Milline on kosmosetranspordi tulevik. Olümpiaad lennunduse ja lennunduse ajaloos

Briti lennundusettevõte avalikustas akendeta ideelennuki. Selle asemel teevad nad ettepaneku paigaldada ekraanid, mis näitaksid üle parda toimuvaid sündmusi ja näitaksid filme. Ilma akendeta lennukid võivad radikaalselt muuta tsiviillennunduse ilmet, vähendades samal ajal oluliselt kütusekulu.

Eralennuki disaini töötasid välja ühe Prantsuse ettevõtte spetsialistid, nad esitlesid projekti juba augustis. Illuminaatorite asemel soovitasid nad kasutada vaba aja veetmiseks filme ja tööks esitlusi. Tehnilise osakonna sõnul aitab akende puudumine vähendada aluse kaalu, mistõttu väheneb kütusekulu, hoolduskulud ning vabanev ruum avardab võimalusi siseviimistluseks. Projekti välja pakkunud ettevõtte Technicon Designi peadisainer Gareth Davies ütles, et mõned elemendid, näiteks paindlikud ekraanid, saaks juba teoks teha.

Ameerika ettevõte Spike Aerospace plaanib sarnase lennuki kasutusele võtta juba 2018. aastal. See on luksuslik Spike S-512 Supersonic Jet, mis suudab lennata New Yorgist Londonisse 4 tunniga 12–18 reisijaga. Bostoni ettevõte näeb ka ilma akendeta tulevikulennukit. Tänu sellele ei pea reisijad end päikese eest varjama, ei ruloosid tõstes ega langetades. Kaob ka monotoonsus lennul. Disainerid usuvad, et üldiselt näevad reisijad lennu ajal vähe – paari tähte, kuud, lõputut ookeani, pilvi. Samuti väheneb lennuki kaal, mis võimaldab säästa kütust. Lennuki seinad muutuvad tohututeks õhukesteks ekraanideks, mis näitavad laeva ümbritsevaid panoraame. Teise võimalusena saate vaadata filmi, slaide, dokumente.

Tõsi, arendajad tunnistavad võimalikke probleeme. Esiteks võib paljude jaoks ärevustunne kinnises ruumis suureneda, kui te ei näe väljas toimuvat. Teiseks ei pea nägema mitte ainult reisijad, vaid ka päästjad peavad vajadusel nägema, mis sees toimub, muidu tegutsetakse pimesi. Ja kolmandaks võib probleeme esineda inimestega, kes põevad liikumishaigust. Tavaliselt vaatavad sellised reisijad lihtsalt perioodiliselt aknast välja, leiavad enda jaoks orientiiri. Siin jäävad nad sellisest võimalusest ilma, ekraanid ei saa neid aidata.

Protsessiinnovatsiooni keskus pakub oma lennukeid ka hiiglaslike OLED-ekraanidega, mida edastatakse väljapoole paigaldatud kaameratelt. Võimalik on Interneti-ühendus. Lennuki kaalu vähendamine on kõige olulisem probleem, mida insenerid püüavad lahendada. Nii otsustasid nad asuda kaubalennukite analoogia põhjal ehitamise idee poole. Vahepeal on projekt lõpule viimisel.

Milline on kosmosetranspordi tulevik?

