Форум Проект Медвед

Проект "Медвед"

Информация о пользователе

Привет, Гость! Войдите или зарегистрируйтесь.


Вы здесь » Проект "Медвед" » Наука » Экспедиция на Марс


Экспедиция на Марс

Сообщений 1 страница 4 из 4

1

Мечта о полете человека на Марс имеет древнюю историю, но в настоящее время к возможности ее исполнения подошли очень близко. Существуют разные точки зрения на необходимость полета человека на Марс. Есть мнение, что сейчас не время для таких грандиозных проектов — слишком много проблем на Земле. Такой подход вряд ли позитивен. Экспедиция человека на Марс рано или поздно состоится. Помимо решения научных задач, финансирование марсианской экспедиции создаст новые рабочие места, а также будет способствовать прогрессу передовых технологий. Это очень важный элемент, определяющий уровень развития любой страны в мировом сообществе.

При организации такой программы необходимо учесть, что, кроме научной отдачи, ее результаты должны эффективно использоваться в различных областях хозяйственной деятельности. Новые технологии и средства, созданные при подготовке экспедиции, необходимо применять в решении таких важных задач, стоящих перед человечеством, как создание экологически чистой и более мощной системы энергоснабжения, новых средств навигации, информатики и связи, эффективных средств медико-биологического обеспечения, удаление с Земли ядерных отходов, освоение Луны и планет Солнечной системы.

К настоящему времени сформировалось понимание задач полета на Марс, продуманы сценарии и конфигурация корабля для пилотируемой экспедиции.

ОБЛИК МАРСИАНСКОГО КОРАБЛЯ

Ракетно-космическая корпорация "Энергия" им. С.ГГ. Королева работает над проектами пилотируемого полета на Марс уже более 30 лет. Деятельность предприятия по другим программам в той или иной степени была связана с подготовкой марсианской экспедиции. Например, при создании и эксплуатации орбитальных станций "Салют" и "Мир" отрабатывались технические решения такого полета.

Выбор двигательной установки для межпланетного перелета, пожалуй, самое принципиальное решение проекта. В процессе многолетних исследований в РКК "Энергия" были проанализированы разные варианты двигателей: жидкостно-реактивные, ядерные и электрореактивные. Уже на ранних этапах работ доказана целесообразность использования электрореактивных двигателей. Это самые экономичные двигатели, которые могут обеспечить высокую надежность и низкую стоимость экспедиции. Такое решение упрощает экспериментальную отработку проекта и дает возможность получить дополнительные преимущества: например, создать экологически чистый корабль.

По внешнему виду межпланетный корабль напоминает большую бабочку с тонкопленочными солнечными фотопреобразователями на ферменном каркасе. Масса комплекса на орбите ИСЗ -400 т, размеры солнечных пленочных батарей - 0,4 х 0,4 км. Корабль состоит из жилого модуля (масса 80 т), в котором будет находиться и работать экипаж в течение всей экспедиции; посадочного аппарата со
Марсианский экспедиционный корабль, состоящий из солнечного буксира с солнечными пленочными батареями и электрореактивными двигателями, жилого модуля и посадочного аппарата
--------------------------------------------------------------------------------

взлетной ступенью (масса около 60 т), на котором часть экипажа садится на планету и возвращается на основную часть корабля после окончания работ на поверхности Марса; солнечного буксира с электрореактивными двигателями (масса 210-250 т, в том числе запас топлива — 160 т), способного перемещать межпланетный корабль с околоземной орбиты на орбиту вокруг Марса и обратно.

СЦЕНАРИЙ ПРОВЕДЕНИЯ МАРСИАНСКОЙ ЭКСПЕДИЦИИ

Каков сценарий полета человека на Марс? Классическая схема экспедиции выглядит следующим образом: марсианский корабль собирается из отдельных модулей и систем на околоземной орбите, затем выполняет межпланетный перелет, после чего выходит на орбиту искусственного спутника Марса. Далее экипаж или его часть в спускаемом аппарате совершает посадку на поверхность Марса. После выполнения исследований экипаж возвращается на корабль и совершает обратный полет на Землю.

