Продолжая борьбу за «Марс Директ», 2001–2011
С 2001 по 2011 год я написал большое количество статей, продолжая пропагандировать «Марс Директ». В сумме они представляют собой своего рода хронику дискуссии внутри космического сообщества и в его окрестностях о пилотируемых исследованиях и многих вопросах, с которыми я столкнулся и которых касался, если речь заходила о перспективах продвижения пилотируемых исследований Марса. Некоторые части во всех статьях повторяются (например, краткое описание плана «Марс Директ»), но я регулярно добавляю новый материал. Например, отдельные статьи включают обширные рассуждения об инициативе строительства лунной базы, предложенной администрацией Буша, о борьбе за сохранение космического телескопа имени Хаббла, о спорах вокруг решения администрации Обамы перевести НАСА обратно на режим работы, когда не нужно готовиться к достижению какого-то небесного тела.
Первоначально я планировал включить эти статьи в книгу в качестве приложения. Тем не менее, так как даже сокращенный вариант содержит более 200 страниц, это оказалось невозможным. Так что я поместил их на веб-сайте моей компании www.pioneerastro.com.
Хотя усилия по сохранению телескопа имени Хаббла и «Марс Сайенс Лаборатори» оказались успешными, у большинства этих статей несчастливая история. Действительно, в то время как наукоемкая роботизированная программа исследования Марса многого достигла за рассматриваемый период, программа пилотируемых космических исследований НАСА, выполняемая без (или с умышленным отрицанием) какого-нибудь рационального плана, сегодня не ближе к отправке человека на Марс, чем это было в 2001 году (или даже в 1971 году, если на то пошло).
|
|
|
Тем не менее из изучения любой битвы можно многое почерпнуть, и иногда больше уроков можно извлечь из поражения, чем из победы. За прошедшее десятилетие мы приблизились к запуску человека на Марс, но в конечном итоге попытка провалилась. Как немецкий писатель Фридрих Шиллер когда-то удачно сказал о Великой французской революции, «великий момент нашел мало людей». Надеюсь, в следующий раз мы выступим лучше, потому что следующий раз, безусловно, будет. Потому что – если перефразировать самое знаменитое высказывание великого француза, жившего совсем недавно, Шарля де Голля, – Марс проиграл битву, но Марс не проиграл войну.
Вперед на Марс.
Глоссарий
ΔV – изменение скорости, требующееся для того, чтобы переместить космический корабль с одной орбиты на другую. Типичная ΔV для перехода с низкой околоземной орбиты на траекторию к Марсу составляет около 4 километров в секунду.
NERVA – сокращение от «nuclear engine for rocket vehicle applications», то есть ядерный двигатель для применения в ракете-носителе.
|
|
|
SNC-метеориты – названы по имени мест, где были найдены первые три (Shergotty, Nakhla, Chassigny – Шерготти, Нахла и Шассиньи). SNC-метеориты, как полагают, опираясь на очень сильные химические, геологические и изотопные доказательства, представляют собой осколки пород, выброшенных Марсом и попавших на Землю.
Апогей – самая далекая от планеты точка на эллиптической орбите вокруг нее. Если в фокусе эллиптической орбиты находится Солнце, то аналогичная точка будет называться афелием.
Атмосферное давление – давление, которое атмосфера оказывает на планету. На Земле на уровне моря атмосферное давление составляет 1 атмосферу, или 14,7 фунта на квадратный дюйм. Также давление в 1 атмосферу = 1 бару. 1 фунт на квадратный дюйм = 0,06805 атм = 6894,76 Па.
Атмосферное торможение – маневр космического корабля, осуществляемый с использованием трения планетной атмосферы для замедления при переходе с межпланетной траектории на орбиту планеты.
БВИИ – биологическое влияние ионизирующего излучения.
Буферный газ – инертный газ, который используется для разбавления кислорода, необходимого для дыхания или горения. На Земле буферным газом служит азот, составляющий почти 80 % атмосферы.
|
|
|
Быстрая миссия в соединении – тип миссии в соединении (см. выше), в котором используется некоторое дополнительное топливо для сокращения времени полета.
Бэр – мера дозы облучения, наиболее часто используемая в Соединенных Штатах Америки. 100 бэр = 1 зиверту. По оценкам, радиационные дозы приблизительно от 60 до 80 бэр достаточны для увеличения вероятности заболевания смертельной формой рака в некоторый момент времени в дальнейшей жизни на 1 %. Типичный фон излучения на Земле составляет примерно 0,2 бэра в год.
ВБ – внешний топливный бак.
ВЗА – возвращаемый на Землю аппарат.