Eesmärgid
Töö eesmärgiks on välja selgitada võimalikud ja perspektiivsed kasutusvaldkonnad, võimalikud kosmoselaevade ja nende elementide konstruktsioonid kosmoseuuringute probleemide lahendamiseks.
Töö ülesanneteks on uurida arendussuundi, lennuetappide iseärasusi ja nende arvestamist kosmoselaevade ja kosmoselaeva jõusüsteemide projekteerimisel, konstruktsioone.
Sissejuhatus
Inimkonnal kulus enam-vähem enesekindlaks liikumiseks oma planeedil tuhandeid aastaid. Tehnoloogiad arenesid, inimene sai liikuda oma sünnikohtadest aina kaugemale. 18. sajandi alguses viis manufaktuurse tootmise areng, teaduse saavutused aeronautika sünnini. 20. sajandi alguses võimaldas kerge ja võimsa sisepõlemismootori loomine lennuki õhkutõusmist ning vedelrakettmootori (LRE) loomine võimaldas põgeneda avakosmosesse. Tuule püüdmisest kosmoselendudele jõudmiseks kulus vaid 150 aastat (1802 – aurulaevu pole, 1957 – kosmoserakette on juba).
Edusammud olid nii ilmsed ja vapustavad, et juba 1960. aastate alguses tehti prognoose, et 35-40 aasta pärast veedame nädalavahetused orbiidil, lendame puhkusele Kuule ja meie kosmoselaevad hakkavad tähtedevahelises ruumis surfama ... Väga suured ootused olid seotud 21. sajandiga (1), milleni oli veel 35 aastat:

Riis. üks
Mõnusalt optimistlikud on turistidele mõeldud kosmoselaevade regulaarsete lendude väljavaated Maa-lähedases kosmoses ja Päikesesüsteemi lähimatele planeetidele:

Sihtkoht	Pileti hind edasi-tagasi", Nukk.	Kogus reisijaid lennul	Lennuaeg
Maa orbiit	1250	200	24 tundi
kuu	10000	35	6 päeva
Veenus	32000	20	18 kuud
Marss	35000	20	24 kuud
Marsi ekspress	70000	20	11 kuud

Reisijatele tuleb tagada mugavus, nagu lennufirmadel, raudteetranspordil ja ookeanilaevadel. Iga reisija kohta lennu ajal Maa-lähedasele orbiidile langeb 2,85 m3 laeva mahust, Kuule - 11,4 m3, lähimatele planeetidele - 28,5 m3. Selgituseks, pikaajaliste kosmoselendude kogemus ja kosmonautide töö orbiidijaamades on näidanud, et survekambrite maht iga inimese kohta peaks olema vähemalt 60 m3.

Kosmosetehnoloogia areng
20. sajandi teine ​​pool oli pühendatud peamiselt Maa-lähedase kosmose uurimisele ballistiliste vahenditega, nimelt mitmeastmeliste rakettidega.
Kohe tuvastati kaks kosmosetehnoloogia arendamise viisi - ballistiline ja aerodünaamiline. Ballistilised õhusõidukid (LA) kasutavad lennuks ainult reaktiivmootori tõukejõudu. Aerodünaamilised õhusõidukid kasutavad lennuks lisaks mootori reaktiivtõukejõule (LPRE ehk air-jet engine (WFD)) ka lennuki tiiva või kere tekitatavat tõstejõudu. Oli ka kombineerimisskeem. Aerodünaamilised lennukid on paljutõotavamad isejuhitava pehme maandumise jaoks,