Начинается экспедиция с выведения элементов межпланетного корабля на околоземную орбиту. Первым запускается на околоземную орбиту жилой модуль, на который впоследствии транспортными кораблями будут доставлены экипажи. Задача космонавтов — собрать весь комплекс на орбите и проверить функционирование его систем. Сборка корабля продлится несколько месяцев, поэтому в процессе работ сменится несколько экипажей — так же, как это происходит на орбитальных станциях.

Затем последовательно должны быть запущены элементы солнечного буксира: двигательная установка, включающая баки с топливом (ксеноном) для работы двигателей, панели с электрореактивными двигателями, фермы и пленочные фотопреобразователи в сложенном виде. Экипаж в условиях открытого космоса развертывает солнечные батареи. В последнюю очередь к кораблю пристыковывается марсианский посадочный аппарат. После проведения цикла предполетных испытаний на корабль доставят экипаж марсианской экспедиции.

Первый участок полета — выход на межпланетную траекторию. Особенность движения с "малой тягой" состоит в том, что этот участок полета корабль проходит в течение длительного времени. Около трех месяцев корабль движется (виток за витком по раскручивающейся спирали), набирая необходимую скорость для перехода на траекторию полета к Марсу. При прохождении радиационных поясов Земли в процессе разгона корабля, экипаж должен проводить большую часть времени (20 и более суток) в специальном радиационном убежище.

http://epizodsspace.testpilot.ru/bibl/ziv/1999/6/24.jpg
Межпланетный перелет продлится около года, при этом будут выполняться коррекции траектории полета для выхода в поле тяготения Марса, после чего корабль выйдет на рабочую орбиту вокруг планеты. Для этого он станет двигаться по скручивающейся спирали вокруг Марса.
Один из вариантов посадочного аппарата: внизу расположен тормозной теплозащитный конус и посадочная ступень, вверху - взлетная ступень с кабиной экипажа, в центре установлен переходный тоннель для выхода космонавтов на поверхность Марса
--------------------------------------------------------------------------------
http://epizodsspace.testpilot.ru/bibl/ziv/1999/6/18.jpg

После выхода на рабочую марсианскую орбиту часть экипажа корабля (2-3 человека) перейдет в посадочный аппарат и затем отправится на поверхность Марса в избранный район. Космонавты будут работать на Марсе в течение 10-30 сут, а затем на взлетной ступени стартуют с поверхности и возвратятся на корабль. После этого корабль по раскручивающейся спирали постепенно наберет необходимую скорость для перелета и совершит обратный полет к Земле (второй участок полета).
СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ПРОБЛЕМЫ

Возможно ли проведение такой экспедиции в ближайшее время? Да, российские ученые и конструкторы уже близки к созданию марсианского корабля. Ими разработан класс сверхтяжелых ракет-носителей, способных запускать на околоземную орбиту отдельные элементы корабля. Например, для этого необходимо пять ракет-носителей типа "Энергия".

В России создана надежная система автоматической стыковки, обеспечивающая последовательную сборку отдельных частей корабля в единый комплекс. С помощью такой системы уже выполнено более 130 стыковок КК с пилотируемыми станциями "Салют" и "Мир".

На орбитальных станциях более 20 лет исследовались условия жизнедеятельности человеческого организма в длительном космическом полете, проводилась отработка системы жизнеобеспечения "замкнутого цикла". В ней потребляемые экипажем кислород и вода восстанавливаются для повторного потребления после переработки с использованием специальных физико-химических процессов. Накоплен большой опыт длительных экспедиций экипажей. Пять космонавтов выполнили в течение года полеты на орбитальном комплексе (ОК) "Мир", а продолжительность полета врача-космонавта В.В. Полякова составила 1,5 года. До проведения двухлетнего полета не так уж далеко.

