Orión
Después de la tragedia del transbordador Columbia, la autoridad de las naves del programa del transbordador espacial se vio seriamente socavada y la NASA se enfrentó a la tarea de crear un nuevo transbordador tripulado reutilizable. A mediados de la década de 2000, este proyecto se llamó Crew Exploration Vehicle, pero luego adquirió un nombre más sonoro y hermoso: "Orion".
"Orion" es una nave espacial reutilizable parcialmente tripulada que, de hecho, repite el diseño técnico de las naves de la serie Apollo, pero tiene un "relleno" mucho más avanzado, especialmente el electrónico. Se ha actualizado casi todo; incluso el baño del nuevo transbordador será similar a los utilizados en la ISS.
Se supone que la nave espacial Orion comenzará sus actividades cercanas a la Tierra; principalmente se ocupará del transporte de astronautas a la estación orbital. Entonces comienza la diversión: representantes de la NASA dicen que el nuevo transbordador podrá devolver al hombre a la Luna, ayudar a los astronautas a aterrizar en un asteroide e incluso dar el “próximo gran salto” (Next Giant Leap ya es oficialmente uno de los lemas que acompañan el programa Orión) - permitirá que el hombre finalmente ponga un pie en la superficie de Marte.
La primera prueba seria (Exploration Flight Test-1) del barco prácticamente terminado comenzará en diciembre de 2014; sin embargo, se tratará únicamente de un vuelo orbital y no tripulado para realizar las pruebas iniciales. El primer vuelo de astronautas a Orión está previsto para principios de la década de 2020. La misión tripulada más atractiva y, por tanto, más probable (debido a su precio relativamente bajo) preparada por la NASA para el nuevo transbordador hasta el momento es la visita a un asteroide que anteriormente se encontraba en la órbita lunar.
Concepto del transbordador Orion / ©NASA
Nave EspacialDos
La empresa británica Virgin Galactic, dirigida por el multimillonario Richard Branson, es una de las locomotoras del turismo espacial y pronto llevará la exploración espacial comercial a un nuevo nivel.
A finales de 2014 comenzarán los primeros lanzamientos de pasajeros de un transbordador suborbital que, por 250.000 dólares, podrá llevar a seis afortunados a una altitud de 110 km sobre el nivel del mar. Esto es 10 km más alto que la Línea Karman, el límite entre la atmósfera terrestre y el espacio exterior establecido por la Federación Aeronáutica Internacional.
No se utilizan cohetes al lanzar SpaceShipTwo; en cambio, el transbordador eleva el avión principal, WhiteKnightTwo, a la altura requerida, luego se deja caer el barco y se enciende el motor principal, que ya es un cohete, especialmente diseñado para él (RocketMotorTwo), que lleva el barco al preciado Línea de 110 km. Luego el barco desciende y a una velocidad de 4200 km/h vuelve a entrar en la atmósfera (y puede hacerlo desde cualquier ángulo) y luego aterriza solo en el aeródromo.
El número de personas inscritas en los primeros vuelos de SpaceShipTwo se acerca al millar. Entre ellos se encuentran los actores Ashton Kutcher y Angelina Jolie, así como, por ejemplo, Justin Bieber. Los asientos para un vuelo con Leonardo DiCaprio generalmente se sorteaban en una subasta benéfica; resultó que muchos no eran reacios a pagar un millón de dólares por tal servicio.
Por cierto, la reciente decisión del Reino Unido de construir su propio puerto espacial comercial estuvo dictada, entre otras cosas, por la necesidad de crear infraestructura para empresas como Virgin Galactic. Actualmente, la empresa utiliza el puerto espacial Spaceport America, ubicado en el estado estadounidense de Nuevo México.
SpaceShipTwo en vuelo en solitario / ©MarsScientific
Amanecer
La misión de la estación automática interplanetaria Dawn es única: el satélite debe explorar un par de planetas enanos en el cinturón de asteroides (entre Marte y Júpiter), directamente desde su órbita. Si todo sale bien, este dispositivo se convertirá en el primer satélite de la historia en visitar las órbitas de dos cuerpos celestes diferentes (sin incluir la Tierra).
Desarrollado por la NASA y lanzado en 2007, y equipado con un motor de iones experimental, el dispositivo ya completó con éxito su misión de explorar el protoplaneta rocoso Vesta en 2012. Todos los datos obtenidos por el satélite son de dominio público.
Por el momento, Dawn se dirige hacia un objeto aún más interesante: el helado Ceres. Este protoplaneta (anteriormente clasificado como asteroide) tiene un diámetro de 950 kilómetros y una forma muy cercana a la esférica. Con una masa de un tercio de todo el cinturón de asteroides, Ceres podría convertirse oficialmente en un planeta (el quinto desde el Sol), pero en 2006, junto con Plutón, recibió el estatus de planeta enano. Según los cálculos, el manto helado de su superficie puede alcanzar los 100 km de profundidad; esto significa que hay más agua dulce en Ceres que en la Tierra.
Ambos objetos, Vesta y Ceres, son de gran interés para los científicos. Su estudio nos permitirá profundizar nuestra comprensión de los procesos que ocurren durante la formación de los planetas, así como de los factores que influyen en ello.
La llegada de Dawn a la órbita de Ceres se espera para febrero de 2015.
Concepto de Dawn acercándose a Vesta / ©NASA/JPL-Caltech
Nuevos horizontes
Un poco más tarde, en julio de 2015, está previsto otro gran acontecimiento relacionado con la misión de otra estación automática interplanetaria. Por estas fechas llegará a la órbita de Plutón la nave New Horizons lanzada por la NASA en 2006, cuya misión es estudiar en profundidad Plutón y sus lunas, así como un par de objetos en el cinturón de Kuiper (dependiendo de cuáles se encuentren). más accesible en rodeado por un satélite en 2015)
Por el momento, el dispositivo tiene un récord brillante: ha alcanzado la velocidad más alta en comparación con cualquier dispositivo lanzado desde la Tierra y se dirige hacia Plutón a una velocidad de 16,26 km/s. New Horizons fue ayudado a lograr esto por la aceleración gravitacional que recibió mientras volaba cerca de Júpiter.
