人類何時會在太空中更進一步兩步?
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人類何時會在太空中更進一步兩步?

把人送入太空是困難的、昂貴的、有風險的,不一定比機器人任務更具科學意義。 然而,沒有什麼比載人前往從未去過的地方更能激發想像力的了。

將人們送入外太空(不要與懸掛外國國旗的特定國家公民飛行混淆)的太空強國俱樂部仍然只包括美國、俄羅斯和中國。 印度很快也將加入這一行列。

總理莫迪莊嚴宣布,該國計劃在 2022 年之前進行載人軌道飛行,可能乘坐計劃中的太空船。 Gaganyaan (1). 近日,媒體也報道了俄羅斯新艦的首部作品。 聯邦預計將比聯盟號飛得更遠(儘管目前的名字是在全國比賽中選擇的,但其名稱將改為“更合適”)。 人們對中國的新型載人太空艙知之甚少,只知道它計劃在 2021 年進行試飛,儘管船上可能沒有人。

對於載人任務的長期目標來說,這正是為什麼 三月。 該機構計劃基於 入口站 (所謂的門)創造一個複雜的 深空運輸 (夏令時)。 它由獵戶座太空艙、居住區和獨立推進模組組成,最終將被轉移到(2),儘管這仍然是一個相當遙遠的未來。

2. 到達火星附近的深空運輸的可視化,由洛克希德馬丁公司創建。

新一代太空船

對於長途太空旅行,需要擁有比低地球軌道(LEO)中嚴格使用的運輸艙稍微先進的運載工具。 美國工作進展順利 來自獵戶座 (3),由洛克希德馬丁公司委託。 作為計劃於 1 年執行的 EM-2020 無人飛行任務的一部分,獵戶座太空艙將配備歐洲機構提供的 ESA 系統。

它將主要用於建造和運送人員到月球周圍的網關站,根據公告,這將是一個國際項目——不僅在美國,而且在歐洲、日本、加拿大,可能還有俄羅斯。 。

可以說,新太空船的研發工作正在兩個方向上進行。

一處正在建設中 用於軌道站維修的太空艙例如國際太空站國際太空站或未來的中國對應太空站。 這就是美國私人機構該做的事。 龍2 來自 SpaceX 和 CST-100 星際客機 就中國而言,波音公司 神舟還有俄羅斯人—— 工會.

第二種是渴望 超出地球軌道的飛行,就是去火星,最終去火星。 將提及那些僅用於飛往 BEO(即近地軌道以外)的航班。 正如俄羅斯航太局最近報導的那樣,俄羅斯聯邦也是如此。

與以前使用的一次性膠囊不同,製造商以及一位人士表示,未來的飛船將是可重複使用的。 每個都將配備一個驅動模組,其中包含動力、調流發動機、燃料等。 它們本身也更大,需要更有效的護盾來防禦它們。 執行 BEO 任務的船舶必須配備更大的推進系統,因為它們需要更多的燃料、更強大的引擎和更大的系統互換性。

2033年去火星? 這可能不起作用

去年九月,NASA 宣布了詳細的... 國家太空探索計劃 ()。 它旨在實現美國總統唐納德·川普在 2017 年 XNUMX 月太空政策指令中提出的崇高目標——將美國宇航員送上火星,並總體上加強美國在外太空的主導地位。

分析師在一份 21 頁的報告中概述了預計的未來,並概述了實現每個目標的時間表。 然而,預測其中任何一個都具有靈活性,如果計劃遇到障礙或提供新數據,預測可能會發生變化。 例如,美國太空總署計劃等到任務結果最終確定後,提出載人火星任務的建議預算。 三月2020在此期間,下一個漫遊車將收集並分析表面的樣本。 載人探險本身應該在 30 年代進行,並且最好 - 直到 2033 年.

NASA 獨立科學技術政策研究所 (STPI) 2019 年 2033 月發布的一份報告發現,建造深空運輸站以運送太空人往返火星的技術挑戰以及火星遠徵計劃的許多其他要素都構成了挑戰一個嚴重的問題是最早在XNUMX 年實現這一目標的可能性。

這份報告是在邁克·彭斯(Mike Pence) 26 月2024 日發表爆炸性演講之前完成的,在演講中,美國副總統幾乎命令NASA 在XNUMX 年之前將人類送回月球,該報告顯示了重返月球的成本以及其長期意義。 - 船員派遣計畫的緊急情況。

STPI研究所考慮使用目前開發的計劃,包括月球和火星著陸器、獵戶座和計劃在20年代建造的網關。報告顯示,所有這些工作將需要很長時間才能在期限內完成。 此外,2035年的另一個發射窗口也被認為是不切實際的。

「我們發現,即使沒有預算限制,軌道任務 三月2033 無法按照 NASA 目前和假設的計劃進行,」STPI 文件指出。 “我們的分析表明,在技術不斷發展的情況下,它最遲可以在 2037 年實施,不會錯過最後期限、成本超支和預算短缺的風險。”

根據STPI報告,如果想在2033年飛往火星,到2022年就必須進行關鍵飛行,而這不太可能。 深空運輸計畫「A階段」的研究最早應該在2020年開始,但這也是不可能的,因為整個計畫的成本分析尚未開始。 該報告還警告說,試圖透過偏離美國太空總署標準做法來加快時間表將為實現目標帶來巨大風險。

