fénykép nyílt forrásokból
A huszadik század folyamán a tudományos fantasztikus írók sokat és tehetséggel írtak űrkutatás. A “Hiusa” hősei gazdagságot adtak az emberiségnek Pirks Urum Golconda pilóta űrkapitányként dolgozott ömlesztettáru-szállítmányozók, konténerszállító-vezetők átmentek a naprendszeren és ömlesztettáru-szállító hajózás, és nem az összes miszticizmusról beszélek titokzatos monolitok.
A 21. század azonban nem felel meg az elvárásoknak. Az emberiség félénken áll a Kozmosz folyosója, amelyet nem véglegesen választottak meg a földi fölött pályára. Miért történt, és mit remélem azoknak, akik szeretnék olvassa el a marsi almafák termésének növeléséről szóló híreket?
Hegedűművészre nincs szükség
Az első paradoxon, amivel szembesültünk, az az, hogy nem az ember a legtöbben alkalmas tárgy az űrkutatáshoz. Tudományos fantasztikus írók aki kitalálta az űrkutatásokat, csak támaszkodhatott a Föld úttörői – tengerészek történelmi tapasztalatairól, sarki felfedezők, az első repülőgépek. Valójában, mint látszólag, a Mars meghódítása különbözik-e a déli pólus meghódításától?
Itt és ott előzetes előkészítés nélkül életre alkalmatlan környezetben, kell szállítania magával, a hajón kívül vagy otthon speciális felszerelés felhelyezése nélkül nem mehet ki. De a sci-fi és a a futurológusok nem tudták megjósolni az elektronika és az elektronika fejlődését a robotika és a kutatórobotok általában a anekdotikus véna:
“Fél órára el kellett szakítanom a levelet, és hallgatnom kellett szomszédom, kibernetikus Shcherbakov siratása. Ön valószínűleg tudod, hogy a rakétaversenytől északra van egy nagy földalatti üzem urán és transzuranidok feldolgozására. emberek dolgozzon hat műszakban. Robotok – éjjel-nappal; figyelemre méltó gépek, a gyakorlati kibernetika utolsó szava. De ahogy mondják Japánul, egy majom is esik egy fáról. Most gyere hozzám Cserbakov dühös volt, mint a pokol, és azt mondta, hogy ezek a mechanikusok banda Az idióták (saját szavai) ma este elhúzták az egyiket nagy ércraktárak, nyilvánvalóan szokatlanul gazdagnak tekintve mezőben. A robotprogramok különbözőek voltak, tehát reggelre a raktár egy része a rakétavetők raktáraiban volt, részben – a bejáratnál földtani gazdálkodás, és annak egy része általában ismeretlen. keresés folyik. ”
De egyik közismert szerző sem sejtette, hogy a robot fejlesztés alatt áll az űrnek számos előnye van az emberekkel szemben:
Az emberekkel ellentétben egy robotnak csak erőre van szüksége és a hőegyensúly biztosítása. Nincs szükség több tonna tonna szállítására üvegházak, élelmiszer, víz, oxigén, ruházat és higiéniai termékek, gyógyszerek és egyéb dolgok. A robot egy irányba küldhető vissza, visszatérés nélkül. A robot évekig képes dolgozni. “Voyagers”, rovers vagy A “Cassini” azt mondja, hogy most helyesebb, ha nem beszélünk években és évtizedekben. A robot évekig képes dolgozni körülmények között amelyek halálosak az emberek számára. A Galileo szonda 25 adagot kapott az ember halandósága meghaladja az ezt követő munkát pályára 8 év.
Ennek eredményeként kiderült, hogy csak a súlyú robotok több tonna illeszkedik az emberiség műszaki képességeibe küldje el őket más bolygókra elfogadható pénzért, és elkezdte az egyetlen módja annak, hogy kielégítsék a tudományos kíváncsiság és gyönyörű képek készítése.
Logisztikai görbén élünk
A tudományos fantastika második hibája az volt, hogy jósoltak az űrhajózás lineáris vagy akár exponenciális fejlődése. Bár még mindig 1838-ban felfedezték egy olyan jelenséget, mint a logisztikai görbe. Mi ez a szörnyű fenevad? Vegyük például a repülés történetét:
1900. Az első ügyetlen zsarnok, az első feljegyzés – repülés több kilométer egy utassal. 1910. Az első cserkészek harcosok, bombázók, postai és személyszállító repülőgépek. 1920-1930-s. Repülési ellenőrzés éjszaka, az első transzkontinentális járatok tekintetében. 1940. A repülés komoly katonai és közlekedési erők. 1950. A sugárhajtóművek új lendületet adnak a repülés fejlődésének – új sebességek, tartományok és magasságok, még több utas. 1960-70e. Az első szuperszonikus és széles testű utas repülőgépek, a repülés minõségi szempontból hozzáférhetõbbek. 1980-90e. Fékezéskor. A fejlesztés drágábbá válik, a fejlesztő cégeket óriássá egyesítik cég. És a repülőgépek egyre inkább hasonlítanak. 2000-es évek. A határ. Két óriás, a Boeing és az Airbus, kifelé azonosak autók, szuperszonikus utasszállító repülőgépek általában elhaltak.
