2011 წლის 21 ივლისს ამერიკულმა კოსმოსურმა ხომალდმა ატლანტისმა ბოლო დაშვება განახორციელა, რამაც ბოლო მოუღო გრძელ და საინტერესო Space Transportation System პროგრამას. სხვადასხვა ტექნიკური და ეკონომიკური მიზეზების გამო, გადაწყდა კოსმოსური შატლის სისტემის მუშაობის შეწყვეტა. თუმცა, მრავალჯერადი გამოყენების კოსმოსური ხომალდის იდეა არ იყო მიტოვებული. ამჟამად რამდენიმე მსგავსი პროექტი ერთდროულად მუშავდება და ზოგიერთმა მათგანმა უკვე მოახერხა საკუთარი პოტენციალის ჩვენება.

Space Shuttle-ის პროექტს რამდენიმე ძირითადი მიზანი ჰქონდა. ერთ-ერთი მთავარი იყო ფრენის ღირებულების შემცირება და ამისთვის მომზადება. თეორიულად ერთი და იგივე გემის განმეორებითი გამოყენების შესაძლებლობა გარკვეულ უპირატესობას ანიჭებდა. გარდა ამისა, მთელი კომპლექსის დამახასიათებელმა ტექნიკურმა გარეგნობამ შესაძლებელი გახადა საგრძნობლად გაზრდილიყო დასაშვები ზომები და დატვირთვის მასა. STS-ის უნიკალური თვისება იყო კოსმოსური ხომალდის დედამიწაზე დაბრუნების შესაძლებლობა მისი ტვირთის ყურეში.

თუმცა, ოპერაციის დროს გაირკვა, რომ ყველა დავალება არ შესრულებულა. ასე რომ, პრაქტიკაში, გემის ფრენისთვის მომზადება ძალიან გრძელი და ძვირი აღმოჩნდა - ამ პარამეტრების მიხედვით, პროექტი არ ჯდებოდა თავდაპირველ მოთხოვნებში. რიგ შემთხვევებში, მრავალჯერადი გამოყენების გემი, პრინციპში, ვერ შეცვლიდა „ჩვეულებრივ“ გამშვებ მანქანებს. საბოლოოდ, აღჭურვილობის თანდათანობითმა მორალურმა და ფიზიკურმა მოძველებამ გამოიწვია ეკიპაჟებისთვის ყველაზე სერიოზული რისკები.

შედეგად, გადაწყდა კოსმოსური ტრანსპორტის სისტემის კომპლექსის ფუნქციონირების შეწყვეტა. ბოლო 135-ე ფრენა 2011 წლის ზაფხულში განხორციელდა. ოთხი ხელმისაწვდომი ხომალდი გაუქმდა და გადაეცა მუზეუმებს, როგორც არასაჭირო. ასეთი გადაწყვეტილებების ყველაზე ცნობილი შედეგი იყო ის ფაქტი, რომ ამერიკული კოსმოსური პროგრამა რამდენიმე წლის განმავლობაში დარჩა საკუთარი პილოტირებული კოსმოსური ხომალდის გარეშე. აქამდე ასტრონავტებს ორბიტაზე რუსული ტექნოლოგიების დახმარებით უწევთ მოხვედრა.

გარდა ამისა, განუსაზღვრელი ვადით, მთელი პლანეტა დარჩა მრავალჯერადი გამოყენების სისტემების გარეშე. თუმცა, გარკვეული ზომები უკვე მიღებულია. დღემდე, ამერიკულმა საწარმოებმა შეიმუშავეს ამა თუ იმ სახის მრავალჯერადი კოსმოსური ხომალდების რამდენიმე პროექტი. ყველა ახალი ნიმუში უკვე, ყოველ შემთხვევაში, გამოცდაზეა. უახლოეს მომავალში ისინი ასევე შეძლებენ სრულ ფუნქციონირებას.

ბოინგი X-37

STS კომპლექსის მთავარი კომპონენტი იყო ორბიტალური თვითმფრინავი. ეს კონცეფცია ამჟამად გამოიყენება Boeing-ის X-37 პროექტზე. ოთხმოცდაათიანი წლების ბოლოს Boeing-მა და NASA-მ დაიწყეს მრავალჯერადი გამოყენების კოსმოსური ხომალდის თემის შესწავლა, რომელსაც შეუძლია ატმოსფეროში ბრუნვა და ფრენა. გასული ათწლეულის დასაწყისში ამ სამუშაომ განაპირობა X-37 პროექტის დაწყება. 2006 წელს ახალი ტიპის პროტოტიპმა მიაღწია ფრენის ტესტებს გადამზიდავი თვითმფრინავიდან ვარდნით.

Boeing X-37B გამშვები მანქანის ფერდობზე. ფოტო აშშ საჰაერო ძალები

პროგრამამ დააინტერესა აშშ-ს საჰაერო ძალები და 2006 წლიდან იგი განხორციელდა მათი ინტერესებიდან გამომდინარე, თუმცა NASA-ს გარკვეული დახმარებით. ოფიციალური მონაცემებით, საჰაერო ძალებს სურთ მიიღონ პერსპექტიული ორბიტალური თვითმფრინავი, რომელსაც შეუძლია კოსმოსში სხვადასხვა ტვირთის გაშვება ან სხვადასხვა ექსპერიმენტების ჩატარება. სხვადასხვა შეფასებით, მიმდინარე X-37B პროექტის გამოყენება შესაძლებელია სხვა მისიებშიც, მათ შორის სადაზვერვო ან სრულფასოვან საბრძოლო სამუშაოებში.

X-37B-ის პირველი კოსმოსური ფრენა 2010 წელს შედგა. აპრილის ბოლოს Atlas V-ის გამშვებმა მანქანამ მოწყობილობა გაუშვა მოცემულ ორბიტაზე, სადაც ის 224 დღე დარჩა. დაშვება „თვითმფრინავის მსგავსად“ განხორციელდა იმავე წლის დეკემბრის დასაწყისში. მომდევნო წლის მარტში დაიწყო მეორე რეისი, რომელიც გაგრძელდა 2012 წლის ივნისამდე. დეკემბერში მოხდა შემდეგი გაშვება, ხოლო მესამე დაშვება განხორციელდა მხოლოდ 2014 წლის ოქტომბერში. 2015 წლის მაისიდან 2017 წლის მაისამდე ექსპერიმენტულმა X-37B-მ მეოთხე ფრენა განახორციელა. გასული წლის 7 სექტემბერს კიდევ ერთი საცდელი ფრენა დაიწყო. როდის მთავრდება არ არის მითითებული.

რამდენიმე ოფიციალური მონაცემებით, ფრენების მიზანი ორბიტაზე ახალი ტექნოლოგიების მუშაობის შესწავლა, ასევე სხვადასხვა ექსპერიმენტების ჩატარებაა. მაშინაც კი, თუ გამოცდილი X-37B-ები გადაჭრიან სამხედრო ამოცანებს, მომხმარებელი და კონტრაქტორი არ ამხელენ ასეთ ინფორმაციას.

ამჟამინდელი ფორმით, Boeing X-37B პროდუქტი არის სარაკეტო თვითმფრინავი დამახასიათებელი გარეგნობით. გამოირჩევა დიდი ფიუზელაჟით და საშუალო ზომის თვითმფრინავებით. გამოიყენება სარაკეტო ძრავა; კონტროლი ხორციელდება ავტომატურად ან მიწიდან ბრძანებით. ცნობილი მონაცემებით, ფიუზელაჟი ითვალისწინებს 2 მ-ზე მეტი სიგრძის და 1 მ-ზე მეტი დიამეტრის სატვირთო განყოფილებას, რომელიც იტევს 900 კგ-მდე დატვირთვას.

ამჟამად გამოცდილი X-37B ორბიტაზეა და დავალებულ ამოცანებს წყვეტს. როდის დაბრუნდება ის დედამიწაზე, უცნობია. ინფორმაცია საპილოტე პროექტის შემდგომი კურსის შესახებ ასევე არ არის დაკონკრეტებული. როგორც ჩანს, ახალი შეტყობინებები ყველაზე საინტერესო განვითარების შესახებ გამოჩნდება არა უადრეს, ვიდრე პროტოტიპის შემდეგი დაშვება.

SpaceDev / Sierra Nevada Dream Chaser

ორბიტალური თვითმფრინავის კიდევ ერთი ვერსია არის Dream Chaser SpaceDev-ისგან. ეს პროექტი შემუშავებულია 2004 წლიდან NASA-ს Commercial Orbital Transportation Services (COTS) პროგრამაში მონაწილეობისთვის, მაგრამ შერჩევის პირველი ეტაპი ვერ გაიარა. თუმცა, დეველოპერული კომპანია მალევე დათანხმდა თანამშრომლობას United Launch Alliance-თან, რომელიც მზად იყო შესთავაზა თავისი Atlas V გამშვები თვითმფრინავი. მოგვიანებით, Lockheed Martin-თან გაჩნდა შეთანხმება ექსპერიმენტული აღჭურვილობის ერთობლივი მშენებლობის შესახებ.

