Setelah 50 tahun, manusia merancang untuk kembali ke bulan, dan sedikit kemudian meramalkan penerbangan ke Mars. Walau bagaimanapun, tidak mungkin orang dalam masa terdekat ditakdirkan untuk menjauh dari orbit bumi: banyak faktor mengganggu ini.
Ruang bukan sahaja yang terakhir tetapi juga perbatasan yang paling berbahaya. Ini adalah persekitaran yang paling ekstrem, tetapi melalui jalan itulah jalan menuju dunia baru terletak. Untuk mendapatkannya, seseorang perlu mencipta mesin baru, belajar menahan sinaran, tidak mati akibat calar dan tidak menjadi gila. Adakah mungkin?
Dengan penghantaran ke rumah
Ketika melakukan perjalanan ke eksoplanet (badan angkasa di luar sistem suria), masalah utama bagi para penyelidik moden - baik yang hidup maupun automata - bukanlah keadaan objek kajian yang belum diterokai, melainkan masa yang diperlukan untuk perusahaan seperti itu. NASA menyoroti masalah utama yang akan timbul kerana fakta bahawa dengan pengembangan kaedah teknikal yang paling optimum, perjalanan akan memakan waktu bertahun-tahun.
Pada masa ini, enjin utama berdasarkan proses kimia: bahan bakar dan pengoksidaan dibakar untuk membentuk gas panas. Kerana pemanasan, gas ekzos mengalir keluar pada kelajuan tinggi dari muncung roket, mendorong roket ke arah yang bertentangan. Sayangnya, enjin seperti itu tidak memberi ruang untuk manuver seseorang, kerana kadar aliran gas dibatasi oleh suhu pembakaran. Walaupun secara teorinya, perjalanan ke bintang dengan enjin dengan penggerak kimia tidak realistik dengan tahap teknologi semasa. Jadi, kapal angkasa, yang paling jauh dari Bumi, Voyager-1, yang dilancarkan pada tahun 1977, meliputi lebih dari 21 bilion km dalam 40 tahun. Ini, tanpa keterlaluan, tokoh astronomi, tetapi walaupun dengan keadaan ini, Voyager-1 akan mencapai bintang AC +79 3888 (17 tahun cahaya dari Matahari), di mana ia terbang dengan kelajuan sekitar 62.000 km / jam, hanya setelah 40.000 tahun.
Probe ruang moden mampu mengembangkan kelajuan yang lebih tinggi. Sebagai contoh, satelit buatan Jupiter Juno mampu mencapai sekitar 250,000 km / jam, sementara Parker Solar Probe yang dilancarkan baru-baru ini akan mempercepat hingga 692,000 km / j. Tetapi dalam projek-projek ini, kelajuan tinggi dicapai, antara lain, kerana manuver graviti: probe melintas di dekat planet ini, dan membawanya "dengan sendirinya", mempercepatnya ke kelajuan orbitnya. Ini mudah dilakukan dalam sistem kami, tetapi tidak cukup untuk perjalanan cepat ke bintang-bintang: tidak akan ada objek untuk manuver graviti di luar sistem suria. Di samping itu, semakin jauh planet dari bintang, semakin perlahan ia bergerak.
Salah satu penyelesaian yang mungkin untuk masalah ini adalah pemacu ion. Prinsip operasinya didasarkan pada penciptaan tujahan jet berdasarkan gas terion: elektron terkoyak dari molekul, dan ion bermuatan yang dihasilkan dipercepat dalam medan elektrik. Oleh itu, adalah mungkin untuk mencapai kadar aliran bahan yang lebih tinggi dari muncung, di samping itu, pendekatan ini lebih cekap tenaga (lebih sedikit bahan bakar dibelanjakan untuk pecutan). Akibatnya, enjin ion secara teorinya memungkinkan untuk mencapai kelajuan yang belum pernah terjadi sebelumnya: menurut para penyelidik, Mars dapat dicapai hanya dalam 39 hari dan bukannya tujuh bulan, yang secara total akan dihabiskan dalam perjalanan ke Planet Merah oleh modul InSight, yang akan mendarat di Mars November ini. Malangnya, pendorong ion yang ada terlalu lemah dan hanya boleh digunakan untuk pembetulan orbit.
