Dream Chaser on eraettevõtte Sierra Nevada Corporation (USA) uus mehitatud sõiduk. See korduvkasutatav mehitatud kosmoseaparaat toimetab madalale Maa orbiidile lasti ja kuni 7-liikmelise meeskonna. Projekti kohaselt kasutab kosmoselaev tiibu ja maandub nende abiga tavapärasele lennurajale. Disain põhineb orbitaallennuki HL-20 konstruktsioonil

©Sierra Nevada Corporation

Kui eelmise sajandi keskpaiga ameeriklased mõtlesid palavikuliselt, kuidas “kurjuse impeeriumiga” sammu pidada, siis see oli täis loosungeid: “Komsomol – lennukis”, “Tähekosmos – JAH!”. Täna laseb USA kosmoselaevu tuulelohede kergusega teele, meie oma jääb aga esialgu surfama ehk Bolshoi teatrisse. Sattusin alasti teaduse üksikasjadesse.

Ajalugu

Külma sõja ajal oli kosmos üks lahinguvälju Nõukogude Liidu ja USA vahel. Suurriikide geopoliitiline vastasseis oli neil aastatel kosmosetööstuse arengu peamine stiimul. Kosmoseuuringute programmide elluviimiseks on visatud tohutult ressursse. Eelkõige kulutas USA valitsus umbes kakskümmend viis miljardit dollarit Apollo projekti elluviimiseks, mille peamine eesmärk oli inimese Kuu pinnale maandumine. Eelmise sajandi 70ndate jaoks oli see summa lihtsalt hiiglaslik. NSV Liidu kuuprogramm, millel ei olnud kunagi määratud teoks saada, läks Nõukogude Liidu eelarvele maksma 2,5 miljardit rubla. Kodumaise kosmosesüstiku "Buran" väljatöötamine läks maksma kuusteist miljardit rubla. Samal ajal valmistas saatus Burani ette vaid ühe kosmoselennu sooritamiseks.

Palju rohkem vedas selle Ameerika kolleegil. Kosmosesüstik sooritas sada kolmkümmend viis starti. Kuid Ameerika süstik ei olnud igavene. Riikliku programmi "Space Transportation System" raames loodud laev sooritas 8. juulil 2011 oma viimase kosmosestardi, mis lõppes sama aasta 21. juuli varahommikul. Programmi elluviimise käigus valmistasid ameeriklased kuus "süstikut", millest üks oli prototüüp, mis kunagi kosmoselende ei sooritanud. Kaks laeva kukkusid alla.

Maapinnalt õhkutõus "Apollo 11"

© NASA

Majandusliku otstarbekuse seisukohalt ei saa Space Shuttle'i programmi vaevalt edukaks nimetada. Ühekordsed kosmoseaparaadid osutusid palju säästlikumaks kui nende näiliselt tehnoloogiliselt arenenumad korduvkasutatavad kolleegid. Jah, ja "süstikute" lendude ohutus oli kahtluse all. Nende operatsiooni ajal sai kahe õnnetuse tagajärjel ohvriteks neliteist astronauti. Kuid legendaarse laeva kosmosereiside ebaselgete tulemuste põhjuseks ei ole selle tehniline ebatäiuslikkus, vaid korduvkasutatavate kosmoseaparaadi kontseptsiooni keerukus.

Selle tulemusel sai eelmise sajandi 60ndatel välja töötatud Venemaa ühekordselt kasutatav kosmoseaparaat Sojuz ainsaks sõidukitüübiks, mis praegu sooritab mehitatud lende Rahvusvahelisse Kosmosejaama (ISS). Tuleb kohe märkida, et see ei näita sugugi nende paremust kosmosesüstiku ees. Kosmoselaevadel Sojuz, aga ka nende baasil loodud mehitamata kosmoseveokitel Progress on mitmeid kontseptuaalseid puudujääke. Nende kandevõime on väga piiratud. Ja selliste seadmete kasutamine põhjustab pärast nende töötamist jäänud orbiidi prahi kogunemist. Kosmoselennud Sojuz-tüüpi kosmoselaevadel saavad peagi ajaloo osaks. Samal ajal pole tänapäeval tegelikke alternatiive. Korduvkasutatavate laevade kontseptsioonile omane tohutu potentsiaal jääb sageli isegi meie ajal tehniliselt teostamatuks.

Nõukogude korduvkasutatava orbitaallennuki OS-120 "Buran" esimene projekt, mille NPO Energia pakkus välja 1975. aastal ja mis oli Ameerika kosmosesüstiku analoog.

©buran.ru

Uus USA kosmoselaev

2011. aasta juulis kuulutas USA president Barack Obama, et missioon Marsile on Ameerika astronautide uus ja niipalju kui arvata võib ka peaeesmärk järgmistel aastakümnetel. Üks NASA poolt Kuu uurimise ja Marsile lennu raames ellu viidud programmidest oli laiaulatuslik kosmoseprogramm Constellation.

See põhineb uue mehitatud kosmoselaeva "Orion", kanderakettide "Ares-1" ja "Ares-5" ning ka kuumooduli "Altair" loomisel. Vaatamata sellele, et 2010. aastal otsustas USA valitsus Constellationi programmi kärpida, suutis NASA jätkata Orioni arendamist. Kosmoselaeva esimene mehitamata katselend on kavandatud 2014. aastal. Eeldatakse, et lennu ajal eemaldub aparaat Maast kuus tuhat kilomeetrit. See on umbes viisteist korda kaugemal kui ISS. Pärast katselendu suundub laev Maale. Uus aparaat suudab atmosfääri siseneda kiirusega 32 000 km/h. Selle näitaja järgi ületab "Orion" legendaarset "Apollot" pooleteise tuhande kilomeetriga. Orioni esimene mehitamata eksperimentaallend on mõeldud selle potentsiaali demonstreerimiseks. Laeva katsetamine peaks olema oluline samm selle mehitatud vettelaskmise elluviimise suunas, mis on kavandatud 2021. aastal.

