Rapport: Gamla goda rymdraketer

Den 30 augusti meddelade SpaceX att SES-2016-satelliten kommer att skjutas upp i rymden i slutet av 9 år med hjälp av ett begagnat och renoverat raketsteg från Falcon 10. Två dagar senare, den 1 september, exploderade en annan SpaceX-raket, en Falcon 9. på Cape Canaveral Så stämningen förändras - från entusiasm till tvivel.

"Vi tror att återanvändbara raketer kommer att inleda en ny era av utomjordisk flygning och underlätta tillgången till rymden både när det gäller kostnad och uppskjutningsdatum," sa Martin Halliwell på SES till reportrar. Det är här han äger en satellit som ska skjutas upp med en begagnad raket. Och eftersom SES kommer att vara först med att använda tjänsten "skrotad raket", kommer de att få en speciell rabatt...

Falcon 9-utbrott vid Cape Canaveral

På Twitter meddelade SpaceX det SES-10 kommer att lanseras av CRS-8-uppdraget den 8 april 2016. Den första etappen landade på det autonoma fartyget OCISLY i Stilla havet. Satelliten SES-5,3 som väger 10 ton byggdes av Airbus Defence and Space baserat på Eurostar E3000-plattformen. Den har ett hybridframdrivningssystem: kemikalie för initiala orbitallyft och vissa orbitalmanövrar, och elektrisk (jonisk) endast för orbitalmanövrar. Detta är den första SES-satelliten helt tillägnad uppdrag i Latinamerika.

Men nu kommer sannolikt dessa planer, liksom allt lovande samarbete, att ifrågasättas. Explosionen av en Falcon 9-raket på plattformen under tankning (även om orsakerna ännu inte har klarlagts och det finns konstiga teorier om skott på haveriplatsen, och till och med något som säger något om den påstådda närvaron av ett UFO-objekt i närheten) förvisso blev ett imageslag för Elon Musks företag. Vanligtvis skjuter sådana händelser upp de närmaste planerna.

Katastrofen sammanföll med ett annat tillkännagivande - uppskjutningen av en enorm SpaceX-raket i rymden, Falcon Heavysom skulle ske hösten 2016 eller senast våren 2017. Denna tunga bärraket har funnits i designen i flera år. Dess design är baserad på det första steget av Falcon 9 v.1.1 FT-raketen, som också ska vara det första steget av Falcon Heavy, kompletterat med två hjälpmotorer, som är en modifiering av detta steg. Tack vare denna lösning kommer raketens egenskaper att öka avsevärt, vilket gör det möjligt att leverera en nyttolast som väger upp till 53 ton (Falcon 9 när den är som mest kraftfull ger upp till 22,8 t). Om denna uppskjutning verkligen äger rum, kommer den tyngsta bärraketen (endast Saturn-XNUMX från Apollo-månprogrammet och den sovjetiska Energia-raketen i historien) att användas - bara en NASA-byggd kommer att ha större kapacitet. Men även i detta fall fanns det tvivel efter olyckan i Florida.

Explosionen innebär stora PR och ekonomiska förluster för SpaceX. Falcon 9-raketuppskjutningarna kommer sannolikt att avbrytas under en tid, åtminstone tills orsaken till kraschen är känd. Å andra sidan skulle en bemannad flygning av Dragon 2-kapseln med Falcon 9R-raketen äga rum nästa år. NASA vill förmodligen inte vänta. Han vill komma bort från att vara beroende av ryska Sojuz för sitt rymdprogram så snart som möjligt. I praktiken konkurrerar SpaceX alltså med ryssarna, vilket gör marknadsföringen av Musks raket till en politisk fråga.