Por cierto, muchas de las funciones de investigación del dispositivo se probaron en Júpiter y sus satélites. Tras abandonar el sistema joviano, el dispositivo, para ahorrar energía, se sumió en un “sueño”, del que sólo sería despertado por la aproximación de Plutón.
Concepto New Horizons con Plutón y su luna al fondo / ©NASA
Don Quijote
La misión de la estación automática interplanetaria “Don Quijote”, desarrollada por la Agencia Espacial Europea (ESA), es verdaderamente caballerosa. "Don Quijote", que consta de dos dispositivos: el equipo de investigación "Sancho" y el "Impacto" "Hidalgo", deberá demostrar de una vez por todas si la humanidad puede salvarse de la inevitable caída de un asteroide obligando al posible asesino a cambiar. curso.
Se supone que ambas partes del dispositivo llegarán a algún asteroide preseleccionado con un diámetro de aproximadamente 500 metros. "Sancho" girará en torno a él, realizando las investigaciones necesarias.
Cuando todo esté listo, "Sancho" se alejará del asteroide a una distancia segura, y "Hidalgo" chocará contra él a una velocidad de 10 km/s. Luego, "Sancho" volverá a estudiar el objeto; más precisamente, qué consecuencias dejó la colisión: si ha cambiado el curso del asteroide, qué tan grave es la destrucción de su estructura, etc.
El lanzamiento de Don Quijote está previsto para 2016.
Concepto de Don Quijote con un asteroide sin nombre al fondo / ©ESA - AOES Medialab
Luna-Glob
En Rusia se están reactivando proyectos de naves espaciales lunares y cada vez se escuchan más palabras sobre la creación de una colonia lunar con la bandera tricolor en labios de los responsables de la industria espacial rusa.
La creación de una base espacial en la Luna es todavía una perspectiva lejana, pero los proyectos de estaciones automáticas interplanetarias para el estudio de un satélite terrestre artificial son bastante factibles en este momento, y desde hace varios años el principal en Rusia es el Luna- El programa Glob es, de hecho, el primer paso necesario en el camino hacia un posible asentamiento lunar.
La sonda automática interplanetaria Luna-Glob estará compuesta principalmente por un módulo de aterrizaje. Alunizará en la superficie de la Luna en su región polar sur, presumiblemente en el cráter Boguslavsky, y desarrollará el mecanismo de aterrizaje en la superficie lunar. La sonda también estudiará el suelo lunar: perforará para tomar muestras del suelo y analizarlo más a fondo para detectar la presencia de hielo (el agua es necesaria tanto para la vida de los astronautas como potencialmente como combustible de hidrógeno para los cohetes).
El lanzamiento del dispositivo se ha pospuesto muchas veces por diversas razones, por el momento el año de lanzamiento se llama 2015. En el futuro, antes del vuelo tripulado previsto para la década de 2030, está previsto lanzar varias sondas más pesadas, incluida Luna- Resurs, que también trabajará en el estudio de la Luna y otras medidas preparatorias necesarias para el futuro aterrizaje de astronautas.
Concepto de vehículo de aterrizaje Luna-Glob / ©Rusrep
Cazador de sueños
El minitransbordador Dream Chaser de Sierra Nevada Corporation está siendo desarrollado para la NASA como un vehículo tripulado fiable y reutilizable para vuelos suborbitales y orbitales. Se supone que Dream Chaser se utilizará para transportar astronautas a la ISS.
El dispositivo es lanzado por un cohete Atlas-5. El propio transbordador, con capacidad para transportar a 7 personas, está equipado con motores de cohetes híbridos. Al igual que SpaceShipTwo, aterriza de forma independiente y horizontal en el cosmódromo.
Junto con el Dragon de SpaceX y el CST-100 de Boeing, Dream Chaser es un contendiente comercial para el nuevo vehículo de tripulación principal para los Estados Unidos y la NASA (los tres proyectos han recibido financiación gubernamental). Vale la pena señalar que estos dispositivos están siendo desarrollados por el sector privado de la industria espacial estadounidense con apoyo parcial del gobierno y están destinados a operaciones específicamente en el espacio cercano a la Tierra. En cuanto a las actividades en el espacio más profundo, la NASA ya tiene su propio programa de naves espaciales tripuladas, y se trata del Orion mencionado anteriormente.
Más recientemente (22 de julio de 2014), se llevaron a cabo las pruebas del Dream Chaser, que mostraron la preparación de todos los sistemas clave para vuelos espaciales. El primer vuelo de prueba tripulado del transbordador está previsto para 2016.
Concepto Dream Chaser acoplado a la ISS / ©NASA
Inspiración Marte
Por supuesto, mucha gente conoce el proyecto Mars One, un reality show espacial planificado, cuyos autores están organizando un concurso mundial para seleccionar candidatos para un vuelo tripulado a Marte a principios de la década de 2020 y la creación de un asentamiento humano permanente allí. . Sin embargo, existe otro proyecto similar: Inspiration Mars.
La Inspiration Mars Foundation es una organización sin fines de lucro creada por el primer turista espacial, el estadounidense Dennis Tito. Tito planea recaudar los fondos necesarios y enviar a dos personas en una nave espacial a Marte. No hay planes de aterrizar o entrar en órbita; sólo un sobrevuelo del Planeta Rojo y regreso a la Tierra. Si todo va bien, la misión debería durar 501 días.
Se espera que se recauden fondos tanto del sector privado como del presupuesto estadounidense; En total se necesitan entre 1.000 y 2.000 millones de dólares; el coste exacto aún no se ha anunciado. El vehículo que se puede utilizar para la misión es el americano Orion.