NASA plaanide kohaselt hakkavad Delta-4 ja Atlas-5 toimima Orioni kanderakettidena. Arese arendamisest otsustati loobuda. Lisaks kavandavad ameeriklased süvakosmose uurimiseks uut ülirasket kanderaketti SLS.

Orion on osaliselt korduvkasutatav kosmoselaev ja on põhimõtteliselt Sojuzile lähemal kui kosmosesüstikule. Osaliselt korduvkasutatavad on kõige lootustandvamad kosmoseaparaadid. See kontseptsioon eeldab, et pärast Maa pinnale maandumist saab kosmoselaeva elukapslit taaskasutada avakosmosesse saatmiseks. See võimaldab kombineerida korduvkasutatavate kosmoselaevade funktsionaalset praktilisust Sojuzi või Apollo tüüpi sõidukite käitamise kuluefektiivsusega. Selline otsus on üleminekuetapp. Tõenäoliselt muutuvad kauges tulevikus kõik kosmoseaparaadid korduvkasutatavaks. Nii et Ameerika kosmosesüstik ja Nõukogude Buran olid teatud mõttes oma ajast ees.

Orion on Ameerika Ühendriikide mitmeotstarbeline kapsel osaliselt korduvkasutatav mehitatud kosmoselaev, mis on välja töötatud alates 2000. aastate keskpaigast programmi Constellation osana.

© NASA

Tundub, et ameeriklasi iseloomustavad kõige paremini sõnad "praktilisus" ja "ettenägelikkus". USA valitsus on otsustanud mitte kanda kõiki oma kosmoseambitsioone ainult Orioni õlgadele. Praegu arendavad mitmed NASA tellitud eraettevõtted oma kosmoselaevu, mis on mõeldud tänapäeval kasutatavate seadmete asendamiseks. Boeing arendab osaliselt korduvkasutatavat mehitatud kosmoselaeva CST-100 osana oma kommertssõidukite arendusprogrammist (CCDev). Seade on mõeldud lühikeste reiside tegemiseks Maa-lähedasele orbiidile. Selle põhiülesanne on meeskonna ja lasti toimetamine ISS-ile.

Laeva meeskond võib olla kuni seitse inimest. Samal ajal pöörati CST-100 projekteerimisel erilist tähelepanu astronautide mugavusele. Seadme elamispind on palju mahukam kui eelmise põlvkonna laevadel. Tõenäoliselt käivitatakse see kanderakettidega Atlas, Delta või Falcon. Samal ajal on Atlas-5 kõige sobivam variant. Laeva maandumine toimub langevarju ja õhkpatjade abil. Boeingi plaanide kohaselt ootab CST-100 2015. aastal mitmeid katsestarte. Esimesed kaks lendu on mehitamata. Nende põhiülesanne on seadme orbiidile saatmine ja turvasüsteemide testimine. Kolmanda lennu ajal on plaanis mehitatud dokkimine ISS-iga. Kui katsed õnnestuvad, saab CST-100 üsna pea asendada Venemaa kosmoselaevad Sojuz ja Progress, mis sooritavad eranditult mehitatud lende rahvusvahelisse kosmosejaama.

CST-100 – mehitatud transpordiaparaat

©Boeing

Teine eralaev, mis tarnib lasti ja meeskonna ISS-ile, on Sierra Nevada Corporationi osaks oleva SpaceXi välja töötatud aparaat. Osaliselt korduvkasutatav monoplokk-laev "Dragon" töötati välja NASA programmi "Commercial Orbital Transportation" (COTS) raames. Sellest on plaanis ehitada kolm modifikatsiooni: mehitatud, lasti- ja autonoomne. Mehitatud kosmoselaeva meeskond, nagu ka CST-100 puhul, võib olla seitse inimest. Lasti modifikatsioonis võtab laev pardale neli inimest ning kaks ja pool tonni lasti.

Ja tulevikus tahavad nad kasutada Dragonit lendudeks Punasele Planeedile. Miks nad töötavad välja laeva eriversiooni - "Punase draakoni". Ameerika kosmosevõimude plaanide kohaselt toimub aparaadi mehitamata lend Marsile 2018. aastal ning USA kosmoseaparaadi esimene mehitatud katselend peaks toimuma mõne aasta pärast.

Üks "Draakoni" omadusi on selle korduvkasutatavus. Pärast lendu laskub osa elektrisüsteemidest ja kütusepaake koos kosmoselaeva elukapsliga Maale ning neid saab taas kasutada kosmoselendudeks. See konstruktiivne võime eristab uut laeva enamikust paljutõotavatest arendustest. Lähitulevikus täiendavad "Draakon" ja CST-100 üksteist ja toimivad "turvavõrguna". Juhul, kui üht tüüpi laev mingil põhjusel ei suuda täita talle pandud ülesandeid, võtab teine ​​osa tema tööst üle.

Dragon SpaceX on SpaceX-i privaatne transpordi kosmoselaev (SC), mis töötati välja NASA tellimusel Commercial Orbital Transportation (COTS) programmi osana ja mis on loodud kandma kandevõimet ja tulevikus inimesi ISS-ile.