Falcon 9 på pråm efter landning

Efter misslyckade försök - stor tillfredsställelse

Innan septemberexplosionen ska de ha varit förra årets nyheter och ett stort tekniskt genombrott. framgångsrika landningar av huvudsektionerna av SpaceX-raketer. Denna "återhämtning" har levt genom rymdteknologins värld under tidigare månader. "I slutet!" - Elon Musk kunde säga när han i vinter lyckades föra huvuddelen av sin raket till jorden, först till Cape Canaveral, sedan till en flytande havsplattform (3). Denna senaste bedrift har gjort rymdvetenskapsvärlden nästan galen för SpaceX. För att landa på land, vad finns det att dölja, upprepade på något sätt raketens bedrift. Nya Shepard tillverkad av Jeff Bezos, Amazons chef, sedan november förra året. På ett sätt, eftersom Falcon 9 är en fullfjädrad rymdraket, och Bezos produkt är ett mer kompakt fordon för suborbitala flygningar. Och när det gäller obemannade uppdrag är raketer den dyraste delen av projektet.

Inte ens Musk själv kallade landningen vid Cape Canaveral för något speciellt. Dess huvudsakliga mål var att landa den återvändande SpaceX-raketen på en flytande plattform. Detta har prövats i många månader. Två tillvägagångssätt sedan 2015 har misslyckats. Under den första tiden exploderade raketen, och andra gången gick det att sätta raketen på pråmen, men den vände genast.

En av de misslyckade Falcon 9-landningarna på en offshoreplattform

Hittills har SpaceX redan genomfört flera framgångsrika uppskjutningar och landningar av sina raketer. Företaget planerar just nu samtidig ombordstigning av upp till tre deltagare samtidigt, både på autonoma fartyg och på land. I det senare fallet, för att lyfta alla tre delarna av en stor Falcon Heavy-raket, behöver du tre landningsplatser vid militärflygbasen vid SpaceX Cape Canaveral. Av denna anledning skulle företaget vilja att den amerikanska regeringen godkänner byggandet av ytterligare två utöver den befintliga. Elon Musk förklarade på Twitter att raketens hjälpmotorer kommer att landa nästan samtidigt, och första etappen kommer att landa med en liten fördröjning.

Bezos tänker på turism

Det tidigare nämnda framgångsrika landningsförsöket av ett annat e-handelsunderbarn, Jeff Bezos, ägde rum den 23 november 2015. Hans företag Blue Origin testade den suborbitala rymdfarkosten New Shepard. Raketen sköts upp från ett forskningscenter i Van Horn, Texas. Under testflygningen nådde han en höjd av 100,5 km, vilket innebär att överskrida rymdens imaginära gräns. I framtiden kommer detta att tillåta människor att uppleva cirka 4 minuter. tillstånd av viktlöshet.

Efter en kort flygning landade passagerarkapseln New Shepard med fallskärmar i öknen. Därefter återvände raketen till jorden och saktade ner fallet med raketmotorer, tills den nådde en hastighet av cirka 7 km/h precis på ytan. I juni 2016 hade Blue Origin gjort fyra framgångsrika landningar av sin raket.

Bezos företag, till skillnad från SpaceX, gör inte mycket oväsen, men det betyder inte att det inte är särskilt framgångsrikt. Blue Origin planerar för närvarande att bygga sex New Shepard-raketer. Var och en av dem kommer att kunna lyfta sex passagerare 100 km över jordens yta, där de under några minuter kommer att kunna uppleva tillståndet av viktlöshet och vackra vyer som tidigare var avsedda för astronauter. Testning med piloter kommer att ske nästa år och om allt går som det ska kommer de första kunderna att kunna åka på en rymdresa redan 2018. Biljettpriset är ännu inte känt, men man kan anta att det kommer att fluktuera inom 250 tusen dollar – så här vill ett annat välkänt företag som planerar civila rymdflygningar, Virgin Galactic, resa med SpaceShip Two.

Experter: överdriven optimism

SpaceX kan erbjuda återanvändbara Falcon 9-flygningar för 37 miljoner dollar, enligt tidningen och portalen SpaceNews. Experter tror att priset verkligen kommer att nå nästan 48 miljoner vid lanseringen, vilket innebär högre vinster för SpaceX. Beräkningarna går ut på att använda samma Falcon 9-raket minst femton gånger, vilket låter fantastiskt, men Musks folk säger att det första steget är klassat för hundra användningsområden.