გამოცდილი ორბიტალური თვითმფრინავი Dream Chaser. NASA-ს ფოტო

2013 წლის ოქტომბერში Dream Chaser-ის ფრენის პროტოტიპი ჩამოაგდეს გადამზიდავი შვეულმფრენიდან, რის შემდეგაც იგი სრიალში შევიდა და ჰორიზონტალური დაშვება შეასრულა. დაშვების დროს ავარიის მიუხედავად, პროტოტიპმა დაადასტურა დიზაინის მახასიათებლები. სამომავლოდ სტენდებზე კიდევ რამდენიმე ტესტი ჩატარდა. მათი შედეგების მიხედვით, პროექტი დასრულდა და 2016 წელს დაიწყო კოსმოსური ფრენების პროტოტიპის მშენებლობა. გასული წლის შუა რიცხვებში NASA-მ, სიერა ნევადამ და ULA-მ ხელი მოაწერეს შეთანხმებას ორი ორბიტალური ფრენის განხორციელების შესახებ 2020-21 წლებში.

არც ისე დიდი ხნის წინ, Dream Chaser-ის დეველოპერებმა მიიღეს ნებართვა გაშვების 2020 წლის ბოლოს. სხვა მრავალი თანამედროვე განვითარებისგან განსხვავებით, ამ ხომალდის პირველი კოსმოსური მისია რეალური დატვირთვით განხორციელდება. გემს მოუწევს გარკვეული ტვირთის მიტანა საერთაშორისო კოსმოსურ სადგურამდე.

მისი ამჟამინდელი ფორმით, მრავალჯერადი გამოყენების კოსმოსური ხომალდი Sierra Nevada / SpaceDev Dream Chaser არის დამახასიათებელი გარეგნობის თვითმფრინავი, რომელიც გარეგნულად წააგავს ზოგიერთ ამერიკულ და უცხოურ განვითარებას. მანქანას აქვს საერთო სიგრძე 9 მ და აღჭურვილია დელტა ფრთების სიგრძე 7 ​​მ. არსებულ გამშვებ მანქანებთან თავსებადობისთვის, მომავალში შემუშავდება დასაკეცი ფრთა. აფრენის წონა განისაზღვრება 11,34 ტონა დონეზე. Dream Chaser-ს შეეძლება ISS-ზე 5,5 ტონა ტვირთის მიტანა და დედამიწაზე 2 ტონამდე დაბრუნება. „თვითმფრინავის მსგავსად“ ორბიტაზე გაყვანა დაკავშირებულია ნაკლებ გადატვირთვასთან, რაც როგორც მოსალოდნელი იყო, შეიძლება სასარგებლო იყოს ზოგიერთი აღჭურვილობისა და ნიმუშების მიწოდებისთვის, როგორც ინდივიდუალური ექსპერიმენტების ნაწილი.

SpaceX Dragon

მრავალი მიზეზის გამო, ორბიტალური თვითმფრინავის იდეა ამჟამად არც თუ ისე პოპულარულია ახალი კოსმოსური ტექნოლოგიების შემქმნელებს შორის. უფრო მოხერხებულად და მომგებიანად ახლა განიხილება "ტრადიციული" გარეგნობის მრავალჯერადი გამოყენებადი ხომალდი, რომელიც გაშვებულია ორბიტაზე გამშვები მანქანის დახმარებით და დედამიწაზე ბრუნდება ფრთების გამოყენების გარეშე. ამ ტიპის ყველაზე წარმატებული განვითარება არის Dragon პროდუქტი SpaceX-ისგან.

SpaceX Dragon სატვირთო ხომალდი (CRS-1 მისია) ISS-თან ახლოს. NASA-ს ფოტო

Dragon პროექტზე მუშაობა 2006 წელს დაიწყო და COTS პროგრამის ფარგლებში განხორციელდა. პროექტის მიზანი იყო კოსმოსური ხომალდის შექმნა განმეორებითი გაშვებისა და დაბრუნების შესაძლებლობით. პროექტის პირველი ვერსია გულისხმობდა სატრანსპორტო გემის შექმნას და სამომავლოდ მის საფუძველზე დაიგეგმა პილოტირებული მოდიფიკაციის შემუშავება. ჯერჯერობით, Dragon-მა „სატვირთო“ ვერსიაში გარკვეული შედეგი აჩვენა, გემის პილოტირებული ვერსიის მოსალოდნელი წარმატება კი დროში მუდმივად იცვლება.

Dragon-ის სატრანსპორტო კოსმოსური ხომალდის პირველი საჩვენებელი გაშვება შედგა 2010 წლის ბოლოს. ყველა საჭირო გაუმჯობესების შემდეგ, ნასამ უბრძანა ასეთი მოწყობილობის სრულფასოვანი გაშვება საერთაშორისო კოსმოსურ სადგურამდე ტვირთის მიტანის მიზნით. 2012 წლის 25 მაისს, დრაკონი წარმატებით შეეჯახა ISS-ს. შემდგომში განხორციელდა რამდენიმე ახალი გაშვება საქონლის ორბიტაზე მიტანით. პროგრამის ყველაზე მნიშვნელოვანი ეტაპი 2017 წლის 3 ივნისს გაშვება იყო. პროგრამაში პირველად მოხდა გარემონტებული გემის ხელახალი გაშვება. დეკემბერში კიდევ ერთი კოსმოსური ხომალდი, რომელიც უკვე მიფრინავდა ISS-ში, კოსმოსში გავიდა. დღემდე ჩატარებული ყველა ტესტის გათვალისწინებით, Dragon-ის პროდუქტებმა 15 ფრენა განხორციელდა.

2014 წელს SpaceX-მა გამოაცხადა Dragon V2 პილოტირებული კოსმოსური ხომალდი. ითქვა, რომ ეს მანქანა, რომელიც არსებული სატვირთო მანქანის ევოლუციაა, შეძლებს ორბიტაზე შვიდამდე ასტრონავტის მიტანას ან სახლში დაბრუნებას. ასევე გავრცელდა ინფორმაცია, რომ მომავალში ახალი გემი შეიძლება გამოყენებულ იქნას მთვარის ირგვლივ ფრენისთვის, მათ შორის ბორტზე მყოფ ტურისტებთან ერთად.

როგორც ხშირად ხდება SpaceX-ის პროექტებთან დაკავშირებით, Dragon V2 პროექტი რამდენჯერმე გადაიდო უკან. ასე რომ, სავარაუდო Falcon Heavy-ის გადამზიდავთან შეფერხების გამო, პირველი ტესტების თარიღმა გადაინაცვლა 2018 წელს და პირველი პილოტირებული ფრენა თანდათან „მოიპარა“ 2019 წლამდე. საბოლოოდ, რამდენიმე კვირის წინ, დეველოპერულმა კომპანიამ გამოაცხადა, რომ აპირებს უარი თქვას ახალი „დრაკონის“ სერთიფიცირებაზე პილოტირებული ფრენებისთვის. მომავალში, ასეთი ამოცანები სავარაუდოდ გადაიჭრება მრავალჯერადი გამოყენების BFR სისტემის გამოყენებით, რომელიც ჯერ არ არის შექმნილი.

Dragon-ის სატრანსპორტო სატრანსპორტო საშუალების საერთო სიგრძე 7,2 მ, დიამეტრი 3,66 მ, მშრალი წონა 4,2 ტონაა, მას შეუძლია ISS-ში 3,3 ტონა ტვირთის მიტანა და 2,5 ტონამდე ტვირთის დაბრუნება. გარკვეული ტვირთების განსათავსებლად, შემოთავაზებულია გამოიყენოს დალუქული განყოფილება 11 კუბური მეტრი მოცულობით და ზეწოლის გარეშე 14 კუბური მოცულობით. დაღმართის დროს განყოფილება იშლება და იწვება ატმოსფეროში, ხოლო ტვირთის მეორე მოცულობა ბრუნდება დედამიწაზე და ეშვება პარაშუტით. ორბიტის გამოსასწორებლად მოწყობილობა აღჭურვილია 18 დრაკოს ძრავით. სისტემების ფუნქციონირებას უზრუნველყოფს წყვილი მზის პანელი.

"დრაკონის" პილოტირებული ვერსიის შემუშავებისას გამოყენებული იქნა საბაზო სატრანსპორტო გემის გარკვეული ნაწილები. ამავდროულად, დალუქული განყოფილება შესამჩნევად გადაკეთებული უნდა ყოფილიყო ახალი პრობლემების გადასაჭრელად. გემის ზოგიერთი სხვა ელემენტიც შეიცვალა.

Lockheed Martin Orion

2006 წელს NASA და Lockheed Martin შეთანხმდნენ მოწინავე მრავალჯერადი გამოყენების კოსმოსური ხომალდის აშენებაზე. პროექტს ერთ-ერთი ყველაზე ნათელი თანავარსკვლავედის - ორიონის სახელი ეწოდა. ათწლეულის ბოლოს, სამუშაოს ნაწილის დასრულების შემდეგ, შეერთებული შტატების ხელმძღვანელობამ შესთავაზა ამ პროექტის მიტოვება, მაგრამ დიდი დებატების შემდეგ იგი გადარჩა. მუშაობა გაგრძელდა და დღემდე გარკვეული შედეგები მოჰყვა.