ВКД – внекорабельная деятельность, чаще всего под ВКД подразумевается выход в открытый космос.
Вт/кг – ватт на килограмм.
ГДШ – главный двигатель шаттла.
Гелиоцентрический – связанный с обращением вокруг Солнца.
Геотермальная энергия – энергия, производимая недрами планеты. Жидкость, нагретая благодаря выделению геотермальной энергии, может быть помещена в турбинный генератор для производства электроэнергии.
Гидразин – химическое соединение с формулой N2H4, ракетное топливо. Гидразин является «монотопливом». Это означает, что он может выделять энергию при разложении, без любого дополнительного окислителя, необходимого для горения.
|
|
|
Гиперболическая скорость – скорость космического корабля по отношению к планете перед посадкой или после эффективного ухода из гравитационного поля планеты. Также известна как стартовая скорость или вторая космическая скорость.
Гиперзвуковой – обладающий скоростью во много раз больше скорости звука, соответствует числу Маха = 5 или более.
Гравитационный маневр – маневр, при котором космический корабль, пролетая мимо планеты, использует ее силу тяжести, чтобы создать эффект пращи, то есть получить дополнительную скорость без использования ракетного топлива.
Градусы Кельвина – шкала Кельвина, или абсолютная шкала измерения температуры, начинается с абсолютного нуля. Это температура, при которой тело на самом деле не обладает теплом. Таким образом, 273 градуса Кельвина – это температура замерзания воды, равная 0 °C. Каждый дополнительный градус Кельвина соответствует одному дополнительному градусу по шкале Цельсия.
ГХМС – газовый хроматограф и масс-спектрометр.
Давление насыщенных паров – давление, оказываемое газом, который выделяет вещество при определенной температуре. При 100 °C давление насыщенных паров для воды больше, чем атмосферное давление Земли, поэтому вода будет кипеть.
Двухкомпонентное топливо – комбинированное ракетное топливо, включающее и топливо, и окислитель. Среди примеров смесь метана и кислорода, водорода и кислорода, керосина и перекиси водорода и так далее.
«Дельта-2» – одноразовая ракета-носитель, первоначально изготавливались компанией «Макдоннелл Дуглас», а сейчас – компанией «Боинг», способна поднять 1000 килограммов на прямую траекторию от Земли к Марсу.
ДМГ – доставка марсианского грунта с использованием топлива, произведенного на Марсе.
ЗПТМ – завод по производству ракетного топлива на Марсе из доступных на планете компонентов.
ИИК – Инициатива исследования космоса.
Ионосфера – верхний слой атмосферы планеты, в котором значительная часть атомов газа разделилась на свободные положительно заряженные ионы и отрицательно заряженные электроны. Из-за наличия свободно движущихся заряженных частиц ионосфера может отражать радиоволны.
Кб/с – килобит в секунду.
КВт – киловатт.
КВт. ч – общий объем энергии, связанный с использованием одного киловатта за один час.
КГц – килогерц, мера частоты, используемая в радиотехнике. 1 кГц = = 1000 Гц = 1000 циклов в секунду.
Км/с – километры в секунду.
Константа равновесия – число, характеризующее эффективность течения химической реакции. Очень высокая константа равновесия предполагает, что почти все исходные компоненты реакции будут израсходованы.
Космические лучи – частицы, такие как атомное ядро, проходящие через пространство с очень высокой скоростью. Космические лучи возникают вне Солнечной системы. Они, как правило, имеют энергию в миллиарды электронвольт, а для защиты от них нужны слои вещества большой толщины.
Криогенный – то же, что ультрахолодный. Жидкий кислород и водород являются криогенными жидкостями, так как они требуют температур хранения в -180 и -250 °C соответственно.
ЛОР – лунное орбитальное рандеву.
ЛРД – Лаборатория реактивного движения (Jet propulsion laboratory).
МВМ – марсианский взлетный модуль.
МГц – мегагерц, мера частоты, используемая в радиотехнике.
1 МГц = 1 000 000 циклов в секунду.
МВт – мегаватт электроэнергии. Один мегаватт состоит из 1000 киловатт или 1 миллиона ватт.
Миллибар – одна тысячная бэра (см. выше).
Миссия в противостоянии – миссия, во время которой космический корабль большую часть пути или весь путь летит вокруг Солнца (-360 градусов), чтобы добраться с одной планеты на другую, пролетая во внутренней Солнечной системе с целью повышения скорости (см. Гравитационный маневр). Миссии в противостоянии имеют самые высокие требования к ракетным двигателям.