Denna optimism dämpar något påminnelsen om NASA:s erfarenhet av henne. ракета SRB. Trots många års tester och många flygningar var det inte möjligt att uppnå fullvärdig flerbruk. Ett liknande problem uppstod med CCME-motorer (). Även om de ursprungligen designades för 55 uppskjutningar, hittade de efter varje flygning fel som krävde kostsamma reparationer. Till slut visade det sig att de förbrukningsbara SSME- och SRB-modellerna skulle vara en billigare lösning för lågfrekventa rymdfärjor.

Enligt författarna till SpaceNews kan återanvändning av raketer paradoxalt nog öka SpaceX:s kostnader. Den nuvarande relativt låga kostnaden för raketen är förknippad med monteringen av Merlin-motorer. Men om efterfrågan på dem minskar kommer deras enhetspris att stiga (fasta kostnader utgör en mycket stor del av priset på varje motor), och besparingarna kan bli mycket mindre än vi förväntar oss.

Detta problem skulle kunna lösas genom att öka frekvensen av flygningar - för att bibehålla den nuvarande produktionstakten av raketer, samtidigt som man tjänar pengar på flygningar på använda raketer (som kommer att falla, slitas ut, etc. då och då ). Men för att göra detta måste du sänka priserna för att ta bort majoriteten av flygen från dina konkurrenter. Det uppskattas att för att SpaceX ska kunna behålla nuvarande prestanda, men ändå kunna utnyttja Falcons 9 fullt ut, bör flygfrekvensen nå 35-40 per år. Det är sant att det finns en internationell marknad för så många flygningar, men den är uppdelad på ett fåtal företag som inte passivt kommer att vänta på att SpaceX ska flytta.

Förutom det första steget av raketen planerar SpaceX att återställa också lastskydd. Även om de inte är speciellt dyra är de tidskrävande att producera och kräver mycket ansträngning för att snabba upp dem. Därför, ur ekonomisk synvinkel, är restaureringen av lastsköldar meningsfull. De säger att SpaceX kommer att försöka göra någon form av segelflygplan av lastsköldar som försiktigt skulle landa i havet, varifrån de sedan fångades (SpaceX har redan ett separat fartyg för detta - GO Searcher).

Mysk böjer... muskler. Andra, som vi redan har nämnt, slumrar inte alls. I april i år, skaparna av den nya raketen Ariane 6 meddelade att deras design skulle överstiga det pris som SpaceX erbjuder per kilo nyttolast i omloppsbana. Den nya Ariane ska vara klar att flyga 2020. Representanter för Airbus Safran Launchers (ASL), huvudägaren i det europeiska konsortiet Arianespace, tillkännager till och med två versioner av denna raket. Ariane 62 förväntas kunna placera en satellit på fem ton i geostationär omloppsbana, och Ariane 64, med fyra hjälpmotorer, kommer att leverera 10,50 ton i en omloppsbana som är typisk för kommersiella telekommunikationssatelliter.

Priset per satellitkilo förväntas bli 40-50 % lägre än den för närvarande använda Ariane 5. Den nya modellen ska ha dubbelt så mycket kraft som Falcon 9 och mindre än dubbelt så mycket pris. Naturligtvis verkar konsortiets beräkningar ta hänsyn till engångsanordningar, inte bortskaffande av missiler.

Liten...lovande

Utvecklingen av raketteknik är också på en mindre imponerande väg än NASA:s eller SpaceX:s enorma raketer. Det betyder inte att det är mindre intressant. Vid European Space Solutions-konferensen i Haag i juni tillkännagavs konceptet att utveckla en teknik för en liten raket som kan leverera 50 kg till låg omloppsbana om jorden.

Projektet som genomfördes under Horisont 2020-programmet namngavs LE (). Inom SMILE (6), kommer en ny liten lanseringsmissil, potentiellt hybrid, till stor del återvinningsbar, med automatisk produktion av flera komponenter att utvecklas. Allt ska utformas för att vara låg kostnad och lätt att använda. Man planerar att använda elektronik som redan finns på marknaden och använda 3D-utskriftsteknik.

Kostnaden för projektet är 4 miljoner euro. Det kommer att vara klart 2018. Det genomförs av fjorton partners från åtta länder: Belgien, Danmark, Grekland, Spanien, Nederländerna, Tyskland, Norge och Rumänien. SMILE kan komma in på marknaden då större raketsystem inte kommer att kunna leverera små nyttolaster till en låg kostnad. Om projektet blir framgångsrikt finns det en chans att bygga en ny europeisk bärraket som kan tillfredsställa många behov, inte bara i länderna på vår kontinent.

