Роботы для космических миссий
Эти самоорганизующиеся роботы от GITAI обладают потенциалом для создания будущей инфраструктуры на Марсе и за его пределами.
В космосе скорость не играет решающей роли. Главное — это качественное выполнение задач и надежная работа.
И на Ганимеде будут яблони цвести
Ганимед, спутник Юпитера, - это Луна 2.0. После освоения Седьмого континента, создания самодостаточных поселений с развитой промышленностью человечество устремится на Марс. Следующий после этого логичный шаг - Ганимед.
Он похож на Луну в плане залежей водяного льда и полезных ископаемых. Но! В отличие от Луны, он имеет мощную магнитосферу, которая защитит поселенцев от внешней радиации. Ганимед - отличное место для ученых, оттуда очень удобно исследовать систему Юпитера с его лунами и кольцами.
И еще: Ганимед имеет подповерхностный океан с жидкой водой, спрятанный глубоко в его недрах. Самый главный минус в его колонизации - большая удаленность от Земли. Поэтому колесо ровера не скоро коснется его поверхности.
Все фотки сгенерированы нейросетью.
Сколько продлится полет, если люди, все-таки, полетят на Титан
В последнее время, не утихают тема по поводу колонизации Марса. Ну да ладно, в принципе, Марс ни так далек от нас и в теории, к нему можно отправить группу людей, которые займутся его изучением. Но тут же понятно, что при современных технологиях вернуться домой им будет проблематично. Нет такого двигателя, который мог доставить землян к Марсу и вернуть обратно, не потратив при этом колоссального количества топлива. Современные жидкостные двигатели исчерпали свой лимит. Да и лететь к Марсу при наличии "окна" целых полгода, а все это время астронавтам нужно жить, питаться и не сойти с ума от того, что каждый день один и тот же пейзаж и нельзя, просто взять и заняться привычными для себя делами. Но с изобретением нового типа двигателей, можно было разогнать космический аппарат до такой скорости, чтобы он мог долететь до Марса, хотя бы за несколько недель.
Не будем заострять внимание на двигателях будущего, а возьмем к примеру типичный современный ракетный двигатель, который используется в разгонных блоках. Кроме колонизации Марса, в СМИ муссируют тему колонизации Титана - естественного спутника Сатурна. Он имеет очень плотную как у Земли атмосферу, но с другим составом, тем не менее, которая защищает от космической радиации и солнечного ветра и целые моря и озера. Предположительно, что они состоят из смеси жидких углеводородов, в основном это метан и этан. Предполагают, также, что под поверхностью существует океан, содержащий, жидкую воду со значительным содержанием аммиака и имеющей экстремально высокую солёность. Так вот, есть люди, которые реально об этом задумываются при современном развитии ракетных двигателей и космических технологий, в целом. Но нужно понимать, что в данный момент, это нереальная задача на ближайшие 50 лет точно.
Ниже представлены изображения, в которых предполагаемые виды поверхности Титана и вид на планету Сатурн с Титана.




Листайте
И немного о самом Титане. Титан - самый большой спутник Сатурна. Был обнаружен в 1655-м. До Миссии Cassini и спускаемого аппарата Huygens, людям не было известно, насколько удивительный и комплексный мир на Титане. Это что-то вроде своеобразной версии Земли. Титан имеет плотную, насыщенную азотом атмосферу, на котором в виде дождя выпадает метан и другие жидкие углеводороды, которые, в свою очередь стекаются в реки, озера, моря и океаны. Все это придает спутнику Сатурна удивительные очертания, напоминающие Землю. Здесь есть реки, озера, моря, океаны, горы и вулканы. Радиус спутника– 2576 км (0.404 от земного), мacca cпутникa Tитaнa – 1.З45 x 102З кг (0.0255 oт зeмнoй). Cpeдняя удaлeннocть от Сатурна cocтaвляeт 1 221 870 км. Ho экcцeнтpиcитeт в 0.0288 и нaклoн opбитaльнoй плocкocти в 0.З78 гpaдуca пpивeли к тoму, чтo cпутник пpиближaeтcя нa 1 186 680 км и oтдaляeтcя нa 1 257 060 км. Ниже представлено фото, на котором сравниваются размеры Титана, Земли и Луны. Как мы видим, Титан намного больше Луны.
Все же, предположим, человечество собралось отправить первых людей к Титану. Так сказать, для разведки. Построило суперсовременный по нынешним меркам космический корабль, создало для него ракету, способную вывести на околоземную орбиту более 100 тонн полезного груза. Да-да, так и есть, потому что, нужно понимать, что космический корабль, который полетит к Титану, будет не один. Это будет целая связка со спускаемым кораблем и орбитальным аппаратом, который будет необходим для связи с Землей. Данный орбитальный аппарат будет летать вокруг Титана по орбите. В общем, вы понимаете принцип работы таких аппаратов и как происходит связь с Землей.