Video promosi:
Di Rusia, projek mesin nuklear untuk kosmonautik sedang ditangani oleh syarikat negara "Rosatom"
Pendekatan yang lebih radikal, paling tidak untuk penjajahan sistem suria, boleh menjadi mesin roket nuklear. Sumber nuklear dipanaskan oleh peluruhan bahan radioaktif, memanaskan cecair kerja, yang dapat mengalir keluar pada kadar yang jauh lebih tinggi daripada yang dihasilkan dari pembakaran bahan bakar dan pengoksidaan dalam mesin kimia. Mereka cuba menerapkan pendekatan ini pada awal zaman angkasa, semasa Perang Dingin. Namun, hingga kini, penggunaannya dibatasi oleh dua faktor. Adalah tidak diinginkan untuk membuang sejumlah besar bahan radioaktif ke orbit: seperti yang ditunjukkan oleh amalan, kadang-kadang ia boleh jatuh kembali. Selain itu, enjin seperti ini memerlukan penyejukan yang serius, dan di ruang angkasa panas hanya dapat dikeluarkan oleh radiasi, yang membawa tenaga secara perlahan, yang membatasi kekuatan mesin nuklear. Enjin nuklear yang lemah lebih mudah diganti dengan enjin ion yang kurang berbahaya bagi Bumi atau enjin jet yang lebih biasa yang dikuasakan oleh bahan bakar kimia.
Dengan menggunakan bahan dan teknologi moden, negara yang berlainan kini berusaha mengembangkan model enjin nuklear dan ion yang lebih kuat. Berpotensi, mereka akan membiarkan selama beberapa bulan sampai ke Saturnus (untuk misi Cassini, jalan ini memakan masa tujuh tahun). Hari ini, enjin nuklear sedang dibangunkan, misalnya, di Amerika Syarikat: pada tahun 2017, NASA dan BWXT Nuclear Energy menandatangani kontrak untuk membangunkan enjin tersebut. Di Rusia, syarikat negara Rosatom menjalankan projek enjin nuklear untuk kosmonautik, perinciannya belum diungkapkan.
Persekitaran yang berbahaya
Walaupun terdapat enjin yang memungkinkan menjangkau planet jauh atau bahkan bintang dalam beberapa bulan atau tahun, persoalan keselamatan kru kapal seperti itu masih terbuka. Ancaman utama bukan makhluk asing atau asteroid, tetapi radiasi. Sinaran pengionan boleh merosakkan DNA, menyebabkan masalah dalam pengoperasian hampir semua sistem badan dan membatalkan mana-mana, bahkan ruang angkasa yang paling bijaksana yang melibatkan seseorang.
Sekiranya kita membincangkan pilihan yang lebih berpatutan hari ini (penerbangan ke Marikh), maka radiasi inilah yang menjadi salah satu masalah utama yang akan dihadapi oleh angkasawan. Sekiranya di Bumi seseorang dilindungi oleh atmosfera dan medan magnet planet ini, maka kosmonot ISS sudah terkena radiasi sepuluh kali lebih kuat. Penerbangan ke Planet Merah dengan tahap perkembangan teknologi semasa akan memakan masa sekitar 7 bulan. Untuk ini mesti ditambahkan masa yang dihabiskan di Marikh, yang tidak memiliki medan magnet pelindung dan atmosfer bumi yang padat, dan juga jalan balik mesti dipertimbangkan. Menyimpulkan semua risiko, hanya ancaman radiasi yang dapat membuat tiket ke planet keempat dari Matahari mematikan. Oleh itu, sebagai contoh,Orion yang dikembangkan oleh Lockheed Martin akan dilengkapi dengan tempat perlindungan khas sekiranya terdapat aktiviti solar yang berlebihan dan pelepasan zarah radioaktif yang besar. Perhatikan bahawa penyelesaian serupa digunakan pada masa ini di ISS.
Sejak zaman kuno, aktiviti gunung berapi di Bulan dan Marikh dapat meninggalkan terowong sejauh beberapa kilometer hingga lebar 1 km.