Kina låter sig inte glömma

Första uppskjutningen av Kinas Long March 7-raket

Nya missilprojekt är inte begränsade till väst. För några månader sedan sköts raketen upp framgångsrikt 7 Stora mars (Zhang Zheng 7). Det borde bli grunden för hela det kinesiska rymdutforskningsprogrammet. Formellt var syftet med uppskjutningen, som skedde från den nyaste kinesiska Wenchang-kosmodromen på Hainan Island i södra Kina, att skjuta upp en prototyp av en ny bemannad kapsel i omloppsbana – flera små satelliter levererades också dit.

The Long March 7 är 53 meter lång och väger 658 ton. Den kan leverera 13,5 ton last till låg omloppsbana om jorden. Det kommer så småningom att ha både bemannade och obemannade fartyg, vilket gör att upproret kan kinesisk rymdstationm, som är planerad att vara färdig 2022.

Den nya kinesiska rymdhamnen Wenchang, som den första i sitt slag, är inte gömd i svåråtkomliga hörn av landet, utan ligger på en populär tropisk ö inte långt från havets kust. Tack vare detta kunde tittarna, för vilka åtta observationsplattformar installerades, se den första uppskjutningen av Long March 7 live. Enligt experter är detta ett bevis på att det kinesiska rymdprogrammet redan har nått en mycket hög nivå av drifttid och myndigheterna har slutade oroa sig för behovet av att dölja eventuella krascher.

En rad impulser och problem

En förlustsvit i lagerförsörjningsverksamheten Internationella rymdstationen ISS, som har kretsat runt jorden sedan 1998, började i slutet av oktober 2014. Några ögonblick efter starten av CRS-3 / OrB-3-uppdraget med ett privat fartyg Cygnus sedan exploderade motorerna i det första steget av raketen Antares. Sommaren 2015 exploderade en Falcon-raket som transporterade förnödenheter till ISS kort efter start. Vi har ytterligare en explosion i september 2016.

Det vore bättre för SpaceX och hela USA:s rymdprogram om orsakerna till återkommande olyckor hittades så snabbt som möjligt. Privata företag är mycket viktiga i NASA:s planer. Senast 2017 bör transporten av människor till den internationella rymdstationen utföras av privata företag - SpaceX och Boeing. Nästan 7 miljarder dollar i NASA-kontrakt är utformade för att ersätta rymdfärjor som avvecklades 2011 och bli oberoende av ryssarna och deras Sojuz, som vid den tiden monopoliserade att skicka människor till ISS.

Valet av Elon Musks SpaceX, som har levererat raketer och fartyg till stationen sedan 2012, kom inte som någon överraskning. Utformningen av besättningskapseln är välkänd. DragonX V2, av detta företag, som bör ta upp till sju personer. Tester och den första bemannade flygningen var planerad till 2017. Det mesta av 6,8 miljarder dollar (SpaceX ska få "bara" 2,6 miljarder dollar) kommer dock att gå till Boeing, som samarbetar med Jeff Bezos Blue Origin. Boeing utvecklingskapsel - (KST) -100 – tar även emot upp till sju personer. Boeing skulle kunna använda Blue Origins BE-3-raketer eller SpaceX:s Falcons.

Space Launch System - NASA infografik

Naturligtvis skulle ryssarna vilja fortsätta med detta, inte bara av ekonomiska skäl. De har dock själva registrerat en hel del utrymmesfel de senaste åren. Förra sommaren, kort efter att ha lyft från Baikonur Cosmodrome, störtade deras raket på en höjd av cirka 150 km över jorden. Proton-M, vars uppgift var att skjuta upp telekommunikationssatelliten Express-AM4R i omloppsbana. Problemet uppstod nio minuter efter start, när det tredje steget av raketen avfyrades. Höjdsystemet kollapsade och dess fragment föll i Sibirien, Fjärran Östern och Stilla havet. Raket "Proton-M" misslyckades återigen. Tidigare, i juli 2013, kraschade också denna modell, vilket resulterade i att ryssarna förlorade tre navigationssatelliter värda cirka 200 miljoner US-dollar. Kazakstan införde då ett tillfälligt förbud mot Proton-M från sitt territorium. Ännu tidigare, 2011, förvandlades det ryska uppdraget till ett rungande misslyckande. Phobos-Grunt-sond på en av Mars månar.