Кроме того, данная связка, будет нагружена полезным грузов в виде продуктов питания, топлива, всякой-всячины, нужной людям для многогодового перелета к Титану и жизни на его поверхности, научными приборами. И нужно понимать, что аппаратура и приборы будут не в одном экземпляре, а будут в определенном количестве на случай их порчи или утери. Даже такие мелочи как лампочки, будут в огромном количестве. Представьте, летите полгода и тут сгорает лампа освещения. И в модуле тьма. Это на МКС регулярно отправляют все с Земли. Тут же ничего с Земли не отправят, а если и отправят, то прилетит груз только после того, как сами астронавты уже прилетят на Титан. Уже начинаются проблемы, верно? А ведь, данную связку, нужно будет еще и заправить на орбите топливом. Если заправить все на Земле и запустить, то и мощности одной ракеты может не хватить. Поэтому все будет происходить поэтапно. Ну вы поняли. И таких проблем, множество.
Так вот, у нас же есть конкретный вопрос: "Сколько продлится полет, если люди все-таки полетят к Титану"? Объясню все крайне просто. Чтобы не рассуждать долго, возьмем уже проделанные в реальности полеты к Титану.
Первым космическим аппаратом, который пролетел вблизи Титана, стал американский "Пионер-11". Это космический аппарат НАСА, предназначавшийся для изучения Юпитера и Сатурна. "Пионер-11" был запущен 6 апреля 1973 с помощью ракеты "Атлас". Мимо Юпитера аппарат пролетел уже в декабре 1974 на расстоянии около 40 тыс. км. от кромки его облаков и передал на Землю подробные снимки планеты. Через почти 5 лет, в сентябре 1979 года он прошёл на расстоянии около 20 тыс. км от облачной поверхности Сатурна. Произвел различные измерения и передал фотографии планеты и её спутника Титана. 1 сентября 1979 года станция передала на Землю пять снимков Титана. В 1995 года был потерян контакт с аппаратом. Таким образом, полет продлился 2334 дня, или 6 лет, 4 месяца и 24 дня.
Ниже представлены реальные панорамные фотографии Титана с "Гюйгенса", сделанные при спуске на поверхность и с самой поверхности после посадки.



Листайте
15 октября 1997 года к Титану был отправлен аппарат "Кассини" со спускаемым аппаратам "Гюйгенс", как раз предназначавшийся для первого изучения поверхности Титана. Прилетел "Кассини" к Сатурну летом 2004 года. Нужно заметить, что аппарат "Кассини" был самым тяжёлым аппаратом, который люди когда-либо отправляли в космос. Его общая масса равнялась 5600 кг. Стартовал во Флориде с мыса Канаверал на ракете-носителе Titan-4B/Centaur. Мощности данной ракеты не хватало для прямого запуска "Кассини" сразу к Сатурну из-за его большого веса. Для этого было необходимо совершить гравитационный манёвр. Для этого воспользовались силой Венеры. Аппарат полетел к Венере и совершив два манёвра в ее гравитационном поле набрал нужную скорость. После, разогнанная станция вновь пролетела мимо родной Земли в 1999 году. Тут она последний раз увидела Землю и, также, воспользовалась ее гравитационным полем и набрала еще большую скорость, необходимую для разгона и выхода на орбиту Сатурна. Также аппарат передал на Землю снимки Луны. В Январе 2005 года "Гюйгенс" отделился от "Кассини" и опустился на поверхность Титана. Итого на полет к Титану потребовалось почти 7 лет. Это при том, что пришлось делать гравитационные маневры у Венеры и Земли. И это при общей массе в 5,6 тонн. А аппарат с землянами будет, в разы тяжелее. И как тут быть? Опять же совершать маневры. Выдержит ли человеческий организм и психика такое воздействие - неизвестно.
В итоге, приходим к очень понятному и простому выводу. Беспилотный аппарат летит до Титана шесть-семь лет (это в случае удачного "окна" во время запуска ракеты с зондом и гравитационных маневров), но дело в том, что он летит в режиме строгой экономии, то есть, в основном за счёт гравитационных маневров. А чтобы полетел человек, как уже было указано выше, ему нужны: еда, вода, воздух, защита от космоса в виде радиации и мимо летящих метеоритов, исследовательские приборы, приборы связи, топливо для полета туда и обратно и, конечно, же крепкий двигатель, который не сломается за долгие годы. А ведь, возможно, придется выходить в открытый космос, чтобы его починить.
Всё вместе получается, что полет на Титан просто нереально дорогой, долгий (7 лет) и, лучше сказать, на данном этапе развития технологий - совершенно нереальный.
Если Вам понравилась статья - поставьте лайк. Будем рады вашей подписке на нашу страницу в Пикабу и сообщество в ВК, а также сообщество в Пикабу "Все о космосе".
Как будет выглядеть зарождение космического сельского хозяйства?
Чтобы научиться выращивать продовольствие в космосе, нужно начать с бактерий и прочих микробов. Здесь не получится посадить растение в грунт и дождаться его плодов. Потому что за пределами земной атмосферы нет не только почвы, но и сложного сообщества организмов, делающего её питательной. Это означает, что исследователи, перед которыми поставлена задача накормить астронавтов во время долгосрочных полетов, должны думать абсолютно обо всех аспектах «космического сельского хозяйства».