Ha ezeket az eredményeket számokra fordítja, akkor ezt kapja kép:
fénykép nyílt forrásokból
Az űrben a helyzet pontosan ugyanaz:
fénykép nyílt forrásokból
Az érthetőség kedvéért az S-görbe grafikonja egymásra helyezhető e szint elérésének költségei:
fénykép nyílt forrásokból
És a „mai” szomorúság az, hogy az űrben van a meglévő technológiákhoz közel vagyunk a telítettség szintjéhez. technikailag képes repülni egy személyzettel ellátott változatban a holdra és akár a Marsra is, de valahogy sajnálom a pénzt.
Poggyász KT – kap egy gravitsapu
A következő szomorú szempont, amely lerövidíti a bunkót az űrbe, még nem talált valami nagyon értékes dolgot, amelyre érdemes pénzt költeni űrkutatás a Föld pályáján túl. Felhívjuk figyelmét, hogy tovább A Föld közeli pálya most kereskedelmi műholdak tömege – kommunikáció, TV és az internet, meteorológiai, térképészeti. És u mindegyiknek pénzben kifejezett kézzelfogható előnyei vannak. És mi van a személyzettel ellátott hold repülési program előnyei? Itt a hivatalos A USA-dollár Hold program eredményeinek listája körülbelül 170 USD milliárd (2005. évi árakon):
A hold nem az elsődleges objektum, hanem a Föld csoport bolygója a Földhez hasonló evolúció és belső szerkezet. A hold ősi és megőrzi a szárazföldi bolygók evolúciójának első milliárd éves történetét A legfiatalabb holdi sziklák hasonló korúak, mint a ősi földi. A legkorábbi folyamatok és események nyomai, amelyek esetleg befolyásolja a hold és a föld, csak most található a Holdon. A Hold és a Föld genetikailag összefüggenek, és azokból alakulnak ki az általános anyagkészlet különféle arányai. A hold élettelen és nem élő szervezeteket vagy helyi szerves anyagokat tartalmaz eredetű. A holdi kőzetek magas hőmérsékleten ereszkedtek le víz részvétele nélkül zajló folyamatok. Három típusra osztják őket: basszusok, anorthosites és breccias.
Nagyon régen a hold nagy mélységbe olvadt és a magma óceánt képeztek. A Hold-hegység a korai sziklák maradványait tartalmazza alacsony sűrűségű, amely lebegett az óceán felszínén. A magma-óceánt hatalmas aszteroidák sorozata hozta létre, amely lávaáramokkal töltött medencéket alkotott.
A hold kissé aszimmetrikus, valószínűleg a Föld befolyása miatt. A hold felszínét szikla- és pordarabok borítják. Ezt hívják holdregolit, és a Nap egyedi sugárzási története tartalmazza, ami fontos a Föld éghajlatváltozásának megértéséhez.
Ez mind nagyon érdekes (nincs vicc), de mindez az ismeret helyrehozhatatlan hibájuk van – nem terjeszthetők kenyérre, öntsön egy gáztartályba, vagy építsen belőlük házat. Ha a hatalmas a helyet felfedezték egy bizonyos “elerium”, “Tiberium” vagy más mellett shishdostanium, amely felhasználható:
Költséghatékony energiaforrás.
Valami értékes és elkészítésének szerves része kívánatos.
Élelmiszer / gyógyszer / vitamin alapvetően új minőségű.
Luxuscikk vagy örömforrás.
Ha ő is csak a Marson vagy az aszteroida övben nőtt (és nem reprodukálódtak a Földön), és csak az ember bányászhatta meg (így a ravasz emberiség nem küld olcsóbbat és szerény robotok), akkor pontosan emberes fejlesztés lenne az űr felbecsülhetetlen lendületet kapna. És hiányában benne pesszimista forgatókönyv a 2020-as években, az emberiség képes elveszíti az állandó jelenlétét még a Föld pályáján is a nemzetközi együttműködés politikailag bántalmazott edényeinek háttere az adófizetők kérdezhetik: “Miért van szükség új állomásra utána ISS? ”
A Tsiolkovsky formula átok
Itt van, Nemesis of Cosmonautics:
fénykép nyílt forrásokból
itt van:
V a rakéta végsebessége. I – a motor sajátos impulzusa (hány másodpercig képes létrehozni egy motor egy kilogrammonként üzemanyagot tolóerő 1 Newton) M1 – a rakéta kezdeti tömege. M2 – végső tömeg rakéták.