©SpaceX

Dragon lasti esimest korda orbiidile 2010. aastal. Mehitamata katselend lõppes edukalt ning paar aastat hiljem, nimelt 25. mail 2012, dokkis seade ISS-i. Selleks ajaks puudus laeval automaatne dokkimissüsteem ja selle rakendamiseks oli vaja kasutada kosmosejaama manipulaatorit.

Seda lendu peeti erakosmoselaeva esimeseks dokkimiseks rahvusvahelisse kosmosejaama. Teeme kohe reservatsiooni: Dragonit ja mitmeid teisi erafirmade arendatud kosmoselaevu saab vaevalt nimetada privaatseks selle sõna täies tähenduses. Näiteks NASA eraldas Dragoni arendamiseks 1,5 miljardit dollarit. NASA rahalist toetust saavad ka teised eraprojektid. Seetõttu ei räägi me niivõrd kosmose kommertsialiseerimisest, kuivõrd uuest kosmosetööstuse arendamise strateegiast, mis põhineb riigi ja erakapitali koostööl. Kunagised salajased kosmosetehnoloogiad, mis varem olid kättesaadavad ainult riigile, on nüüd mitmete astronautika valdkonnaga tegelevate eraettevõtete omand. See asjaolu on iseenesest võimas stiimul eraettevõtete tehnoloogilise võimekuse kasvule. Lisaks võimaldas selline lähenemine korraldada erasfääris hulgaliselt kosmosetööstuse spetsialiste, kelle riik varem seoses Space Shuttle'i programmi sulgemisega vallandas.

Kui rääkida eraettevõtete kosmoseaparaadi arendusprogrammist, siis võib-olla kõige huvitavam on SpaceDevi projekt, mida nimetatakse Dream Chaseriks. Selle väljatöötamises osalesid ka kaksteist ettevõtte partnerit, kolm Ameerika ülikooli ja seitse NASA keskust.

Korduvkasutatava mehitatud kosmoselaeva Dream Chaser kontseptsioon, mille töötas välja Ameerika ettevõte SpaceDev, Sierra Nevada Corporationi üksus

©SpaceDev

See laev erineb oluliselt kõigist teistest paljulubavatest kosmosearendustest. Korduvkasutatav Dream Chaser näeb välja nagu miniatuurne kosmosesüstik ja on võimeline maanduma nagu tavaline lennuk. Ja ikkagi on laeva põhiülesanded sarnased Dragoni ja CST-100 ülesannetega. Seade toimetab lasti ja meeskonna (kuni samad seitse inimest) madalale Maa orbiidile, kus see starditakse kanderaketi Atlas-5 abil. Sel aastal peaks laev sooritama oma esimese mehitamata lennu ning 2015. aastaks on plaanis selle mehitatud versioon vettelaskmiseks ette valmistada. Veel üks oluline detail. Dream Chaseri projekt luuakse 1990. aastate Ameerika arenduse – orbitaallennuki HL-20 – põhjal. Viimase projektist sai Nõukogude orbitaalsüsteemi "Spiraal" analoog. Kõik kolm seadet on sarnase välimuse ja eeldatava funktsionaalsusega. See tõstatab täiesti õigustatud küsimuse. Kas Nõukogude Liidul tasus poolvalmis Spiral lennundussüsteem välja lülitada?

Mis meil on?

2000. aastal alustas RSC Energia mitmeotstarbelise kosmosekompleksi Clipper projekteerimist. Seda väliselt väiksemat "süstikut" meenutavat korduvkasutatavat kosmoseaparaati pidi kasutama väga erinevate ülesannete lahendamiseks: lasti kohaletoimetamine, kosmosejaama meeskonna evakueerimine, kosmoseturism, lennud teistele planeetidele. Projektiga olid teatud lootused. Nagu ikka, olid head kavatsused kaetud rahapuuduse vaskvaagnaga. 2006. aastal projekt suleti. Samal ajal peaks Clipperi projekti raames välja töötatud tehnoloogiaid kasutama ka PPTS-i (Advanced Manned Transport System), mida tuntakse ka kui Rusi projekti, projekteerimisel.

Clipperi tiivuline versioon orbitaallennul. Veebihalduri joonis Clipper 3D mudeli põhjal

© Vadim Lukaševitš

Just PPTS-ist (see on muidugi seni vaid projekti “töötav” nimi) on Venemaa ekspertide hinnangul määratud saama uue põlvkonna koduseks kosmosesüsteemiks, mis suudab asendada kiiresti vananevad Sojuzi ja Progressi. Nagu Clipperi puhul, arendab RSC Energia kosmoselaeva. Kompleksi põhimodifikatsiooniks saab uue põlvkonna mehitatud transpordilaev (PTK NK). Selle põhiülesanne on jällegi lasti ja meeskonna tarnimine ISS-ile. Pikemas perspektiivis - Kuule lendamiseks ja pikaajaliste uurimismissioonide läbiviimiseks võimeliste modifikatsioonide väljatöötamine. Laev ise tõotab olla osaliselt taaskasutatav. Elukohakapslit saab pärast maandumist uuesti kasutada. Mootoriruum - nr. Laeva kurioosne omadus on võimalus maanduda ilma langevarju kasutamata. Pidurdamiseks ja pehmeks maandumiseks Maa pinnale hakatakse kasutama reaktiivsüsteemi.

