Kommer människan att ta två steg längre i rymden och när?

Att skicka ut människor i rymden är svårt, dyrt, riskabelt och är inte nödvändigtvis mer vetenskapligt vettigt än robotuppdrag. Inget väcker dock fantasin som bemannade resor till platser där ingen har varit tidigare.

Klubben av rymdmakter som har skickat en person till utomjordiskt utrymme (inte att förväxla med flykten för en medborgare i ett givet land under utländsk flagg) omfattar fortfarande bara USA, Ryssland och Kina. Indien kommer snart att ansluta sig till denna grupp.

Premiärminister Narendra Modi har högtidligt meddelat att hans land planerar att genomföra en bemannad orbitalflygning till 2022, möjligen ombord på en planerad rymdfarkost. Gaganyaan (1). Nyligen rapporterade media också om det första arbetet med ett nytt ryskt fartyg. Federationsom förväntas flyga längre än Soyuz (dess namn kommer att ändras till "mer passande", trots att den nuvarande valdes i en nationell tävling). Inte mycket är känt om Kinas nya bemannade kapsel, mer än att den är planerad till en testflygning 2021, även om det sannolikt inte finns några personer ombord.

När det gäller det långsiktiga målet med bemannade uppdrag är det just därför Mars. Byrån planerar utifrån Gateway station (de så kallade grindarna) skapar ett komplex Transport i rymden (sommartid). Bestående av Orion-kapslar, bostadsutrymmen och oberoende framdrivningsmoduler kommer den så småningom att flyttas till (2), även om detta fortfarande är en ganska avlägsen framtid.

2. Visualisering av rymdtransport som når Mars närhet, skapad av Lockheed Martin.

Ny generation rymdskepp

För långväga rymdresor är det nödvändigt att ha något mer avancerade fordon än de tätt använda transportkapslarna i LEO (low Earth orbit). Det amerikanska arbetet har utvecklats väl från Orion (3), på uppdrag av Lockheed Martin. Orion-kapseln, som en del av det obemannade EM-1-uppdraget som planeras till 2020, ska utrustas med ett ESA-system som tillhandahålls av den europeiska byrån.

Det kommer i första hand att användas för att bygga och transportera besättningar till Gateway-stationen runt månen, som, enligt tillkännagivandet, kommer att vara ett internationellt projekt - inte bara i USA, utan även i Europa, Japan, Kanada och eventuellt även Ryssland . .

Arbetet med nya rymdfarkoster pågår så att säga i två riktningar.

Den ena bygger kapslar för service av orbitalstationersom den internationella rymdstationen ISS eller dess framtida kinesiska motsvarighet. Detta är vad privata strukturer i USA borde göra. Dragon 2 från SpaceX och CST-100 Starliner Boeing, i fallet med kineserna Shenzhouoch ryssarna union.

Den andra typen är aspiration flygningar bortom jordens omloppsbana, det vill säga till Mars, och i slutändan till Mars. De som endast är avsedda för flygningar till BEO (dvs. bortom gränserna för låg jordomloppsbana) kommer att nämnas. Likaså Ryska federationen, som nyligen rapporterats av Roskosmos.

Till skillnad från tidigare använda kapslar, som var av engångstyp, säger tillverkare, såväl som en person, att framtida fartyg kommer att kunna återanvändas. Var och en av dem kommer att vara utrustad med en drivmodul, som kommer att innehålla kraft, växlingsmotorer, bränsle etc. De är också mer massiva själva och kräver mer effektiva sköldar mot dem. Fartyg avsedda för BEO-uppdraget måste utrustas med större framdrivningssystem, eftersom de kräver mer bränsle, kraftfullare motorer och större utbytbarhet av system.

2033 till Mars? Detta kanske inte fungerar

I september förra året tillkännagav NASA en detaljerad... Nationell rymdutforskningsplan (). Det syftar till att uppnå USA:s president Donald Trumps höga mål, som anges i hans rymdpolitiska direktiv från december 2017 - amerikanska astronauter till Mars, och i allmänhet - att stärka USA:s företräde i utomjordiskt rymd.

