Vizije za stoletja, ne desetletja

Ali bi morali potovati skozi vesolje? Priročen odgovor je ne. Vendar glede na vse, kar nas kot človeštvo in civilizacijo ogroža, bi bilo nespametno opustiti raziskovanje vesolja, lete s posadko in navsezadnje iskati druge kraje za življenje, razen Zemlje.

Pred nekaj meseci je NASA objavila podrobno Nacionalni načrt za raziskovanje vesoljaza doseganje visokih ciljev, določenih v direktivi predsednika Trumpa o vesoljski politiki iz decembra 2017. Ti ambiciozni načrti vključujejo: načrtovanje pristanka na Luni, dolgoročno napotitev ljudi na Luno in okoli nje, krepitev vodilnega položaja ZDA v vesolju in krepitev zasebnih vesoljskih podjetij in razvoj načina za varno pristanek ameriških astronavtov na površini Marsa.

Vse objave v zvezi z izvajanjem marsovskih sprehodov do leta 2030 – kot je objavljeno v novem poročilu Nase – pa so precej prilagodljive in se lahko spremenijo, če se zgodi kaj, česar znanstveniki trenutno niso opazili. Zato je pred izpopolnjevanjem proračuna za misijo s posadko načrtovano, da se na primer upoštevajo rezultati Misija Mars 2020, v katerem bo drug rover zbiral in analiziral vzorce s površja Rdečega planeta,

Lunarno vesoljsko pristanišče

NASA-in časovni okvir bo moral preživeti izzive financiranja, značilne za vsako novo ameriško predsedniško administracijo. Nasini inženirji v vesoljskem centru Kennedy na Floridi trenutno sestavljajo vesoljsko plovilo, ki bo ljudi v naslednjih nekaj letih popeljalo nazaj na Luno in nato na Mars. Imenuje se Orion in je nekoliko podobna kapsuli, v kateri so astronavti Apolla pred skoraj štirimi desetletji poleteli na Luno.

Ker NASA praznuje svojo 60. obletnico, upamo, da jo bo leta 2020 okoli Lune in leta 2023 z astronavti na krovu znova poslala v orbito našega satelita.

Luna je spet priljubljena. Medtem ko je Trumpova administracija že davno določila Nasino smer proti Marsu, je načrt najprej graditi vesoljska postaja, ki kroži okoli lune, tako imenovana vrata ali pristanišče, struktura, podobna Mednarodni vesoljski postaji, ki pa služi poletom na površje lune in na koncu na Mars. to je tudi v načrtih stalna baza na našem naravnem satelitu. NASA in predsedniška administracija sta si zadali cilj podpreti gradnjo komercialnega pristajalnega letala na Luno brez posadke najkasneje do leta 2020.

Ladja Orion se približuje postaji v orbiti lune - vizualizacija

 To je avgusta v vesoljskem centru Johnson v Houstonu napovedal podpredsednik Mike Pence. Pence je predsednik na novo prenovljenega Nacionalni vesoljski svet. Več kot polovica Nasinega predlaganega proračuna v višini 19,9 milijarde dolarjev za prihodnje proračunsko leto je bila namenjena raziskovanju Lune in zdi se, da bo kongres te ukrepe odobril.

Agencija je zahtevala ideje in načrte za prehodno postajo v orbiti okoli lune. Predpostavke se nanašajo na mostišče za vesoljske sonde, komunikacijske releje in bazo za avtomatsko delovanje naprav na lunini površini. Lockheed Martin, Boeing, Airbus, Bigelow Aerospace, Sierra Nevada Corporation, Orbital ATK, Northrop Grumman in Nanoracks so svoje načrte že predložili NASA in ESA.

NASA in ESA napovedujeta, da bosta na krovu Lunarno vesoljsko pristanišče astronavti bodo tam lahko ostali do približno šestdeset dni. Objekt mora biti opremljen z univerzalnimi zračnimi zaporami, ki bodo tako posadki omogočile vstop v vesolje in pristajanje zasebnih vesoljskih plovil, ki sodelujejo v rudarskih misijah, vključno z, kot je treba razumeti, komercialnimi.