Mis on "kosmoselennuk"
Kosmosetransport on äärmiselt lai mõiste, mis hõlmab kosmoselennukeid, stardi- ja maandumissüsteeme, kaugjuhtimissüsteeme jne. Käesolevas artiklis käsitleme kosmoselennukit ennast, selle osi ja stardiseadmeid.
Seda tüüpi seadmel pole ranget nimetust. Seda nimetatakse kosmoselennukiks, kosmoselaevaks, astrolennuks, kosmoselennukiks (VKS) jne. „VKS on teatud tüüpi kandepinnaga (eelkõige tiibadega) mehitatud reaktiivlennuk, mis on mõeldud lendudeks atmosfääris ja kosmoses ning ühendab endas lennuki ja kosmoselennuki omadused. Mitmekordseks kasutamiseks mõeldud see peab suutma tõusta lennuväljadelt õhku, kiirendada orbiidikiirusele, lennata avakosmoses ja naasta lennuväljal maandumisega Maale.
VKS on ette nähtud lennuks atmosfääris ja sellest kaugemal - kosmoses, samuti on see mõeldud manööverdamiseks atmosfääris aerodünaamiliste jõudude abil.
Kosmoseaparaat on kas terviklik korduvkasutatav kosmosesüsteem (CS) või taaskasutatava CS-i osa koos tagastatavate elementidega ning "tagastatavus" on kosmoseaparaadi "taaskasutatavuse" peamine tingimus. Iga korduvkasutatav kosmoseaparaat peab lennuülesannete täitmisel vastama kõrge töökindluse, ohutuse, meeskonna minimaalse riski ja kasuliku koormuse nõuetele, samuti peab sellel olema tavaliste reaktiivlennukite eelised töös ja hoolduses ning see peab teostama starti ja maandumist iga ilmaga.
Teine säte on seotud "taaskasutatavuse" astme määratlusega - tagastada kogu korduvkasutatav süsteem (astmete kaupa) või ainult osa sellest. Ühekordselt kasutatavad süsteemid nõuavad alade eraldamist rakettide esimeste etappide kukkumiseks, samuti katteid. Teised etapid põlevad parimal juhul atmosfääris ja halvimal juhul kukuvad maapinnale või ookeani või jäävad pikaks ajaks orbiidile, muutudes kosmosejäätmeteks. ”(sõna otseses mõttes!) vajadus luua korduvkasutatav CS.
Korduvkasutatavus - ka energiakaod, mis tulenevad COP-i konstruktsioonielementidest, tagades korduvkasutatavuse (tiivad, telik, langevarjusüsteemid, jõusüsteemi lisakütus jne). Vaja on uusi ehitusmaterjale, uusi tehnoloogiaid, praegusest tõhusamaid mootoreid.

Lennuetapid
Olenemata kosmoseaparaadi lennu üldisest stsenaariumist, sisaldab see tingimata:
- õhkutõus ja atmosfäärist väljumine,
- atmosfääri sisenemine ja maandumine,
- lend kosmoses.

Lava "Õhkutõus ja atmosfäärist väljumine"
Peaaegu kõigil projektidel on üks eesmärk – vähendada kanderaketis (LV) või kosmoselaevas kütuse massiosa (LV-s moodustab üle 90% massist kütus).

1 võimendi
Tuntuimad ja arenenumad stardisüsteemid on spetsiaalsete platvormidega vertikaalsed stardisüsteemid, millele asetatakse mastid, mis hoiavad lennukit vertikaalasendis (kosmodroom). Selliseid süsteeme kasutati peamiselt kosmosesõidukite (VSC), kanderakettide (LKS, Dyna-Soar) ja vertikaalse stardiga VSC (Energiya-Buran, Space Shuttle) käivitamiseks. Samuti töötati välja kanderaketi versioon, milles esimese astme külgplokid eraldununa vabastasid tiiva ja maandusid lennuväljale ning teise astme keskplokk orbiidile sisenedes ja kanderaketi maha laadides sisenes atmosfääri ja maandus deltatiiva ("Energy-2") abil.
Või - ​​lennuk saadetakse orbiidile eraldi kanderaketi abil ning lennuki enda mootoreid ei kasutata enne stabiilsele orbiidile jõudmist. Sellise stardisüsteemi näideteks on rakettlennukid Dyna-Soar (USA), Bor (NSVL), ASSET ja PRIME (USA), korduvkasutatavad transpordikosmoselaevad Energia-Buran (NSVL) ja Space Shuttle (USA) ,,.
PH-d arendatakse ja toodetakse paljudes maailma riikides. Peamised tootjad on Venemaa (40%), USA (26%), EL riigid (21%), Hiina (20%), Ukraina (6%), Jaapan (4%), India (4%), Iisrael (1%). % ). Konkurentsivõime peamisteks kriteeriumiteks on välja lastud kanderaketi kaal, disain, keskkonnasõbralikkus jne ning kanderaketi üks põhiomadusi on nende töökindlus. Venemaa Protoni süsteemil on selle parameetri kõrgeim näitaja - 97% edukatest käivitamistest, mis ületab keskmisi tulemusi 10-20%.