Tito cree que el vuelo debería completarse ya en 2018 (en este momento Marte volverá a estar lo más cerca posible de la Tierra, lo que creará condiciones favorables para los vuelos interplanetarios; la próxima vez esto sucederá recién en 2031).
También hay un “Plan B” en caso de que la misión no esté lista para 2018: extender la misión a 589 días, lanzar el dispositivo en 2021 y volar no sólo por Marte, sino también por Venus.
Inspiración Probable trayectoria de vuelo a Marte / ©Inspiration Mars Foundation
James WebbTelescopio
Un telescopio espacial que cuesta más que tres rovers Curiosity. El telescopio James Webb es el sucesor del mundialmente famoso telescopio Hubble (cuyo equipamiento sigue quedando obsoleto). En el desarrollo del proyecto participaron no solo Estados Unidos, sino también otros 16 países. Las agencias espaciales de Europa y Canadá brindaron una importante ayuda a la NASA.
Se espera que el telescopio de 8 mil millones de dólares (la última cifra anunciada por el Congreso) se lance en un cohete Arian 5 en octubre de 2018 y se coloque en el punto de Lagrange entre el Sol y la Tierra.
El espejo principal del telescopio consta de 18 espejos móviles chapados en oro combinados en uno y tiene un diámetro de 6,5 metros. El telescopio “verá” en los rangos óptico, infrarrojo cercano y medio. Con su ayuda, se espera estudiar las primeras etapas del desarrollo del Universo y ver cuerpos celestes extremadamente distantes de nuestra galaxia, así como tomar fotografías de los objetos del sistema solar más claras que nunca.
En términos de capacidades, James Webb superará no sólo al Hubble, sino también a otro importante telescopio espacial: el Telescopio Espacial Spitzer.
Concepto del telescopio James Webb / ©NASA
JUGO
Es probable que la estación automática interplanetaria Júpiter Icy Moon Explorer cambie nuestra comprensión de los cuerpos pequeños del Sistema Solar. El satélite JUICE de la ESA volará a Júpiter en 2022 y realizará los tan esperados estudios de algunos de los objetos más interesantes del sistema solar: los tres satélites más cercanos y más grandes de Júpiter del llamado grupo galileano: Europa, Ganímedes y Calisto.
Se supone que cada uno de estos cuerpos celestes tiene un océano subglacial, es decir, teóricamente, las condiciones para el origen de la vida. JUICE estudiará de cerca las características físicas de estos satélites, buscará moléculas orgánicas y estudiará la composición del hielo (de forma remota, a través de equipos científicos a bordo).
Los datos obtenidos por JUICE ayudarán a analizar las lunas jovianas como objetivos potenciales para futuras misiones tripuladas. Si se lanza con éxito a la hora prevista, el dispositivo llegará al sistema de Júpiter en 2030.
Concepto JUICE con Júpiter y Europa al fondo / ©ESA
Juno. La nave espacial Juno fue lanzada en 2011 y está programada para entrar en órbita alrededor de Júpiter en 2016. Realizará un largo recorrido alrededor del gigante gaseoso, recopilando datos sobre la composición atmosférica y el campo magnético, así como mapeando los vientos. Juno es la primera nave espacial de la NASA que no utiliza un núcleo de plutonio sino que está equipada con paneles solares.
Marte 2020. El próximo rover enviado al planeta rojo será, en muchos sentidos, una copia del ya probado Curiosity. Pero su tarea será otra: buscar cualquier rastro de vida en Marte. El programa comienza a finales de 2020.
La NASA planea poner en órbita un reloj atómico espacial para la navegación en el espacio profundo en 2016. Este dispositivo, en teoría, debería funcionar como GPS para futuras naves espaciales. El reloj espacial promete ser 50 veces más preciso que cualquiera de sus homólogos de la Tierra.
Conocimiento. Una de las preguntas importantes relacionadas con Marte es si hay actividad geológica en él o no. La misión InSight, prevista para 2016, respondería a esta cuestión con un rover equipado con un taladro y un sismómetro.
Orbitador de Urano. La humanidad ha visitado Urano y Neptuno sólo una vez, durante la misión Voyager 2 en 1980, pero se espera que esto se corrija en la próxima década. El programa del orbitador de Urano está concebido como un análogo del vuelo de Cassini a Júpiter. Los problemas son la financiación y la falta de plutonio como combustible. Sin embargo, el lanzamiento está previsto para 2020 y el vehículo llegará a Urano en 2030.
Clíper Europa. Gracias a la misión Voyager en 1979, supimos que debajo del hielo de una de las lunas de Júpiter, Europa, hay un océano enorme. Y donde hay tanta agua líquida, la vida es posible. Europa Clipper volará en 2025, equipado con un potente radar capaz de mirar profundamente en el hielo de Europa.
OSIRIS-REx. El asteroide (101955) Bennu no es el objeto espacial más famoso. Pero según astrónomos de la Universidad de Arizona, existe una posibilidad muy real de que se estrelle contra la Tierra alrededor del año 2200. OSIRIS-REx viajará a Benn en 2019 para recolectar muestras de suelo y regresará en 2023. El estudio de los datos obtenidos podría ayudar a prevenir un desastre en el futuro.
LISA es un experimento conjunto entre la NASA y la Agencia Espacial Europea para estudiar las ondas gravitacionales emitidas por agujeros negros y púlsares. Las mediciones se realizarán mediante tres dispositivos situados en los vértices de un triángulo de 5 millones de kilómetros de longitud. LISA Pathfinder, el primero de tres satélites, se pondrá en órbita en noviembre de 2015, y el lanzamiento completo del programa está previsto para 2034.