Миссия в соединении – миссия, во время которой космический аппарат примерно половину пути летит вокруг Солнца, чтобы добраться с одной планеты на другую. Миссия в соединении имеет самые низкие требования к ракетным двигателям.
МОР – марсианское орбитальное рандеву.
М/с – метров в секунду.
Неустойчивое равновесие – см. ниже «Устойчивое равновесие».
НОО – низкая опорная орбита для искусственного спутника планеты.
Обтекатель – защитный обтекаемый снаряд, содержащий полезную нагрузку, которая сидит на вершине ракеты-носителя.
ОКВГ – обратная конверсии водяного газа.
Орбита Гомана – эллиптическая орбита, один конец которой касается орбиты планеты отправления, а другой конец касается орбиты планеты назначения. Полет по орбите Гомана является чистейшим воплощением орбиты в соединении и как таковой является вариантом полета с одной планеты на другую с самыми низкими затратами энергии.
ПВРД – прямоточный воздушно-реактивный двигатель
Перигей – самая близкая к планете точка на эллиптической орбите вокруг нее. Если в фокусе эллиптической орбиты находится Солнце, то аналогичная точка будет называться перигелием.
ПИК – Перспектива исследования космоса (Vision for Space Exploration), космическая программа президента Буша-младшего.
Пиролиз – использование тепла, чтобы разделить соединение на его элементные составляющие.
Противостояние – взаимное положение планет, при котором они находятся практически на одной линии на минимальном расстоянии друг от друга, то есть с одной стороны от Солнца. Понятие применимо к внешним планетам Солнечной системы относительно Земли, то есть для всех кроме Меркурия и Венеры.
Прямой вход – маневр, при котором космический корабль входит в атмосферу планеты и использует ее для замедления и посадки без выхода на орбиту.
Прямой запуск – маневр, при котором космический аппарат запускается непосредственно с одной планеты на другую без предварительной сборки на орбите.
Реакция Сабатье, или реакция метанирования, – реакция, в которой соединяются водород и диоксид углерода с образованием метана и воды. Реакция Сабатье является экзотермической с высокой константой равновесия.
Реголит – общее название грунта другой планеты.
Ровер – транспортное средство для передвижения по поверхности какой-либо планеты, либо управляемое удаленно (как в случае аппаратов «Спирит» или «Кьюриосити»), либо управляемое человеком (как было в рамках миссии «Аполлон», когда астронавты использовали для передвижения по Луне устройство, похожее на автомобиль).
РОСД – ракета, способная выходить на орбиту благодаря использованию одноступенчатого двигателя.
РТГ – радиоизотопный термоэлектрический генератор.
«Сатурн-5» – ракета-носитель тяжелого класса, использовавшаяся для отправки астронавтов программы «Аполлон» на Луну. «Сатурн-5» может поднять на низкую опорную орбиту Земли около 140 тонн.
Скорость истечения – скорость выброса газов из сопла ракеты. Соединение – взаимное расположение планет, при котором они находятся практически на одной прямой, и при этом расстояние между ними максимально, то есть одна планета будет находиться за Солнцем, если смотреть на нее с другой планеты. Понятие применимо к внешним планетам Солнечной системы относительно Земли, то есть для всех кроме Меркурия и Венеры.
Сол – один марсианский день, длительность – 24,6 часа.
Солнечная вспышка – внезапный взрыв на поверхности Солнца, который может выбросить в космос огромные количества излучения.
Стартовая скорость – скорость космического корабля по отношению к планете после того, как тело эффективно покидает гравитационное поле планеты. Также известна как гиперболическая скорость.
СТР – солнечная тепловая ракета.
Траектория минимальной энергии – траектория между двумя планетами, требующая наименьшего расхода ракетного топлива (см. «Орбита Гомана»).
Траектория свободного возвращения – траектория, которая позволяет после старта с Земли в конечном итоге вернуться назад без каких-либо дополнительных маневров.
ТВт – тераватт, 1 ТВт = 1000 000 мегаватт. Человеческая цивилизация в нынешнее время использует около 15 ТВт энергии.
ТВт. год – общее количество энергии, связанные с использованием одного тераватта в течение одного года.
«Титан-4» – ракета-носитель одноразового применения, ранее изготовлявшаяся в корпорации «Локхид Мартин», способная доставить 20 000 килограммов на низкую опорную орбиту Земли или 5000 килограммов на траекторию к Марсу.
ТПЭ – твердый полимерный электролит.
ТРД – твердотопливный ракетный двигатель.
ТРН – тяжелая ракета-носитель.