2 kandelennuk
"Õhustardiga" on üks paljutõotavamaid viise lennuki käivitamiseks, lennukikandja (SN) abil starti arendavad aktiivselt erinevad arendajad.
Lennuk lastakse SN-i abil kõrgusele, eraldatakse sellest ja tuuakse oma mootoreid kasutades orbiidile. Võimalik paigaldada täiendav raketivõimendi.
Sellel eemaldamismeetodil on mitmeid eeliseid. Oodatav efekt SN-i kasutamisel on 30-40% suurem kui Maa pealt startides.
Üks stardieelseid toiminguid on kosmoselaeva ja kanderaketti tankimine raketikütuse komponentidega. Aga tankida saab ka lennu ajal [ALAST 2000257]. Tankimislend koosneb mitmest etapist (2).
Joonis 2
SN-i funktsioone saab täita ekranoplaaniga, millel on kõigi õhust raskemate lennukite suurim kandevõime oma kaaluühiku kohta. Ekranoplaan võib liikuda üle maa [IZ 2404090] või üle veepinna [IZ 2397922].
USA arendajad pakkusid välja kolmeastmelise süsteemi [IZ 2191145], mis päästis kõik kolm etappi (3). CH tiiva all (I etapp) näiteks S-5 või An-124 lennukid. teine ​​õhusõiduk on riputatud kaubaruumiga, mis asub selle "tagaküljel", kuhu on paigutatud III etapp koos kaitsekattega, milles asub kanderakett. Täiskütusega lennukid tõusevad õhku ekvaatori lähedal asuvalt lennuväljalt. CH tõuseb kõrgusele ja arendab piisavalt kiirust, et käivitada II etapi ramjet. II etapp eraldub ja siseneb suborbitaalsele trajektoorile. Atmosfääri tihedatest kihtidest lahkudes eraldub III etapp, mis apogees toob PN orbiidile. II etapp naaseb ise, III etapp “korjatakse üles” ja tagastatakse koos CH-ga.
Joonis 3
Korduvkasutatav raketi-kosmosesüsteem [IZ 2232700] väga suure hulga (kuni 10) samade täielikult tagastatavate astmetega (4). Kõik etapid asetsevad üksteise kohal väikese nihkega ega erine üksteisest, ainult esimesel etapil on langetavad tiivad, mis on varustatud päästelangevarjudega. COP-i õhkutõus toimub horisontaalselt korduvkasutatavast kärust, kasutades langetavaid tiibu. PN asub viimase etapi kaubaruumis või spetsiaalses viimase etapi küljes olevas kaubakapslis. Orbiidile läheb ainult viimane aste ja stardis töötavad kõigi etappide mootorid, samal ajal kui neid toidetakse esimese astme paagist. Pärast esimese etapi paagi kütuse tühjenemist eraldatakse see aste ja kütus tarbitakse teise etapi paagist. Langetatud tiivad eraldatakse pärast COP-i üleminekut vertikaalsele lennule ja maandumisele, igaüks neist eraldi langevarjul.
Joonis 4
Lennuki (5) startimine spetsiaalselt helikopterit meenutavalt sõrestikult koos sõrestikuga, mille all lennuk riputatakse, võimaldab tõsta lennukit kuni troposfääri piirini [ALAST 2268209]. Disain kasutab erineva ajamiga ja erineva arvu labadega propellereid. Mitme labaga sõukruvid käitavad käigukastiga kõrgepinge elektrimootorid, väikese labaga sõukruvid aga reaktiivajamiga.
Joonis 5

