10 концептуальных идей, которые помогут нам в освоении космоса

Самые любопытные концепции, как правило, дальше всех отстоят от воплощения. Но если бы наши предки не были влекомы жаждой исследования, мы никогда бы не вступили в Море Спокойствия и не разбили бы протоны в пыль. И если мы сегодня не будем мечтать и воплощать наши смелые мечты, мы никогда не освоим далекие планеты и не откроем заповедники на Марсе.

Swarm Flyby Gravimetry

В то время как большинство спутников становится больше, космический инженер Джастин Атчисон предлагает их уменьшать — и серьезно уменьшать. Он был удостоен I фазой гранта от NASA на разработку предложенной им Swarm Flyby Gravimetry (гравиметрия роевого облета, если дословно). Звучит зловеще, но рои будут представлены восхитительными крошечными зондами. Этот проект, наряду с 12 другими, получил предварительное одобрение NASA в рамках последнего симпозиума, посвященного продвинутым исследовательским концептам.

Рои идеально подходят для изучения самых маленьких тел нашей Солнечной системы. Почти несуществующая гравитация таких тел никак не будет мешать этим маленьким телам. Без гравитации, действующей в качестве метафорической резинки между мячом и ракеткой, их можно будет выстреливать с невероятной скоростью. Мячом в данном случае будут выступать крошечные роботы, и Атчисон хочет забросить их на небольшие астероиды.

Большой материнский зонд будет выстреливать картечью небольшие крошки-зонды прямо в астероид. Разбросанные по разным траекториям зонды будут роем окутывать небесное тело. Это довольно эффективно, потому что даже один недорогой зонд сможет выполнить массу научных задач. Собранные же вкупе данные смогут обеспечить ученых хорошей информацией о химических сигнатурах и внутренней структуре астероида.

TALISE: байдарки на Титане

Несмотря на то, что Европа и Марс получают большую часть любви в поисках инопланетян, средний спутник Сатурна Титан вполне может ютить уникальную внеземную жизнь. На Европе имеется соленый океан, а юный Марс был похож на Землю. Но при температуре -34 градуса по Цельсию моря Титана хранят не воду, а жидкие углеводороды. Так что если какая-либо форма жизни и возникнет в этой абсурдной среде, она будет обладать уникальной структурой.

Традиционные роверы не умеют плавать. Таким образом, чтобы найти эти самые формы жизни, нам нужно будет опуститься в метановые моря с чем-то вроде шлюпки. Разработанная сообществом испанских инженеров и астробиологов, TALISE должна будет отправиться во второе по размерам море Титана, Ligeia Mare. По плану TALISE будет весить больше 100 килограммов и хорошо отработает шесть месяцев.

Даты запуска пока нет, поскольку создатели не определились с двигательной системой. После долгих переговоров инженеры пришли к трем вариантам: гладкие колеса, лопасти или штопоры. К сожалению, более крутые варианты оказываются нежизнеспособными. Поэтому танковых гусениц, винтов и реактивных двигателей не ждите.

Mars Helicopter

За много лет было предложено довольно много концептов марсоходов. И почти столько же двигательных систем, включая катящиеся, прыгающие, ползучие и даже плавающие роверы. Но летающих марсоходов до недавнего времени было немного.

Если включить еще одну плоскость движения в уравнение исследования космоса силами роверов, дальность пробега наземного марсохода можно увеличить втрое. Но Mars Helicopter, марсианский вертолет, будет скорее дополнительным транспортом и не отнимет хлеб у своего старшего брата. Ультрапортативный крошечный вертолетик NASA куда меньше, чем мог бы быть, — с размахом крыльев 1,2 метра и весом в 1 килограмм. Основная задача вертолета — выступать в качестве автономного разведчика, исследуя поверхность, по которой позже поедет марсоход.

Когда транспорт стоимостью в миллиард долларов застревает в скалах в сотне миллионов километров от нас — это проблема, и ученым приходится планировать передвижение «Кьюриосити», например, по каждому красному дюйму. Летающий разведывательный аппарат мог бы самостоятельно выбирать самый лучший путь для своего партнера-марсохода, избавив людей от массы проблем. С высоты своего полета коптер мог бы обследовать области, представляющие интерес и невидимые с земли, а также намечать места для грядущего исследования марсоходом.

NASA планирует разработать полностью работоспособный прототип в течение трех лет. Так что, если все пойдет по плану, крошка-вертолет будет готов сопровождать марсианский ровер уже к 2020 году.