Če ne sevanje, pa smrtonosna breztežnost

Tudi če zgradimo to infrastrukturo, enake težave, povezane s potovanji ljudi na dolge razdalje v vesolju, še ne bodo izginile. Naša vrsta se še naprej bori z breztežnostjo. Mehanizmi prostorske orientacije lahko vodijo v velike zdravstvene težave in t.i. vesoljska bolezen.

Čim dlje od varnega kokona atmosfere in zemeljskega magnetnega polja, tem bolj problem sevanja - tveganje za nastanek raka tam raste z vsakim dodatnim dnem. Poleg raka lahko povzroči tudi sive mrene in morebiti Alzheimerjeva bolezen. Poleg tega, ko radioaktivni delci zadenejo atome aluminija v trupih ladij, se delci izločijo v sekundarno sevanje.

Rešitev bi bila plastike. So lahki in močni, polni vodikovih atomov, katerih drobna jedra ne proizvajajo veliko sekundarnega sevanja. NASA preizkuša plastiko, ki lahko zmanjša sevanje v vesoljskih plovilih ali vesoljskih oblekah. Druga ideja zasloni proti sevanju, na primer magnetno, ki ustvarja nadomestek za polje, ki nas ščiti na Zemlji. Znanstveniki pri European Space Radiation Superconducting Shield delajo na superprevodniku iz magnezijevega diborida, ki bo z ustvarjanjem magnetnega polja odbijal nabite delce stran od ladje. Ščit deluje pri -263°C, kar se ne zdi veliko, glede na to, da je v vesolju že zelo hladno.

Nova študija kaže, da ravni sončnega sevanja naraščajo za 10 % hitreje, kot se je prej mislilo, in da se bo sevalno okolje v vesolju sčasoma poslabšalo. Nedavna analiza podatkov iz instrumenta CRaTER na lunarnem orbiterju LRO je pokazala, da se je sevalna situacija med Zemljo in Soncem sčasoma poslabšala in da lahko nezaščiten astronavt prejme 20 % več odmerkov sevanja, kot se je prej mislilo. Znanstveniki domnevajo, da velik del tega dodatnega tveganja izvira iz nizkoenergijskih delcev kozmičnih žarkov. Vendar sumijo, da bi teh dodatnih 10 % lahko v prihodnosti resno omejilo raziskovanje vesolja.

Breztežnost uniči telo. Med drugim to vodi v dejstvo, da nekatere imunske celice ne morejo opraviti svojega dela in rdeče krvne celice umrejo. Povzroča tudi ledvične kamne in oslabi srce. Astronavti na ISS se borijo z mišično šibkostjo, srčno-žilnim upadom in izgubo kosti, ki trajajo dve do tri ure na dan. Vendar pa še vedno izgubijo kostno maso, ko so na krovu.

Astronavtka Sunita Williams med vajo na ISS

Rešitev bi bila umetna gravitacija. Na tehnološkem inštitutu v Massachusettsu nekdanji astronavt Lawrence Young preizkuša centrifugo, ki nekoliko spominja na vizijo iz filma. Ljudje ležijo na boku, na ploščadi in potiskajo inercialno strukturo, ki se vrti. Druga obetavna rešitev je projekt Canadian Lower Body Negative Pressure (LBNP). Naprava sama ustvarja balast okoli pasu osebe, kar ustvarja občutek teže v spodnjem delu telesa.

Pogosta nevarnost za zdravje na ISS so majhni predmeti, ki plavajo v kabinah. Vplivajo na oči astronavtov in povzročajo odrgnine. Vendar to ni najhujša težava za oči v vesolju. Breztežnost spremeni obliko zrkla in vpliva nanj zmanjšan vid. To je resen problem, ki še ni rešen.

Zdravje na splošno postane težko vprašanje na vesoljski ladji. Če se na Zemlji prehladimo, bomo ostali doma in to je to. V tesno zaprtem okolju, napolnjenem s kroženjem zraka in številnimi dotiki skupnih površin, kjer je težko pravilno oprati, so stvari videti zelo drugačne. V tem času človeški imunski sistem ne deluje dobro, zato so člani misije nekaj tednov pred odhodom izolirani, da se zaščitijo pred boleznimi. Ne vemo točno zakaj, a bakterije postajajo vse nevarnejše. Poleg tega, če kihnete v vesolju, vse kapljice odletijo ven in še naprej letijo naprej. Ko ima nekdo gripo, jo bodo imeli vsi na krovu. In pot do klinike ali bolnišnice je dolga.