Созданы солнечные пленочные батареи для системы энергопитания кораблей и станций. В октябре 1998 г. на ОК "Мир" установлены образцы солнечных пленочных батарей для исследования влияния на них реальных условий космического пространства. На орбитальных станциях получен опыт развертывания в космосе протяженных ферменных конструкций, используемых для крепления таких батарей. Не обнаружено проблем в создании 300-400-метровой фермы — силового элемента

http://epizodsspace.testpilot.ru/bibl/ziv/1999/6/19.jpg

Один из главных элементов марсианского пилотируемого комплекса - двигательная установка. Электрореактивные двигатели давно используются в космической технике, а новые двигатели с анодным слоем по своим характеристикам вполне подходят для данного типа корабля.

Межпланетный корабль состоит из жилого модуля и посадочного отсека. В жилом модуле экипаж будет находиться на протяжении всей экспедиции, он аналогичен базовому блоку (или одному из модулей) орбитального комплекса "Мир". Создан также прототип отсека экипажа марсианского корабля - служебный модуль российского сегмента Международной космической станции. Прообраза марсианского посадочного аппарата еще нет, но в США накоплен опыт создания посадочного модуля лунной программы "Apollo". В США и России разработаны автоматические аппараты для посадки на поверхность Марса ("Viking" и "Марс-8").

ОТРАБОТКА ЭЛЕМЕНТОВ ЭКСПЕДИЦИИ

К настоящему времени уже накоплен необходимый опыт для подготовки и реализации марсианской экспедиции.

Прежде чем стартовать к Марсу, необходимо отработать и испытать элементы корабля на Земле и в реальном полете. В РКК "Энергия" существует программа полетов автоматических аппаратов для испытаний элементов марсианского корабля, состоящая из двух этапов, которая вскоре начнет выполняться.

Первый этап — полеты упрощенных моделей будущего межпланетного корабля с целью отработки электрореактивных двигательных установок и исследования динамики полета аппаратов с "малой тягой". Для этого уменьшенные макеты корабля ("Модуль-М", "Модуль-М2" и "Марс-модуль") доставят на орбитальную станцию грузовые корабли "Прогресс". Экипаж станции проведет монтажные работы, в том числе развернет солнечные батареи. Данные макеты, наряду с отработкой технических решений, выполнят научные исследования. "Модуль-М2" будет предупреждать
Космонавты проводят исследования на поверхности Марса (рисунок М. Балоуса)
--------------------------------------------------------------------------------

о начале геомагнитных бурь, что даст возможность уменьшить их влияние на людей и промышленные объекты. "Марс-модуль" сможет доставить на орбиту искусственного спутника Марса научно-исследовательскую аппаратуру массой около 1 т и обеспечить возврат на Землю капсулы с марсианским грунтом.

На втором этапе планируется генеральная репетиция предстоящей марсианской экспедиции — экспериментальный полет КК в автоматическом режиме. Сначала все элементы беспилотного корабля отрабатываются в автоматическом режиме на околоземной орбите, а жилой модуль испытывается сменными экипажами.

Экспериментальный полет будет проводиться по штатной схеме: сборка на орбите Земли, перелет и посадка на поверхность Марса, но при этом будут использованы два посадочных аппарата. Взлетная ступень одного из них возвратится к солнечному буксиру с результатами исследований, включая марсианский грунт. Второй посадочный аппарат (без взлетной ступени) останется на Марсе. На нем устанавливается научное оборудование массой до 25 т для исследований, что соответствует массе взлетной ступени. Например, это могут быть 10 передвижных лабораторий-марсоходов (масса каждого 1,5-2 т) с большим радиусом действия, которые пройдут по различным трассам через наиболее интересные районы Марса. Марсоходы будут передавать информацию о выполненных исследованиях на Землю через спутник-ретранслятор, находящийся на орбите Марса. Изучение поверхности Марса с помощью отдельных элементов марсианского корабля позволит испытать в полете средства и системы пилотируемой экспедиции.