პერსპექტიული გემი ორიონი მხატვრის წარმოდგენაში. ნასას ნახატი

ორიგინალური კონცეფციის შესაბამისად, გემი Orion უნდა გამოეყენებინათ სხვადასხვა მისიებში. მისი დახმარებით საერთაშორისო კოსმოსურ სადგურამდე ტვირთი და ხალხი უნდა მიეტანა. სწორი აღჭურვილობით მას შეეძლო მთვარეზე წასვლა. ასევე შეიმუშავეს ფრენის შესაძლებლობა ერთ-ერთ ასტეროიდზე ან თუნდაც მარსზე. მიუხედავად ამისა, ასეთი პრობლემების გადაჭრა შორეულ მომავალს მიაწერეს.

ბოლო ათწლეულის გეგმების მიხედვით, კოსმოსური ხომალდის Orion-ის პირველი საცდელი გაშვება 2013 წელს უნდა მომხდარიყო. 2014 წელს მათ დაგეგმეს გაშვება ბორტზე ასტრონავტებთან ერთად. მთვარეზე ფრენა შეიძლება განხორციელდეს ათწლეულის ბოლომდე. შემდგომში განრიგი შეიცვალა. პირველი უპილოტო ფრენა 2014 წლისთვის გადაიდო, ხოლო ეკიპაჟის გაშვება 2017 წლამდე. მთვარის მისიები ოციან წლებში გადაიდო. ამ დროისთვის, ეკიპაჟის ფრენები ასევე გადატანილია მომდევნო ათწლეულში.

2014 წლის 5 დეკემბერს მოხდა Orion-ის პირველი საცდელი გაშვება. გემი დატვირთვის სიმულატორით ორბიტაზე გაუშვა დელტა IV გამშვები მანქანით. გაშვებიდან რამდენიმე საათის შემდეგ, ის დაბრუნდა დედამიწაზე და ჩამოფრინდა მოცემულ ტერიტორიაზე. ახალი გაშვება ჯერ არ განხორციელებულა. თუმცა Lockheed Martin-ისა და NASA-ს სპეციალისტები უსაქმოდ არ ისხდნენ. ბოლო რამდენიმე წლის განმავლობაში აშენდა რამდენიმე პროტოტიპი მიწისზედა პირობებში გარკვეული ტესტების ჩასატარებლად.

სულ რამდენიმე კვირის წინ დაიწყო პირველი კოსმოსური ხომალდის Orion-ის მშენებლობა პილოტირებული ფრენისთვის. მისი გაშვება მომავალ წელს იგეგმება. გემის ორბიტაზე გაშვების ამოცანა დაეკისრება პერსპექტიულ Space Launch System გამშვებ მანქანას. მიმდინარე სამუშაოების დასრულება აჩვენებს მთლიანი პროექტის რეალურ პერსპექტივას.

Orion პროექტი ითვალისწინებს გემის აგებას, რომლის სიგრძეა დაახლოებით 5 მ და დიამეტრი დაახლოებით 3.3 მ. ამ აპარატის დამახასიათებელი თვისებაა დიდი შიდა მოცულობა. საჭირო აღჭურვილობისა და ინსტრუმენტების დამონტაჟების მიუხედავად, დალუქული განყოფილების შიგნით რჩება 9 კუბურ მეტრზე ცოტა თავისუფალი ადგილი, რომელიც შესაფერისია გარკვეული მოწყობილობების, მათ შორის ეკიპაჟის ადგილების დასაყენებლად. გემს შეეძლება ექვსამდე ასტრონავტის ან გარკვეული ტვირთის აყვანა. გემის საერთო მასა განისაზღვრება 25,85 ტონა დონეზე.

სუბორბიტალური სისტემები

ამჟამად რამდენიმე საინტერესო პროგრამა ხორციელდება, რომლებიც არ ითვალისწინებს ტვირთის გაშვებას დედამიწის ორბიტაზე. არაერთი ამერიკული კომპანიის აღჭურვილობის პერსპექტიული მოდელები მხოლოდ სუბორბიტალურ ფრენებს შეძლებენ. ეს ტექნიკა უნდა იქნას გამოყენებული ზოგიერთი კვლევისთვის ან კოსმოსური ტურიზმის განვითარების დროს. ამ ტიპის ახალი პროექტები არ განიხილება სრულფასოვანი კოსმოსური პროგრამის შემუშავების კონტექსტში, მაგრამ ისინი მაინც გარკვეულ ინტერესს იწვევს.

SpaceShipTwo სუბორბიტალური მანქანა White Knight Two-ის გადამზიდავი თვითმფრინავის ფრთის ქვეშ. Photo Virgin Galactic / virgingalactic.com

SpaceShipOne და SpaceShipTwo პროექტები Scale Composites-ისა და Virgin Galactic-ისგან გვთავაზობენ კომპლექსის მშენებლობას, რომელიც შედგება გადამზიდავი და ორბიტალური თვითმფრინავისაგან. 2003 წლიდან მოყოლებული, ორი ტიპის აღჭურვილობამ შეასრულა სატესტო ფრენების მნიშვნელოვანი რაოდენობა, რომლის დროსაც შემუშავდა დიზაინის სხვადასხვა მახასიათებლები და მუშაობის მეთოდები. მოსალოდნელია, რომ SpaceShipTwo ტიპის ხომალდს შეეძლება ექვსამდე ტურისტი მგზავრის აყვანა და მინიმუმ 100-150 კმ სიმაღლეზე აყვანა, ე.ი. გარე სივრცის ქვედა საზღვრის ზემოთ. აფრენა და დაფრენა უნდა იყოს "ტრადიციული" აეროდრომიდან.

Blue Origin-ი ბოლო ათწლეულის შუა ხანებიდან მუშაობს სუბორბიტალური კოსმოსური სისტემის განსხვავებულ ვერსიაზე. იგი გვთავაზობს ასეთი ფრენების განხორციელებას გამშვები მანქანისა და სხვა პროგრამებში გამოყენებული კოსმოსური ხომალდის კომბინაციით. ამავდროულად, რაკეტაც და გემიც ხელახლა გამოყენებადი უნდა იყოს. კომპლექსს ეწოდა New Shepard. 2011 წლიდან ახალი ტიპის რაკეტები და გემები რეგულარულად ახორციელებენ სატესტო ფრენებს. უკვე შესაძლებელი გახდა კოსმოსური ხომალდის გაგზავნა 110 კმ-ზე მეტ სიმაღლეზე, ასევე უზრუნველყოფილი იყო როგორც გემის, ისე გამშვები მანქანის უსაფრთხო დაბრუნება. სამომავლოდ New Shepard სისტემა უნდა იყოს ერთ-ერთი სიახლე კოსმოსური ტურიზმის სფეროში.

მრავალჯერადი გამოყენებადი მომავალი

სამი ათწლეულის განმავლობაში, გასული საუკუნის ოთხმოციანი წლების დასაწყისიდან, ნასას არსენალში ადამიანებისა და ტვირთის ორბიტაზე მიტანის მთავარი საშუალება იყო კოსმოსური ტრანსპორტის სისტემა / კოსმოსური შატლის კომპლექსი. მორალური და ფიზიკური მოძველების გამო, ასევე ყველა სასურველი შედეგის მიღწევის შეუძლებლობის გამო, Shuttles-ის მოქმედება შეწყდა. 2011 წლიდან შეერთებულ შტატებს არ ჰქონია მოქმედი მრავალჯერადი კოსმოსური ხომალდი. მეტიც, მათ ჯერ არ აქვთ საკუთარი პილოტირებული კოსმოსური ხომალდი, რის შედეგადაც ასტრონავტებს უცხოური ტექნოლოგიებით უწევთ ფრენა.

კოსმოსური სატრანსპორტო სისტემის კომპლექსის ფუნქციონირების შეწყვეტის მიუხედავად, ამერიკული ასტრონავტიკა არ უარს ამბობს ხელახლა გამოყენებადი კოსმოსური ხომალდის იდეაზე. ასეთი ტექნიკა ჯერ კიდევ დიდ ინტერესს იწვევს და მისი გამოყენება შესაძლებელია მრავალფეროვან მისიებში. ამ დროისთვის, NASA და არაერთი კომერციული ორგანიზაცია ავითარებენ ერთდროულად რამდენიმე პერსპექტიულ კოსმოსურ ხომალდს, როგორც ორბიტალურ თვითმფრინავს, ასევე კაფსულების სისტემებს. ამ დროისთვის ეს პროექტები სხვადასხვა ეტაპზეა და სხვადასხვა წარმატებებს აჩვენებს. უახლოეს მომავალში, არაუგვიანეს ოციანი წლების დასაწყისისა, ახალი მოვლენების უმეტესობა მიაღწევს სატესტო ან სრულფასოვანი ფრენების ეტაპს, რაც შესაძლებელს გახდის სიტუაციის ხელახლა გადახედვას და ახალი დასკვნების გამოტანას.