Erinevalt Kasahstanis Baikonuri kosmodroomi territooriumilt õhkutõusvatest Sojuzidest lastakse uued laevad vette uuelt Vostotšnõi kosmodroomilt, mis ehitatakse Amuuri oblasti territooriumile. Meeskonda saab kuus inimest. Mehitatud sõiduk on võimeline võtma ka lasti - viissada kilogrammi. Mehitamata versioonis suudab laev Maa-lähedasele orbiidile toimetada muljetavaldavamaid "maiuspalasid" – kaaludes kaks tonni.

PPTS projekti üks peamisi probleeme on vajalike omadustega kanderakettide puudumine. Tänaseks on kosmoselaeva peamised tehnilised aspektid läbi töötatud, kuid kanderaketi puudumine seab selle arendajad väga keerulisse olukorda. Eeldatakse, et uus kanderakett on tehnoloogiliselt lähedane juba 1990. aastatel välja töötatud Angarale.

PPTS-i mudel näitusel MAKS-2009

©sdelanounas.ru

Kummalisel kombel on veel üks tõsine probleem PPTS-i (loe: Vene tegelikkuse) kavandamise eesmärk. Vaevalt saab Venemaa endale lubada Kuu ja Marsi uurimise programmide elluviimist, mis on mastaapselt sarnased Ameerika Ühendriikide rakendatavate programmidega. Isegi kui kosmosekompleksi arendamine õnnestub, on tõenäoliselt selle ainus tegelik ülesanne lasti ja meeskonna tarnimine ISS-ile. Kuid PPTS-i lennukatsete algus on edasi lükatud 2018. aastasse. Selleks ajaks on paljutõotavad Ameerika sõidukid tõenäoliselt juba võimelised võtma ülesandeid, mida praegu täidavad Venemaa kosmoseaparaadid Sojuz ja Progress.

Udune väljavaade

Kaasaegne maailm on ilma kosmoselendude romantikast – see on fakt. Loomulikult ei räägi me satelliitide saatmisest ja kosmoseturismist. Te ei pea nende astronautika valdkondade pärast muretsema. Lennud rahvusvahelisse kosmosejaama on kosmosetööstuse jaoks väga olulised, kuid ISS-i orbiidil viibimise kestus on piiratud. Jaam plaanitakse sulgeda 2020. aastal. Kaasaegne mehitatud kosmoselaev on ennekõike teatud programmi lahutamatu osa. Uut laeva pole mõtet arendada, kui tal pole ettekujutust selle käitamise ülesannetest. USA uusi kosmoselaevu kavandatakse mitte ainult kauba ja meeskondade ISS-ile toimetamiseks, vaid ka Marsile ja Kuule lendamiseks. Need ülesanded on aga igapäevastest maistest muredest nii kaugel, et vaevalt on lähiaastatel oodata olulisi läbimurdeid astronautika vallas.

Kosmonautika Venemaal pärib suures osas Nõukogude Liidu kosmoseprogrammid. Kosmosetööstuse peamine juhtorgan Venemaal on riiklik korporatsioon Roscosmos.

See organisatsioon kontrollib mitmeid ettevõtteid ja teadusühendusi, millest valdav enamus loodi nõukogude ajal. Nende hulgas:

• Missiooni juhtimiskeskus. Masinaehituse Instituudi teadusosakond (FGUP TsNIIMash). Asutati 1960. aastal ja asub teaduslinnas nimega Korolev. MCC ülesannete hulka kuulub kosmoselaevade lendude juhtimine ja juhtimine, mida saab üheaegselt teenindada kuni kahekümne sõiduki mahus. Lisaks teostab MCC arvutusi ja uuringuid, mille eesmärk on parandada aparatuuri juhtimise kvaliteeti ja lahendada mõningaid probleeme juhtimisvaldkonnas.
• Star City on suletud linna tüüpi asula, mis asutati 1961. aastal Štšelkovski rajooni territooriumile. 2009. aastal eraldati see aga eraldi ringkonnaks ja eemaldati Štšelkovost. 317,8 hektari suurusel territooriumil on elamud kogu personalile, Roscosmose töötajatele ja nende peredele, aga ka kõikidele kosmonautidele, kes samuti CTCs kosmosekoolitust läbivad. 2016. aastal on alevi elanike arv üle 5600.
• Juri Gagarini nimeline kosmonautide koolituskeskus. Asutatud 1960. aastal ja asub Star Citys. Kosmonautide väljaõpet pakuvad mitmed simulaatorid, kaks tsentrifuugi, lennukilabor ja kolmekorruseline hüdrolabor. Viimane võimaldab luua ISS-i omadega sarnaseid kaalutaoleku tingimusi. Sel juhul kasutatakse kosmosejaama täissuuruses paigutust.
• Baikonuri kosmodroom. See asutati 1955. aastal 6717 km² suurusel alal Kasahstanis Kazaly linna lähedal. Praegu rendib seda Venemaa (kuni 2050) ja on startide arvult liider – 2015. aastal 18 kanderaketti, samas kui Cape Canaveral jääb ühe stardi võrra maha ja Kourou kosmodroomil (ESA, Prantsusmaa) on 12 stardit aastas. Kosmodroomi hooldus sisaldab kahte summat: rent - 115 miljonit dollarit, hooldus - 1,5 miljardit dollarit.
• Vostochnõi kosmodroomi hakati looma 2011. aastal Amuuri oblastis Tsiolkovski linna lähedal. Lisaks teise Baikonuri loomisele Venemaal, on Vostochny mõeldud ka kommertslendudeks. Kosmoseport asub arenenud raudteesõlmede, kiirteede ja lennuväljade läheduses. Lisaks langevad Vostochnõi soodsa asukoha tõttu kanderakettide eraldatud osad hajaasustusega piirkondadesse või isegi neutraalvette. Kosmodroomi loomine läheb maksma umbes 300 miljardit rubla, kolmandik sellest summast on kulutatud 2016. aastal. 28. aprillil 2016 toimus esimene raketi start, mis tõi Maa orbiidile kolm satelliiti. Mehitatud kosmoselaeva start on kavandatud 2023. aastaks.
• Kosmodroom "Plesetsk". Asutati 1957. aastal Arhangelski oblastis Mirnõi linna lähedal. See võtab enda alla 176 200 hektarit. "Plesetsk" on ette nähtud strateegiliste kaitsesüsteemide, mehitamata kosmoseteaduslike ja tarbesõidukite käivitamiseks. Esimene start kosmodroomilt toimus 17. märtsil 1966, mil startis kanderakett Vostok-2, mille pardal oli satelliit Kosmos-112. 2014. aastal toimus uusima kanderaketi nimega Angara start.