Среднестатистический человек съедает чуть менее двух килограмм пищи в день. Выведение этого груза на орбиту стоит сегодня от десяти до двухсот тысяч долларов. Не нужно быть бухгалтером, чтобы понять, насколько дорогим удовольствием будет снабжение людей земным продовольствием во время, допустим, полета на Марс. Им, скорее всего, понадобится пищевая автономия, то есть способность самостоятельно производить еду. Чтобы добиться её, нужно будет решить множество сложнейших вопросов.
К счастью, уже предельно понятно, что хорошо продуманные технологии производства пищи будут работать не только за счет инвестирующихся в них калорий. Они могут стать составной частью биорегенеративных систем жизнеобеспечения, призванных удовлетворить основные потребности человека. Это относится, например, к выработке кислорода для дыхания и к превращению отходов жизнедеятельности в те или иные полезные материалы. В принципе, все это очень напоминает то, как работают земные экосистемы и пищевые цепочки.
Понять, какие организмы отправить в космос для обеспечения работы этих систем, гораздо сложнее, чем выбрать пару пакетов с семенами на полке магазина. Нужно знать, какие виды легко размножаются, сколько места они занимают, как быстро растут, успешно ли переносят невесомость. Наконец, немаловажно то, вкусны ли они и как долго ими могут питаться люди, не испытывая нежелательных эффектов.
Начнем с выбора растений. В научно-фантастических фильмах на борту космических кораблей можно увидеть целые леса, но человечеству ещё невероятно далеко до столь грандиозного размаха. Первые покорители Солнечной системы, представляющие царство флоры, будут миниатюрными. Исследователи всерьез рассматривают кандидатуру ряски – крошечного водного растения, обладающего несколькими преимуществами. Оно размножается почкованием, то есть быстро и легко, занимает очень мало места и является отличным источником белка.
Можно рассмотреть и водоросли, которые обладают многими из привлекательных качеств ряски. В 2019 году немецкие исследователи на борту МКС экспериментировали с одноклеточным видом, относящимся к роду хлорелл. Опыты показали, что эти морские растения могут быть альтернативой своим сухопутным сородичам или важным дополнением к ним. Недостатками обоих названных претендентов является то, что их нужно основательно перерабатывать. Это совсем не то, что человек мог бы счесть нормальной пищей. Они не могут заменить макароны с сыром, пюре или суп.
Производство традиционных сельскохозяйственных культур, тем временем, также связано с проблемами практического плана. Места на космических кораблях мало, и выращивать там пышные кусты с помидорами никто не станет. Хотя бы потому, что стебли и листья этих растений совершенно несъедобны. Ученые, работающие под эгидой НАСА, пытаются найти возможные решения. Так, в частности, с помощью генных модификаций они создали сорт томатов с крупными плодами и небольшим количеством листьев.
Однако для того, чтобы воспроизвести природные экосистемы, в них нужно включить не только растения. Возможно, когда-нибудь у человечества появятся огромные звездолеты или планетные колонии, где будут обитать привычные землянам сельскохозяйственные животные, но сейчас, как говорится, не до жиру. Начинать, как и в предыдущем случае, придется с чего-то гораздо более мелкого. Например, с аквакультур. Это надежный способ обеспечения астронавтов пищей, богатой белками и жирами, к тому же весьма экономный с точки зрения использования доступного пространства. Они перерабатывают ресурсы снова и снова. Основой этих систем могут быть водные беспозвоночные. Например, моллюски или креветки, которые быстро растут, занимают мало места и способны питаться упомянутыми выше растениями. А отходы их жизнедеятельности можно использовать для подкормки водорослей.
Французские исследователи, пытающиеся создать автономную пищевую систему в рамках программы «Лунная деревня» Европейского космического агентства, изучили возможность использования лаврака обыкновенного (сибас) и серебристого горбыля. Был сделан интереснейший вывод: мясо этих рыб способно дать питательные вещества, необходимые для нормальной работы человеческого мозга, а отходы их жизнедеятельности можно использовать как подпитку для водорослей.
Ученые изучают также возможность использования насекомых, которые являются отличным источником жиров и белков. Но их мы оставим в стороне, и напоследок упомянем микробиомы – сообщества бактерий, грибков, одноклеточных эукариот и целого ряда других микробов, способных расщеплять элементы пищи, которые в противном случае не перевариваются. Они могут значительно повысить эффективность производства продуктов питания в космосе. Микробиомы содержатся не только в почве и воде, но и в кишечнике человека. Разнообразие последних влияет на то, какие питательные вещества мы извлекаем из пищи. Изучение этих сообществ позволит выбрать наиболее полезные в интересующем нас отношении виды микробов. Если говорить конкретнее, то идея здесь в том, что астронавты в какой-то момент начнут принимать персонализированные пребиотики, внедряющие в их желудки оптимальный микробиом. Возможно, это позволит людям уменьшить количество потребляющейся пищи.
Спасибо за внимание! Если вам понравилась статья, то можете поддержать нас "плюсиком" или подписаться на наш канал. Также хотелось бы упомянуть, что у нас есть свой Телеграм канал. Там мы постоянно публикуем интересные посты о космосе и астрономии.