საიტების მიხედვით:
http://nasa.gov/
http://space.com/
http://globalsecurity.org/
https://washingtonpost.com/
http://boeing.com/
http://lockheedmartin.com/
http://spacex.com/
http://virgingalactic.com/
http://spacedev.com/

ctrl შედი

შენიშნა ოშ ს ბკუ მონიშნეთ ტექსტი და დააწკაპუნეთ Ctrl+Enter

გასულ ნოემბერში, TVIW-ზე (ტენესის ასტრონომიის სემინარი ვარსკვლავთშორისი მოგზაურობის შესახებ), რობ სვინიმ - სამეფო საჰაერო ძალების ესკადრის ყოფილმა ლიდერმა, ინჟინერმა და მაგისტრანტმა Icarus პროექტზე პასუხისმგებელი - წარმოადგინა მოხსენება პროექტზე ბოლო დროს გაწეული სამუშაოს შესახებ. სვინიმ საზოგადოებას გონება იკარუსის ისტორიაზე გააახალა, დადალუსის პროექტის იდეებით შთაგონებით, რომელიც ხაზგასმულია BIS (ბრიტანული ინტერპლანეტარული საზოგადოება - უძველესი ორგანიზაცია, რომელიც მხარს უჭერს კოსმოსურ კვლევებს) 1978 წელს, BIS-ის ერთობლივ გადაწყვეტილებამდე და. Tau Zero ენთუზიასტი კომპანია განაახლებს კვლევას 2009 წელს და პროექტის შესახებ უახლეს სიახლეებამდე, დათარიღებული 2014 წ.

1978 წლის თავდაპირველ პროექტს ჰქონდა მარტივი, მაგრამ ძნელად განსახორციელებელი მიზანი - პასუხის გაცემა ენრიკე ფერმის მიერ დასმულ კითხვაზე: „თუ არსებობს ინტელექტუალური სიცოცხლე დედამიწის გარეთ და შესაძლებელია ვარსკვლავთშორისი ფრენები, მაშინ რატომ არ არსებობს სხვა უცხო ცივილიზაციების მტკიცებულება. ?". Daedalus-ის კვლევა მიზნად ისახავდა ვარსკვლავთშორისი კოსმოსური ხომალდის დიზაინის შემუშავებას არსებული ტექნოლოგიის გამოყენებით გონივრულ ექსტრაპოლაციებში. და სამუშაოს შედეგები მთელ სამეცნიერო სამყაროში ატყდა: ასეთი გემის შექმნა ნამდვილად შესაძლებელია. პროექტის შესახებ მოხსენებას მხარს უჭერდა გემის დეტალური გეგმა, რომელიც იყენებს დეიტერიუმ-ჰელიუმ-3 თერმობირთვულ შერწყმას წინასწარ დაკრეფილი მარცვლებიდან. მაშინ Daedalus 30 წლის განმავლობაში ვარსკვლავთშორისი მოგზაურობის ყველა შემდგომი განვითარების ნიშნული იყო.

თუმცა, ამხელა დროის შემდეგ, საჭირო იყო Daedalus-ში მიღებული იდეებისა და ტექნიკური გადაწყვეტილებების გადახედვა, რათა შეფასდეს, თუ როგორ გაუძლეს მათ დროს. გარდა ამისა, ამ პერიოდში გაკეთდა ახალი აღმოჩენები, მათ შესაბამისად დიზაინის ცვლილება გააუმჯობესებდა გემის მთლიან მუშაობას. ორგანიზატორებს ასევე სურდათ ახალგაზრდა თაობის დაინტერესება ასტრონომიით და ვარსკვლავთშორისი კოსმოსური სადგურების მშენებლობით. ახალ პროექტს დადალუსის ვაჟის, იკარუსის სახელი ეწოდა, რომელიც სახელის უარყოფითი კონოტაციის მიუხედავად, შეესაბამებოდა 78-ე წლის მოხსენებაში პირველ სიტყვებს:

„ვიმედოვნებთ, რომ ეს ვარიანტი ჩაანაცვლებს მომავალ დიზაინს, იკარუსის მსგავსი, რომელიც ასახავს უახლეს აღმოჩენებსა და ტექნიკურ ინოვაციებს, რათა იკარუსმა შეძლოს მიაღწიოს იმ სიმაღლეებს, რომლებიც ჯერ კიდევ არ დაიპყრო Daedalus-მა. ვიმედოვნებთ, რომ ჩვენი იდეების განვითარების წყალობით დადგება დღე, როდესაც კაცობრიობა ფაქტიურად შეეხო ვარსკვლავებს“.

ასე რომ, იკაროსი შეიქმნა სწორედ დადალუსის გაგრძელებად. ძველი პროექტის ინდიკატორები დღემდე ძალიან პერსპექტიულად გამოიყურება, მაგრამ მაინც უნდა დასრულდეს და განახლდეს:

1) დედალუსმა გამოიყენა რელატივისტური ელექტრონული სხივები საწვავის მარცვლების შეკუმშვისთვის, მაგრამ შემდგომმა კვლევებმა აჩვენა, რომ ამ მეთოდს არ შეეძლო აუცილებელი იმპულსის მიწოდება. ამის ნაცვლად, იონური სხივები გამოიყენება ლაბორატორიებში თერმობირთვული შერწყმისთვის. თუმცა, ასეთი არასწორი გამოთვლა, რომელიც National Fusion Complex-ს 20 წელი დაუჯდა ფუნქციონირებას და 4 მილიარდი დოლარი, აჩვენა სინთეზის დამუშავების სირთულე იდეალურ პირობებშიც კი.

2) მთავარი დაბრკოლება, რომელსაც დედალუსი აწყდება, არის ჰელიუმ-3. ის არ არსებობს დედამიწაზე და, შესაბამისად, ის უნდა იყოს მოპოვებული ჩვენი პლანეტიდან დაშორებული გაზის გიგანტებისაგან. ეს პროცესი ძალიან ძვირი და რთულია.

3) კიდევ ერთი პრობლემა, რომლის გადაჭრაც იკარუსს მოუწევს, არის ბირთვული რეაქციების შესახებ ინფორმაციის შეერთება. ეს იყო ინფორმაციის ნაკლებობამ, რამაც შესაძლებელი გახადა 30 წლის წინ ძალიან ოპტიმისტური გამოთვლები გამა სხივებითა და ნეიტრონებით მთელი გემის დასხივების ზემოქმედების შესახებ, რომლის გათავისუფლების გარეშე თერმობირთვული შერწყმის ძრავა ვერ გააკეთებს.

4) ტრიტიუმს იყენებდნენ საწვავის მარცვლებში აალებად, მაგრამ ძალიან ბევრი სითბო გამოიყოფოდა მისი ატომების დაშლისგან. სათანადო გაგრილების სისტემის გარეშე, საწვავის აალებას მოჰყვება დანარჩენი ყველაფერი.

5) დაცლის გამო საწვავის ავზების დეკომპრესიამ შეიძლება გამოიწვიოს წვის კამერაში აფეთქება. ამ პრობლემის გადასაჭრელად ავზის დიზაინს დაემატა წონები მექანიზმის სხვადასხვა ნაწილში წნევის დასაბალანსებლად.

6) ბოლო სირთულე არის გემის მოვლა. პროექტის მიხედვით, გემი აღჭურვილია R2D2-ის მსგავსი რობოტების წყვილით, რომლებიც დიაგნოსტიკური ალგორითმების გამოყენებით გამოავლენენ და გამოასწორებენ შესაძლო დაზიანებას. ასეთი ტექნოლოგიები ძალიან რთული ჩანს ახლაც, კომპიუტერის ეპოქაში, რომ არაფერი ვთქვათ 70-იან წლებზე.

ახალი დიზაინის გუნდი აღარ შემოიფარგლება მხოლოდ სწრაფი გემის აშენებით. ობიექტების შესასწავლად იკარუსი იყენებს გემზე გადატანილ ზონდებს. ეს არა მხოლოდ ამარტივებს დიზაინერების ამოცანას, არამედ მნიშვნელოვნად ამცირებს ვარსკვლავური სისტემების შესწავლის დროს. დეიტერიუმ-ჰელიუმ-3-ის ნაცვლად ახალი კოსმოსური ხომალდი სუფთა დეიტერიუმ-დეიტერიუმზე მუშაობს. ნეიტრონების უფრო დიდი გამოყოფის მიუხედავად, ახალი საწვავი არა მხოლოდ გაზრდის ძრავების ეფექტურობას, არამედ აღმოფხვრის სხვა პლანეტების ზედაპირიდან რესურსების მოპოვების აუცილებლობას. დეიტერიუმი აქტიურად მოიპოვება ოკეანეებიდან და გამოიყენება მძიმე წყლის ატომურ ელექტროსადგურებში.

თუმცა, კაცობრიობამ ჯერ კიდევ ვერ შეძლო ენერგიის გათავისუფლებით კონტროლირებადი დაშლის რეაქცია. ეგზოთერმული ბირთვული შერწყმისთვის მთელ მსოფლიოში ლაბორატორიების გაჭიანურებული რბოლა ანელებს გემის დიზაინს. ასე რომ, ვარსკვლავთშორისი ხომალდისთვის ოპტიმალური საწვავის საკითხი ღია რჩება. გამოსავლის მოძებნის მიზნით, 2013 წელს ჩატარდა შიდა კონკურსი BIS-ის ერთეულებს შორის. მიუნხენის უნივერსიტეტის WWAR Ghost გუნდმა გაიმარჯვა. მათი დიზაინი ეფუძნება თერმობირთვულ შერწყმას ლაზერის გამოყენებით, რაც უზრუნველყოფს საწვავის სწრაფად გაცხელებას საჭირო ტემპერატურამდე.