BepiColombo. Este programa debe su nombre al matemático italiano del siglo XX Giuseppe Colombo, quien desarrolló la teoría de la maniobra gravitacional. BepiColombo es un proyecto de las agencias espaciales de Europa y Japón, que comenzó en 2017 con la llegada estimada del dispositivo a la órbita de Mercurio en 2024.
El telescopio espacial James Webb se pondrá en órbita en 2018 como sustituto del famoso Hubble. Del tamaño de una cancha de tenis y el tamaño de una casa de cuatro pisos, con un costo de casi 9 mil millones de dólares, el telescopio se considera la mejor esperanza para la astronomía moderna.
Básicamente, las misiones están previstas en tres direcciones: un vuelo a Marte en 2020, un vuelo a Europa, la luna de Júpiter, y, posiblemente, a la órbita de Urano. Pero la lista no se limita a ellos. Echemos un vistazo a diez programas espaciales en el futuro próximo.
La humanidad lleva más de medio siglo explorando el espacio exterior con naves espaciales tripuladas. Por desgracia, durante este tiempo, en sentido figurado, no navegó muy lejos. Si comparamos el Universo con el océano, simplemente estamos deambulando por el borde de las olas, sumergidos en el agua hasta los tobillos. Un día, sin embargo, decidimos nadar un poco más profundo (el programa lunar Apolo), y desde entonces vivimos con el recuerdo de este evento como el mayor logro.
Hasta ahora, las naves espaciales han servido principalmente como vehículos de transporte hacia y desde la Tierra. La duración máxima del vuelo autónomo que puede alcanzar el transbordador espacial reutilizable es de sólo 30 días, y aun así en teoría. ¿Pero quizás las naves espaciales del futuro serán mucho más avanzadas y versátiles?
Las expediciones lunares Apolo ya han demostrado claramente que las necesidades de las futuras naves espaciales pueden ser sorprendentemente diferentes de las tareas de los “taxis espaciales”. La cabina lunar del Apolo tenía muy poco en común con las naves aerodinámicas y no estaba diseñada para volar en una atmósfera planetaria. Las fotografías de los astronautas estadounidenses dan una idea más que clara de cómo serán las naves espaciales del futuro.
El factor más grave que obstaculiza la exploración humana ocasional del Sistema Solar, por no hablar de la organización de bases científicas en los planetas y sus satélites, es la radiación. Los problemas surgen incluso en misiones lunares que duran como máximo una semana. Y el vuelo de año y medio a Marte, que parecía estar a punto de realizarse, se aleja cada vez más. La investigación automatizada ha demostrado que es mortal para los humanos a lo largo de toda la ruta de vuelo interplanetario. Por lo tanto, las naves espaciales del futuro adquirirán inevitablemente una importante protección contra la radiación en combinación con medidas médicas y biológicas especiales para la tripulación.
Está claro que cuanto más rápido llegue a su destino, mejor. Pero el vuelo rápido requiere motores potentes. Y para ellos, a su vez, un combustible muy eficiente y que no ocupa mucho espacio. Por tanto, los motores de propulsión química darán paso a los nucleares en un futuro próximo. Si los científicos logran domesticar la antimateria, es decir, convertir la masa en radiación luminosa, las naves espaciales del futuro adquirirán velocidades relativistas y expediciones interestelares.
Otro obstáculo serio para la exploración del Universo por parte del hombre será la provisión a largo plazo de su vida. En tan solo un día, el cuerpo humano consume una gran cantidad de oxígeno, agua y alimentos, libera desechos sólidos y líquidos y exhala dióxido de carbono. No tiene sentido llevar a bordo un suministro completo de oxígeno y alimentos debido a su enorme peso. El problema se resuelve mediante un circuito cerrado a bordo. Sin embargo, hasta ahora todos los experimentos sobre este tema no han tenido éxito. Y sin un sistema cerrado de soporte vital, las naves espaciales del futuro volando por el espacio durante años son impensables; Las imágenes de los artistas, por supuesto, asombran la imaginación, pero no reflejan la situación real.
Por lo tanto, todos los proyectos de naves espaciales y naves estelares aún están lejos de su implementación real. Y la humanidad tendrá que aceptar el estudio del Universo por parte de astronautas encubiertos y la recepción de información de sondas automáticas. Pero esto, por supuesto, es temporal. La astronáutica no se detiene y señales indirectas muestran que se está gestando un gran avance en esta área de la actividad humana. Entonces, tal vez, las naves espaciales del futuro se construirán y realizarán sus primeros vuelos en el siglo XXI.
Todos hemos visto muchas veces una gran variedad de estaciones espaciales y ciudades espaciales en películas de ciencia ficción. Pero todos ellos son poco realistas. Brian Versteeg de Spacehabs utiliza principios científicos del mundo real para desarrollar conceptos de estaciones espaciales que algún día podrían construirse. Una de esas estaciones de asentamiento es Kalpana One. Más precisamente, una versión mejorada y moderna de un concepto desarrollado en los años 1970. Kalpana One es una estructura cilíndrica con un radio de 250 metros y una longitud de 325 metros. Nivel de población aproximado: 3.000 ciudadanos.
Echemos un vistazo más de cerca a esta ciudad...
“El Kalpana One Space Settlement es el resultado de una investigación sobre los límites muy reales de la estructura y la forma de enormes asentamientos espaciales. Desde finales de los años 60 y hasta los años 80 del siglo pasado, la humanidad absorbió la idea de las formas y tamaños de posibles estaciones espaciales del futuro, que se mostraron todo este tiempo en películas de ciencia ficción y en diversas imágenes. . Sin embargo, muchas de estas formas tenían algunos defectos de diseño que, en realidad, provocarían que dichas estructuras sufrieran una estabilidad insuficiente durante la rotación en el espacio. Otras formas no aprovecharon eficazmente la relación entre masa estructural y protectora para crear zonas habitables”, afirma Versteeg.