Позднее пилотируемая экспедиция направляется в район, наиболее интересный с точки зрения исследования Марса. Возможно, это будет такое место, где марсоходы обнаружили какие-либо аномалии, которые необходимо исследовать космонавтам.

Вряд ли можно предложить более надежный и дешевый вариант экспедиции. Высокая безопасность полета экипажа обеспечивается за счет особенностей двигательной установки с многократным резервированием. При любых ее отказах экипаж возвращается на Землю. Повышение надежности наиболее критичного участка — посадки и взлета с Марса - обеспечивается экспериментальной отработкой средств посадки при проведении автоматических исследований Марса до полета человека.

Сравнительно низкая стоимость корабля объясняется минимальным количеством его элементов и небольшой общей массой при сборке на околоземной орбите. Наземная отработка электрореактивных двигателей не требует создания дорогостоящих испытательных стендов. Кроме того, возможность многократного использования солнечного буксира и жилого модуля даст возможность расширить программу отработки и исследований без существенного увеличения стоимости.

Можно использовать технические решения при создании корабля в других космических программах. Например, солнечный буксир применим в освоении Луны, так как такая транспортная система (Земля — Луна — Земля) относительно недорогая. Солнечный буксир будет доставлять с околоземной на окололунную орбиту необходимое производственное оборудование, а обратно — результаты исследований и производственной деятельности на Луне. Кроме того, его электростанция (мощностью 15 МВт) поможет выполнению энергоемких производственных работ на околоземной орбите.

Так выглядит программа освоения Марса с участием человека, разработанная в РКК "Энергия". Работы по организации полета на Марс не только позволят осуществить первую межпланетную экспедицию, но и подготовить технические средства для продолжения исследований космического пространства. Представляется, что в первых десятилетиях следующего века нога землянина все-таки ступит на соседнюю планету.

http://epizodsspace.testpilot.ru/bibl/ziv/1999/6/20.jpg

0

2

Duke написал(а):

в первых десятилетиях следующего века

А какой давности статья?
Да, работа очень сложная, где-то ошибиться и миллиарды коту под хвост..
P.S. Мечта окупанта :lol:

0

3

Это за конец двадцатого века. Планы на будущее, на сегодняшний день, я помню как-то смотрел по дискавери они уже какие-то модули собирают. И кого-то закрывали в замкнутое пространство. Так же в первой половине девяностых на "Мир" засылали космонафтта, который там пробыл около 450 дней. Готовятся...  Ибо проэкт сложный...

0

4

Федеральное космическое агентство планирует пилотируемый полет на Марс после 2035 года. "Такая программа есть, она рассчитана до 2040 года", - цитирует главу Роскосмоса Анатолия Перминова "Интерфакс". Перминов сообщил, что в 2007 году Российской академии наук из бюджета государства через Роскосмос выделен миллиард рублей на научные изыскания, в первую очередь на разработку научных аппаратов по линии непилотируемой космонавтики.

По словам Перминова, "Роскосмос проявляет большой интерес к подготовке проектов полетов на Марс и Луну, но это длительная перспектива, полет на Марс мы планируем после 2035 года". "Такая программа есть, она рассчитана до 2040 года", - сказал Перминов в эфире радиостанции "Маяк".

Говоря о перспективах проекта многоразового космического корабля "Клипер", руководитель Роскосмоса сказал, что этот проект интересный, однако он "не до конца просчитан". При этом он подчеркнул, что при создании корабля многоразового использования Роскосмос сотрудничает с Европейским космическим агентством, с которым прорабатывается концепция будущего корабля.

В качестве примера разработки научных аппаратов по линии непилотируемой космонавтики глава Роскосмоса отметил проект "Фобос-грунт", который предполагает экспедицию к спутнику Марса - Фобосу.

0


Вы здесь » Проект "Медвед" » Наука » Экспедиция на Марс


Создать форум