Небольшая подлодка для Европы

Европа — астрономическая зеница ока. Этот замороженный мир обладает соблазнительно земным соленым океаном, скрытым под прочной ледяной оболочкой. Эта оболочка порядка 15 километров в толщину в некоторых местах, и это проблема. И решение NASA… зонд для глубинного погружения.

Deeper Access, Deeper Understanding (DADU) — это зонд, уникальный по нескольким причинам, в том числе и за счет его легкой конструкции. Запуск груза в космос до смешного дорогой: десятки тысяч долларов за килограмм. Так что даже один сэкономленный килограмм экономит кучу средств.

Размер зонда тоже хорош. Небольшой и гладкий, он сможет проникать через толстые участки коры по узким трещинам. Никакого бура ему не потребуется, поскольку по плану посадочный модуль просверлит отверстие через лед и толкнет крошечного приятеля в неизвестность.

DADU также будет оснащен небольшим, но приятным набором научных инструментов. Датчик для оценки температуры, проводимости и глубины будет меньше ногтя. Сонар DADU будет чуть больше, но легко уместится внутри спичечного коробка.

Чтобы безопасно нырять в глубины Европы, крошечный зонд DADU будет соединен с большим аппаратом на поверхности посредством длинного и гибкого троса. Это гарантирует, что спускаемый аппарат будет всегда получать энергию.

Космический дискобол

Придуманный студентами Колорадского университета в Боулдере, Drag and Atmospheric Neutral Density Explorer, или DANDE, стал победителем в конкурсе экспериментальных космических изделий. Этот психоделический дискобол был сделан, чтобы оценивать силы торможения в термосфере (предпоследнем слое нашей атмосферы) на высоте 320-480 километров.

Расчеты плотности иногда ошибочны до 21%. Это довольно неудобно, когда вы пытаетесь координировать спутники, летающие на низкой околоземной орбите с головокружительной скоростью. DANDE отслеживает пространственно-временные переменные в режиме реального времени и передает информацию куда нужно.

Спустя шесть лет создания аппарата 150 студентов Колорадского университета, задействованные в проекте, увидели, как их мечта осуществилась 29 сентября 2013 года, когда ракета Falcon 9 SpaceX успешно доставила DANDE и несколько других небольших спутников на предназначенные орбиты.

Космические жилища Bigelow

Bigelow Aerospace — финансируемый из частных источников (по большей части основателем компании Робертом Бигелоу) стартап, специализирующийся на космических средах обитания в будущем. Похожие на дирижабли структуры не очень симпатичные, но в космосе аэродинамика остается формальностью, и ваш корабль может быть настолько уродливым, насколько вы захотите. Плюс к этому капсулам Bigelow не хватает эстетики, но это компенсируется за счет полезных показателей вроде свободного пространства.

Крупный Bigelow BA 330, который находится в разработке, полностью обходит капсулу МКС Destiny в объемном выражении. В длину он 14 метров, а Destiny — 8 метров, поэтому будущие астронавты смогут играть там чуть ли не в теннис. Жилище может похвастать 330 кубометров объема, что даст астронавтам даже отдельные спальни. Все важные инструменты расположены в центре жилища, а не вдоль стен, как на МКС.

На Земле жилище будет упаковано в небольшой пак. В космосе же оно раздуется как попкорн. Bigelow планирует соединить два таких жилища и создать миниатюрную коммерческую космическую станцию. Одна из странных проблем заключается в том, что 330 кубометров может быть слишком много. Астронавты внутри могут оказаться парящими слишком далеко от любой из стен и не смогут уцепиться за поручень, чтобы продвинуться. Но в доме на 330 кубометров будут жить шесть астронавтов, поэтому помощь всегда придет.

Кстати, поскольку Bigelow Aerospace является частной компанией, вы можете купить билет уже сегодня — всего за 25 миллионов долларов.

Космический корабль за сто лет

Земля велика. Но чтобы стать развитой цивилизацией, нам нужно отбросить земные оковы и засеять космос. Он может казаться бесконечно далеким, но сегодня некоторые уже планируют прекрасные межзвездные приключения.

Программа 100-летнего космического корабля (100YSS) уже получила гранты от NASA и DARPA. Проект управляется бывшим астронавтом NASA Мэй Джемисон, первой афроамериканкой в космосе. Также он получил поддержку нескольких уважаемых учреждений, в том числе и SETI.