“Al buscar una forma que permitiera crear un área habitable y habitable en condiciones de sobrecarga y que tuviera la masa protectora necesaria, descubrimos que la forma oblonga de la estación sería la opción más adecuada. Debido al gran tamaño y diseño de una estación de este tipo, se requeriría muy poco esfuerzo o ajuste para evitar sus oscilaciones”.
“Con el mismo radio de 250 metros y una profundidad de 325 metros, la estación dará dos vueltas completas alrededor de sí misma por minuto y creará la sensación de que una persona, al estar en ella, experimentará la sensación como si estuviera en condiciones terrenales. gravedad. Y este es un aspecto muy importante, ya que la gravedad nos permitirá vivir más tiempo en el espacio, porque nuestros huesos y músculos se desarrollarán del mismo modo que lo harían en la Tierra. Dado que en el futuro estas estaciones pueden convertirse en hábitats permanentes para las personas, es muy importante crear en ellas condiciones que se acerquen lo más posible a las condiciones de nuestro planeta. Haga que la gente no sólo pueda trabajar en ello, sino también relajarse. Y relájate con delicias”.
"Y aunque la física de golpear o lanzar, digamos, una pelota en un entorno así será muy diferente a la de la Tierra, la estación definitivamente ofrecerá una amplia variedad de actividades deportivas (y otras) y de entretenimiento".
Brian Versteeg es diseñador conceptual y se centra en el trabajo de la tecnología del futuro y la exploración espacial. Trabajó con muchas empresas espaciales privadas, así como con publicaciones impresas, a las que mostró conceptos de lo que la humanidad utilizaría en el futuro para conquistar el espacio. El proyecto Kalpana One es uno de esos conceptos.
Pero por ejemplo, algunos conceptos más antiguos:
Base científica en la Luna. concepto de 1959
El concepto de colonia cilíndrica en la mente del pueblo soviético. 1965
Imagen: Revista “Tecnología para la Juventud”, 1965/10
Concepto de colonia toroidal
Imagen: Don Davis/NASA/Centro de Investigación Ames
Desarrollado por la agencia aeroespacial de la NASA en los años 1970. Según lo previsto, la colonia habría sido diseñada para albergar a 10.000 personas. El diseño en sí era modular y permitiría la conexión de nuevos compartimentos. En ellos sería posible viajar en un vehículo especial llamado ANTS.
Imagen y presentación: Don Davis/NASA/Ames Research Center
Esferas Bernal
Imagen: Don Davis/NASA/Centro de Investigación Ames
Otro concepto fue desarrollado en el Centro de Investigación Ames de la NASA en la década de 1970. Población: 10.000 La idea principal de la Esfera Bernal son los compartimentos habitables esféricos. El área poblada se encuentra en el centro de la esfera, rodeada de áreas destinadas a la producción agrícola y agrícola. La luz del sol se utiliza como iluminación para zonas residenciales y agrícolas, y se redirige hacia ellas a través de un sistema de baterías de espejos solares. Paneles especiales liberan calor residual al espacio. Las fábricas y los muelles para naves espaciales están ubicados en un tubo largo especial en el centro de la esfera.
Imagen: Rick Guidys/NASA/Centro de Investigación Ames
Imagen: Rick Guidis/NASA/Centro de Investigación Ames
Concepto de colonia cilíndrica desarrollado en la década de 1970
Imagen: Rick Guidys/NASA/Centro de Investigación Ames
Destinado a una población de más de un millón de personas. La idea del concepto pertenece al físico estadounidense Gerard K. Onil.
Imagen: Don Davis/NASA/Centro de Investigación Ames
Imagen: Don Davis/NASA/Centro de Investigación Ames
Imagen y presentación: Rick Guidys/NASA/Ames Research Center
1975 Vista desde el interior de la colonia, cuya idea conceptual pertenece a Onil. Los sectores agrícolas con diversos tipos de hortalizas y plantas se ubican en terrazas que se instalan en cada nivel de la colonia. La luz del cultivo la proporcionan espejos que reflejan los rayos del sol.
Imagen: NASA/Centro de Investigación Ames
Colonia espacial soviética. 1977
Imagen: Revista “Tecnología de la Juventud”, 1977/4
Enormes granjas orbitales como esta de la imagen producirán suficiente comida para los colonos espaciales
Imagen: Delta, 1980/1
Colonia minera en un asteroide
Imagen: Delta, 1980/1
Colonia toroidal del futuro. 1982
Concepto de base espacial. 1984
Imagen: Les Bosinas/NASA/Centro de Investigación Glenn
Concepto de base lunar. 1989
Imagen: NASA/JSC
Concepto de base multifuncional en Marte. 1991
Imagen: NASA/Centro de Investigación Glenn
1995 Luna
Imagen: Pat Rawlings/NASA
El satélite natural de la Tierra parece ser un lugar excelente para probar equipos y capacitar personas para misiones a Marte.
Las especiales condiciones gravitacionales de la Luna serán un lugar excelente para competiciones deportivas.
Imagen: Pat Rawlings/NASA
1997 La extracción de hielo en los oscuros cráteres del polo sur lunar abre oportunidades para la expansión humana dentro del sistema solar. En este lugar único, los habitantes de una colonia espacial alimentada por energía solar producirán combustible para enviar naves espaciales desde la superficie lunar. El agua de posibles fuentes de hielo, o regolito, fluirá dentro de las celdas del domo y evitará la exposición a radiación dañina.
Imagen: Pat Rawlings/NASA
Dream Chaser (“Running for a Dream”) es un nuevo vehículo tripulado de la empresa privada Sierra Nevada Corporation (EE.UU.). Esta nave espacial tripulada reutilizable transportará carga y una tripulación de hasta 7 personas a la órbita terrestre baja. Según el proyecto, la nave espacial utilizará alas y con su ayuda aterrizará en una pista regular. El diseño se basa en el diseño del avión orbital HL-20.