მიუხედავად იდეის ორიგინალურობისა და გარკვეული საინჟინრო სვლებისა, კონკურსანტებმა მთავარი დილემა - საწვავის არჩევა ვერ გადაჭრეს. გარდა ამისა, გამარჯვებული გემი უზარმაზარია. ის 4-5-ჯერ აღემატება Daedalus-ს და შერწყმის სხვა მეთოდებს შეიძლება ნაკლები სივრცე დასჭირდეს.

შესაბამისად, გადაწყდა 2 ტიპის ძრავების პოპულარიზაცია: თერმობირთვული შერწყმის საფუძველზე და ბენეტის პინჩზე (პლაზმური ძრავა). გარდა ამისა, დეიტერიუმ-დეიტერიუმის პარალელურად განიხილება ასევე ძველი ვერსია ტრიტიუმ-ჰელიუმ-3-ით. ფაქტობრივად, ჰელიუმ-3 იძლევა საუკეთესო შედეგებს ნებისმიერი სახის ამოძრავებაში, ამიტომ მეცნიერები მუშაობენ მის მისაღებად.

კონკურსის ყველა მონაწილის ნამუშევრებში შეიძლება გამოიკვეთოს საინტერესო ურთიერთობა: ნებისმიერი გემის ზოგიერთი სტრუქტურული ელემენტი (ზონდები გარემოსდაცვითი კვლევისთვის, საწვავის შესანახი, მეორადი ელექტრომომარაგების სისტემები და ა.შ.) უცვლელი რჩება. ცალსახად შეიძლება ითქვას შემდეგი:

1. გემი ცხელი იქნება. ნებისმიერი წარმოდგენილი ტიპის საწვავის წვის ნებისმიერ მეთოდს თან ახლავს დიდი რაოდენობით სითბოს გამოყოფა. დეიტერიუმს სჭირდება მასიური გაგრილების სისტემა რეაქციის დროს თერმული ენერგიის პირდაპირი გამოყოფის გამო. მაგნიტური პლაზმური ძრავა შექმნის მორევის დენებს მიმდებარე ლითონებში, ასევე გაათბობს მათ. საკმარისი სიმძლავრის რადიატორები უკვე არსებობს დედამიწაზე 1000 C-ზე მეტი ტემპერატურის მქონე სხეულების ეფექტურად გასაცივებლად, რჩება მათი ადაპტაცია ვარსკვლავური ხომალდის საჭიროებებთან და პირობებთან.
2. გემი იქნება კოლოსალური. Icarus-ის პროექტს ერთ-ერთი მთავარი ამოცანა იყო ზომის შემცირება, მაგრამ დროთა განმავლობაში გაირკვა, რომ თერმობირთვული რეაქციებისთვის დიდი სივრცეა საჭირო. ყველაზე პატარა მასობრივი დიზაინის ვარიანტებიც კი იწონის ათიათასობით ტონას.
3. გემი გრძელი იქნება. „დედალუსი“ ძალიან კომპაქტური იყო, მისი თითოეული ნაწილი მეორესთან იყო შერწყმული, როგორც მობუდარი თოჯინა. იკარუსში, გემზე რადიოაქტიური ზემოქმედების მინიმიზაციის მცდელობებმა გამოიწვია მისი გახანგრძლივება (ეს კარგად არის ნაჩვენები რობერტ ფრილენდის პროექტ Firefly-ში).

რობ სუინიმ თქვა, რომ დრეკელის უნივერსიტეტის ჯგუფი შეუერთდა Icarus პროექტს. "ახალბედები" ხელს უწყობენ PJMIF-ის გამოყენების იდეას (სისტემა, რომელიც დაფუძნებულია პლაზმის ჭავლზე მაგნიტების გამოყენებით, ხოლო პლაზმა სტრატიფიცირებულია, რაც უზრუნველყოფს პირობებს ბირთვული რეაქციებისთვის). ეს პრინციპი ამჟამად ყველაზე ეფექტურია. სინამდვილეში, ეს არის ბირთვული რეაქციების ორი მეთოდის სიმბიოზი, მან შთანთქა ინერციული და მაგნიტური თერმობირთვული შერწყმის ყველა უპირატესობა, როგორიცაა სტრუქტურის მასის შემცირება და ღირებულების მნიშვნელოვანი შემცირება. მათ პროექტს ზევსი ჰქვია.

ამ შეხვედრას მოჰყვა TVIW, სადაც სვინიმ დაადგინა Icarus პროექტის სავარაუდო დასრულების თარიღი 2015 წლის აგვისტო. საბოლოო ანგარიში შეიცავს მითითებებს Daedalus-ის ძველი დიზაინისა და ინოვაციების ცვლილებებზე, რომლებიც მთლიანად შეიქმნა ახალი გუნდის მიერ. სემინარი დასრულდა რობ სუინის მონოლოგით, რომელშიც მან თქვა: „სამყაროს საიდუმლოებები სადღაც გარეთ გველოდება! დროა წახვიდე აქედან!"

საინტერესოა, რომ ახალი პროექტი განუყოფლად არის დაკავშირებული მის წინამორბედთან. Icarus-ის აგების დროს დედამიწის მცირე ორბიტაზე ნაწილებისა და საწვავის მიწოდების ტრანსპორტი შეიძლება იყოს Cyclops, მოკლე დისტანციური კოსმოსური ხომალდი, რომელიც ვითარდება ალან ბონდის ხელმძღვანელობით (ერთ-ერთი ინჟინერი, რომელიც მუშაობდა Daedalus-ზე).

თუმცა, Interstellar მხოლოდ სამეცნიერო ფანტასტიკაა და დოქტორი უაიტი, თავის მხრივ, მუშაობს NASA-ს ლაბორატორიაში კოსმოსური მოგზაურობის მოწინავე ტექნოლოგიების განვითარების ძალიან რეალურ სფეროში. სამეცნიერო ფანტასტიკის ადგილი აღარ არის. აქ არის ნამდვილი მეცნიერება. და თუ ჩვენ გადავდებთ ყველა პრობლემას, რომელიც დაკავშირებულია საჰაერო კოსმოსური სააგენტოს შემცირებულ ბიუჯეტთან, მაშინ უაითის შემდეგი სიტყვები საკმაოდ პერსპექტიულად გამოიყურება:

"ალბათ Star Trek გამოცდილება, ჩვენი დროის ფარგლებში, არც ისე შორეული შესაძლებლობაა."

სხვა სიტყვებით რომ ვთქვათ, დოქტორი უაიტი ცდილობს თქვას, არის ის, რომ ის და მისი კოლეგები არ არიან დაკავებულები ჰიპოთეტური ფილმის გადაღებით, ან უბრალოდ 3D სკეტჩებისა და დამახინჯებული იდეების გადაღებით. ისინი უბრალოდ არ თვლიან, რომ რეალური ცხოვრებისეული warp drive თეორიულად შესაძლებელია. ისინი რეალურად ავითარებენ პირველ warp drive-ს:

„Eagleworks Lab-ში, NASA-ს ჯონსონის კოსმოსური ცენტრის სიღრმეში მუშაობისას, დოქტორი უაითი და მისი მეცნიერთა გუნდი ცდილობენ იპოვონ ხარვეზები, რათა ოცნება რეალობად აქციონ. გუნდმა უკვე შექმნა სიმულაციური სკამი სპეციალური ინტერფერომეტრის შესამოწმებლად, რომლის მეშვეობითაც მეცნიერები შეეცდებიან მიკროსკოპული დახრილი ბუშტების გენერირებას და იდენტიფიცირებას. მოწყობილობას ჰქვია White-Jedy warp ველის ინტერფერომეტრი“.

ახლა ეს შეიძლება უმნიშვნელო მიღწევად ჩანდეს, მაგრამ აღმოჩენები ამ გამოგონების უკან შეიძლება იყოს უსასრულოდ სასარგებლო შემდგომი კვლევისთვის.

„მიუხედავად იმისა, რომ ეს მხოლოდ მცირე წინსვლაა ამ მიმართულებით, ეს უკვე შეიძლება იყოს მტკიცებულება იმისა, რომ არსებობს დრეკადობის შესაძლებლობა, როგორც ეს იყო ჩიკაგოს ხის გროვის (პირველი ხელოვნური ბირთვული რეაქტორის) დემონსტრირება თავის დროზე. . 1942 წლის დეკემბერში გაიმართა კონტროლირებადი, თვითშენარჩუნებული ბირთვული ჯაჭვური რეაქციის პირველი დემონსტრაცია, რომელმაც გამოიმუშავა დაახლოებით ნახევარი ვატი ელექტრო ენერგია. დემონსტრაციიდან მალევე, 1943 წლის ნოემბერში, ამოქმედდა რეაქტორი, რომლის სიმძლავრე იყო დაახლოებით ოთხი მეგავატი. არსებობის მტკიცებულების მოტანა კრიტიკული მომენტია მეცნიერული იდეისთვის და შეიძლება იყოს ამოსავალი წერტილი ტექნოლოგიების განვითარებაში“.

