Visionen für Jahrhunderte, nicht für Jahrzehnte

Sollten wir durch den Weltraum reisen? Die bequeme Antwort ist nein. Angesichts all dessen, was uns als Menschheit und Zivilisation bedroht, wäre es jedoch unklug, die Erforschung des Weltraums und bemannte Flüge aufzugeben und sich letztendlich nach anderen Lebensräumen als der Erde umzusehen.

Vor einigen Monaten gab die NASA eine detaillierte Ankündigung bekannt Nationaler Weltraumforschungsplanum die hohen Ziele zu erreichen, die in Präsident Trumps weltraumpolitischer Richtlinie vom Dezember 2017 festgelegt sind. Zu diesen ehrgeizigen Plänen gehören: die Planung einer Mondlandung, der langfristige Einsatz von Menschen auf und um den Mond, die Stärkung der Führungsrolle der USA im Weltraum und die Stärkung privater Raumfahrtunternehmen und die Entwicklung einer Möglichkeit, amerikanische Astronauten sicher auf der Marsoberfläche zu landen.

Etwaige Ankündigungen zur Umsetzung von Marswanderungen bis 2030 – wie im neuen NASA-Bericht veröffentlicht – sind jedoch recht flexibel und können sich ändern, wenn etwas passiert, was Wissenschaftler derzeit nicht bemerkt haben. Daher ist geplant, vor der Festlegung des Budgets für eine bemannte Mission beispielsweise die Ergebnisse zu berücksichtigen Mission Mars 2020, bei dem ein weiterer Rover Proben von der Oberfläche des Roten Planeten sammeln und analysieren wird,

Mondraumhafen

Der Zeitplan der NASA muss den Finanzierungsherausforderungen standhalten, die für jede neue US-Präsidentschaftsverwaltung typisch sind. Derzeit bauen NASA-Ingenieure im Kennedy Space Center in Florida ein Raumschiff zusammen, das in den nächsten Jahren Menschen zurück zum Mond und dann zum Mars bringen soll. Sie heißt Orion und ähnelt ein wenig der Kapsel, mit der Apollo-Astronauten vor fast vier Jahrzehnten zum Mond flogen.

Während die NASA ihr 60-jähriges Jubiläum feiert, hofft man, dass sie ihn im Jahr 2020 um den Mond herum und im Jahr 2023 mit Astronauten an Bord erneut in die Umlaufbahn unseres Satelliten schicken wird.

Der Mond ist wieder beliebt. Während die Trump-Administration die Richtung der NASA zum Mars schon vor langer Zeit festgelegt hat, ist geplant, zunächst zu bauen Raumstation, die den Mond umkreist, das sogenannte Tor oder Hafen, eine Struktur ähnlich der Internationalen Raumstation, die jedoch Flügen zur Mondoberfläche und letztendlich zum Mars dient. das ist auch in den Plänen dauerhafte Basis auf unserem natürlichen Satelliten. Die NASA und die Regierung haben sich zum Ziel gesetzt, bis spätestens 2020 den Bau eines unbemannten kommerziellen Mondlanders zu unterstützen.

Das Orion-Schiff nähert sich der Station in der Mondumlaufbahn – Visualisierung

 Dies gab Vizepräsident Mike Pence im August im Johnson Space Center in Houston bekannt. Pence ist Vorsitzender der neu gestalteten Nationaler Weltraumrat. Mehr als die Hälfte des von der NASA für das kommende Geschäftsjahr vorgeschlagenen Budgets von 19,9 Milliarden US-Dollar ist für die Monderkundung vorgesehen, und der Kongress dürfte diese Maßnahmen genehmigen.

Die Agentur hat Ideen und Entwürfe für eine Gateway-Station im Orbit um den Mond angefordert. Die Annahmen beziehen sich auf einen Brückenkopf für Raumsonden, Kommunikationsrelais und eine Basis für den automatisierten Betrieb von Geräten auf der Mondoberfläche. Lockheed Martin, Boeing, Airbus, Bigelow Aerospace, Sierra Nevada Corporation, Orbital ATK, Northrop Grumman und Nanoracks haben ihre Entwürfe bereits bei NASA und ESA eingereicht.

NASA und ESA gehen davon aus, dass sie mit an Bord sein werden Mondraumhafen Astronauten können dort bis zu etwa sechzig Tage bleiben. Das Objekt muss mit universellen Gateways ausgestattet sein, die es der Besatzung ermöglichen, in den Weltraum zu fliegen und private Raumfahrzeuge anzudocken, die an Bergbaumissionen teilnehmen, darunter auch kommerzielle.

Wenn keine Strahlung, dann tödliche Schwerelosigkeit

Selbst wenn wir diese Infrastruktur aufbauen, werden die gleichen Probleme, die mit Langstreckenreisen von Menschen im Weltraum verbunden sind, noch nicht verschwinden. Unsere Spezies kämpft weiterhin mit der Schwerelosigkeit. Räumliche Orientierungsmechanismen können zu großen gesundheitlichen Problemen und sog. Weltraumkrankheit.