©Corporación Sierra Nevada
Mientras los estadounidenses de mediados del siglo pasado averiguaban febrilmente cómo mantenerse al día con el "imperio del mal", estaba lleno de lemas: "Komsomol - en un avión", "Al espacio estelar - ¡SÍ!" Hoy en día, Estados Unidos puede lanzar naves espaciales con la facilidad de cometas, mientras que las nuestras sólo pueden deambular por el Teatro Bolshoi por ahora. Entendí los detalles de la ciencia desnuda.
Historia
Durante la Guerra Fría, el espacio fue uno de los escenarios de la lucha entre la Unión Soviética y Estados Unidos. El enfrentamiento geopolítico entre superpotencias fue el principal incentivo en aquellos años para el desarrollo de la industria espacial. Se ha dedicado una enorme cantidad de recursos a la implementación de programas de exploración espacial. En particular, el gobierno de los Estados Unidos gastó alrededor de veinticinco mil millones de dólares en la implementación del proyecto Apolo, cuyo objetivo principal era llevar al hombre a la superficie de la Luna. Para los años 70 del siglo pasado, esta cantidad era simplemente gigantesca. El programa lunar de la URSS, que nunca estuvo destinado a hacerse realidad, le costó al presupuesto de la Unión Soviética 2,5 mil millones de rublos. El desarrollo de la nave espacial reutilizable doméstica Buran costó dieciséis mil millones de rublos. Al mismo tiempo, el destino destinó a Buran a realizar un solo vuelo espacial.
Su homólogo estadounidense tuvo mucha más suerte. El transbordador espacial realizó ciento treinta y cinco lanzamientos. Pero el transbordador estadounidense no duró para siempre. La nave, creada en el marco del programa estatal “Sistema de Transporte Espacial”, realizó su último lanzamiento espacial el 8 de julio de 2011, que finalizó en la madrugada del 21 de julio del mismo año. Durante la implementación del programa, los estadounidenses produjeron seis transbordadores, uno de los cuales era un prototipo que nunca realizó vuelos espaciales. Dos barcos fueron completamente catastróficos.
Despegue del Apolo 11
©NASA
Desde el punto de vista de la viabilidad económica, el programa del Transbordador Espacial difícilmente puede considerarse un éxito. Las naves espaciales desechables resultaron ser mucho más económicas que sus homólogas reutilizables, aparentemente más avanzadas tecnológicamente. Y la seguridad de los vuelos en los transbordadores era cuestionable. Durante su operación, como resultado de dos desastres, catorce astronautas resultaron víctimas. Pero la razón de los resultados tan ambiguos del viaje espacial de la legendaria nave no radica en su imperfección técnica, sino en la complejidad del concepto mismo de nave espacial reutilizable.
Como resultado, la nave espacial rusa Soyuz, desarrollada en los años 60 del siglo pasado, se convirtió en el único tipo de nave espacial que actualmente realiza vuelos tripulados a la Estación Espacial Internacional (ISS). Cabe señalar de inmediato que esto no indica en absoluto su superioridad sobre el transbordador espacial. La nave espacial Soyuz, así como los vehículos espaciales no tripulados Progress creados a partir de ella, tienen una serie de deficiencias conceptuales. Tienen una capacidad de carga muy limitada. Y el uso de tales dispositivos conduce a la acumulación de desechos orbitales que quedan después de su funcionamiento. Los vuelos espaciales en naves espaciales tipo Soyuz muy pronto pasarán a formar parte de la historia. Al mismo tiempo, hoy no existen alternativas reales. El enorme potencial inherente al concepto de barcos reutilizables a menudo sigue siendo técnicamente irrealizable incluso en nuestros días.
El primer proyecto del avión orbital reutilizable soviético OS-120 Buran, propuesto por NPO Energia en 1975 y que era un análogo del transbordador espacial estadounidense.
©buran.ru
Nuevas naves espaciales estadounidenses
En julio de 2011, el presidente estadounidense, Barack Obama, dijo: el vuelo a Marte es un objetivo nuevo y, por lo que se puede suponer, el principal objetivo de los astronautas estadounidenses para las próximas décadas. Uno de los programas llevados a cabo por la NASA como parte de la exploración de la Luna y el vuelo a Marte fue el programa espacial a gran escala “Constellation”.
Se basa en la creación de una nueva nave espacial tripulada "Orion", los vehículos de lanzamiento "Ares-1" y "Ares-5", así como el módulo lunar "Altair". A pesar de que en 2010 el gobierno de Estados Unidos decidió restringir el programa Constellation, la NASA pudo seguir desarrollando Orion. El primer vuelo de prueba no tripulado del barco está previsto para 2014. Se espera que durante el vuelo el aparato se aleje seis mil kilómetros de la Tierra. Esto es unas quince veces más que la ISS. Después del vuelo de prueba, la nave se dirigirá hacia la Tierra. El nuevo aparato podrá entrar en la atmósfera a una velocidad de 32 mil km/h. Según este indicador, Orión es mil quinientos kilómetros superior al legendario Apolo. El primer vuelo experimental no tripulado de Orion tiene como objetivo demostrar sus capacidades potenciales. Probar el barco debería ser un paso importante hacia su lanzamiento tripulado, previsto para 2021.
Según los planes de la NASA, los vehículos de lanzamiento de Orion serán Delta 4 y Atlas 5. Se decidió abandonar el desarrollo de Ares. Además, para la exploración del espacio profundo, los estadounidenses están diseñando un nuevo vehículo de lanzamiento superpesado SLS.