Analytikerna beskrev den prognostiserade framtiden i en 21-sidig rapport, med tidslinjer för att uppnå varje mål. Det finns dock flexibilitet i att prognostisera någon av dem, och den kan ändras om planen stöter på hinder eller nya data tillhandahålls. NASA planerar till exempel att vänta tills uppdragsresultaten är klara med en föreslagen budget för ett bemannat Marsuppdrag. Mars 2020under vilken nästa rover kommer att samla in och analysera prover på ytan. Själva den bemannade expeditionen skulle äga rum på 30-talet, och helst - upp till 2033 g.

En rapport från NASA:s oberoende Science and Technology Policy Institute (STPI) publicerad i april 2019 fann att de tekniska utmaningarna med att bygga en station för djuprymdtransport för att transportera astronauter till och från Mars, såväl som många andra delar av Mars Expeditionsplanen, utgör utmaningar En allvarlig fråga är möjligheten att nå målet redan 2033.

Rapporten, färdig inför Mike Pences bombtal den 26 mars där USA:s vicepresident nästan beordrade NASA att skicka tillbaka människor till månen 2024, visar hur mycket det kan kosta att återvända till månen och vad det innebär på lång sikt. - Brådskande sammanhang för besättningsplaner.

STPI-institutet övervägde användningen av för närvarande utvecklade program, månlandare och sedan Mars-landare, Orion och den planerade Gateway, som borde byggas på 20-talet. Rapporten visar att allt detta arbete kommer att ta för lång tid att slutföra under terminen. Dessutom ansågs ett annat lanseringsfönster 2035 också vara orealistiskt.

"Vi finner att även utan budgetbegränsningar, ett omloppsuppdrag Mars 2033 kan inte genomföras i enlighet med NASA:s nuvarande och hypotetiska planer”, står det i STPI-dokumentet. "Vår analys visar att det kan implementeras tidigast 2037, med förbehåll för oavbruten teknisk utveckling, utan missade deadlines, kostnadsöverskridanden och risk för budgetbrist."

Enligt STPI-rapporten, om du vill flyga till Mars 2033, måste du genomgå kritiska flygningar till 2022, vilket är osannolikt. Forskning om ”fas A” av Deep Space Transport-projektet bör påbörjas redan 2020, vilket inte heller är möjligt, eftersom kostnadsanalysen av hela projektet ännu inte har påbörjats. Rapporten varnade också för att försök att påskynda tidslinjen genom att avvika från NASA:s standardpraxis skulle skapa enorma risker för att uppnå målen.

STPI uppskattade också budgeten för ett uppdrag till Mars inom en "realistisk" tidsram 2037. Den totala kostnaden för att bygga alla nödvändiga komponenter – inklusive en tung bärraket Space Launch System (SLS), Orion ship, Gateway, DST och andra element och tjänster indikeras på 120,6 miljarder dollar, beräknat till 2037. Av detta belopp har 33,7 miljarder redan spenderats på utvecklingen av SLS- och Orion-systemen och relaterade marksystem. Det är värt att tillägga att Marsuppdraget är en del av det övergripande rymdflygningsprogrammet, vars totala kostnader fram till 2037 beräknas till 217,4 miljarder dollar. Detta inkluderar att skicka människor till den röda planeten, såväl som lågnivåoperationer och utveckling av Mars marksystem som behövs för framtida uppdrag.

Chef för NASA Jim Bridenstine Men i ett tal som hölls den 9 april vid det 35:e rymdsymposiet i Colorado Springs, verkade han oberörd av den nya rapporten. Han uttryckte entusiasm för Pences accelererade måntidslinje. Enligt hans åsikt leder det direkt till Mars.

- - Han sa.

Kina: Marsbas i Gobiöknen

Kineserna har också sina egna planer för Mars, även om man traditionellt sett inte vet något säkert om dem, och absolut inga tidtabeller för bemannade flygningar är kända. Det kinesiska äventyret med Mars börjar i alla fall nästa år.

Ett uppdrag kommer sedan att skickas 2021 för att utforska området. Kinas första Mars-rover HX-1. Lander och ge dig ut på denna resa, upphöjd raket "Changzheng-5". Efter att ha anlänt till platsen måste robotrovern se sig omkring och välja lämpliga platser för att samla in prover. Det är väldigt svårt när det här händer. Lång 9 mars bärraket (under utveckling) kommer att skicka dit ytterligare en landare med en annan rover, vars robot kommer att ta prover, leverera dem till en raket som kommer att sätta dem i omloppsbana och all utrustning kommer att återvända till jorden. Allt detta ska ske senast 2030. Hittills har inget land lyckats uppnå ett sådant uppdrag. Men som du kanske kan gissa är Return from Mars-testerna en introduktion till programmet för att skicka folk dit.