Je weiter vom sicheren Kokon der Atmosphäre und dem Erdmagnetfeld entfernt, desto mehr Strahlungsproblem - Krebsrisiko es wächst dort mit jedem weiteren Tag. Neben Krebs kann es auch zu Katarakten und möglicherweise zu Katarakten kommen Болезнь Альцгеймера. Wenn außerdem radioaktive Partikel auf die Aluminiumatome in den Schiffsrümpfen treffen, werden die Partikel in Sekundärstrahlung zerlegt.

Die Lösung wäre Kunststoffe. Sie sind leicht und stark, voller Wasserstoffatome, deren winzige Kerne nicht viel Sekundärstrahlung erzeugen. Die NASA testet Kunststoffe, die die Strahlung in Raumfahrzeugen oder Raumanzügen reduzieren können. Eine andere Idee Strahlenschutzschirme, zum Beispiel magnetisch, wodurch ein Ersatz für das Feld geschaffen wird, das uns auf der Erde schützt. Wissenschaftler des European Space Radiation Supraconducting Shield arbeiten an einem Magnesiumdiborid-Supraleiter, der durch die Erzeugung eines Magnetfelds geladene Teilchen von einem Schiff wegreflektiert. Der Schild arbeitet bei -263 °C, was nicht viel zu sein scheint, wenn man bedenkt, dass es im Weltraum bereits sehr kalt ist.

Eine neue Studie zeigt, dass die Sonneneinstrahlung um 10 % schneller ansteigt als bisher angenommen und dass sich die Strahlungsumgebung im Weltraum mit der Zeit verschlechtern wird. Eine aktuelle Analyse der Daten des CRaTER-Instruments auf dem Mondorbiter LRO zeigte, dass sich die Strahlungssituation zwischen Erde und Sonne im Laufe der Zeit verschlechtert hat und dass ein ungeschützter Astronaut 20 % mehr Strahlungsdosen erhalten kann als bisher angenommen. Wissenschaftler vermuten, dass ein Großteil dieses zusätzlichen Risikos von niederenergetischen Teilchen der kosmischen Strahlung ausgeht. Sie vermuten jedoch, dass diese zusätzlichen 10 % die Weltraumforschung in Zukunft stark einschränken könnten.

Schwerelosigkeit zerstört den Körper. Dies führt unter anderem dazu, dass einige Immunzellen ihre Aufgabe nicht erfüllen können und rote Blutkörperchen absterben. Es verursacht auch Nierensteine ​​und schwächt das Herz. Astronauten auf der ISS kämpfen zwei bis drei Stunden am Tag mit Muskelschwäche, Herz-Kreislauf-Verfall und Knochenschwund. Allerdings verlieren sie an Bord immer noch Knochenmasse.

Astronautin Sunita Williams während einer Übung auf der ISS

Die Lösung wäre künstliche Schwerkraft. Am Massachusetts Institute of Technology testet der ehemalige Astronaut Lawrence Young eine Zentrifuge, die ein wenig an eine Vision aus einem Film erinnert. Menschen liegen auf der Seite auf einer Plattform und schieben eine Trägheitsstruktur, die sich dreht. Eine weitere vielversprechende Lösung ist das Canadian Lower Body Negative Pressure (LBNP)-Projekt. Das Gerät selbst erzeugt Ballast um die Taille der Person und erzeugt so ein Schweregefühl im Unterkörper.

Ein häufiges Gesundheitsrisiko auf der ISS sind kleine Gegenstände, die in den Kabinen schwimmen. Sie beeinträchtigen die Augen von Astronauten und verursachen Schürfwunden. Dies ist jedoch nicht das schlimmste Problem für die Augen im Weltraum. Schwerelosigkeit verändert die Form des Augapfels und beeinflusst ihn vermindertes Sehvermögen. Dies ist ein ernstes Problem, das noch nicht gelöst wurde.

Gesundheit im Allgemeinen wird auf einem Raumschiff zu einem schwierigen Thema. Wenn wir uns auf der Erde erkälten, bleiben wir zu Hause und das war's. In einer dicht gepackten, geschlossenen Umgebung voller Umluft und vielen Berührungen gemeinsamer Oberflächen, auf denen es schwierig ist, sich richtig zu waschen, sieht die Sache ganz anders aus. Da das menschliche Immunsystem zu diesem Zeitpunkt noch nicht richtig funktioniert, werden die Missionsmitglieder einige Wochen vor der Abreise isoliert, um sich vor Krankheiten zu schützen. Wir wissen nicht genau warum, aber Bakterien werden immer gefährlicher. Wenn Sie außerdem im Weltraum niesen, fliegen alle Tröpfchen heraus und fliegen weiter. Wenn jemand die Grippe hat, wird jeder an Bord davon betroffen sein. Und der Weg zur Klinik oder zum Krankenhaus ist lang.