Цель состоит в том, чтобы сделать межзвездные путешествия возможными в течение 100 лет. Те, кто считает, что это возможно, звучат не более глупо, чем Герберт Уэллс, который в 1901 году предположил возможность высадок на Луну, и спустя 70 лет американские астронавты ступили на лунную поверхность.

Один из вариантов — создать гигантский корабль и отправить его к звездам. Такая концепция была разработана еще в 70-е годы и была названа «Дедал». Этакий космический ковчег будет бороздить галактику в поисках приемлемого места, чтобы основать Землю II.

SOAR

Знаменитый европейский строитель спутников, франко-итальянская Thales Alenia Space, объединилась со Swiss Space Systems, чтобы предложить новую коммерческую опцию для полетов на больших высотах. Эстетически SOAR более плоский, чем обычный космический аппарат, и должен выезжать на борту Airbus A300, чтобы запустить себя на подорбиту. Изначально созданный как беспилотный дрон для доставки спутников, гладкий аппарат в настоящее время переделывается под людей.

К сожалению, мы не сможем прокатиться на этой площадке в ближайшее время, поскольку швейцарцы хотят использовать ее не для катания богатых туристов, а для научных исследований. SOAR стоимостью в 290 миллионов долларов предлагает уникальную платформу для лаборатории микрогравитации. Испытания, как правило, зарезервированы для МКС. Также с ее помощью можно выводить на орбиту спутники в четыре раза дешевле.

Крылатая анатомия SOAR позволяет аппарату скользить к Земле после миссии, подобно самолету, так что его способности повторного использования может позавидовать большинство других космических аппаратов. Отказ от традиционного формата ракеты также ведет к снижению расходов, поскольку крошечный самолет не требует больших объемов топлива.

Nautilus-X

Nautilus-X от NASA выглядит так, будто его собрали из кусочков посуды, но на нем может вполне комфортно разместиться экипаж из шести человек, чтобы проводить исследования в течение двух лет. «Наутилус» оснащается сменными модулями, которые могут варьироваться в зависимости от круга задач.

И хотя Non-Atmospheric Universal Transport Intended for Lengty United States Exploration (Nautilus-X) звучит довольно громоздко, это крайне универсальная и мобильная космическая станция, которая может переправлять экипажи по всей Солнечной системе. К сожалению, она не может приземляться на поверхности планет.

«Наутилус» может быть не самым красивым космическим кораблем, но он довольно дешевый. Стоимость в 3,7 миллиарда долларов соответствует стоимости небольшого «Кьюриосити» и зонда «Розетта». Поскольку «Наутилус» вполне может стать преемником Международной космической станции стоимостью в 150 миллиардов долларов, это хорошая цена.

Отличительная черта «Наутилуса» — тор вокруг талии. Центробежное кольцо будет вращаться, производя искусственную гравитацию. Хотя она будет не так сильна, как на Земле, но позволит астронавтам держаться на полу. Центробежная сила также защитит космических странников от различных физиологических проблем, вызванных микрогравитацией.

Облачный город Венеры

Сестра нашей планеты Венера не всегда была расплавленным адским шаром. Возможно, на ней процветала жизнь миллиарды лет назад. И, возможно, еще будет процветать, когда концепт «облачного города» NASA воплотится в жизнь. Поскольку Венера находится ближе к нам, чем Марс, поездка на нее позволяет нам потестировать наши космические возможности перед поездкой на Красную планету.

Воздушные города NASA будет плавать в 50 километрах над поверхностью Венеры. На таких высотах условия Венеры приближены к земным. На самом деле, во всей Солнечной системе с трудом можно найти хорошую альтернативу облачному городу на такой высоте: давление уже не такое сокрушающее, а температура почти земная. На такой высоте на Венере почти 75 градусов по Цельсию, что намного меньше температуры поверхности Венеры (425 градусов). Кроме того, колонисты Венеры будут защищены от смертельной солнечной радиации.

Дирижабль легче воздуха легко может оставаться в воздухе в течение всего срока 30-дневной миссии, и полный полет туда и обратно займет чуть больше года. Однако план осложняется тем, что такой корабль не должен никогда садиться. На Венере — раскаленная лава вместо земли, поэтому кораблю придется вечно висеть в воздухе, чтобы его хрупкие инструменты не были повреждены.

Это довольно сложно, когда ваш корабль движется на скорости 7250 километров в час. Однако после того, как будут развернуты парашюты, он сможет плыть спокойно. Роботизированные манипуляторы развернут сложенный дирижабль и накачают его гелием. Таким образом, мы сможем колонизировать планету, не спускаясь на ее землю.