Posadka 48 odprav na krovu ISS - resničnost življenja na krovu vesoljskega plovila

Rešen naslednji velik problem vesoljskih potovanj brez udobja življenje. V bistvu nezemeljske odprave obsegajo prečkanje neskončnega vakuuma v posodi pod tlakom, ki jo vzdržuje pri življenju posadka strojev, ki obdelujejo zrak in vodo. Prostora je malo in živite v nenehnem strahu pred sevanjem in mikrometeoriti. Če smo daleč od katerega koli planeta, zunaj ni pogleda, le globoka črnina vesolja.

Znanstveniki iščejo ideje, kako oživiti to strašno monotonijo. Eden izmed njih je Navidezna resničnostkjer bi se lahko družili astronavti. Sicer znana stvar, čeprav pod drugim imenom, iz romana Stanisława Lema.

Je dvigalo cenejše?

Vesoljska potovanja so neskončna serija ekstremnih situacij, ki so jim izpostavljeni ljudje in oprema. Po eni strani boj proti gravitaciji, preobremenitvi, sevanju, plinom, toksinom in agresivnim snovem. Po drugi strani pa elektrostatične razelektritve, prah, hitro spreminjajoče se temperature na obeh straneh lestvice. Poleg tega je ves ta užitek strašno drag.

Danes potrebujemo približno 20 tisoč. dolarjev za pošiljanje kilograma mase v nizko Zemljino orbito. Večina teh stroškov je povezana z zasnovo in delovanjem. zagonski sistem. Pogoste in dolge misije zahtevajo veliko količino potrošnega materiala, goriva, rezervnih delov, potrošnega materiala. V vesolju je popravilo in vzdrževanje sistema drago in težko.

Vesoljsko dvigalo - vizualizacija

Ideja o finančni olajšavi je vsaj deloma koncept vesoljsko dvigalopovezava določene točke na našem planetu s ciljno postajo, ki se nahaja nekje v vesolju po vsem svetu. Tekoči eksperiment znanstvenikov z univerze Shizuoka na Japonskem je prvi te vrste na mikroskali. V mejah projekta Vesoljski privezan avtonomni robotski satelit (STARS) dva mala satelita STARS-ME bosta povezana z 10-metrskim kablom, ki bo premikal majhno robotsko napravo. To je predhodni mini model vesoljskega žerjava. Če bo uspešen, bo morda prešel na naslednjo fazo projekta vesoljske dvigala. Njegovo ustvarjanje bi bistveno zmanjšalo stroške prevoza ljudi in predmetov v in iz vesolja.

Prav tako se morate spomniti, da v vesolju ni GPS-a, prostora pa je ogromno in navigacija ni enostavna. Mreža globokega vesolja - zbirka antenskih nizov v Kaliforniji, Avstraliji in Španiji - zaenkrat je to edino zunajzemeljsko navigacijsko orodje, ki ga imamo. Skoraj vse, od študentskih satelitov do vesoljskega plovila New Horizons, ki zdaj prebija Kuiperjev pas, temelji na tem sistemu. Ta je preobremenjen in NASA razmišlja o omejitvi njegove razpoložljivosti na manj kritične misije.

Seveda obstajajo ideje za alternativni GPS za vesolje. Joseph Guinn, strokovnjak za navigacijo, se je odločil razviti avtonomni sistem, ki bi zbiral slike tarč in bližnjih predmetov, pri čemer bi uporabljal njihove relativne položaje za triangulacijo koordinat vesoljskega plovila – brez potrebe po nadzoru na tleh. Na kratko ga imenuje sistem za pozicioniranje v globoki prostor (DPS).

Kljub optimizmu voditeljev in vizionarjev – od Donalda Trumpa do Elona Muska – številni strokovnjaki še vedno menijo, da resnična možnost kolonizacije Marsa niso desetletja, ampak stoletja. Obstajajo uradni datumi in načrti, a mnogi realisti priznavajo, da bo človeku dobro stopiti na Rdeči planet do leta 2050. In nadaljnje odprave s posadko so čista fantazija. Navsezadnje je poleg zgornjih težav treba rešiti še en temeljni problem - brez pogona za res hitro potovanje po vesolju.