V a teljes tartályok esetében a jellemző tartalék sebesség, vagyis az a sebességhatár, amelyet meg tudunk adni ha szükséges, gyorsítson / lassítson. Azt is hívják delta-V készlet által (delta változást jelent, azaz ez készlet) sebességváltozások).
Mi a probléma itt? Készítsen egy térképet a szükséges sebességváltozásokról a napenergia rendszer számára:
fénykép nyílt forrásokból
Képzelje el most, hogy Marsra és vissza akarunk repülni. Az lesz:
9400 m / s – indulás a Földtől. 3210 m / s – indulás a Föld pályájáról. 1060 m / s – a Mars elfogása. 0 m / s – hozzáférés a Mars alacsony pályájához (fehér A háromszög a légkör körül való fékezés lehetőségét jelenti). 0 m / s – leszállás a Marsra (a légkör fékezése). 3800 m / s – indulás a Marsról. 1440 m / s – gyorsulás a Mars pályáról. 1060 m / s – a Föld elhallgatása. 0 m / s – hozzáférés a Föld alacsony pályájához (a légkör retardációja). 0 m / s – leszállás a Földre (fékezzük a légkört).
Az eredmény egy szép, 19970 m / s alak, amelyet mi kerek 20 000 m / s-ig. Legyen tökéletes rakéta, és az üzemanyag térfogata semmilyen módon nem befolyásolja tömegét (tartályok, csővezetékek) ne mérje meg semmit). Próbáljuk kiszámítani a kezdeti tömeg függőségét rakéta a végső tömegből és a fajlagos impulzus. A képlet átalakítása Tsiolkovsky, kapjuk:
M1 = eV / I * M2
Az ingyenes matematikai Scilab csomagot fogjuk használni. az utolsó a tömeget 10-1000 tonna tartományban vesszük, a fajlagos impulzus lesz 2000 m / s-tól (vegyi motorok hidrazinon) 200 000-ig változhatnak m / s (a mai elektromos meghajtás maximális impulzusának elméleti becslése). Ezt azonnal el kell mondanom a maximális tömeg és a minimális lendület elérése érdekében nagyon fontos lesz (22 millió tonna), tehát a skála A kijelző logaritmikus lesz.
[m2 I] = meshgrid (10: 50: 1000,2000: 5000: 200000); m1 = log (exp (20000 * I. ^ – 1). * m2); szörf (m2, I, m1)
fénykép nyílt forrásokból
Ez a gyönyörű grafikon valójában kémiai vizuális mondat motorokhoz. Ez nem hír – ilyen vegyipari motorokon A gyakorlat tökéletesen megmutatja, általában kicsi is lehet szondák, de még a Holdra is repülni a legénységgel már több nehéz.
Könnyítsük meg a feltételeket. Először: mondjuk, hogy már kezdjük a Föld körüli pályáról, és 20 km / s helyett 10-re lesz szükségünk. Másodszor, az általunk kivágott nem hatékony vegyipari motorok farkát minimális érték I 4400 m / s (a hidrogénmotor térének felhasználói felülete RS-25 ingajárat):
[m2 I] = meshgrid (10: 50: 1000,4400: 5000: 200000); m1 = log (exp (10000 * I. ^ – 1). * m2); szörf (m2, I, m1)
Logaritmikus skála:
fénykép nyílt forrásokból
Lineáris skála:
fénykép nyílt forrásokból
Teljesen feladjuk a vegyipari motorokat. Nukleáris motor A NERVA felhasználói felülete 9000 másodperc volt. Korrigált:
[m2 I] = meshgrid (10: 50: 1000,9000: 5000: 200000); m1 = exp (10000 * I. ^ – 1). * m2; szörf (m2, I, m1)
Lineáris skála:
fénykép nyílt forrásokból
Miért ismételtem meg ezeket a monoton grafikonokat? A helyzet az egy „optimizmus oka” feliratú sík terület látható hogy ha 50 000 m / s-nál nagyobb UI-vel rendelkező motorok jelennek meg, belül A Naprendszer többé-kevésbé toleránsan képes repülni anélkül millió tonna kezdő tömegű hajók. És az ERD, amelyek már vannak Most UI 25000-30000 m / s (például SPD 2300). azonban meg kell értened, hogy az optimizmus oka nagyon visszafogott. Először: ezeket a több ezer tonnát el kell szállítani a Föld pályájára (és ezt rendkívül nehéz). Másodszor, a meglévő elektromos meghajtású motorok kis tolóerővel rendelkeznek, és ahhoz, hogy megfelelő gyorsulással gyorsuljon, be kell állítania több megawattos reaktorok.