Stardimine Baikonuri kosmodroomilt

Kodumaise kosmonautika arengu kronoloogia

Kodumaise kosmonautika areng ulatub aastasse 1946, mil asutati Eksperimentaalkonstrueerimisbüroo nr 1, mille eesmärgiks on ballistiliste rakettide, kanderakettide ja satelliitide arendamine. Aastatel 1956-1957 konstrueeriti büroo tööga mandritevahelise ballistiliste rakettide kanderakett R-7, mille abil saadeti 4. oktoobril 1957 Maa orbiidile esimene tehissatelliit Sputnik-1. Käivitamine toimus Tyura-Tami uurimispaigas, mis oli spetsiaalselt selleks ette nähtud ja mis hiljem sai nimeks Baikonur.

3. novembril 1957 lasti orbiidile teine ​​satelliit, mille pardal oli seekord elusolend – koer nimega Laika.

Laika on esimene elusolend, kes tiirleb ümber Maa

Alates 1958. aastast hakati samanimelise programmi raames uurima planeetidevaheliste kompaktsete jaamade käivitamist. 12. septembril 1959 jõudis inimese kosmoselaev ("Luna-2") esimest korda teise kosmilise keha - Kuu - pinnale. Kahjuks kukkus "Luna-2" Kuu pinnale kiirusega 12 000 km / h, mille tagajärjel läks struktuur hetkega gaasilisse olekusse. 1959. aastal tegi Luna-3 pilte Kuu kaugemast servast, mis võimaldas NSV Liidul nimetada enamikku oma maastikuelemente.

Orion

Pärast Columbia süstikuga juhtunud tragöödiat õõnestati tõsiselt kosmosesüstiku programmi autoriteeti ja NASA ees seisis ülesanne luua uus korduvkasutatav mehitatud süstik. 2000. aastate keskel kandis see projekt nime Crew Exploration Vehicle, kuid hiljem sai see kõlavama ja ilusama nime - "Orion".

Orion on osaliselt mehitatud korduvkasutatav kosmoselaev, mis tegelikult kordab Apollo-seeria laevade tehnilist disaini, kuid millel on palju arenenum "täidis", eriti elektrooniline. Peaaegu kõike on värskendatud – isegi uue süstiku tualett jääb ISS-il kasutatavate piltidele.

Eeldatakse, et Orioni laevad alustavad maalähedaste tegevustega - peamiselt tegelevad nad astronautide toimetamisega orbitaaljaama. Siis algab lõbus: NASA esindajate sõnul suudab uus süstik inimese Kuule tagasi saata, aidata astronaute asteroidil maanduda ja isegi teha "järgmise hiigelhüppe" (Next Giant Leap on juba ametlikult üks loosungitest Orioni programmiga kaasnev) – võimaldada inimesel lõpuks jalg Marsi pinnale tõsta.

Suures osas valmis laeva esimene tõsine katse (Exploration Flight Test-1) algab 2014. aasta detsembris – siiski on tegemist vaid esmaste katsetuste orbitaal- ja mehitamata lennuga. Esimene astronautide lend Orionil on kavandatud 2020. aastate algusesse. NASA uue süstiku kõige atraktiivsem ja seega kõige tõenäolisem (selle suhteliselt madala hinna tõttu) mehitatud missioon on külastada varem Kuu orbiidile toimetatud asteroidi.

Orioni süstiku kontseptsioon / © NASA

SpaceShipTwo

Briti ettevõte Virgin Galactic, mille eesotsas on miljardär Richard Branson, on üks kosmoseturismi vedureid ja hakkab peagi viima äripinnad uuele tasemele.

Ligikaudu 2014. aasta lõpuks algavad esimesed reisijate väljalaskmised suborbitaalsest süstikust, millega saab 250 tuhande dollari eest sõita kuus õnnelikku 110 km kõrgusel merepinnast. See on 10 km kõrgem kui Karmani joon, Rahvusvahelise Lennuliidu piir Maa atmosfääri ja avakosmose vahel.

SpaceShipTwo väljasaatmisel rakette ei kasutata; nende asemel tõstab süstik põhilennuki - WhiteKnightTwo - vajalikule kõrgusele, seejärel lastakse laev maha ja sellele lülitatakse sisse spetsiaalselt selle jaoks loodud põhi- juba raketi-mootor (RocketMotorTwo), mis laeva toob. hinnalisele joonele 110 km. Seejärel laskub laev alla ja siseneb uuesti atmosfääri kiirusega 4200 km/h (ja saab seda teha iga nurga all) ning istub siis omapäi lennuväljale.

