Aстра (astidora) wrote in orden_bezdna,
Aстра
astidora
orden_bezdna

Category:

Прогноз развития космонавтики до XXII века

Оригинал взят у ___lin___ в Прогноз развития космонавтики до XXII века

Вступительная заставка сериала «Пространство»: схематичное изображение распространения человечества по Солнечной системе

Я подготовил для журнала «Популярная механика» небольшую статью - прогноз развития космонавтики. В материал «5 сценариев будущего» (№ 4, 2016) вошла лишь малая часть статьи - всего один абзац :) Публикую полную версию!

Часть первая: ближайшее будущее — 2020–2030

В начале нового десятилетия человек вернется в окололунное пространство, в ходе осуществления программы NASA «Гибкий путь» (Flexible Path). Новая американская сверхтяжелая ракета Space Launch System (SLS), первый пуск которой запланирован на 2018 год, в этом поможет. Полезная нагрузка — 70 т на первом этапе, до 130 т на последующих. Напомню, у российского «Протона» полезная нагрузка лишь 22 т, у новой «Ангары-А5» — около 24 т. В США также строится государственный космический корабль Orion.


SLS
Источник: NASA


Американские частники обеспечат доставку астронавтов и грузов на МКС. Вначале два корабля — Dragon V2 и CST-100, затем подтянутся и другие (возможно, крылатые — например, Dream Chaser не только в грузовом, но и в пассажирском варианте).

МКС будут эксплуатировать как минимум до 2024 года (возможно и дольше, особенно российский сегмент).

Затем NASA объявит конкурс на новую околоземную базу, в котором победит, вероятно, Bigelow Aerospace с проектом станции с надувными модулями.

Можно прогнозировать к концу 2020-х годов наличие на орбите нескольких частных пилотируемых орбитальных станций различного назначения (от туризма до орбитальной сборки спутников).

С использованием тяжелой ракеты (с грузоподъемностью немного больше 50 т, иногда ее классифицирует как сверхтяжелую) Falcon Heavy и Dragon V2, сделанных в фирме Илона Маска, вполне вероятны туристические полеты на орбиту вокруг Луны — не просто облет, а именно работа на окололунной орбите — ближе к середине 2020-х.

Также ближе к середине-концу 2020-х вероятен конкурс от NASA на создание лунной транспортной инфраструктуры (частные экспедиции и частная лунная база). По недавно опубликованным оценкам частникам потребуется около $10 млрд государственного финансирования, чтобы вернуться на Луну в обозримое (меньше 10 лет) время.


Макет лунной базы частной компании Bigelow Aerospace
Источник: Bigelow Aerospace


Таким образом, «Гибкий путь» ведет NASA на Марс (экспедиция к Фобосу — в начале 30-х, на поверхность Марса — только в 40-х, если не будет мощного ускоряющего импульса от общества), а низкую околоземную орбиту и даже Луну отдадут частному бизнесу.

Кроме того, будут введены в строй новые телескопы, которые позволят найти не только десятки тысяч экзопланет, но и измерить прямым наблюдениям спектры атмосфер ближайших из них. Рискну предположить, что до 30-го года будут получены доказательства существования внеземной жизни (кислородная атмосфера, ИК-сигнатуры растительности и т.д.), и вновь возникнет вопрос о Великом фильтре и парадоксе Ферми.

Состоятся новые полеты зондов к астероидам, газовым гигантам (к спутнику Юпитера Европе, к спутникам Сатурна Титану и Энцеладу , а также к Урану или Нептуну), появятся первые частные межпланетные зонды (Луна, Венера, возможно, и Марс с астероидами).

Разговоры о добычи ресурсов на астроидах до 30-го года так и останутся разговорами. Разве что частники проведут совместно с государственными агентствами небольшие технологические эксперименты.

Начнут массово летать туристические суборбитальные системы — сотни людей побывают на границе космоса.

Китай в начале 20-х построит свою многомодульную орбитальную станцию, а к середине — концу десятилетия осуществит пилотируемый облет Луны. Также запустит множество межпланетных зондов (например, китайский марсоход), но на первое место в космонавтике не выйдет. Хотя и будет находиться на третьем-четвертом — сразу за США и крупными частниками.