Orion es una nave espacial parcialmente reutilizable y conceptualmente está más cerca de la nave espacial Soyuz que del transbordador espacial. Las naves espaciales más prometedoras son parcialmente reutilizables. Este concepto supone que después de aterrizar en la superficie de la Tierra, la cápsula habitable de la nave podrá reutilizarse para su lanzamiento al espacio exterior. Esto permite combinar la practicidad funcional de las naves espaciales reutilizables con la rentabilidad de operar naves espaciales tipo Soyuz o Apolo. Esta decisión es una etapa de transición. Es probable que en un futuro lejano todas las naves espaciales sean reutilizables. De modo que el transbordador espacial estadounidense y el Buran soviético se adelantaron, en cierto sentido, a su tiempo.
Orion es una cápsula multipropósito de una nave espacial tripulada estadounidense parcialmente reutilizable, desarrollada desde mediados de la década de 2000 como parte del programa Constellation.
©NASA
Parece que las palabras “practicidad” y “previsión” describen mejor a los estadounidenses. El gobierno de Estados Unidos decidió no poner todas sus ambiciones espaciales sobre los hombros de un solo Orión. Actualmente, varias empresas privadas, por encargo de la NASA, están desarrollando sus propias naves espaciales diseñadas para sustituir los dispositivos que se utilizan hoy en día. Boeing está desarrollando el CST-100, una nave espacial tripulada parcialmente reutilizable, como parte de su programa de Desarrollo de Tripulación Comercial (CCDev). El dispositivo está diseñado para realizar viajes cortos a la órbita terrestre baja. Su principal tarea será la entrega de tripulación y carga a la ISS.
La tripulación del barco puede ser de hasta siete personas. Al mismo tiempo, durante el diseño del CST-100 se prestó especial atención a la comodidad de los astronautas. El espacio habitable del dispositivo es mucho más amplio que el de los barcos de la generación anterior. Probablemente se lanzará utilizando vehículos de lanzamiento Atlas, Delta o Falcon. Al mismo tiempo, Atlas-5 es la opción más adecuada. El barco aterrizará mediante paracaídas y airbags. Según los planes de Boeing, el CST-100 se someterá a una serie de lanzamientos de prueba en 2015. Los dos primeros vuelos serán no tripulados. Su tarea principal es poner el vehículo en órbita y probar los sistemas de seguridad. Durante el tercer vuelo está previsto un acoplamiento tripulado con la ISS. Si las pruebas tienen éxito, el CST-100 podrá sustituir muy pronto a las naves espaciales rusas Soyuz y Progress, que tienen el monopolio de los vuelos tripulados a la Estación Espacial Internacional.
CST-100 - nave espacial de transporte tripulada
©Boeing
Otro barco privado que entregará carga y tripulación a la ISS será un dispositivo desarrollado por SpaceX, parte de Sierra Nevada Corporation. El vehículo Dragon monobloque parcialmente reutilizable fue desarrollado bajo el programa de Servicios de Transporte Orbital Comercial (COTS) de la NASA. Está previsto construir tres modificaciones del mismo: tripulado, de carga y autónomo. La tripulación de una nave espacial tripulada, como en el caso del CST-100, puede ser de siete personas. En la versión de carga, el barco transportará cuatro personas y dos toneladas y media de carga.
Y en el futuro quieren utilizar el Dragón para vuelos al Planeta Rojo. ¿Por qué desarrollarán una versión especial del barco: "Red Dragon"? Según los planes de la dirección espacial estadounidense, en 2018 se realizará un vuelo no tripulado del aparato a Marte, y se espera que dentro de unos años se realice el primer vuelo de prueba tripulado de una nave espacial estadounidense.
Una de las características del “Dragón” es su reutilización. Después del vuelo, parte de los sistemas de energía y los tanques de combustible se bajarán a la Tierra junto con la cápsula viviente de la nave y podrán reutilizarse para vuelos espaciales. Esta capacidad de diseño distingue al nuevo barco de los diseños más prometedores. En un futuro próximo, "Dragon" y CST-100 se complementarán y actuarán como una "red de seguridad". Si un tipo de barco por alguna razón no puede realizar las tareas asignadas, otro asumirá parte de su trabajo.
Dragon SpaceX es una nave espacial de transporte privado (SC) de SpaceX, desarrollada por encargo de la NASA como parte del programa de Transporte Orbital Comercial (COTS), diseñada para transportar carga útil y, en el futuro, personas a la ISS.
©EspacioX
El Dragón fue puesto en órbita por primera vez en 2010. El vuelo de prueba no tripulado se completó con éxito y unos años más tarde, concretamente el 25 de mayo de 2012, el aparato se acopló a la ISS. En ese momento, la nave no tenía un sistema de acoplamiento automático y para implementarlo fue necesario utilizar el manipulador de la estación espacial.
Este vuelo fue considerado el primer acoplamiento de una nave espacial privada a la Estación Espacial Internacional. Hagamos una reserva de inmediato: el Dragón y otras naves espaciales desarrolladas por empresas privadas difícilmente pueden considerarse privadas en el pleno sentido de la palabra. Por ejemplo, la NASA asignó 1.500 millones de dólares para el desarrollo del Dragón. Otros proyectos privados también reciben apoyo financiero de la NASA. Por tanto, no estamos hablando tanto de la comercialización del espacio, sino de una nueva estrategia para el desarrollo de la industria espacial, basada en la cooperación entre el Estado y el capital privado. Las tecnologías espaciales que alguna vez fueron secretas y que antes solo estaban disponibles para el estado, ahora son propiedad de varias empresas privadas involucradas en el campo de la astronáutica. Esta circunstancia en sí misma es un poderoso incentivo para el crecimiento de las capacidades tecnológicas de las empresas privadas. Además, este enfoque permitió emplear en el ámbito privado a un gran número de especialistas de la industria espacial que anteriormente habían sido despedidos por el Estado debido al cierre del programa del transbordador espacial.
En cuanto al programa para el desarrollo de naves espaciales por parte de empresas privadas, quizás el más interesante sea el proyecto de la empresa SpaceDev, llamado "Dream Chaser". En su desarrollo también participaron doce socios de la empresa, tres universidades estadounidenses y siete centros de la NASA.