Sekiranya kita bercakap mengenai pengembangan planet, maka untuk ini, para saintis mencadangkan untuk menggunakan perisai magnet atau terraforming di masa depan. Terdapat pilihan anggaran: Penyelidik Itali mencadangkan konsep untuk penyelesaian tabung lava yang disebut - saluran dalam ketebalan planet, yang terbentuk semasa penyejukan lava yang tidak rata. Sinaran dari luar angkasa di dalamnya akan minimum, kerana akan dilemahkan oleh lapisan atas Mars. Dalam kes ini, ribut dan ancaman lain di planet dengan atmosfer juga tidak takut.
Diasumsikan bahawa sejak zaman kuno aktiviti gunung berapi di Bulan dan Marikh, terowong sepanjang kilometer hingga selebar 1 km dapat tetap ada, dalam kegelapan yang mana sejarah penjajahan benda langit oleh manusia dapat dimulai.
Sebagai tambahan kepada radiasi, seseorang masih harus menyelesaikan banyak masalah: untuk memastikan bekalan oksigen yang tidak terganggu dan boleh dipercayai, menyelesaikan masalah dengan pemakanan, belajar untuk bergaul dengan orang yang sama untuk waktu yang lama, dll. Tidak perlu dikatakan bahawa semasa misi bersyarat malah ke planet terdekat, angkasawan perlu menyelesaikan sendiri masalah perubatan, misalnya, menghilangkan radang usus buntu? Pada masa ini, setiap orang yang pergi ke angkasa lepas menjalani banyak ujian, tetapi mustahil untuk memastikan semuanya. Seperti yang ditunjukkan oleh para penyelidik, satu pasukan enam orang dalam perjalanan 900 hari ke Mars hampir pasti akan menghadapi sekurang-kurangnya satu kes apabila salah seorang anggota kru memerlukan pertolongan segera. Sebilangan harapan diberikan oleh eksperimen Rusia-Eropah "Mars-500"di mana kru enam orang di sebuah bilik tertutup di Bumi berjaya hidup "dalam penerbangan" selama 520 hari, mengatasi masalah psikologi dan perubatan.
Ruang yang dihormati
Pembiayaan adalah tulang belakang projek angkasa, dan sebahagian besar projek ruang angkasa yang belum direalisasikan telah gagal pada tahap ini. Malah projek automatik sepenuhnya seperti Curiosity rover bernilai berbilion dolar. Penerbangan seorang lelaki ke Mars dianggarkan lebih mahal.
Malah projek di mana tidak perlu memikirkan sistem sokongan kehidupan bagi orang sering menghadapi masalah pendanaan kerana kos teknologi yang tinggi. Sebagai contoh, kos Teleskop Mengorbit James Webb sudah melebihi $ 9 bilion, dan ia dirancang untuk melancarkannya ke angkasa 10 tahun yang lalu. Sekiranya kita bercakap mengenai kos misi berawak, contoh yang paling mencolok adalah projek Stesen Angkasa Antarabangsa. Dianggarkan bernilai $ 150 bilion dan merupakan salah satu struktur kejuruteraan termahal di dunia.
Lebih-lebih lagi, membiayai satu projek dengan sendirinya tidak memastikan kejayaannya. Projek sedemikian memerlukan asas saintifik yang maju, serta kemudahan dan infrastruktur pengeluaran yang mampu menyokong stesen tersebut. AS sahaja membelanjakan $ 3 bilion untuk ini setiap tahun.
Menurut perhitungan NASA, kos pengembangan, penyediaan dan pelaksanaan misi ke Marikh dalam tempoh 30 tahun mungkin melebihi $ 450 bilion. Menurut beberapa anggaran, jumlah kos projek itu adalah $ 1.5 trilion! Jumlah yang luar biasa dengan latar belakang anggaran Agensi Aeroangkasa Amerika, yang rata-rata bernilai $ 20 bilion setiap tahun. Malah jumlah keseluruhan pasaran moden untuk perkhidmatan dan teknologi ruang angkasa mencecah $ 350 bilion. Jadi, kos ekspedisi tidak kurang masalah daripada radiasi ruang angkasa.
