技術

幾個世紀而不是幾十年的願景

我們應該穿越外太空嗎? 最方便的答案是否定的。 然而,考慮到人類和文明面臨的所有威脅,放棄太空探索、載人飛行並最終尋找地球以外的其他居住地是不明智的。

幾個月前,NASA 公佈了詳細的 國家太空探索計劃實現川普總統2017 年XNUMX 月太空政策指令中提出的雄心勃勃的目標。這些大膽的計劃包括:規劃登月、在月球及其周圍長期部署人類、加強美國在太空領域的領導地位以及加強私營太空公司並開發一種讓美國太空人安全登陸火星表面的方法。

然而,任何有關到 2030 年實施火星行走的公告(正如 NASA 的一份新報告中所發布的那樣)都是相當靈活的,如果發生科學家目前尚未註意到的事情,可能會發生變化。 因此,在確定載人飛行任務的預算之前,計劃考慮到結果等 2020 年火星任務,其中另一輛漫遊車將收集並分析來自紅色星球表面的樣本,

月球太空港

美國太空總署的日程安排必須能夠克服任何新美國總統政府所面臨的典型的資金挑戰。 佛羅裡達州甘迺迪太空中心的美國太空總署工程師目前正在組裝一艘太空船,該太空船將在未來幾年內將人類送回月球,然後送上火星。 它被稱為獵戶座,看起來有點像近四十年前阿波羅太空人登上月球的太空艙。

為了慶祝成立 60 週年,NASA 希望在 2020 年再次繞月飛行,並在 2023 年再次搭載太空人。

月亮再次普遍流行。 雖然川普政府早已製定了美國太空總署前往火星的道路,但計劃首先是建造 繞月球運行的太空站也稱為網關或港口,其結構類似於國際太空站,但服務於月球表面並最終到達火星的任務。 這也在計劃之中 永久基地 在我們的天然衛星上。 NASA 和總統府設定了一個目標,支援不遲於 2020 年在月球上建造無人機器人商業登陸器。

獵戶座太空船接近月球軌道太空站 - 視覺化

 副總統邁克·彭斯八月在休斯頓約翰遜航天中心宣布了這一消息。 彭斯擔任新改組委員會主席 國家航太委員會。 NASA 下一財年擬議的 19,9 億美元預算的一半以上已分配給月球探索,國會似乎準備批准這項努力。

該機構要求圍繞月球軌道建立一個門戶站的想法和設計。 這些假設涉及太空探測器、通訊中繼器的橋頭堡,以及月球表面設備自動操作的基地。 洛克希德馬丁公司、波音公司、空中巴士公司、畢格羅航空航太公司、內華達山脈公司、Orbital ATK、諾斯羅普格魯曼公司和 Nanoracks 已經向 NASA 和 ESA 提交了他們的專案。

NASA 和 ESA 預測他們將登上太空 月球太空港 太空人將能夠在那裡停留長達大約六十天。 該設施必須配備通用氣閘,允許機組人員太空行走和參與採礦任務的私人太空船對接,其中包括商業任務。

如果不是輻射,那就是致命的失重狀態

即使我們建造了這些基礎設施,與人們在太空中長途旅行相關的問題也不會消失。 我們的物種仍然無法很好地應對微重力條件。 空間定向機制可能導致重大健康問題等。 太空病。

距離大氣層和地球磁場的安全繭越遠,它就越大 輻射問題  -  癌症風險 每一天它都會在那裡生長。 除了癌症之外,它還可能導致白內障,並可能導致 阿爾茨海默病。 此外,當放射性粒子撞擊船體中的鋁原子時,粒子會釋放成二次輻射。

解決方案是 塑料。 它們質輕而堅固,充滿了氫原子,其微小的原子核不會產生太多的二次輻射。 美國太空總署正在測試可以減少太空船或太空衣輻射的塑膠類型。 另一個想法 防輻射屏例如,磁性,它可以取代保護我們在地球上的磁場。 歐洲太空輻射超導屏蔽的科學家正在研究一種基於二硼化鎂的超導體,它透過產生磁場來反射來自太空船的帶電粒子。 該防護罩的工作溫度為 -263°C,考慮到太空中已經非常寒冷,這似乎並沒有那麼特別。

一項新的研究表明,太陽輻射水平的上升速度比之前想像的要快10%,而且隨著時間的推移,太空中的輻射環境將會惡化。 最近對 LRO 月球軌道器上 CRaTER 儀器數據的分析表明,地球和太陽之間的輻射環境隨著時間的推移而惡化,未受保護的太空人可能受到的輻射劑量比之前想像的多 20%。 科學家懷疑這種額外風險大多來自低能量宇宙射線粒子。 然而,他們懷疑這額外的 10% 可能會對未來的太空探索造成嚴重限制。