Kineserna utförde inte sitt första bemannade utomjordiska uppdrag förrän 2003. Sedan dess har de redan byggt sin egen kärna och skickat många fartyg ut i rymden, och i början av detta år, för första gången i astronautikens historia, en mjuk de landade på bortre sidan av månen.

Nu förklarar de att de inte kommer att stanna varken vid vår naturliga satellit eller ens vid Mars. Under flygningar till dessa anläggningar kommer det också att finnas uppdrag till asteroider och Jupiter, den största planeten. China National Space Administration (CNSA) planerar att dyka upp där 2029. Arbetet med effektivare motorer för raketer och fartyg pågår fortfarande. Det borde vara kärnkraftsmotor ny generation.

Kinas ambitioner symboliseras av testplatser som de glänsande, futuristiska anläggningarna som öppnade i april i år. Mars Base 1 rymdbas (4) som ligger mitt i Gobiöknen. Syftet är att visa besökarna hur livet kan se ut för människor. Strukturen har en silverkupol och nio moduler, inklusive bostadsrum, ett kontrollrum, ett växthus och en luftsluss. Hittills förs skolutflykter hit.

4. Kinesisk Mars Base 1 i Gobiöknen

Rörande tvillingtest

De senaste åren har ytterligare bemannade uppdrag inte fått bra press på grund av kostnaderna och hoten mot biologiska varelser i rymden. Det fanns irritation över huruvida vi skulle avstå planet- och rymdutforskning helt och hållet till robotar. Men nya vetenskapliga data uppmuntrar människor.

Resultaten av NASA-expeditionerna ansågs uppmuntrande ur bemannade expeditioners synvinkel. experimentera med "tvillingbror i rymden". Astronauter Scott och Mark Kelly (5) deltog i ett test som syftade till att upptäcka de långsiktiga effekterna av rymden på människokroppen. I nästan ett år genomgick tvillingarna samma medicinska undersökningar - den ena ombord, den andra på jorden. Färska resultat visar att ett år i rymden har betydande, men inte livshotande, effekter på människokroppen, vilket väcker hopp om möjligheten till en resa till Mars i framtiden.

5. Tvillingarna Scott och Mark Kelly

Under loppet av ett år samlade Scott in alla möjliga journaler om sig själv. Han tog blod och urin och gjorde kognitiva tester. På jorden gjorde hans bror samma sak. 2016 återvände Scott till jorden där han studerades under de kommande nio månaderna. Nu, fyra år efter att experimentet började, har de publicerat de fullständiga resultaten.

Först visar de att Scotts kromosomer innehåller egenskaper strålskador. Detta kan leda till sjukdomar som cancer.

Ett år i rymden aktiverar dock också tusentals gener relaterade till immunsystemet, något som bara skulle hända under extrema förhållanden på jorden. När vi hamnar i stressiga situationer, är allvarligt skadade eller blir sjuka börjar immunförsvaret verka.

Tvillingcellsstrukturer kallas telomerer. Det finns "lock" i ändarna av kromosomerna. hjälpa till att skydda vårt DNA från skador och krympning med eller utan spänning. Till forskarnas förvåning var Scotts telomerer i rymden inte kortare, utan mycket längre. Efter att ha återvänt till jorden inom 48 timmar blev de kortare igen, och efter sex månader stängdes mer än 90 % av deras aktiverade immungener av. Efter nio månader var det mindre kromosomskada, vilket betyder att ingen av de förändringar som tidigare observerats av forskarna var livshotande.

sa Scott i en intervju.

-

Susan Bailey, en forskare vid Colorado State University, tror att Scotts kropp reagerade på strålningen. stamcellsmobilisering. Denna upptäckt kan hjälpa forskare att utveckla medicinska åtgärder för att motverka effekterna av rymdresor. Forskaren utesluter inte ens att hon en dag ens kommer att hitta metoder förlänger livet på jorden.

Så, bör långvariga rymdresor förlänga våra liv? Detta skulle vara en ganska oväntad konsekvens av rymdutforskningsprogrammet.