STPI 也估算了 2037 年「現實」時間範圍內火星任務的預算。製造所有必要組件(包括重型運載火箭)的總成本 太空發射系統(SLS)、獵戶座太空船、網關、DST 和其他元素和服務均在 120,6十億,計算到2037年。 其中,33,7億美元已用於開發SLS和獵戶座系統以及相關地面系統。 值得補充的是,火星任務是整個太空飛行計畫的一部分,到 2037 年該計畫的總成本估計為 217,4十億。 這包括將人類送往紅色星球,以及未來任務所需的火星地面系統的低層操作和開發。

美國太空總署長 吉姆·布里登斯汀 然而,在 9 月 35 日於科羅拉多斯普林斯舉行的第 XNUMX 屆太空研討會上發表的演講中,他似乎對這份新報告並不擔心。 他對彭斯加速登月時間表表示熱情。 在他看來,這直接通往火星。

- - 他說。

中國:戈壁沙漠火星基地

中國人也有自己的火星計劃,儘管傳統上對它們一無所知,當然也沒有載人飛行的時間表。 無論如何,中國的火星冒險將在明年開始。

2021 年將派出一個任務來探索該地區。 中國首顆火星車HX-1。 登陸器並踏上這段旅程,升起 長徵五號運載火箭。 到達現場後,機器人漫遊車必須環顧四周並選擇合適的地點來收集樣本。 當這種情況發生時,就非常困難了。 長徵九號運載火箭 (正在開發中)將向那裡發送另一個著陸器和另一個漫遊車,其機器人將採集樣本,將它們運送到火箭,將它們送入軌道,所有設備將返回地球。 所有這一切都應該在 2030 年之前實現。 迄今為止,還沒有哪個國家成功地實現了這項使命。 然而,正如您可能猜到的那樣,從火星返回測試是對將人員送往那裡的計劃的介紹。

直到2003年,中國才執行了第一次載人外星任務。 從那時起,他們已經建造了自己的核心,並將許多飛船送入太空,並在今年年初,在航太史上首次實現了軟 他們降落在月球背面.

現在他們宣稱他們不會停留在我們的天然衛星,甚至不會停留在火星。 在飛往這些設施的航班期間,還會有 小行星與木星任務,最大的行星。 中國國家太空總署(CNSA)計劃於 2029 年在那裡亮相。 用於火箭和船舶的更高效發動機的研究仍在進行中。 它應該是 核發動機 新一代。

今年四月啟用的閃亮的未來主義設施等試驗場象徵中國的願望。 火星基地1號太空基地 (4)位於戈壁灘中部。 其目的是向遊客展示人們的生活是什麼樣的。 建築物有一個銀色圓頂和九個模組,包括居住區、控制室、溫室和氣閘室。 目前,學校郊遊被帶到這裡。

4.中國戈壁火星基地一號

觸摸雙胞胎測試

近年來,由於太空生物的成本和威脅,進一步的載人任務並沒有受到良好的關注。 人們對我們是否應該將行星和深空探索完全交給機器人感到惱火。 但新的科學數據正在鼓舞人們。

從載人探險的角度來看,美國太空總署探險的結果被認為是令人鼓舞的。 與「太空雙胞胎兄弟」進行實驗。 太空人 斯科特和馬克凱利 (5)參加了一項旨在發現太空對人體長期影響的測試。 在近一年的時間裡,這對雙胞胎接受了同樣的體檢——一個在船上,另一個在地球上。 最近的研究結果表明,在太空中度過一年對人體有顯著但不會危及生命的影響,這為未來火星之旅的可能性帶來了希望。

5.雙胞胎史考特和馬克凱利

在一年的時間裡,斯科特收集了有關自己的各種醫療記錄。 他採集了血液和尿液並進行了認知測試。 在地球上,他的兄弟也做了同樣的事。 2016 年,史考特返回地球,在那裡他接受了接下來九個月的研究。 現在,實驗開始四年後,他們公佈了完整的結果。

首先,他們表明斯科特的染色體包含特徵 輻射損傷。 這可能導致癌症等疾病。

然而,在太空中待一年也會激活數千個與免疫系統相關的基因,而這種情況只有在地球上的極端條件下才會發生。 當我們發現自己處於壓力大的情況、嚴重受傷或生病時,免疫反應就會開始發揮作用。

雙細胞結構稱為 端粒。 染色體末端有「帽」。 幫助保護我們的 DNA 無論有或沒有張力,都不會受到損壞和收縮。 令研究人員驚訝的是,斯科特在太空中的端粒不但沒有變短,反而變長了。 返回地球後48小時內,他們又變矮了,六個月後,他們90%以上活化的免疫基因被關閉。 九個月後,染色體損傷減少,這意味著研究人員先前觀察到的任何變化都不會危及生命。

——斯科特在接受採訪時說。

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科羅拉多州立大學的研究員蘇珊貝利認為史考特的身體對輻射產生了反應。 幹細胞動員。 這項發現可以幫助科學家製定醫療措施來抵消太空旅行的影響。 研究人員甚至不排除有一天她會找到方法 延長地球上的生命.

那麼,長期太空旅行應該延長我們的壽命嗎? 這將是太空探索計劃的一個相當意想不到的結果。

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