SpaceShipTwo esimestele lendudele registreerunute arv läheneb tuhandele. Nende hulgas on näitlejad Ashton Kutcher ja Angelina Jolie, aga ka näiteks Justin Bieber. Leonardo DiCaprioga lendamiseks mõeldud istmed loositi üldiselt välja heategevusoksjonil – selgus, et paljud ei tahtnud sellise teenuse eest miljon dollarit maksta.

Muide, Ühendkuningriigi hiljutise otsuse rajada oma kommertskosmoseradam tingis muu hulgas vajadus luua taristu sellistele ettevõtetele nagu Virgin Galactic. Ettevõte kasutab praegu USA New Mexico osariigis asuvat Spaceport Americat.

SpaceShipTwo soololennul / ©MarsScientific

Koit

Planeetidevahelise automaatjaama Dawn ("Dawn") missioon on ainulaadne: satelliit peab uurima asteroidivöö (Marsi ja Jupiteri vahel) kääbusplaneetide paari ja otse nende orbiidilt. Kui kõik läheb hästi, saab sellest seadmest esimene satelliit ajaloos, mis külastab kahe erineva taevakeha (välja arvatud Maa) orbiiti.

NASA poolt välja töötatud ja 2007. aastal teele saadetud ning eksperimentaalse ioontõukuriga varustatud sõiduk on juba 2012. aastal edukalt täitnud oma missiooni kivise protoplaneeti Vesta uurimiseks. Kõik satelliidi poolt vastuvõetud andmed on avalikud.

Hetkel suundub Koit veelgi huvitavama objekti – jäise Cerese poole. Selle protoplaneedi (varem klassifitseeriti asteroidiks) läbimõõt on 950 kilomeetrit ja see on sfäärilise kujuga väga lähedal. Omades kolmandiku kogu asteroidivöö massist, võib Ceresest saada ametlikult planeet (5. kohal Päikesest), kuid 2006. aastal sai ta koos Pluutoga kääbusplaneedi staatuse. Arvutuste kohaselt võib selle pinnal olev jäämantel ulatuda 100 km sügavusele; see tähendab, et Ceresel on rohkem magedat vett kui Maal.

Mõlemad objektid – nii Vesta kui Ceres – pakuvad teadlastele suurt huvi. Nende uuring võimaldab meil süveneda planeetide tekke käigus toimuvate protsesside ja seda mõjutavate tegurite mõistmisse.

Koit peaks tiirlema ​​Cerese ümber 2015. aasta veebruaris.

Koit läheneb Vesta kontseptsioonile / © NASA/JPL-Caltech

New Horizons

Veidi hiljem, 2015. aasta juulis, on plaanis veel üks suursündmus, mis on seotud teise planeetidevahelise automaatjaama missiooniga. Umbes sel ajal jõuab Pluuto orbiidile NASA 2006. aastal teele saadetud kosmoselaev New Horizons, mille ülesandeks on hoolikalt uurida Pluutot ja selle satelliite ning paari Kuiperi vöö objekti (olenevalt sellest, milline neist on kõige paremini ligipääsetav satelliidi ümber 2015. aastal)

Hetkel on seadmel silmatorkav rekord – see on saavutanud suurima kiiruse võrreldes kõigi Maalt startinud seadmetega ning suundub Pluuto poole kiirusega 16,26 km/s. Seda aitas New Horizonsil saavutada gravitatsioonikiirendus, mille ta sai Jupiteri lähedal lennates.

Muide, Jupiteril ja selle satelliitidel testiti paljusid aparaadi uurimisfunktsioone. Pärast Jovia süsteemist lahkumist vajus energiasäästuaparaat "unne", millest ärataks selle alles Pluuto lähenemine.

New Horizonsi kontseptsioon Pluuto ja selle kuu taustal / © NASA

Don Quijote

Euroopa Kosmoseagentuuri (ESA) välja töötatud planeetidevahelise automaatjaama "Don Quijote" missioon on tõeliselt rüütellik. Kahest sõidukist koosnev uurimistöö "Sancho" ja "mõju" "Hidalgo", "Don Quijote" peavad lõplikult demonstreerima, kas inimkonda saab päästa peatsest asteroidi kukkumisest, sundides potentsiaalset mõrvarit kurssi muutma.

Eeldatakse, et mõlemad seadme osad jõuavad mõne eelvalitud umbes 500-meetrise läbimõõduga asteroidini. "Sancho" hakkab keerlema ​​tema ümber, tehes vajalikke uuringuid.

Kui kõik on valmis, eemaldub Sancho asteroidist ohutusse kaugusesse ja Hidalgo kukub sellesse kiirusega 10 km / s. Seejärel hakkab Sancho uuesti objekti uurima – täpsemalt, millised tagajärjed kokkupõrge jättis: kas asteroidi kurss on muutunud, kui tugev on hävimine selle struktuuris jne.

Don Quijote käivitatakse 2016. aasta paiku.

Don Quijote kontseptsioon nimetu asteroidiga taustal / ©ESA - AOES Medialab

Luna Globe

Venemaal taaselustatakse Kuusõidukite projekte ja Venemaa kosmosetööstuse eest vastutavad inimesed räägivad üha enam trikolooriga Kuu koloonia loomisest.

Kosmosebaasi loomine Kuule on veel kauge väljavaade, kuid planeetidevaheliste automaatjaamade projektid Maa tehissatelliidi uurimiseks on praegu üsna teostatavad ja juba mitu aastat on programm Luna-Glob. peamine Venemaal – tegelikult esimene vajalik samm teel potentsiaalsesse Kuu-asulasse.