interplanetär raket

De skärmytslingar och problem som beskrivs hänför sig till lyft av laddningar och människor till närmare eller mer avlägsna banor runt jorden. Alla andra idéer än raketer för sådana aktiviteter - såsom hybridflygplan, skyttelvarianter, rymdhissar, etc. – inte arbeta eller stanna kvar på fältet. När det gäller ytterligare eskapader har vi fortfarande inget bättre i våra händer. Det bästa exemplet är ovanstående projekt , SLS.

Under flera månader avfyrades den mest kraftfulla raketmotorn i historien då och då i öknen i den amerikanska delstaten Utah. Den kommer att användas i SLS-raketer designade för djupa rymdflygningar. bemannade rymdfarkosten Orion och ännu fler fordon ska byggas. Motor märkt som QM-1, är en utökad version av motorerna som används i rymdfärjeprogrammet. Den består dock av fem segment, snarare än fyra av äldre design. Den version som testades i Utah är nästan 47 meter lång, 3,66 meter i diameter och väger 801 ton. SLS-raketen kommer att vara utrustad med två sådana motorer och fyra RS-25-motorer, vars totala dragkraft kommer att vara nästan 4 ton. tona.

Den första uppskjutningen av SLS-raketen bör ske 2018. Detta kommer att vara nyttolastversionen. OK. 70 ton. I slutändan bör det utökade systemet till och med tillåta 130 ton ladda in i jordens omloppsbana och bortom, till månen och möjligen Mars.

SLS inkluderar, förutom en kraftfull raket, den redan nämnda Orion bemannade rymdfarkosten och många andra teknologier relaterade till välkända lösningar. Kort sagt, NASA vill gå tillbaka till sina rötter och glansår genom att bygga en raket som liknar Saturn XNUMX från Apollo-programmet.

Raketer är inte längre gjorda av metall

Utvecklingen av raketteknik går på olika sätt. Ett av utvecklingsområdena är nya, bättre och lättare material bygga dem. NASA slutförde den första serien av tester komposit materialsom i framtiden kommer att användas för att skapa bärraketer. En tremeters cylinder gjordes av den. Strukturen utsattes för en tryckkraft motsvarande vikten av ett föremål som vägde över 400 ton för att testa hur mycket den kunde bära. För att få korrekta data under testningen var cylindern utrustad med tusentals sensorer, och hela processen övervakades av kameror som spelade in i olika hastigheter. Det är tack vare dem som vi kan se hur en enorm spricka såg ut som dök upp på ytan av materialet under påverkan av vikt.

NASA:s slutmål är att utveckla ett kompositmaterial som gör att raketer kan byggas mycket lättare och starkare än de som är gjorda av metall. Sådana fordon kommer att tillåta mer last att transporteras ut i rymden, inklusive vatten, mat och andra förnödenheter. Detta skulle underlätta genomförandet av planerna för en bemannad flygning till Mars.

Ryssarna utvecklade i sin tur en ny sort keramiskt materialvilket kan vara användbart för att bygga raketer. Tål temperaturer runt 3 XNUMX grader Celsius, mycket mer än de bästa metallegeringar som används idag. Tomsk Universitys ingenjörer lyckades skapa ett sådant flerskiktsmaterial baserat på hafniumkarbid, zirkoniumdiborid och zirkoniumoxid.

Materialets styrka kan vara av avgörande betydelse för rymdraketer, eftersom det kommer att tillåta mycket bättre termiska sköldar än tidigare för att skydda astronauter och fordonen själva från den höga temperatur som uppstår vid återinträde i atmosfären. Utvecklarna av det nya materialet har redan meddelat att de kommer att genomföra gemensamma tester med Roscosmos-byrån, som ska visa om det verkligen är så motståndskraftigt mot höga temperaturer som det var tänkt.