El concepto de la nave espacial tripulada reutilizable Dream Chaser, desarrollado por la empresa estadounidense SpaceDev, una división de Sierra Nevada Corporation
©SpaceDev
Esta nave es muy diferente de todos los demás desarrollos espaciales prometedores. El Dream Chaser reutilizable parece un transbordador espacial en miniatura y es capaz de aterrizar como un avión normal. Aún así, las tareas principales del barco son similares a las del Dragon y el CST-100. El dispositivo servirá para llevar la carga y la tripulación (hasta las mismas siete personas) a la órbita terrestre baja, desde donde será lanzado utilizando el vehículo de lanzamiento Atlas-5. Este año el barco debería realizar su primer vuelo no tripulado y para 2015 está previsto preparar el lanzamiento de su versión tripulada. Un detalle más importante. El proyecto Dream Chaser se está creando sobre la base de un desarrollo estadounidense de los años 90: el avión orbital HL-20. El proyecto de este último se convirtió en un análogo del sistema orbital soviético "Espiral". Los tres dispositivos tienen una apariencia similar y la funcionalidad esperada. Esto plantea una pregunta completamente lógica. ¿Debería la Unión Soviética haber desechado el sistema aeroespacial Espiral a medio terminar?
¿Qué tenemos?
En 2000, RSC Energia comenzó a diseñar el complejo espacial multiusos Clipper. Esta nave espacial reutilizable, que recuerda un poco a un transbordador más pequeño, debía usarse para resolver una amplia variedad de tareas: entrega de carga, evacuación de la tripulación de la estación espacial, turismo espacial, vuelos a otros planetas. Había ciertas esperanzas para el proyecto. Como siempre, las buenas intenciones se vieron cubiertas por una cuenca de cobre de falta de financiación. En 2006, el proyecto se cerró. Al mismo tiempo, se espera que las tecnologías desarrolladas en el marco del proyecto Clipper se utilicen para el diseño del Sistema Avanzado de Transporte Tripulado (PPTS), también conocido como proyecto Rus.
La versión alada del Clipper en vuelo orbital. Dibujo del webmaster basado en el modelo 3D Clipper.
©Vadim Lukashevich
Es el PPTS (por supuesto, todavía es sólo el nombre "de trabajo" del proyecto), como creen los expertos rusos, el que estará destinado a convertirse en un sistema espacial doméstico de nueva generación, capaz de reemplazar a las envejecidas Soyuz y Progress. Al igual que el Clipper, la nave espacial está siendo desarrollada por RSC Energia. La modificación básica del complejo será el "Buque de transporte tripulado de próxima generación" (PTK NK). Su tarea principal, nuevamente, será la entrega de carga y tripulación a la ISS. A largo plazo, el desarrollo de modificaciones capaces de volar a la Luna y realizar misiones de investigación a largo plazo. El barco en sí promete ser parcialmente reutilizable. La cápsula viva se puede reutilizar después del aterrizaje. Compartimiento del motor – no. Una característica curiosa del barco es la posibilidad de aterrizar sin utilizar paracaídas. Se utilizará un sistema de chorro para frenar y aterrizar suavemente en la superficie de la Tierra.
A diferencia de las naves espaciales Soyuz, que despegan del cosmódromo de Baikonur en Kazajstán, la nueva nave espacial será lanzada desde el nuevo cosmódromo de Vostochny, que se está construyendo en la región de Amur. La tripulación será de seis personas. El vehículo tripulado también es capaz de transportar una carga de quinientos kilogramos. En la versión no tripulada, la nave podrá entregar "obsequios" más impresionantes a la órbita terrestre baja, con un peso de dos toneladas.
Uno de los principales problemas del proyecto PPTS es la falta de vehículos de lanzamiento con las características necesarias. Hoy en día se han resuelto los principales aspectos técnicos de la nave espacial, pero la falta de un vehículo de lanzamiento pone a sus desarrolladores en una situación muy difícil. Se supone que el nuevo vehículo de lanzamiento será tecnológicamente similar al Angara, desarrollado en los años 90.
Modelo de PTS en la exposición MAKS-2009.
©sdelanounas.ru
Curiosamente, otro problema grave es el propósito mismo del diseño del PTS (léase: realidad rusa). Rusia difícilmente podrá permitirse la implementación de programas para la exploración de la Luna y Marte, similares en escala a los implementados por Estados Unidos. Incluso si el desarrollo del complejo espacial tiene éxito, lo más probable es que su única tarea real sea la entrega de carga y tripulación a la ISS. Pero el inicio de las pruebas de vuelo del PPTS se pospuso hasta 2018. En ese momento, lo más probable es que las prometedoras naves espaciales estadounidenses ya puedan asumir las funciones que actualmente desempeñan las naves espaciales rusas Soyuz y Progress.
Perspectivas vagas
El mundo moderno está privado del romance de los vuelos espaciales: esto es un hecho. Por supuesto, no estamos hablando de lanzamientos de satélites ni de turismo espacial. No hay necesidad de preocuparse por estas áreas de la astronáutica. Los vuelos a la Estación Espacial Internacional son de gran importancia para la industria espacial, pero la permanencia de la ISS en órbita es limitada. Está previsto que la estación sea liquidada en 2020. Una nave espacial tripulada moderna es, ante todo, una parte integral de un programa específico. No tiene sentido desarrollar un nuevo barco sin tener una idea de las tareas de su funcionamiento. Se están diseñando nuevas naves espaciales estadounidenses no sólo para transportar carga y tripulaciones a la ISS, sino también para vuelos a Marte y la Luna. Sin embargo, estas tareas están tan lejos de las preocupaciones cotidianas en la Tierra que en los próximos años difícilmente podemos esperar avances significativos en el campo de la astronáutica.