Тяга – сила, которую ракетный двигатель может создать для ускорения космических аппаратов. 1 фунт (или фунт-сила) = 4,44822 ньютона. 1 Н = 1 (кг м)/с2) = 0,10197 килограмм-силы (кгс).
Удельный импульс – характеристика ракетного двигателя, число секунд, за которое один фунт топлива позволяет произвести один фунт тяги. Если умножить удельный импульс ракетного двигателя в секундах на 9,8, вы получите скорость истечения двигателя в метрах в секунду. Удельный импульс, как правило, рассматривается в качестве наиболее важного фактора в оценке производительности ракетного двигателя. Часто сокращается как Isp.
Управление устройством телеприсутствия, или телероботом, – дистанционное управление каким-либо устройством, таким как небольшой марсианский ровер, оснащенный телекамерами.
Устойчивое равновесие – состояние равновесия, в которое объект возвращается снова и снова после того, как на него воздействовала некая внешняя сила. Мяч на вершине холма находится в неустойчивом равновесии, потому что, если толкнуть его в любом направлении, он упадет с вершины, с ускорением переместится из своей первоначальной позиции. Шар на дне чаши находится в устойчивом равновесии, потому что, если его толкнуть, он вернется в исходную точку.
Экзотермическая реакция – химическая реакция, протекающая с выделением тепла.
Электролиз – использование электричества, чтобы разделить химическое соединение на его элементные составляющие. Электролиз воды дает на выходе водород и кислород.
Электронная плотность – число электронов в кубическом сантиметре. Чем выше электронная плотность ионосферы, тем лучше она отражает радиоволны.
Эндотермическая реакция – химическая реакция, при протекании поглощающая тепло из окружающей среды.
Эпицикл – небольшая окружность, центр которой перемещается по окружности большего радиуса. Древние и средневековые астрономы описывали движение планет, подразумевая, что каждая планета движется по окружности – эпициклу, – центр которой перемещается по окружности с центром на Земле.
ЯР и ЯРД – ядерная ракета и ядерный ракетный двигатель.
ЯРМТ – ядерная ракета с использованием местного марсианского топлива.
ЯЭР – ядерный электрический реактивный двигатель.
[1] Перевод В А Ещина
[2] Перевод Михаила Зенкевича.
[3] Перевод Михаэля Дорфмана.
[4] Автоматическая межпланетная станция «Марс-96» запущена в ноябре 1996 года, до Марса не долетела. – Прим. пер.
[5] В 2011 году сообщили о возможных потоках воды на склонах марсианских кратеров. Подробнее см., например, http://astrochemistry.ru/marsbrines.html. – Прим. пер.
[6] Design Reference Mission, программа НАСА по изучению проектов миссий, связанных с отправкой человека на Марс. – Прим. пер.
[7] По состоянию на 2015 год «Оппортьюнити» до сих пор работает. «Спирит» в 2009 году застрял в рыхлом грунте, освободить его не удалось. Последний раз аппарат выходил на связь с Лабораторией реактивного движения НАСА 22 марта 2010-го. 25 мая 2011 года миссия считается завершенной. Еще один марсоход «Кьюриосити» успешно работает на поверхности Красной планеты с 6 августа 2012 года. – Прим. пер.
[8] Утверждение ошибочно. Наибольший эксцентриситет е = 0,206 – у Меркурия. Эксцентриситет Марса е = 0,093. – Прим. пер.
[9] С 24 августа 2006 года по решению Международного Астрономического Союза считается не девятой планетой Солнечной системы, а карликовой планетой. – Прим. пер.
[10] По состоянию на 4 октября 2016 года «Оппортьюнити» преодолел 43,44 километра и продолжает работать. – Прим. пер.
[11] В реальности «Кьюриосити» стартовал с Земли 26 ноября 2011 года, прибыл на Марс 6 августа 2012 года. – Прим. пер.
[12] Миссия оказалась неудачной. Запуск осуществлен 9 ноября 2011 года. Не сработала маршевая двигательная установка, поэтому аппарат не смог выйти на расчетную траекторию по направлению к Марсу. 15 января 2012 года сгорел в верхних слоях земной атмосферы. Миссия «Фобос-Грунт-2» запланирована на 2025 год. – Прим. пер.
[13] Из-за ограничений по весу спутники «Метнет» на борт аппарата «Фобос-Грунт» не взяли. – Прим. пер.
[14] Запущена 18 ноября 2013 года, 20 сентября 2014 года вышла на эллиптическую орбиту вокруг Марса. Основная программа рассчитана на один земной год. – Прим. пер.
[15] Миссия запущена с космодрома Байконур 14 марта 2016 года. Ориентировочное время прибытия на Марс – октябрь 2016 года. – Прим. пер.