Россия в лучшем случае сохранит «прагматичный космос» — связь, навигацию, дистанционное зондирование Земли, а также советское наследие по пилотируемой космонавтике. К российскому сегменту МКС будут летать космонавты на «Союзах», и после выхода США из проекта, вероятно, российский сегмент образует отдельную станцию — намного меньше советского «Мира» и даже меньше китайской станции. Но этого хватит, чтобы сохранить отрасль. Даже по средствам выведения Россия откатится на 3–4 место. Но этого будет хватать, чтобы выполнять задачи народно-хозяйственного значения. В плохом варианте после завершения эксплуатации МКС пилотируемое направление в космонавтике в России будет полностью закрыто, а в наиболее оптимистичном варианте — будет объявлена лунная программа с реальными (а не в середине 2030-х) сроками и четким контролем, что позволит уже в середине 2020-х провести высадки на Луну. Но такой сценарий, увы, маловероятен.

К клубу космических держав присоединятся новые страны, в том числе несколько стран с пилотируемыми программами — Индия, Иран, даже Северная Корея. И это не говоря о частных фирмах: пилотируемых орбитальных частных аппаратов к концу десятилетия будет много — но вряд ли больше десятка.

Множество небольших фирм создаст свои сверхлегкие и легкие ракеты. Причем некоторые из них постепенно будут наращивать полезную нагрузку — и выходить в средние и даже тяжелые классы.

Принципиально новых средств выведения не появится, люди будут летать на ракетах, однако многоразовость первых ступеней или спасение двигателей станут нормой. Вероятно, будут проводиться эксперименты с аэрокосмическими многоразовыми системами, новыми топливами, конструкциями. Возможно, к концу 20-х будет построен и начнет летать одноступенчатый многоразовый носитель.

Часть вторая: превращение человечества в космическую цивилизацию — от 2030 до конца XXI века

На Луне множество баз — как государственных, так и частных. Естественный спутник Земли используется как ресурсная база (энергия, лед, различные составляющие реголита), опытный и научный полигон, где проверяются космические технологии для дальних полетов, в затененных кратерах размещены инфракрасные телескопы, а на обратной стороне — радиотелескопы.

Луна включена в земную экономику — энергия лунных электростанций (поля солнечных батарей и солнечных концентраторов построенных из местных ресурсов) передается как на космические буксиры в околоземном пространстве, так и на Землю. Решена задача доставки вещества с поверхности Луны на низкую околоземную орбиту (торможение в атмосфере и захват). Лунный водород и кислород используется в окололунных и околоземных заправочных станциях. Конечно, все это только первые эксперименты, но уже на них частные фирмы делают состояния. Гелий-3 пока добывается только в небольших количествах для экспериментов связанных с термоядерными ракетными двигателями.

На Марсе — научная станция-колония. Совместный проект «частников» (в основном — Илона Маска) и государств (в основном — США). Люди имеют возможность вернуться на Землю, однако многие улетают в новый мир навсегда. Первые эксперименты по возможному терраформированию планеты. На Фобосе — перевалочная база для тяжелых межпланетных кораблей.


Марсианская база
Источник: Bryan Versteeg


По всей Солнечной системе множество зондов, цель которых — подготовка к освоению, поиск ресурсов. Полеты скоростных аппаратов с ядерными энергодвигательными установками в пояс Койпера к недавно обнаруженному газовому гиганту — девятой планете. Роверы на Меркурии, аэростатные, плавающие, летающие зонды на Венере, изучение спутников планет-гигантов (например, подводные лодки в морях Титана).

Распределенные сети космических телескопов позволяют фиксировать экзопланеты прямым наблюдением и даже составить карты (очень низкого разрешения) планет у ближайших звезд. В фокус гравитационной линзы Солнца отправлены большие автоматические обсерватории.

Развернуты и работают одноступенчатые многоразовые средства выведения, на Луне активно используются не ракетные способы доставки грузов — механические и электромагнитные катапульты.

Летает множество туристических космических станций. Есть несколько станций — научных институтов с искусственной гравитацией (станция-тор).