Vad händer nu?

Den snabbaste nu är det ett föremål som skjuts upp i rymden av en man Ljudet av Voyagersom tack vare användningen av gravitationsuppskjutare av Jupiter, Saturnus, Uranus och Neptunus kunde accelerera till 17 km / h. Detta är naturligtvis fortfarande flera tusen gånger långsammare än ljuset, vilket till exempel tar fyra år att nå närheten av den stjärna som är närmast oss, inte räknat solen, runt vilken det, som vi nyligen fick veta, det finns en planet liknande jorden som kretsar runt. En sådan resa skulle ta tid med Voyager. tiotusentals år. Det är definitivt inte vad vi pratar om.

Så när det kommer till framdrivningsteknik har vi fortfarande mycket att göra om vi vill nå någonstans längre än de närmaste kropparna i solsystemet. Och dessa till synes nära resor är fortfarande för långa. För att flyga till Mars och tillbaka, med en gynnsam planetarisk inriktning, behöver vi nästan 1500 dagar. Låter inte särskilt uppmuntrande...

Vi använder det för närvarande i stor skala. kemisk drivningdet vill säga flytande väte och syreraketer. Den maximala hastigheten som kan nås med den är ca. 10 km / h. Om man kunde dra full nytta av gravitationseffekterna i solsystemet, inklusive solen själv, skulle ett fartyg med en kemisk raketmotor till och med kunna nå över 100 km/s. Den relativt lägre hastigheten hos Voyager beror på att dess mål aldrig var att uppnå maximal hastighet. Han använde inte heller "efterbrännare" med motorer under planetariska gravitationsassistenter. Men även om vi provade dessa 100 km/s skulle vår resa bli längre flera tusen år.

Den är ungefär tio gånger effektivare än kemiska raketmotorer. jondrivning, dvs. raketmotorer, där jonerna accelererade till följd av elektromagnetisk interaktion är bärarfaktorn. Arbetet med denna lösning började i mitten av förra seklet. I de första versionerna användes kvicksilverånga för drivningen. För närvarande används ädelgasen xenon flitigt.

Energin som avger gas från motorn kommer från en extern källa (solpaneler, en reaktor som genererar elektricitet). Gasatomer omvandlas till positiva joner och accelereras sedan under påverkan av ett elektriskt eller magnetiskt fält och når hastigheter upp till 36 km / h. Den höga hastigheten hos den utstötade faktorn leder till en hög dragkraft per massenhet av det utstötade ämnet. Men på grund av försörjningssystemets låga effekt är massan på den utskjutna bäraren liten, vilket minskar raketens dragkraft. Ett fartyg utrustat med en sådan motor rör sig med en lätt acceleration.

Därför pågår arbete med konstruktioner för att öka kraften hos jonframdrivaren. Europeiska rymdorganisationen ESA arbetar med HDLT - elektromagnetisk jonpropeller. Den använder den naturliga uppkomstprocessen mellan plasmaregioner med olika egenskaper hos två elektriskt samverkande lager - ett fenomen som till exempel är känt från norrskenet. Amerikanerna jobbar på Variable Pulse Plasma Thruster, VASIMR. Mikrovågsenergi och ett magnetfält används i den för att värma, accelerera och rikta arbetsvätskan och därmed skapa dragkraft.

Jonisk elektrostatisk motor användes för att driva Deep Space 1998-sonden som lanserades 1 till kometen Borrely. En körning konstruerad för tvåhundra timmars drift varade mer än femtio gånger längre i praktiken. hall motor i sin tur (en av de typer av jonmotorer där gasjoner accelereras av ett elektriskt fält) användes i SMART-1-sonden från European Space Agency. Jonpropeller fungerar nu som huvudmotorerna för den japanska rymdfarkosten Hayabusa och den amerikanska rymdfarkosten Dawn som kretsar kring Ceres.

Dawn Ion Probe - Rendering

Ellen StofanChefen för NASA:s forskargrupp medgav i en intervju med NewScientist att en resa till Mars kommer att bli möjlig på 30-talet. Nyckeln till framgången för ett sådant företag kommer att vara ett annat NASA-projekt - som inte alla har en uppenbar koppling till en bemannad expedition till den röda planeten. Och ändå upprepar amerikanerna flitigt att det är svårt att föreställa sig en bemannad flygning till Mars utan att fånga upp och skjuta upp en asteroid i månbanan.