[16] «Марс Сайенс Орбитер» переименован в «Трейс Гас Орбитер», сейчас стал частью программы «Экзомарс», разработанной ЕКА и Роскосмосом. НАСА покинуло проект. – Прим. пер.
[17] МЭП входит в обширный список проектов в рамках программы НАСА «Дискавери», однако в число реализованных не попал. – Прим. пер.
[18] 1 фунт (или фунт-сила, lbf) = 4,44822 ньютона, 1Н = 1 (кг-м)/с2) = 0,10197 килограмм-силы (кгс). – Прим. пер.
[19] Национальный день памяти в США, отмечается ежегодно в последний понедельник мая. Посвящен памяти американских военнослужащих, погибших в вооруженных конфликтах. – Прим. пер.
[20] Здесь используется игра слов: «flyby» в переводе на русский – «пролет», a «fryby» можно перевести как «поджаривание». – Прим. пер.
[21] Американская почтовая система V-mail работала следующим образом: послания фотографировались, а затем распечатывались с пленки в почтовом отделении места назначения. – Прим. пер.
[22] Очень странное утверждение. Давление в марсианской атмосфере близко к 0,01 от земного, а вот толщина атмосферы составляет примерно 110 километров (https://ru.wikipedia.org/wiki/Атмосфера_Марса). Возможно, автор делает такое сравнение, предполагая, что толщина земной атмосферы близка к 1000 километров (это высота начала экзосферы), хотя согласно определению, предложенному Международной авиационной федерацией, принято считать, что граница земной атмосферы и космоса близка к высоте в 100 километров. См. подробнее, например, https://ru.wikipedia.org/wiki/Атмосфера_Земли. – Прим. пер.
[23] 1 фунт на квадратный дюйм = 0,06805 атм = 6894,76 Па. – Прим. пер.
[24] Слово gashopper («газовый прыгун») очень похоже на grasshoper («кузнечик»). – Прим. пер.
[25] Продолжительность синодического цикла для Земли и Марса не равняется ровно 15 годам. Синодический период Марса относительно Земли составляет 2,135 земного года. Поэтому одни и те же взаимные расположения (конфигурации) двух планет повторяются не через 15 лет, а плавают. – Прим. пер.
[26] Лучше перепроверять полученные с помощью ареогатора результаты для созвездий, в которых Марс может быть виден с Земли, используя электронную карту звездного неба (например, «Стеллариум», Starry Night, Google Sky Map и т. п.) на интересующую дату. Поскольку автор книги использовал для расчета календаря приближенную формулу, точность определения созвездия, в котором Марс виден с Земли, оказалась плохой: ±1,5 месяца. – Прим. пер.
[27] Плетение с дополнительной прочной нитью. – Прим. пер.
[28] 28 сентября 2015 года НАСА объявило об обнаружении соляных растворов на Марсе. Подробнее см. https://lenta.ru/news/2015/09/28/nasa. – Прим. пер.
[29] Сейчас Цереру принято относить к семейству карликовых планет, а не к астероидам. Однако она действительно является крупнейшим объектом главного пояса астероидов, а изменение статуса не должно влиять на расчеты и выводы, полученные автором. – Прим. пер.
[30] С 1 января 2016 года в Китае вступил в силу законопроект, разрешающий семьям заводить до двух детей. – Прим. пер.
[31] Статит – происходит от слияния двух английских слов, «static» – «неподвижный» и «satellite» – «спутник», гипотетический вид искусственного спутника небесного тела, должен включать в себя солнечный парус для корректировки орбиты. – Прим. пер.
[32] Откуда у автора такая информация, неизвестно. Озоновый слой Марса появляется только над некоторыми областями планеты и имеет сезонный характер. Подробнее см. https://en.wikipedia.Org/wiki/Atmosphere_of_Mars#Ozone. – Прим. пер.
[33] Перевод Аркадия Штейнберга.
[34] Дословно: «Нет денег, нет Бака Роджерса». То есть имеется в виду «Если у вас нет денег, чтобы достойно оплатить наш труд, геройствовать мы не будем». Фраза стала популярна среди англоязычных летчиков после выхода в 1983 году фильма «The Right Stuff». – Прим. пер.
[35] По непонятным причинам автор приводит в качестве приза 50 миллионов долларов, хотя реальная сумма – 10 миллионов долларов. См., например, здесь: http://www.space.com/403-spaceshipone-wins-10-million-ansari-prize-historic-2nd-trip-space.html. – Прим. пер.
Дата добавления: 2018-09-22; просмотров: 203; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!