თუ მეცნიერთა მუშაობა საბოლოო ჯამში წარმატებული იქნება, მაშინ, დოქტორ უაიტის თქმით, შეიქმნება ძრავა, რომელსაც შეუძლია მიგვიყვანოს ალფა კენტაურში „დედამიწის დროის სტანდარტებით ორ კვირაში“. ამ შემთხვევაში, გემზე დროის მსვლელობა იგივე იქნება, რაც დედამიწაზე.

„მოქცევის ძალები მარცვლის ბუშტში არ შეუქმნის ადამიანს პრობლემებს და მთელი მოგზაურობა მას ისე აღიქვამს, თითქოს ნულოვანი აჩქარების პირობებში იმყოფებოდეს. როდესაც არეალის ველი ჩართულია, დიდი ძალით არავინ გაიყვანება გემის კორპუსამდე, არა, ამ შემთხვევაში მოგზაურობა ძალიან ხანმოკლე და ტრაგიკული იქნება.

კაცობრიობა იკვლევს კოსმოსს პილოტირებული კოსმოსური ხომალდით ნახევარ საუკუნეზე მეტი ხნის განმავლობაში. ვაი, ამ ხნის განმავლობაში, ფიგურალურად რომ ვთქვათ, შორს არ მიცურავდა. თუ სამყაროს ოკეანეს შევადარებთ, ჩვენ უბრალოდ მივდივართ სერფის კიდეზე, ტერფამდე წყალში. თუმცა ერთხელ გადავწყვიტეთ ცოტა ღრმად გაგვეცურა (აპოლონის მთვარის პროგრამა) და მას შემდეგ ჩვენ ვცხოვრობთ ამ მოვლენის, როგორც უმაღლესი მიღწევის მოგონებებში.

ჯერჯერობით, კოსმოსური ხომალდები ძირითადად ემსახურებიან როგორც მიწოდების მანქანებს დედამიწამდე და დედამიწიდან. ავტონომიური ფრენის მაქსიმალური ხანგრძლივობა, რომელიც მიიღწევა მრავალჯერადი გამოყენების კოსმოსური შატლით, არის მხოლოდ 30 დღე და მაშინაც კი, თეორიულად. მაგრამ, ალბათ, მომავლის კოსმოსური ხომალდები ბევრად უფრო სრულყოფილი და მრავალმხრივი გახდება?

უკვე აპოლონის მთვარის ექსპედიციებმა ნათლად აჩვენა, რომ მომავალი კოსმოსური ხომალდების მოთხოვნები შეიძლება საოცრად განსხვავდებოდეს "კოსმოსური ტაქსის" ამოცანებისგან. აპოლოს მთვარის სალონს ძალიან ცოტა საერთო ჰქონდა გამარტივებულ გემებთან და არ იყო შექმნილი პლანეტარული ატმოსფეროში ფრენისთვის. ამერიკელი ასტრონავტების ფოტოები ნათლად გვაძლევს გარკვეულ წარმოდგენას იმის შესახებ, თუ როგორ გამოიყურებიან მომავლის კოსმოსური ხომალდები.

ყველაზე სერიოზული ფაქტორი, რომელიც აფერხებს მზის სისტემის ეპიზოდურ შესწავლას, რომ აღარაფერი ვთქვათ პლანეტებზე და მათ თანამგზავრებზე სამეცნიერო ბაზების ორგანიზებაზე, არის რადიაცია. პრობლემები წარმოიქმნება თუნდაც მთვარის მისიების დროს, რომელიც გრძელდება მაქსიმუმ კვირაში. და მარსზე წელიწადნახევარი ფრენა, რომელიც თითქოს უნდა განხორციელებულიყო, უფრო და უფრო წინ მიიწევს. ავტომატურმა კვლევამ აჩვენა, რომ ის სასიკვდილოა ადამიანისთვის პლანეტათაშორისი ფრენის მთელ მარშრუტზე. ასე რომ, მომავლის კოსმოსური ხომალდი აუცილებლად მიიღებს სერიოზულ ანტირადიაციულ დაცვას ეკიპაჟის სპეციალურ ბიოსამედიცინო ღონისძიებებთან ერთად.

გასაგებია, რომ რაც უფრო მალე მიაღწევს დანიშნულების ადგილს მით უკეთესი. მაგრამ სწრაფი ფრენისთვის გჭირდებათ ძლიერი ძრავები. და მათთვის, თავის მხრივ, მაღალეფექტური საწვავი, რომელიც დიდ ადგილს არ დაიკავებს. ამიტომ, უახლოეს მომავალში ქიმიური ამძრავი ძრავები ადგილს დაუთმობენ ბირთვულს. თუკი მეცნიერებმა მოახერხეს ანტიმატერიის მოთვინიერება, ანუ მასის მსუბუქ გამოსხივებად გარდაქმნა, მომავლის კოსმოსური ხომალდები შეიძენენ, ამ შემთხვევაში ვისაუბრებთ რელატივისტური სიჩქარის მიღწევაზე და ვარსკვლავთშორისი ექსპედიციების მიღწევაზე.

ადამიანის მიერ სამყაროს განვითარების კიდევ ერთი სერიოზული დაბრკოლება იქნება მისი სიცოცხლის გრძელვადიანი შენარჩუნება. სულ რაღაც დღეში ადამიანის ორგანიზმი მოიხმარს უამრავ ჟანგბადს, წყალს და საკვებს, გამოყოფს მყარ და თხევად ნარჩენებს, ამოისუნთქავს ნახშირორჟანგს. უაზროა ჟანგბადის და საკვების სრული მარაგის ტარება ბორტზე მათი უზარმაზარი წონის გამო. პრობლემას აგვარებს ბორტზე დახურული, თუმცა ჯერჯერობით ყველა ექსპერიმენტი ამ თემაზე წარმატებული არ ყოფილა. და დახურული LSS-ის გარეშე, მომავლის კოსმოსური ხომალდები, რომლებიც წლების განმავლობაში დაფრინავენ კოსმოსში, წარმოუდგენელია; მხატვრების სურათები, რა თქმა უნდა, აოცებს ფანტაზიას, მაგრამ არ ასახავს რეალურ მდგომარეობას.

ასე რომ, კოსმოსური ხომალდების და ვარსკვლავური ხომალდების ყველა პროექტი ჯერ კიდევ შორს არის რეალური განხორციელებისგან. და კაცობრიობას მოუწევს შეეგუოს ასტრონავტების მიერ სამყაროს შესწავლას და ინფორმაციის მიღებას ავტომატური ზონდებიდან. მაგრამ ეს, რა თქმა უნდა, დროებითია. ასტრონავტიკა არ დგას და არაპირდაპირი ნიშნები აჩვენებს, რომ დიდი გარღვევა დგება ადამიანის საქმიანობის ამ სფეროში. ასე რომ, ალბათ, მომავლის კოსმოსური ხომალდები აშენდება და პირველ ფრენებს 21-ე საუკუნეში განახორციელებს.

თანამედროვე სარაკეტო ძრავები კარგად უმკლავდებიან ორბიტაზე აღჭურვილობის გაშვების ამოცანას, მაგრამ სრულიად გამოუსადეგარია გრძელვადიანი კოსმოსური მოგზაურობისთვის. ამიტომ, ათ წელზე მეტი ხნის განმავლობაში, მეცნიერები მუშაობდნენ ალტერნატიული კოსმოსური ძრავების შექმნაზე, რომლებსაც შეეძლოთ გემების დაჩქარება სიჩქარის ჩასაწერად. მოდით შევხედოთ შვიდ მთავარ იდეას ამ სფეროდან.

EmDrive

გადაადგილებისთვის საჭიროა რაღაცისგან განდევნა - ეს წესი ფიზიკისა და ასტრონავტიკის ერთ-ერთ ურყევ საყრდენად ითვლება. კონკრეტულად რისგან უნდა აიძროთ - მიწიდან, წყლიდან, ჰაერიდან თუ გაზის ჭავლიდან, როგორც სარაკეტო ძრავების შემთხვევაში - არც ისე მნიშვნელოვანია.

ცნობილი სააზროვნო ექსპერიმენტი: წარმოიდგინეთ, რომ ასტრონავტი კოსმოსში გავიდა, მაგრამ გემთან დამაკავშირებელი კაბელი მოულოდნელად გატყდა და ადამიანი ნელ-ნელა იწყებს ფრენას. მას მხოლოდ ინსტრუმენტების ყუთი აქვს. რა არის მისი ქმედებები? სწორი პასუხი: მან უნდა გადააგდოს იარაღები გემიდან. იმპულსის შენარჩუნების კანონის მიხედვით, ადამიანს ხელსაწყოდან გადააგდებენ ზუსტად ისეთივე ძალით, როგორიც არის ხელსაწყო ადამიანისგან, ამიტომ ის თანდათან გადაიწევს გემისკენ. ეს არის რეაქტიული მოძრაობა - ცარიელ სივრცეში გადაადგილების ერთადერთი შესაძლო გზა. მართალია, EmDrive-ს, როგორც ექსპერიმენტებმა აჩვენა, აქვს გარკვეული შანსი, უარყოს ეს ურყევი განცხადება.