Тяжелые пилотируемые межпланетные корабли не только достигли Марса и обеспечили развертывание на Красной планете базы-колонии, но и активно исследуют пояс астероидов. Множество экспедиций отправлено к околоземным астероидам, осуществлена экспедиция на орбиту Венеры. Началась подготовка к развертыванию исследовательских баз у планет-гигантов — Юпитера и Сатурна. Возможно, планеты-гиганты станут целью первого испытательного полета межпланетного корабля с термоядерным двигателем с магнитным удержанием плазмы.


Запуск метеозонда на Титане
Источник: Walter Myers


В космонавтике активно применяются достижения биологии, ведь генетические модификации позволяют избавиться от множества проблем, вызванных невесомостью и радиацией. Ускоряется адаптация к новым условиям (пониженной гравитации Луны и Марса). Созданы системы жизнеобеспечения с высокой степенью замкнутости (95–98% по массе). Ведется разработка синтетической жизни — «вакуумных цветов», добывающих ценные ресурсы из астероидов.

Часть третья: светлое космическое будущее — XXII век и далее

Магнитные катапульты Меркурия выстреливают ресурсы, лазерные околосолнечные установки используются для передачи энергии по всей Солнечной системе и для разгона солнечных парусников — первые зонды отправлены в облако Оорта и к ближайшим звездам.

В космосе живут и работают миллионы постлюдей (внешний вид многих из них сильно отличается от обычного человека).

Десятки тысяч обитателей летающих городов Венеры. Генетически модифицированные колонисты способны работать на поверхности планеты в легких скафандрах. Проводятся эксперименты по терраформированию этой планеты.

В космосе, в точках Лагранжа у Луны — базы межпланетных кораблей, колонии О’Нейла, телескопы, боевые платформы.

На Луне гигантские города под куполами, заводы, электростанции.

Первый этап терраформирования Марса завершен — на поверхности можно находиться в кислородных масках, есть жидкая вода. Пыль из атмосферы убрана. Новое небо Марса — темно-фиолетовое.

В астероидном поясе гигантские верфи, заводы, колонии-города внутри астероидов. Ведется активная добыча ресурсов (которые, как правило, тут же и потребляются).


Строительство космического поселения из астероидного материала
Источник: Deep Space Industries


У Юпитера за радиационными поясами — научная орбитальная станция-тор, на которой работают сотни ученых. Временные базы есть и на спутниках Юпитера.

На Титане у Сатурна — крупные базы, фактически колонии. В атмосфере Сатурна активно ведется добыча гелия-3.

Небольшие научные базы действуют в системах Урана и Нептуна. В поясе Койпера ведется активная исследовательская деятельность — одновременно работает десяток тяжелых термоядерных межпланетных кораблей.

Земля постепенно превращается в заповедник — все более строгие законы и квоты. Большая часть промышленности перенесена на Луну, орбиту, астероиды. На Земле остались обычные люди — те, кто по религиозным или иным соображениям хотят здесь состариться и умереть.

Завершено строительство экваториального пускового кольца — проблема с доставкой грузов из глубокого гравитационного колодца Земли практически решена.

Следующий шаг — звезды! Если законы нашей вселенной не позволяют перемещаться быстрее света, то к звездам полетят «эмбрионы и идеи» на «медленных» кораблях — со скоростью 1/10 световой. На сотни лет затянется первый этап экспансии в Галактику. Однако для постлюдей и тысяча лет не будет казаться большим сроком. Новые корабли будут становиться все быстрее, пока не появятся субсветовики покрывающие межзвездные бездны за считанные годы, а по корабельному времени — и того быстрее.

Если же путешествия быстрее скорости света возможны (например, в виде пузыря Алькубьерре), то экспансия в Галактику может начаться даже раньше освоения Солнечной системы. Может быть, уже в XXI веке — но это уже совсем другая история.


Колония на Титане. Искусственное Солнце в небе и синтетическая жизнь, преобразующая атмосферу, на поверхности
Источник: Gary Tonge.



Tags: космоса черные дыры
Subscribe
  • Post a new comment

    Error

    default userpic

    Your IP address will be recorded 

    When you submit the form an invisible reCAPTCHA check will be performed.
    You must follow the Privacy Policy and Google Terms of use.
  • 34 comments
Previous
← Ctrl ← Alt
Next
Ctrl → Alt →
Previous
← Ctrl ← Alt
Next
Ctrl → Alt →