Építsünk egy újabb érdekes diagramot. Tudassa velünk a végső súly – 1000 tonna. A kezdeti tömeg függőségét építjük fel fajlagos impulzus és végső sebesség:
[V I] = meshgrid (10000: 2000: 100000,50000: 5000: 200000); m1 = exp (V. * (I. ^ – 1)) * 1000; szörfözés (V, I, m1)
fénykép nyílt forrásokból
Ez a grafikon azért érdekes, hogy bizonyos értelemben egy pillantást vet rá az emberiség távolabbi jövője. Ha szeretnénk egy kényelmes és gyors repülés a Naprendszeren keresztül, akkor egy másikra kell menned magasabb rendű speciális impulzusszükségletű motorok fejlesztésekor másodpercenként több százezer méter MD-vel.
Nincs itt hal
Az emberiséget megkülönbözteti a ravaszság és a találékonyság. ezért sok ötletet találtak ki a hozzáférés megkönnyítése érdekében térben. Az akadályt jellemző egyik legfontosabb paraméter, amelyet meg akarunk ugrani, az egy kilogrammonkénti kilogramm eltávolításának ára pályára. Most, különböző becslések szerint (ezt az oszlopot eltávolítottuk a Wikiből, itt például egy másik forrás) különféle hordozóeszközökhöz az ár 4000 és 13000 USD / kg tartományban van Föld pályája. Amit megpróbáltak kitalálni, hogy megkönnyítsék könnyebb és olcsóbb kijutni legalább a Föld közeli pályára?
Újrafelhasználható rendszerek. Történelmileg ez az ötlet már egyszer sikerült kudarcot jelent az Űrhajózási programban. Most Elon ezt csinálja Musk az első lépést tervezi ültetni. Szeretnék neki kívánni minden siker, de a múltbeli kudarc alapján nem gondolom ez egy kvalitatív áttörés lesz. A legjobb esetben a költség esni fog néhány százalék.
Egyetlen szakasz a pályára. Annak ellenére, hogy a projektek körén kívül esik ismételt kísérletek. Légindítás. Van egy sikeres projekt a kis hasznos teher, de nem méretezhető nehéz körülmények között terhelés.
Rakéta mentes rakéta. Sok projektet találtak ki, de mindegyiknek végzetes hibája van – csillagászati követelményeket igényelnek olyan beruházások, amelyeket teljes lezárás nélkül nem lehet legyőzni projektben. Amíg az űrlift, a szökőkút vagy a tömegvezető nincs teljesen felépített és működőképes, ebből nem profitál.
Ami megnyugtatja a szívemet
Hogyan tud felvidulni ezek a szomorú gondolatok után? -ban Két érvem van – egy elvont és alapvető, egy másik pontosabb. Először is, a haladás általában nem egy S-görbe, és sok közülük, ami ilyen optimista kép:
fénykép nyílt forrásokból
A repülés története során meg lehet különböztetni például:
fénykép nyílt forrásokból
És minden bizonnyal hasonló fejlõdésben vagyunk űrhajózás. Igen, van némi stagnálás, sőt visszavonás lehetséges, de az emberiség a legjobb fejében áll képviselõk áttörnek a tudás falán, és valahol még nem láttam, az új jövő hajtásai megállnak.
A második érv a nukleáris reaktor fejlesztése a közlekedés és az energia területén modul:
fénykép nyílt forrásokból
A legfrissebb hírek a projektről nyáron voltak – összeszerelte az első üzemanyagrudat. Működik, bár rendszeres nyilvánosság nélkül, nyilvánvalóan folyik, és remélhetjük, hogy megjelenik benne az elkövetkező években egy alapvetően új készülék – egy nukleáris vontatóhajó ERE.
utóirat
Ezek kissé tisztátalan gondolatok, nevezzük őket az első iterációnak. Visszajelzést szeretnék kapni – talán hiányzott valami, vagy rossz meghatározta a jelenség jelentőségét. Ki tudja, talán feldolgozás után a visszajelzés egy karcsúbb koncepcióvá válik, vagy fel fog jönni valami érdekes?
Avor: lozga
Víz pénz Moon Mars rakétarobotok Naprendszer evolúciója