Planeetidevaheline automaatsond "Luna-Glob" koosneb peamiselt maanduvast laskumissõidukist. See maandub Kuu pinnale oma lõunapolaarpiirkonnas, arvatavasti Boguslavski kraatris, ja töötab välja Kuu pinnale maandumise mehhanismi. Samuti hakkab sond uurima Kuu pinnast – puurimist, et võtta pinnaseproove ja analüüsida seda täiendavalt jää olemasolu suhtes (vesi on vajalik nii astronautide eluks kui ka potentsiaalselt rakettide vesinikkütusena).

Seadme starti lükati erinevatel põhjustel mitmel korral edasi, hetkel on stardiaastaks 2015. Tulevikus on enne 2030. aastatesse planeeritud mehitatud lendu plaanis käivitada veel mitu raskemat sondi, sealhulgas Luna-Resource, mis uurib Kuu ja muid vajalikke ettevalmistavaid meetmeid astronautide tulevaseks maandumiseks.

Luna Globe'i maanduri kontseptsioon / ©Rusrep

unistustepüüdja

Sierra Nevada Corporationi minisüstik Dream Chaser töötatakse NASA jaoks välja töökindla ja korduvkasutatava mehitatud sõidukina suborbitaalseteks ja orbitaalseteks lendudeks. Dream Chaserit peaks kasutama astronautide toimetamiseks ISS-ile.

Seadme käivitamine toimub raketi Atlas-5 abil. Süstik ise, mis suudab vedada 7 inimest, on varustatud hübriidrakettmootoritega. Maandumine, nagu ka SpaceShipTwo, toimub iseseisvalt ja horisontaalselt - kosmodroomil.

Koos SpaceXi Dragoni ja Boeingi CST-100-ga on Dream Chaser USA ja NASA uue esmase mehitatud kosmoselaeva kommertskandidaat (kõik kolm projekti on saanud valitsuse rahastuse). Väärib märkimist, et neid seadmeid arendab osalise riigi toel Ameerika kosmosetööstuse erasektor ja need on suunatud maalähedases kosmoses tegutsemiseks. Mis puudutab tegevusi sügavamas kosmoses, siis NASA-l on juba oma mehitatud kosmoselaevade programm ja see on eelpool mainitud Orion.

Viimati (22. juulil 2014) viidi läbi Dream Chaseri testid, mis näitasid kõigi võtmesüsteemide valmisolekut kosmoselendudeks. Süstiku esimene mehitatud testlend on kavandatud 2016. aastal.

Concept Dream Chaser, dokitud ISSiga / ©NASA

Inspiratsioon Marss

Muidugi teavad paljud Mars One’i projektist, plaanitavast kosmosereality-show’st, mille autorid korraldavad nüüd ülemaailmset konkurssi, et valida taotlejad 2020. aastate alguseks mehitatud lennule Marsile ja sinna püsiva inimasustuse loomiseks. . Siiski on veel üks sarnane projekt - Inspiration Mars.

Inpsiration Marsi sihtasutus on mittetulundusühing, mille lõi esimene Ameerika kosmoseturist Dennis Tito. Tito teeb ettepaneku koguda vajalikud rahalised vahendid ja saata kaks inimest kosmoselaevaga Marsile. Pole plaanis maanduda ega orbiidile siseneda; vaid möödalend Punasest planeedist ja tagasi Maale. Hea õnne korral peaks missioon kestma 501 päeva.

See peaks meelitama rahalisi vahendeid nii erasektorist kui ka USA eelarvest; kokku on vaja 1–2 miljardit dollarit, täpset maksumust pole veel nimetatud. Ameerika Orionit kutsutakse aparatuuriks, mida saab missioonil kaasata.

Tito usub, et lend peaks lõppema juba 2018. aastal (Marss on sel hetkel taas Maale võimalikult lähedal, mis loob soodsad tingimused planeetidevaheliseks lennuks; järgmine kord on see alles 2031. aastal).

Samuti on olemas “Plaan B” juhuks, kui missioon 2018. aastaks valmis pole: pikenda missiooni 589 päevani, käivita seade 2021. aastal ja lenda mitte ainult mööda Marsist, vaid ka Veenusest.

Inspiration Marsi tõenäolise lennu trajektoor / ©Inpsiration Mars Foundation

James WebbTeleskoop

Kosmoseteleskoop, mis maksab rohkem kui kolm Curiosity kulgurit. James Webbi teleskoop on maailmakuulsa Hubble'i teleskoobi järglane (mis jätkab vananemist). Projekti väljatöötamises ei osalenud mitte ainult USA, vaid veel 16 riiki. NASA sai märkimisväärset abi Euroopa ja Kanada kosmoseagentuuridelt.

8 miljardi dollari suurune teleskoop (Kongressi avaldatud viimane arv) plaanitakse välja saata Arian 5 raketiga 2018. aasta oktoobris ja paigutada Lagrange'i punkti Päikese ja Maa vahele.

Teleskoobi põhipeegel koosneb 18 üheks ühendatud kullatud liigutatavast peeglist, mille läbimõõt on 6,5 meetrit. Teleskoop "näeb" optilist, lähi- ja keskmise infrapuna vahemikku. Selle abiga peaks see uurima Universumi arengu varaseid staadiume ja nägema meie galaktikast ülikaugeid taevakehi, samuti tegema päikesesüsteemi objektidest selgemaid pilte kui kunagi varem.