Die Besatzung von 48 Expeditionen an Bord der ISS - die Realitäten des Lebens an Bord des Raumfahrzeugs

Das nächste große Problem der Raumfahrt ist gelöst kein Trost Leben. Im Wesentlichen bestehen außerirdische Expeditionen darin, ein unendliches Vakuum in einem Druckbehälter zu durchqueren, der von einer Gruppe von Maschinen, die Luft und Wasser verarbeiten, am Leben gehalten wird. Es gibt wenig Platz und man lebt in ständiger Angst vor Strahlung und Mikrometeoriten. Wenn wir weit von einem Planeten entfernt sind, gibt es keine Aussicht nach draußen, nur die tiefe Schwärze des Weltraums.

Wissenschaftler suchen nach Ideen, wie man diese schreckliche Monotonie wiederbeleben kann. Einer von ihnen ist Virtuelle Realitätwo Astronauten abhängen könnten. Eine Sache, die man sonst, wenn auch unter einem anderen Namen, aus einem Roman von Stanisław Lem kennt.

Ist der Lift günstiger?

Raumfahrt ist eine endlose Reihe von Extremsituationen, denen Menschen und Ausrüstung ausgesetzt sind. Einerseits der Kampf gegen Schwerkraft, Überlastung, Strahlung, Gase, Giftstoffe und aggressive Substanzen. Andererseits elektrostatische Entladungen, Staub, schnell wechselnde Temperaturen auf beiden Seiten der Skala. Außerdem ist all dieses Vergnügen furchtbar teuer.

Heute brauchen wir etwa 20. Dollar, um ein Kilogramm Masse in eine niedrige Erdumlaufbahn zu schicken. Die meisten dieser Kosten hängen mit Design und Betrieb zusammen. Bootsystem. Häufige und lange Einsätze erfordern eine erhebliche Menge an Verbrauchsmaterialien, Treibstoff, Ersatzteilen und Verbrauchsmaterialien. Im Weltraum ist die Reparatur und Wartung von Systemen teuer und schwierig.

Weltraumaufzug - Visualisierung

Die Idee der finanziellen Entlastung ist zumindest teilweise das Konzept WeltraumaufzugVerbindung eines bestimmten Punktes auf unserem Globus mit einer Zielstation, die sich irgendwo im Weltraum auf der Welt befindet. Das laufende Experiment von Wissenschaftlern der Shizuoka-Universität in Japan ist das erste seiner Art im Mikromaßstab. In den Grenzen des Projekts Weltraumgebundener autonomer Robotersatellit (STARS) werden zwei kleine STARS-ME-Satelliten durch ein 10 Meter langes Kabel verbunden, das ein kleines Robotergerät bewegen wird. Dies ist ein vorläufiges Minimodell des Weltraumkrans. Bei Erfolg kann er mit der nächsten Phase des Weltraumaufzugsprojekts fortfahren. Seine Schaffung würde die Kosten für den Transport von Menschen und Gegenständen in den und aus dem Weltraum erheblich senken.

Sie müssen auch bedenken, dass es im Weltraum kein GPS gibt, der Weltraum riesig ist und die Navigation nicht einfach ist. Deep-Space-Netzwerk - eine Sammlung von Antennenarrays in Kalifornien, Australien und Spanien - bisher ist dies das einzige außerirdische Navigationswerkzeug, das wir haben. Nahezu alles, von Studentensatelliten bis hin zur Raumsonde New Horizons, die derzeit den Kuipergürtel durchbohrt, verlässt sich auf dieses System. Dieser ist überlastet, und die NASA erwägt, seine Verfügbarkeit auf weniger kritische Missionen zu beschränken.

Natürlich gibt es Ideen für ein alternatives GPS für den Weltraum. Joseph Guinn, ein Navigationsexperte, machte sich daran, ein autonomes System zu entwickeln, das Bilder von Zielen und Objekten in der Nähe sammelt und ihre relativen Positionen nutzt, um die Koordinaten des Raumfahrzeugs zu triangulieren – ohne dass eine Bodenkontrolle erforderlich ist. Er nennt es kurz „Deep Space Positioning System“ (DPS).

Trotz des Optimismus von Führern und Visionären – von Donald Trump bis Elon Musk – glauben viele Experten immer noch, dass die wahre Aussicht auf eine Kolonisierung des Mars nicht Jahrzehnte, sondern Jahrhunderte beträgt. Es gibt offizielle Daten und Pläne, aber viele Realisten geben zu, dass es für eine Person gut sein wird, bis 2050 einen Fuß auf den Roten Planeten zu setzen. Und weitere bemannte Expeditionen sind reine Fantasie. Schließlich muss zusätzlich zu den oben genannten Problemen ein weiteres grundlegendes Problem gelöst werden - kein Antrieb für wirklich schnelle Raumfahrt.