失重會破壞身體。 除此之外,這會導致一些免疫細胞無法完成其工作,紅血球死亡。 它還會導致腎結石並削弱心臟功能。 國際太空站上的太空人每天都會與肌肉無力、心血管衰退和骨質流失作鬥爭,持續兩到三個小時。 然而,他們在船上時仍然會損失骨量。

太空人蘇尼塔·威廉斯在國際太空站進行演習

解決方案是 人工重力。 在麻省理工學院,前太空人勞倫斯楊正在測試一台與電影中的場景有些相似的離心機。 人們側躺在平台上,推動旋轉的慣性結構。 另一個有前景的解決方案是加拿大下體負壓(LBNP)計畫。 該裝置本身會在人的腰部周圍產生壓載物,從而在下半身產生沉重感。

國際太空站上常見的健康風險是艙內漂浮的小物體。 它們會影響太空人的眼睛並造成擦傷。 然而,對於外太空的眼睛來說,這並不是最嚴重的問題。 失重會改變眼球的形狀並對其產生影響 視力下降。 這是一個尚未解決的嚴重問題。

一般來說,健康狀況成為太空船上的複雜問題。 如果我們在地球上感冒了,我們就會待在家裡,僅此而已。 在一個充滿循環空氣和大量接觸共享表面的緊密封閉的環境中,很難正確清潔,事情看起來非常不同。 在此期間,人體免疫系統無法正常運作,因此任務參與者在出發前幾週進行自我隔離,以保護自己免受疾病侵害。 我們不知道具體原因,但細菌變得越來越危險。 另外,如果你在太空中打噴嚏,所有的水滴都會飛出並繼續飛得更遠。 當有人感染流感時,船上的每個人都會感染。 而且去診所或醫院的路很長。

國際太空站上 48 名探險隊的船員 - 太空船上的生活現實

太空旅行的下一個大問題解決 沒有安慰 生活。 從本質上講,外星探險包括在一個密封容器中穿越無限真空,該容器由一組空氣和水處理機器保持活力。 那裡空間狹小,你生活在對輻射和微隕石的持續恐懼之中。 如果我們遠離任何星球,外面就看不到任何風景,只有深邃的黑暗太空。

科學家正在尋找如何恢復這種怪異單調的想法。 其中之一是 虛擬現實太空人可以閒逛的地方。 《其他已知的事物》(儘管名稱不同),來自斯坦尼斯瓦夫·萊姆的小說。

搭電梯更便宜?

太空旅行是人員和設備面臨的一系列無休止的極端情況。 一方面,對抗重力、超載、輻射、氣體、毒素和侵蝕性物質。 另一方面,靜電放電、灰塵、快速變化的溫度則存在於天秤的兩側。 此外,所有這些樂趣都是非常昂貴的。

今天我們需要大約20萬。 美元將一公斤質量送入近地軌道。 這些成本大部分與設計和營運有關。 引導系統。 頻繁且長期的任務需要大量的消耗品、燃料、備件和消耗品。 在太空中,系統維修和維護既昂貴又困難。

太空電梯—可視化

財政救濟的想法至少部分是一個概念 太空電梯將地球上的特定點與位於世界各地太空某處的目的地站連接起來。 日本靜岡大學的科學家正在進行的實驗是首次在微觀尺度上進行此類實驗。 在專案邊界內 太空系留自主機器人衛星 (STARS) 兩顆小型 STARS-ME 衛星將透過 10 公尺長的電纜連接,小型機器人設備將沿著電纜移動。 這是太空起重機的初步迷你模型。 如果成功,他可以進入太空電梯計畫的下一個階段。 它的創建將顯著降低人員和物體往返太空的運輸成本。

您還必須記住,太空中沒有 GPS,而且空間巨大且難以導航。 深空網絡 - 加州、澳洲和西班牙天線陣列的集合 - 到目前為止,這是我們擁有的唯一的外星導航工具。 幾乎所有東西,從學生衛星到現在穿越柯伊伯帶的新視野號太空船,都依賴這個系統。 這個任務已經超載,美國太空總署正在考慮將其限制在不太重要的任務中。

當然,還有一些替代太空 GPS 的想法。 導航專家 Joseph Guinn 著手開發一種自主系統,該系統可以收集目標和附近物體的圖像,利用它們的相對位置來三角測量太空船的座標,而無需地面控制。 簡而言之,他稱之為深空定位系統(DPS)。

儘管從唐納德·川普到伊隆·馬斯克等領導人和遠見卓識者都持樂觀態度,但許多專家仍然認為,殖民火星的真正前景不是幾十年,而是幾個世紀。 雖然有官方日期和計劃,但許多現實主義者承認,在 2050 年之前踏上這顆紅色星球對人類來說是件好事。 進一步的載人探險純粹是幻想。 確實,除了上述問題之外,還需要解決另一個根本問題—— 沒有驅動器 實現真正快速的太空旅行。

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