Oma võimete poolest ületab James Webb mitte ainult Hubble'i, vaid ka teist olulist kosmoseteleskoopi, Spitzeri kosmoseteleskoopi.

James Webbi teleskoobi kontseptsioon / © NASA

MAHL

Planeetidevaheline automaatjaam Jupiter Icy Moon Explorer muudab tõenäoliselt meie arusaama Päikesesüsteemi väikestest kehadest. ESA välja töötatud satelliit JUICE läheb Jupiterisse 2022. aastal ja tegeleb kauaoodatud Päikesesüsteemi kõige huvitavamate objektide – nn Galilea rühma kolme lähima ja suurima Jupiteri satelliidi – uuringutega: Europa, Ganymedes ja Callisto.

Eeldatakse, et kõigil neil taevakehadel on jääalune ookean, see tähendab teoreetiliselt elu tekke tingimused. JUICE hakkab tegelema nende satelliitide füüsikaliste omaduste uurimisega, orgaaniliste molekulide otsimisega ja jää koostise uurimisega (kaugelt, pardal oleva teadusliku varustuse kaudu).

JUICE'i saadud andmed aitavad analüüsida Jovia kuud kui tulevaste mehitatud missioonide potentsiaalseid sihtmärke. Planeeritud ajal eduka käivitamise korral jõuab seade Jupiteri süsteemi 2030. aastal.

JUICE kontseptsioon Jupiteri ja Euroopaga taustal / ©ESA

Inimkond on mehitatud kosmoselaevadega avakosmost uurinud rohkem kui pool sajandit. Paraku selle ajaga piltlikult öeldes kaugele ei purjetanud. Kui võrrelda universumit ookeaniga, siis me lihtsalt kõnnime mööda surfi äärt, pahkluu sügavuses vees. Ükskord otsustasime siiski ujuda veidi sügavamale (Apollo kuuprogramm) ja sellest ajast saadik oleme elanud mälestustes sellest sündmusest kui kõrgeimast saavutusest.

Seni on kosmoseaparaadid olnud peamiselt kohaletoimetamise sõidukid Maale ja tagasi. Autonoomse lennu maksimaalne kestus, mis on saavutatav korduvkasutatava Space Shuttle'iga, on vaid 30 päeva ja isegi siis teoreetiliselt. Kuid võib-olla muutuvad tuleviku kosmoselaevad palju täiuslikumaks ja mitmekülgsemaks?

Juba Apollo kuuekspeditsioonid on selgelt näidanud, et nõuded tulevastele kosmoselaevadele võivad silmatorkavalt erineda "kosmosetaksode" ülesannetest. Apollo kuukajutil oli voolujooneliste laevadega väga vähe ühist ja see ei olnud mõeldud planeedi atmosfääris lendamiseks. Teatud ettekujutus sellest, kuidas tuleviku kosmoselaevad välja näevad, annavad Ameerika astronautide fotod rohkem kui selgelt.

Kõige tõsisem tegur, mis takistab inimese episoodilist päikesesüsteemi uurimist, rääkimata teadusbaaside organiseerimisest planeetidel ja nende satelliitidel, on kiirgus. Probleemid tekivad isegi maksimaalselt nädala kestvate Kuu-missioonidega. Ja poolteist aastat kestev lend Marsile, mis näis kohe-kohe aset leidvat, lükatakse aina kaugemale. Automatiseeritud uuringud on näidanud, et see on inimestele surmav kogu planeetidevahelise lennu marsruudil. Seega omandavad tuleviku kosmoselaevad paratamatult tõsise kiirgusvastase kaitse koos meeskonnale mõeldud spetsiaalsete biomeditsiiniliste meetmetega.

On selge, et mida varem ta sihtkohta jõuab, seda parem. Kuid kiireks lennuks on vaja võimsaid mootoreid. Ja nende jaoks omakorda ülitõhus kütus, mis ei võtaks palju ruumi. Seetõttu annavad keemilise tõukejõuga mootorid lähitulevikus teed tuumamootoritele. Kui aga teadlastel õnnestub antiaine taltsutada ehk mass valguskiirguseks muuta, omandavad tuleviku kosmoselaevad.Sel juhul tuleb juttu relativistlike kiiruste saavutamisest ja tähtedevahelistest ekspeditsioonidest.

Veel üks tõsine takistus universumi arengule inimese poolt on tema elu pikaajaline säilitamine. Vaid ööpäevaga tarbib inimkeha palju hapnikku, vett ja toitu, eraldab tahkeid ja vedelaid jäätmeid, hingab välja süsihappegaasi. Nende tohutu kaalu tõttu on mõttetu pardale kaasa võtta täielikku hapniku- ja toiduvaru. Probleemi lahendab pardal olev suletud, kuid seni pole kõik selleteemalised katsed olnud edukad. Ja ilma suletud LSS-ita on mõeldamatud tuleviku kosmoselaevad, mis lendavad läbi kosmose aastaid; kunstnike pildid hämmastavad muidugi kujutlusvõimet, kuid ei kajasta asjade tegelikku seisu.

Seega on kõik kosmoselaevade ja tähelaevade projektid tegelikust elluviimisest veel kaugel. Ja inimkond peab leppima sellega, et astronaudid uurivad universumit kattevarju all ja saavad teavet automaatsondidelt. Kuid see on muidugi ajutine. Astronautika ei seisa paigal ja kaudsed märgid näitavad, et selles inimtegevuse valdkonnas on tulemas suur läbimurre. Nii et võib-olla ehitatakse tuleviku kosmoselaevad ja need teevad oma esimesed lennud 21. sajandil.