ამ ძრავის შემქმნელია ბრიტანელი ინჟინერი როჯერ შაერი, რომელმაც 2001 წელს დააარსა საკუთარი კომპანია Satellite Propulsion Research. EmDrive-ის დიზაინი ძალიან ექსტრავაგანტულია და არის ლითონის თაიგულის ფორმის, ორივე ბოლოზე დალუქული. ამ თაიგულის შიგნით არის მაგნიტრონი, რომელიც ასხივებს ელექტრომაგნიტურ ტალღებს - იგივე, რაც ჩვეულებრივ მიკროტალღურ ღუმელში. და აღმოჩნდება, რომ საკმარისია ძალიან მცირე, მაგრამ საკმაოდ შესამჩნევი ბიძგის შესაქმნელად.

თავად ავტორი ხსნის თავისი ძრავის მუშაობას „ვედროს“ სხვადასხვა ბოლოებზე ელექტრომაგნიტური გამოსხივების წნევის სხვაობით - ვიწრო ბოლოში ის ნაკლებია, ვიდრე ფართოზე. ეს ქმნის ბიძგს, რომელიც მიმართულია ვიწრო ბოლოში. ძრავის ასეთი მუშაობის შესაძლებლობა არაერთხელ იქნა სადავო, მაგრამ ყველა ექსპერიმენტში შაერის ინსტალაცია აჩვენებს ბიძგის არსებობას დანიშნულ მიმართულებით.

ექსპერიმენტატორებს შორის, რომლებმაც გამოსცადეს "ვედრო" შაერი, ისეთი ორგანიზაციები, როგორიცაა NASA, დრეზდენის ტექნიკური უნივერსიტეტი და ჩინეთის მეცნიერებათა აკადემია. გამოგონება გამოიცადა სხვადასხვა პირობებში, მათ შორის ვაკუუმში, სადაც მან აჩვენა ბიძგი 20 მიკრონიუტონი.

ეს ძალიან მცირეა ქიმიურ რეაქტიულ ძრავებთან შედარებით. მაგრამ, იმის გათვალისწინებით, რომ შაერის ძრავას შეუძლია თვითნებურად დიდი ხნის განმავლობაში იმუშაოს, რადგან მას არ სჭირდება საწვავის მიწოდება (მზის ბატარეებს შეუძლიათ მაგნეტრონის მიწოდება), მას შეუძლია კოსმოსური ხომალდის აჩქარება უზარმაზარ სიჩქარეებამდე, რომელიც იზომება პროცენტულად. სინათლის სიჩქარე.

ძრავის ეფექტურობის სრულად დასამტკიცებლად, საჭიროა კიდევ ბევრი გაზომვის ჩატარება და გვერდითი ეფექტების თავიდან აცილება, რომლებიც შეიძლება წარმოიშვას, მაგალითად, გარე მაგნიტური ველებით. თუმცა, შაერის ძრავის ანომალიური ბიძგის ალტერნატიული შესაძლო ახსნა, რომელიც, ზოგადად, ფიზიკის ჩვეულ კანონებს არღვევს, უკვე მოწოდებულია.

მაგალითად, წარმოდგენილია ვერსიები, რომ ძრავას შეუძლია შექმნას ბიძგი ფიზიკურ ვაკუუმთან ურთიერთქმედების გამო, რომელსაც კვანტურ დონეზე აქვს არანულოვანი ენერგია და ივსება ვირტუალური ელემენტარული ნაწილაკებით, რომლებიც მუდმივად იბადებიან და ქრება. ვინ აღმოჩნდება მართალი საბოლოოდ - ამ თეორიის ავტორები, თავად შაერი თუ სხვა სკეპტიკოსები, ამას უახლოეს მომავალში გავიგებთ.

მზის იალქანი

როგორც ზემოთ აღინიშნა, ელექტრომაგნიტური გამოსხივება ახდენს წნევას. ეს ნიშნავს, რომ თეორიულად ის შეიძლება გადაკეთდეს მოძრაობად - მაგალითად, იალქნის დახმარებით. ისევე, როგორც წარსული ეპოქის ხომალდები იჭერდნენ ქარს იალქნებით, მომავლის კოსმოსური ხომალდი იჭერდა მზეს ან ნებისმიერ სხვა ვარსკვლავურ შუქს მათ იალქნებით.

თუმცა პრობლემა ის არის, რომ სინათლის წნევა უკიდურესად დაბალია და მცირდება წყაროდან მანძილის გაზრდით. ამიტომ, ეფექტური რომ იყოს, ასეთ იალქანს უნდა ჰქონდეს ძალიან დაბალი წონა და ძალიან დიდი ფართობი. და ეს ზრდის მთელი სტრუქტურის განადგურების რისკს, როდესაც ის ასტეროიდს ან სხვა ობიექტს შეხვდება.

მზის მეზღვაურების კოსმოსში აშენების და გაშვების მცდელობები უკვე განხორციელდა - 1993 წელს რუსეთმა გამოსცადა მზის იალქანი კოსმოსურ ხომალდზე Progress, ხოლო 2010 წელს იაპონიამ წარმატებით გამოსცადა იგი ვენერასკენ მიმავალ გზაზე. მაგრამ არცერთ გემს ჯერ არ გამოუყენებია აფრები, როგორც აჩქარების მთავარი წყარო. ამ მხრივ რამდენადმე უფრო პერსპექტიულია კიდევ ერთი პროექტი - ელექტრო იალქანი.

ელექტრო იალქანი

მზე ასხივებს არა მხოლოდ ფოტონებს, არამედ მატერიის ელექტრულად დამუხტულ ნაწილაკებს: ელექტრონებს, პროტონებს და იონებს. ყველა მათგანი ქმნის ეგრეთ წოდებულ მზის ქარს, რომელიც ყოველ წამს ატარებს დაახლოებით მილიონ ტონა მატერიას ვარსკვლავის ზედაპირიდან.

მზის ქარი ვრცელდება მილიარდობით კილომეტრზე და პასუხისმგებელია ჩვენს პლანეტაზე არსებულ ზოგიერთ ბუნებრივ მოვლენაზე: გეომაგნიტურ შტორმებზე და ჩრდილოეთის ნათებაზე. დედამიწა მზის ქარისგან დაცულია საკუთარი მაგნიტური ველით.

მზის ქარი, ისევე როგორც ჰაერის ქარი, საკმაოდ შესაფერისია მოგზაურობისთვის, თქვენ უბრალოდ უნდა ააფეთქოთ იგი იალქნებში. 2006 წელს ფინელი მეცნიერის პეკა იანჰუნენის მიერ შექმნილი ელექტრული იალქნის პროექტს, გარეგნულად, მზესთან საერთო არაფერი აქვს. ეს ძრავა შედგება რამდენიმე გრძელი თხელი კაბელისაგან, ბორბლის სპიკების მსგავსი რგოლის გარეშე.

ელექტრონული იარაღის წყალობით, რომელიც ასხივებს მოძრაობის მიმართულებას, ეს კაბელები იძენენ დადებით დამუხტულ პოტენციალს. ვინაიდან ელექტრონის მასა დაახლოებით 1800-ჯერ ნაკლებია პროტონის მასაზე, ელექტრონების მიერ შექმნილი ბიძგი არ ითამაშებს ფუნდამენტურ როლს. ასეთი იალქნისთვის არც მზის ქარის ელექტრონებია მნიშვნელოვანი. მაგრამ დადებითად დამუხტული ნაწილაკები - პროტონები და ალფა გამოსხივება - მოიგერიეს კაბელებიდან, რითაც შექმნიან თვითმფრინავის ბიძგს.

მიუხედავად იმისა, რომ ეს ბიძგი დაახლოებით 200-ჯერ ნაკლები იქნება, ვიდრე მზის იალქანი, ევროპის კოსმოსური სააგენტო დაინტერესდა. ფაქტია, რომ ელექტრო აფრების დიზაინი, წარმოება, განლაგება და ფუნქციონირება ბევრად უფრო ადვილია სივრცეში. გარდა ამისა, გრავიტაციის დახმარებით, იალქანი ასევე გაძლევთ საშუალებას იმოგზაუროთ ვარსკვლავური ქარის წყარომდე და არა მხოლოდ მისგან მოშორებით. და რადგან ასეთი აფრების ზედაპირის ფართობი გაცილებით მცირეა ვიდრე მზის ზედაპირი, ის გაცილებით ნაკლებად დაუცველია ასტეროიდების და კოსმოსური ნამსხვრევების მიმართ. შესაძლოა, უახლოეს რამდენიმე წელიწადში ვიხილოთ პირველი ექსპერიმენტული ხომალდები ელექტრო იალქანზე.

იონური ძრავა

მატერიის დამუხტული ნაწილაკების ნაკადი, ანუ იონები, გამოიყოფა არა მხოლოდ ვარსკვლავებით. იონიზებული გაზი შეიძლება ხელოვნურადაც შეიქმნას. ჩვეულებრივ, გაზის ნაწილაკები ელექტრონულად ნეიტრალურია, მაგრამ როდესაც მისი ატომები ან მოლეკულები კარგავენ ელექტრონებს, ისინი იონებად იქცევიან. მთლიან მასაში ასეთ გაზს ჯერ კიდევ არ აქვს ელექტრული მუხტი, მაგრამ მისი ცალკეული ნაწილაკები დამუხტული ხდება, რაც ნიშნავს, რომ მათ შეუძლიათ გადაადგილება მაგნიტურ ველში.

