Несколько десятилетий космическая отрасль топчется на месте. Для пилотируемых полётов на Марс и Венеру с большими оговорками использование химических ракетных двигателей осуществимо в принципе, например, полёт на Марс занял бы полгода, столько же заняла бы дорога обратно. Естественно, эти сроки неподобающи для регулярного сообщения, но для разовых научно-исследовательских экспедиций вполне сносны. Однако такие двигатели совсем не подходят для полётов на окраины Солнечной системы, где находятся её основные богатства. Путь только в один конец занял бы годы и десятки лет.
Современные ракеты маломощны, ненадёжны и супердороги, уважаемые друзья. Запуск на орбиту среднетяжёлой ракеты типа Протона-М да и других подобных стоит примерно 100 миллионов долларов. И это без учёта стоимости космического корабля и груза. Причём вы выводите на орбиту 6 тонн груза, включая вес космического корабля, а из них полезными являются только 2-3 тонны. Мы запускаем в космос баснословные богатства, дорогие друзья!
Конечно же, несовершенство технологии пока очень сильно тормозит колонизацию космоса. Это касается космических двигателей, материалов и финансовой доступности всего этого. Что значит космическая экспансия? Я думаю, она возможна только тогда, когда доступность космических перемещений будет идентична нынешней поездке в другую страну.
Вот, например, показали по ТВ рекламу, что спутники Сатурна ждут вас. Гарантированы высокая зарплата, работа на шахте по добыче полезных ископаемых, комфортное жильё, магазины, детский сад, больница прилагается. Вот, это уже 100 процентная космическая экспансия.. И билет на космический полёт стоит примерно как на трансатлантический рейс.
Однако физические законы не обойдёшь дорогие друзья. Если вы решили всерьёз покорить космос, нужны в первую очередь, материалы, уникальные сверхпрочные материалы, которых пока не изобретено и даже в принципе не просматривается путей разрешения задач по хотя бы научному обоснованию теорий получения материалов, не говоря уж о прикладной технолонии.
Ведь материалы нужны уникальные, которые способны выдерживать огромную нагрузку против разрушения, материалы, имеющие рекордную жаропрочность и в перспективе, способные выдерживать температуру до миллиона кельвинов, например, для камер сгорания термоядерных двигателей. Нужны материалы, которые будут способны сдерживать космическое излучение.
Когда вы находитесь даже на земной орбите, на той же МКС, орбита не считается совсем уж открытым космосом. Земное магнитное поле надёжно защищает вас от солнечного ветра, от жёсткого губительного излучения, которое буквально пронизывает открытый космос во всех направления. А особенно межзвездное пространство, не защищенное гелиопузырем.
Американцы, когда летали на Луну, составляли примерный прогноз солнечной активности, чтобы не было вспышек, присущих нашему светилу, которые посылают мощнейшие волны радиации. Если на таком небольшом расстоянии ещё можно уберечься от излучения, то при полётах в открытый космос оно будет представлять серьёзнейшую проблему.
Есть два способа её решения- создавать на космическом корабле магнитную установку, которая будет создавать вокруг корабля магнитное поле, идентичное земному, либо полностью покрывать корабль тяжёлой бронёй. И тот и другой способ означают дополнительную нагрузку на двигательную установку и уменьшение полезной массы.
Другая опасность это метеориты и космическая пыль. Мало разогнать космический корабль до скорости в несколько сот или даже тысяч километров в секунду. Какой в этом смысл, если удар о корпус корабля мельчайшего осколка камня размером в сантиметр будет подобен взрыву мощнейшей бомбы, а удар метеорита весом в несколько килограммов будет подобен взрыву ядерной бомбы по мощности, способным разрушить космический корабль до основания. Так что, как видите, уважаемые друзья, нужны сверхматериалы, способные выдерживать такие удары, нужны системы стабилизации корабля, которые при таких ударах не дадут кораблю сбиться с курса.
Возможно, мощная энергетическая установка решила бы проблемы с метеоритами и радиацией путём создания защитного поля, но увы, таких установок пока не создано.
Следующей огромной проблемой является доставка людей и материалов на орбиту Земли. Сейчас уже ясно, что межпланетные и межзвездные космические корабли не будут напрямую стартовать с Земли. Это потребовало бы гигантских супер ракет, весом в тысячи и миллионы тонн эксплуатация которых была бы крайне, нестабильна и опасна. Да и даже по малейшим прикидкам межпланетный корабль будет иметь такие размеры, вес и форму, что ни одна ракета на орбиту его не выведет. А если и выведет, то атмосфера Земли быстро будет испорчена такими стартами.
Самое перспективное средство доставки грузов и людей на орбиту Земли это космический лифт. Суть его в том, что к объекту, находящемуся за геостационарной орбите Земли привязывают супертрос, по которому скользит грузовая платформа на орбиту Земли и обратно. Работы и научные разработки над этой задачей ведутся. И главная загвоздка в материале для троса. Ведь он должен быть одновременно и очень тонким, легким, в идеале вообще не иметь своего веса. И в то же время очень прочным.
Самым перспективным материалом для троса космического лифта считается трос, сделанный из углеродных нанотрубок. Но это материал только недавно открыт и толком еще не изучен.
В кратце я описала основные проблемы, которые стоят сейчас перед человечеством при освоении космоса.
А дальше поговорим о практических и теоретических разработках, или уже готовых, или только существующих в лабораториях, но готовых вот вот выйти в свет.
Вы никогда не задумывались, дорогие друзья, откуда берётся электрическая энергия для космического корабля или для той же МКС? Зря. Ведь в космосе получить электроэнергию весьма проблематично. Например, если вы находитесь во внутренней части Солнечной системы или на орбите Земли, то безусловно, энергия будет вырабатываться с помощью солнечных батарей, которые подзаряжают батареи аккумуляторные. Мощность конечно же, невесть какая, но на освещение, работу станции и систем жизнеобеспечения хватает.
А откуда берут энергию межпланетные станции? Вояджер, Кассини, Новые Горизонты, исследующие окраины Солнечной системы, где царит вечный мрак, а Солнце кажется лишь одной из тысяч других ярких звёзд? Всё правильно, дорогие друзья, они питаются от радиоизотопных термоэлектрических генераторов, суть ядерных реакторов. Только вот мощность данных реакторов, учитывая ограниченный объём и вес космического аппарата, всего -то ватт 300-500.
Да да, уважаемые друзья, вы не ослышались- мощность вырабатываемой реактором энергии, тех же Новых Горизонтов, исследовавших Плутон и его спутники, равна мощности, потребляемой вашим плазменным телевизором и аудиосистемой, когда вы слушаете музыку. При этом вес реактора составляет примерно 200 килограммов, включая около 10 килограммов топлива- оксида плутония либо урана 235. Такой реактор может работать 10-15 лет, при этом его мощность будет падать каждый год на 5 процентов. Однако на автоматической станции немного приборов, требующих большое энергоснабжение. Большую часть пути она летит в состоянии гибернации, энергия тратится только на поддержание температурного режима внутри корпуса, который должен быть не ниже -20 градусов.
Когда станция проходит
