Продолжим рассмотрение проблем космической экспансии.
Микрометеориты и макро метеориты — эта проблема может грозить катастрофой и даже гибелью экипажа или орбитальной станции. Крупные метеориты в космосе это как айсберги в океане: можно издалека заметить и увернуться. А вот мелкие — требуют другого подхода. И эта проблема должна быть решена обязательно и надежно.
Разумеется, варианты лазерных или плазменных противо-метеоритных пушек надо оставить фантастам. А вот разработка вязких экранов, многослойных защитных панелей — куда более перспективнее. Одно точно — без противометеоритной защиты в дальний космос летать очень опасно.
Вторая и не менее важная проблема — а если защита пробита и произошла разгерметизация отсека? Тут как на подводной лодке: нужны специальные средства для ремонта корпусов, герметизации швов или отверстий. Пока такой техники ни на одном из кораблей нет. Есть над, чем поработать.
Беспилотные грузовые доставки — должны быть основным способом перевозки грузов для дальних космических объектов. Логика в том, чтобы с орбиты Земли крупный грузовой сборный пакет (100-300 тн) космическим буксиром разгонялся в нужном направлении. Дальше за счет небольших маневровых двигателей он корректирует свое движение и вблизи точки назначения тормозился другим буксиром из порта назначения.
Логика в этом есть и она весьма значимая. Перелет экспедиции должен происходить максимально быстро, а значит с высокой скоростью. А значит дорого. К тому же на корабле масса людей, питания, воды, компонентов жизнеобеспечения и пр. В общем своих грузов хватает. Но зачем такая срочность для грузовой посылки? Толкнули с орбиты, и пусть себе летит 100-120 дней или даже год. А там встретят. Про крайней мере пока не появились космически пираты, так действовать возможно и рационально.
Посадка на атмосферные планеты. Если у планеты нет атмосферы или она ничтожна, то кроме лунного, других вариантов посадки нет. А если атмосфера есть, тогда возникает соблазн использовать её для торможения. Но почему только для торможения? И почему надо резко входить в плотные слои и перегревать спускаемый аппарат?
Но ведь возможно, за счет аэродинамической конструкции аппарата постепенно гасить скорость — пусть это займет 2-3 витка вокруг планеты — и что с того? При этом, за счет изменения направления газового потока на противоположное, эффективность торможения заметно возрастет и будет управляемой. Для такого торможения никакого топлива не надо.
И потом, далее, погасив орбитальную скорость (для Земли это примерно 24М) до 1-2М, возможно, по самолетному, выбрать нужное место посадки. А саму посадку совершить вертикально.
Конечно, если речь идёт о срочной эвакуации на спасательной капсуле (по сути, это нынешнее поколение кораблей типа Союз), то тут выбирать не приходится. Но если это плановая посадка — зачем так сложно?
Законы аэродинамики одинаковы для любых газовых сред. Поэтому самолеты смогут и будут летать не только на Земле, но и на Марсе, Венере и везде где есть атмосфера. Безотносительно её газового состава.
Создание исследовательских станций на планетах — задача важная. Ибо, прежде чем поселяться где-нибудь, надо определить где, как и, наконец, зачем? И в этом случае, не надо строить город-сад. Возможна ситуация, когда из пяти или 10 мест исследования на планете, подходящими для поселения окажется только два. А это значит, исследовательская станция будет заброшена. А что с ней делать? Поднимать снова на орбиту – не целесообразные затраты. Перевозить по бездорожью — чем и зачем?
А это значит, что после прибытия колониального транспортного корабля на орбиту новой планеты, он должен получить грузовой пакет, в составе которого будет пять или десять посадочных модулей исследовательских станций. Работать там исследователям придется продолжительное время, а значит должен быть запас ресурсов и энергии. И если, вдруг, с первого или второго раза нашли идеальное место для поселения, то оставшиеся модули вполне могут использоваться как опорная база.
Целостных проектов таких станций, пока нет. Надо работать.
Стационарные жилые и производственные комплексы на планетах.
История колонизации нашей родной планеты, Земля, нас учит, что города и поселения появлялись не случайно. Там где имелось относительное изобилие ресурсов для питания, где имелись материалы для строительства, где обеспечивалась геологическая и климатическая безопасность – там и появлялись поселения. И уже только потом, появлялись крупные города в местах пересечения торговых путей.
Скорее всего, первые поселения будут просто небольшими высокоавтоматизированными производственными комплексами, с персоналом, работающим по вахтовому способу. Но вахта не может быть очень долгой. А значит, будет космопорт, и небольшой город. С развлечениями, школами, больницами и всей инфраструктурой.
Перелом в развитии поселений возникнет только тогда, когда колония сможем сама себя обеспечивать, а большинство население не будет иметь планы обязательного возврата на Землю.