Genom avlyssning av rymdstenen ska tekniken testas Solar Electric Propulsion (SEP). Energin som erhålls från solpaneler används för att skapa starka elektromagnetiska fält i jonmotorn. Denna lösning möjliggör betydande besparingar, eftersom i fallet med mer traditionella solida raketmotorer skulle fartyget behöva ta med sig ett stort utbud av det. Den nya metoden är långsammare än den som förknippas med kraftfulla raketer, men mycket effektivare. Detta måste dock testas på en riktigt tung nyttolast, som kan vara en liten asteroid. Utvecklarna av Mars-uppdraget föreslår att de först skickar förnödenheter dit, och sedan astronauter så snabbt som möjligt. Deras resa måste vara så kort som möjligt på grund av farlig strålning i det interplanetära rymden.

Armhävningar med laser

Amerikaner pratar om jonmissiler. Något olika sätt i sitt konceptuella arbete är ryska forskare som föreslår att de ska användas för att accelerera raketer och rymdfarkoster. högenergi plasmastråle. Plasman kommer att produceras i en process som kallas laserablation, d.v.s. avdunstning av material från ytan av ett fast ämne till ett gas- eller plasmatillstånd, förbi det flytande tillståndet.

Tanken är att använda en markbaserad laser för att peka till rätt punkt i strukturen av en raket eller ett skepp (11). Där, tack vare den enorma energin, kommer det förberedda materialet att ableras, och den resulterande högenergiplasman kommer att ge dragkraft i rätt riktning. Uppfinnarna hävdar att detta kommer att tillåta små satelliter att accelerera till tio gånger ljudets hastighet.

Problemet med den praktiska implementeringen av denna teknik är behovet av att använda extremt kraftfulla lasrar på jordens yta. Och det handlar inte bara om kostnader, det handlar också om säkerhetsaspekter. Detta beror på att sådana lasrar kan förstöra allt på deras väg i atmosfären och i omloppsbana lika effektivt som de kör.

Kärnkraftsdrömmar

Använd idéer för framdrivning av rymdfarkoster kärnkraft eller till och med termonukleär energi de är lika gamla som rymdåldern. De har aldrig tillämpats i praktiken, vilket tydligt visar nivån på deras verklighet. Men forskare och designers tappar inte hoppet. Den ryska byrån Rosatom arbetar med ett projekt för en kärnraketmotor som kan skjuta upp en rymdfarkost i rymden. Enligt tidningen Izvestia har Rosatom redan utvecklat designen av reaktorkärlet och skapat ett speciellt bränsleelement som gör att motorn kan arbeta i ett brett temperaturområde.

Detta är en typ av raketmotor där värmekällan är en kärnreaktor. Gasen som värms upp i reaktorn expanderar i munstycket och ger fart åt raketen. Roskosmos-byrån hävdar att användningen av denna teknik kommer att hjälpa Ryssland att erövra rymden igen. Testflygningar med den nya motorn kommer att påbörjas redan 2025.

Amerikanska NASA arbetar också med ett kärnmotorprojekt som en del av programmet TRÄD (). Rymdfarkosten skulle lyfta här på konventionellt raketbränsle, men efter en lyckad omloppsuppskjutning skulle rymdfarkosten fortsätta sin resa, driven av kärnkraft. NASA säger att användningen av denna teknik avsevärt kan minska tiden det tar att starta ett bemannat uppdrag till Mars. Ett kärnkraftsdrivet fartyg skulle röra sig mycket snabbare, och den mindre mängden raketbränsle ombord skulle göra det möjligt för fler astronauter att transporteras.

Det finns, som alltid, idéer för att revolutionera rymdframdrivning. Men för nu, liksom under de senaste decennierna av rymdåldern, har vi fortfarande mestadels kemiska drivmedelsraketer till vårt förfogande. Under verkliga förhållanden och vid planering av efterföljande uppdrag är det just raketer med bränsle och oxidationsmedel inuti som måste beaktas i första hand.