იონური ამომყვანში ინერტული აირი (ჩვეულებრივ გამოიყენება ქსენონი) იონიზირებულია მაღალი ენერგიის ელექტრონების ნაკადით. ისინი ატომებს ელექტრონებს აოხრებენ და დადებით მუხტს იძენენ. გარდა ამისა, შედეგად მიღებული იონები აჩქარებენ ელექტროსტატიკურ ველში 200 კმ/წმ სიჩქარით, რაც 50-ჯერ აღემატება ქიმიური რეაქტიული ძრავებიდან გაზის გადინების სიჩქარეს. თუმცა, თანამედროვე იონური ამომგდები აქვს ძალიან მცირე ბიძგი - დაახლოებით 50-100 მილინივტონი. ასეთი ძრავა მაგიდიდანაც კი ვერ გადაძვრებოდა. მაგრამ მას აქვს სერიოზული პლიუსი.

მაღალ სპეციფიკურ იმპულსს შეუძლია მნიშვნელოვნად შეამციროს საწვავის მოხმარება ძრავში. გაზის იონიზაციისთვის გამოიყენება მზის პანელებიდან მიღებული ენერგია, ამიტომ იონურ ძრავას შეუძლია იმუშაოს ძალიან დიდი ხნის განმავლობაში - სამ წლამდე შეუფერხებლად. ასეთი პერიოდისთვის, მას ექნება დრო, დააჩქაროს კოსმოსური ხომალდი ისეთი სიჩქარით, რაზეც ქიმიურ ძრავებს არასოდეს უოცნებიათ.

იონური ამომყვანები მზის სისტემაში არაერთხელ ტრიალებდნენ სხვადასხვა მისიების ფარგლებში, მაგრამ, როგორც წესი, როგორც დამხმარე და არა პირველადი. დღეს, როგორც იონური ძრავების შესაძლო ალტერნატივა, ისინი სულ უფრო ხშირად საუბრობენ პლაზმურ ძრავებზე.

პლაზმური ძრავა

თუ ატომების იონიზაციის ხარისხი იზრდება (დაახლოებით 99%), მაშინ ნივთიერების ასეთ აგრეგატულ მდგომარეობას პლაზმა ეწოდება. პლაზმური მდგომარეობის მიღწევა შესაძლებელია მხოლოდ მაღალ ტემპერატურაზე, ამიტომ პლაზმურ ძრავებში იონიზირებული გაზი თბება რამდენიმე მილიონ გრადუსამდე. გათბობა ხორციელდება გარე ენერგიის წყაროს - მზის პანელების ან, უფრო რეალისტური, მცირე ბირთვული რეაქტორის გამოყენებით.

შემდეგ ცხელი პლაზმა გამოიდევნება რაკეტის საქშენიდან და წარმოქმნის ბიძგს ათჯერ უფრო მეტს, ვიდრე იონური ამომგდები. პლაზმური ძრავის ერთ-ერთი მაგალითია VASIMR პროექტი, რომელიც 1970-იანი წლებიდან ვითარდება. იონური მამოძრავებელი საშუალებებისგან განსხვავებით, პლაზმური მამოძრავებელი აპარატები ჯერ არ გამოუცდიათ კოსმოსში, მაგრამ მათზე დიდი იმედებია ამყარებული. ეს არის VASIMR პლაზმური ძრავა, რომელიც მარსზე პილოტირებული ფრენების ერთ-ერთი მთავარი კანდიდატია.

Fusion ძრავა

მე-20 საუკუნის შუა ხანებიდან ადამიანები ცდილობდნენ თერმობირთვული შერწყმის ენერგიის მოთვინიერებას, მაგრამ ჯერჯერობით ამას ვერ ახერხებენ. მიუხედავად ამისა, კონტროლირებადი თერმობირთვული შერწყმა მაინც ძალიან მიმზიდველია, რადგან ის არის უზარმაზარი ენერგიის წყარო, რომელიც მიიღება ძალიან იაფი საწვავისგან - ჰელიუმის და წყალბადის იზოტოპებისგან.

ამ დროისთვის, არსებობს რამდენიმე პროექტი რეაქტიული ძრავის დიზაინისთვის, რომელიც იკვებება თერმობირთვული შერწყმით. მათგან ყველაზე პერსპექტიულად ითვლება მოდელი, რომელიც დაფუძნებულია მაგნიტური პლაზმური შეზღუდვით რეაქტორზე. ასეთ ძრავაში თერმობირთვული რეაქტორი იქნება არაწნევიანი ცილინდრული კამერა, რომლის სიგრძეა 100–300 მეტრი და დიამეტრი 1–3 მეტრი. საწვავი უნდა მიეწოდოს კამერას მაღალტემპერატურული პლაზმის სახით, რომელიც საკმარისი წნევის დროს შედის ბირთვული შერწყმის რეაქციაში. კამერის ირგვლივ მდებარე მაგნიტური სისტემის ხვეულებმა უნდა დაიცვან ეს პლაზმა მოწყობილობასთან კონტაქტისგან.

თერმობირთვული რეაქციის ზონა მდებარეობს ასეთი ცილინდრის ღერძის გასწვრივ. მაგნიტური ველების დახმარებით, უკიდურესად ცხელი პლაზმა მიედინება რეაქტორის საქშენში, რაც ქმნის უზარმაზარ ბიძგს, რამდენჯერმე აღემატება ქიმიურ ძრავებს.

ანტიმატერიის ძრავა

ჩვენს ირგვლივ მთელი მატერია შედგება ფერმიონებისგან - ელემენტარული ნაწილაკები ნახევრად მთელი რიცხვის სპინით. ეს არის, მაგალითად, კვარკები, რომლებიც ქმნიან პროტონებსა და ნეიტრონებს ატომის ბირთვებში, ასევე ელექტრონებს. თითოეულ ფერმიონს აქვს საკუთარი ანტინაწილაკი. ელექტრონისთვის ეს არის პოზიტრონი, კვარკისთვის ეს არის ანტიკვარკი.

ანტინაწილაკებს აქვთ იგივე მასა და იგივე სპინი, როგორც მათი ჩვეულებრივი "ამხანაგები", რომლებიც განსხვავდებიან ყველა სხვა კვანტური პარამეტრის ნიშნით. თეორიულად, ანტინაწილაკებს შეუძლიათ შეადგინონ ანტიმატერია, მაგრამ ჯერჯერობით, ანტიმატერია სამყაროში არსად დარეგისტრირებულია. ფუნდამენტური მეცნიერებისთვის დიდი კითხვაა, რატომ არ არის ის იქ.

მაგრამ ლაბორატორიაში შეგიძლიათ მიიღოთ გარკვეული რაოდენობის ანტიმატერია. მაგალითად, ახლახან ჩატარდა ექსპერიმენტი, რომელიც ადარებდა მაგნიტურ ხაფანგში შენახული პროტონებისა და ანტიპროტონების თვისებებს.

როდესაც ანტიმატერია და ჩვეულებრივი მატერია ხვდებიან ერთმანეთს, ხდება ორმხრივი განადგურების პროცესი, რომელსაც თან ახლავს კოლოსალური ენერგიის მოზღვავება. ასე რომ, თუ ავიღებთ კილოგრამ მატერიას და ანტიმატერიას, მაშინ მათი შეხვედრის დროს გამოთავისუფლებული ენერგიის რაოდენობა კაცობრიობის ისტორიაში ყველაზე მძლავრი წყალბადის ბომბის, ცარ ბომბის აფეთქებას შეედრება.

უფრო მეტიც, ენერგიის მნიშვნელოვანი ნაწილი გამოიყოფა ელექტრომაგნიტური გამოსხივების ფოტონების სახით. შესაბამისად, ჩნდება სურვილი გამოიყენოს ეს ენერგია კოსმოსური მოგზაურობისთვის მზის იალქნის მსგავსი ფოტონური ძრავის შექმნით, მხოლოდ ამ შემთხვევაში სინათლე წარმოიქმნება შიდა წყაროდან.

მაგრამ რეაქტიულ ძრავში რადიაციის ეფექტურად გამოსაყენებლად საჭიროა გადაწყდეს ისეთი „სარკის“ შექმნის პრობლემა, რომელიც შეძლებს ამ ფოტონების ასახვას. ყოველივე ამის შემდეგ, გემს რატომღაც სჭირდება გაძევება, რათა შეიქმნას ბიძგი.

ვერც ერთი თანამედროვე მასალა უბრალოდ ვერ გაუძლებს ასეთი აფეთქების დროს წარმოშობილ გამოსხივებას და მყისიერად აორთქლდება. თავის სამეცნიერო ფანტასტიკურ რომანებში ძმებმა სტრუგატსკიმ ეს პრობლემა გადაჭრეს „აბსოლუტური რეფლექტორის“ შექმნით. მსგავსი რამ რეალურ ცხოვრებაში არ გაკეთებულა. ეს ამოცანა, ისევე როგორც დიდი რაოდენობით ანტიმატერიის შექმნისა და მისი გრძელვადიანი შენახვის საკითხები, მომავლის ფიზიკის საქმეა.