Следует отметить, что сейчас выполнять какие-либо проекты по данному вопросу нереально. Универсальных решений нет. Привязка должны быть по месту и условиям. Конечно работа есть, но не на сейчас.
Космическое сельское хозяйство — безусловно, необходимо. Без него колония не получит самодостаточности. На транспортных кораблях или орбитальных станциях это м.б. излишне. А вот на планетарных комплексах очень даже перспективная тема.
Ну и конечно, степень автоматизации и роботизации таких угодий должна быть значительно выше земной.
Уже сейчас имеются технологии производства искусственного мяса, молока и других пищевых продуктов. Конечно, это будет обязательно использовано колонистами. Ведь там не будет условий, чтобы выпасать стада коров или коз. Но не надо забывать, что необходимо для таких производств. А необходима растительная биомасса! И где её взять, как не вырастить самим.
Внепланетные колонии — наверное, появятся даже раньше, чем планетарные. И логика в том, что строить каркас их можно вблизи Земли, а достраивать — за счет ресурсов пояса астероидов. Наверное, самый интересный вариант это так называемые «цилиндры Кларка». Т.е. цилиндрическая станция, диаметром от 1 км и более, имеющая осевое вращение (для искусственной гравитации).
А почему бы и нет? В поясе, возможно, найти астероиды и кометы с запасами воды на 100-200 лет. А если закончится, то можно подтянуть следующую ледяную глыбу и осваивать её. Можно найти металлы и редкоземельные элементы. А уж если удастся найти урановые или другие элементы, пригодные для синтеза ядерного топлива, тогда колонии просто БЫТЬ.
Таким образом, теоретически, строительный материал найти можно. И если это будет экономически выгодно, для Земли, то почему бы не сделать такое поселение.
Метеоритная опасность, конечно есть. Однако, за миллиарды лет дрейфа на орбите, траектории в поясе достаточно стабильны. И если не травмировать эту систему, то вероятность метеоритной атаки будет весьма низка.
Конечно, тут видится огромное количество проблем и технических решений. Так давайте их решать.
Посадка на малые небесные тела.
Не совсем удачные результаты проекта ЕКА «Rosetta—Philae» по исследованию поверхности кометы 67P/Чурюмова-Герасименко заставляют задуматься о возможностях более эффективных подходов и методов для изучения малых небесных тел. И действительно, как утверждают некоторые специалисты, 12 ноября 2014 зонд «Philae» три раза опускался на поверхность кометы. В одной из таких попыток он подпрыгнул на высоту, равную примерно 500м. Как считают эксперты, это связано с тем, что зонд недостаточно прочно закрепился на поверхности кометы из-за «неполадок в системе развертки гарпунов». В результате нескольких упругих ударов он потерял ориентацию и оказался в теневой зоне. Это, в конечном итоге, привело к отсутствию возможности питания солнечных батарей и срыву части научной программы миссии «Rosetta—Philae».
А вообще, возможно ли, находясь на Земле, на расстоянии более 1,2 а.е. (больше 180 млн. км) точно определить какова поверхность кометы или другого малого небесного тела? Какова его плотность? Какие нужны будут «гарпуны», и с какой силой надо столкнуться с поверхностью, чтобы надёжно на ней закрепиться?
Здесь нужны совсем другие подходы и решения. Какие — давайте думать вместе.
Добыча полезных материалов на астероидах.
Это «сладкая» идея для всех стран, корпораций и предпринимателей. Только как к ней подойти, практически? Казалось бы — долетел, отковырял кусок и вези к Земле? Но зачем везти необогащенный материал? Это же, сколько надо топлива и энергии? А как обогатить? А м.б. выплавить чистый металл прямо на станции добычи?
Казалось бы, совсем не простая задача, но тут как сказать. Если довести породу небесного тела до газовой фазы, то через сепарацию возможно отделить по массе все основные элементы и получить чистоту до 70-90%. А такой агломерат вполне можно отправлять покупателям, в т.ч. и на Землю.
Ну конечно, опять-таки нужны новые идеи и подходы — а разве нам жалко?
Дата центр корабля или станции — очевидно, необходим и даже не один. Разумеется, он должен быть защищен, иметь ресурс работы на 30-50 лет и устройства для резервного копирования данных на твердые носители.
«Черный ящик» и бортовой журнал — Как и в авиации, основные параметры телеметрии текущего рейса и протокол работы экипажа должны фиксироваться. Однако, в отличие от авиационных рейсов, максимальной продолжительностью 10-12 часов, межпланетный рейс может занимать время около года. А такого рода техники пока не создавалось. Над этой проблемой обязательно надо поработать, тем более, что необходимо вписаться в массогабаритные ограничения.
Интересно ещё то, что регистраторы желательно иметь не только на кораблях. А и на орбитальных или стационарных станциях.