asteroid i Jowisza, największa planeta. Chińska Narodowa Administracja Kosmiczna (CNSA) planuje pojawić się tam w 2029 roku. Prace nad wydajniejszymi silnikami do rakiet i statków wciąż trwają. Powinno być silnik jądrowy nowe pokolenie.

Aspiracje Chin symbolizują miejsca testowe, takie jak błyszczące, futurystyczne obiekty otwarte w kwietniu tego roku. Baza kosmiczna Mars Base 1 (4) które znajduje się na środku pustyni Gobi. Jego celem jest pokazanie zwiedzającym, jak może wyglądać życie człowieka. Konstrukcja ma srebrną kopułę i dziewięć modułów, w tym pomieszczenia mieszkalne, sterownię, szklarnię i śluzę. Na razie przywożone są tu wycieczki szkolne.

4. Chińska baza Mars 1 na pustyni Gobi

Dotykający test bliźniąt

W ostatnich latach kolejne misje załogowe nie spotkały się z dobrą opinią ze względu na koszty i zagrożenia dla istot biologicznych w kosmosie. Pojawiła się irytacja, czy powinniśmy całkowicie oddać robotom eksplorację planet i kosmosu. Ale nowe dane naukowe zachęcają ludzi.

Wyniki wypraw NASA uznano za zachęcające z punktu widzenia wypraw załogowych. eksperyment z „bratem bliźniakiem w kosmosie”. Astronauci Scotta i Marka Kelly’ego (5) wziął udział w badaniu mającym na celu odkrycie długoterminowego wpływu przestrzeni na organizm ludzki. Przez prawie rok bliźniacy przechodzili te same badania lekarskie – jeden na pokładzie, drugi na Ziemi. Najnowsze wyniki pokazują, że rok spędzony w kosmosie ma znaczący, ale niezagrażający życiu wpływ na organizm ludzki, budząc nadzieję na możliwość wyprawy na Marsa w przyszłości.

5. Bliźniacy Scott i Mark Kelly

W ciągu roku Scott zebrał całą dokumentację medyczną na swój temat. Pobrał krew i mocz oraz przeprowadził testy poznawcze. Na Ziemi jego brat zrobił to samo. W 2016 roku Scott wrócił na Ziemię, gdzie studiował przez następne dziewięć miesięcy. Teraz, cztery lata po rozpoczęciu eksperymentu, opublikowano pełne wyniki.

Po pierwsze, pokazują, że chromosomy Scotta zawierają cechy uszkodzenia radiacyjne. Może to prowadzić do chorób takich jak rak.

Jednak rok spędzony w kosmosie aktywuje także tysiące genów związanych z układem odpornościowym, co mogłoby się zdarzyć tylko w ekstremalnych warunkach na Ziemi. Kiedy znajdziemy się w stresującej sytuacji, doznamy poważnego urazu lub zachorujemy, odpowiedź immunologiczna zaczyna działać.

Struktury bliźniacze tzw telomery. Na końcach chromosomów znajdują się „czapki”. pomóc chronić nasze DNA przed uszkodzeniem i kurczą się pod wpływem naprężenia lub bez. Ku zaskoczeniu badaczy telomery Scotta w przestrzeni kosmicznej nie były krótsze, ale znacznie dłuższe. Po powrocie na Ziemię w ciągu 48 godzin ponownie stały się krótsze, a po sześciu miesiącach ponad 90% ich aktywowanych genów odpornościowych zostało wyłączonych. Po dziewięciu miesiącach uszkodzenia chromosomów były mniejsze, co oznacza, że ​​żadna ze zmian zaobserwowanych wcześniej przez naukowców nie zagrażała życiu.

Scott powiedział w wywiadzie.

-

Susan Bailey, badaczka z Colorado State University, uważa, że ​​organizm Scotta reagował na promieniowanie. mobilizacja komórek macierzystych. Odkrycie to może pomóc naukowcom w opracowaniu środków medycznych przeciwdziałających skutkom podróży kosmicznych. Badaczka nie wyklucza nawet, że kiedyś w ogóle znajdzie na to metodę przedłużenie życia na Ziemi.

Czy zatem długoterminowe podróże kosmiczne powinny wydłużać nasze życie? Byłaby to dość nieoczekiwana konsekwencja programu eksploracji kosmosu.