3 konteinerit
Veel 1954. aastal soovitas V. N. Chelomei lennumasinat õhku lasta torukujulisest konteinerist, mis oli seest varustatud juhikutega lennuki käivitamiseks. Konteinerit võis paigutada allveelaevale (hermeetilisele), pinnalaevale, maismaal liikuvale või fikseeritud seadmele [AC 1841043], [AC 1841044] ning seda kasutada õhusõiduki käivitamiseks, mille tiivad lenduvad või ei avanenud. Torukujulist konteinerit on võimalik kasutada lennukite, näiteks lennukite, käivitamiseks. Lennuki tiib ja sulestik saab konteinerist väljumisel automaatselt kasutusele võtta. Üldiselt võimaldab süsteem paigutada antud ruumi konteineritesse maksimaalse arvu lennukeid, teostada lennuki kiireimat starti ilma eelneva konteinerist väljatõmbamiseta, ilma tiibade eelneva avamiseta ja täiendavaid spetsiaalseid stardiseadmeid kasutamata. .
Transpordi- ja stardikonteinerist lastakse vette kanderaketid Rokot ja Dnepr.

4 "Kahuri" start
Kanderakett RS-20 Dnepr juba kasutatakse transpordi- ja stardikonteinerist kombineeritud kahur-raketi ("mördi") starti. Stardišahtis asub transpordi- ja stardikonteiner, konteineris asuvad rakett ise ja gaasigeneraator, mis lülitatakse sisse enne starti ja hõlbustab raketi starti.
90ndate lõpus - 2000ndate alguses kosmoselaeva ühe paljutõotava väljalaskmise viisina nn. kahuri start – PN-ide (ka mehitatud kosmoselaevade) saatmine Maa-lähedasele orbiidile elektromagnetilise või gaasidünaamilise kahuriga. Elektromagnetpüstoli tööpõhimõte: metalllennukil - mingi südamik, mis asub solenoidmähises, mähises alalisvoolu juuresolekul toimib Lorentzi jõud, visates lennuki elektromagnetpüstoli torust välja. , mis annab lennukile suure kiiruse. Pärast lasku lülitatakse sisse lennuki enda mootorid. Kahuritorust õhkutõusmisel (torukujuline kahur) on lennukil kiirus umbes 10 km/s, kuid Maapinna lähedal asuva atmosfääri suure tiheduse tõttu pärast õhkutõusmist kahur, seadme kiirus väheneb.
Kiirusekadude ja õhutakistuse vähendamiseks tihedates atmosfäärikihtides lennates luuakse laserkiire abil samaaegselt termiline kanal [ALAST 2343091], [ALAST 2422336] - õhus tekib elektriline rike (plasmakanal), siis tänu laserkiirguse neeldumisele moodustavad atmosfäärigaasid alandatud rõhuga termilise kanali, mille kaudu laev liigub.

5. Ülelendu start
Lennuk stardib spetsiaalsel estakaadil reaktiivmootoritega kärul. Käru pidurdab ülekäiguraja lõpus ning lennuk eraldub kärust ja laseb välja oma rakettmootori.
Estakaadilt stardikärult [ALAST 2102292] stardi rakendamise tunnuseks on jääpind, mida mööda lennuk kärul liigub (6).
Joonis 6
Arendajad pakuvad välja torukujulise viaduktiga süsteeme, milles liigub käru koos lennukiga [ALT 2381154].
Rakendada saab ka süsteeme, mis ühendavad elektromagnetpüstoli ja ülelennuki. Lennuk kiirendab toru sees mähisega ja lastakse ülespoole [ALT 2239586].

6 aerostaat
Huvitavad on arendused, mille puhul lennukiks on õhupall, mis on täidetud vesinikuga, mida mootorid tarbivad [IZ 2111147], [AS 1740251]. See disain [ALT 2111147] aitab lahendada tankitud sõiduki õhkutõusmise probleemi. Kosmosetranspordisüsteemi käivitamine toimub Maa pinnalt. Taaskasutusauto tõstetakse silindrites (7) oleva vesiniku tekitatava aerostaatilise tõstejõu tõttu. Mootorite töö tulemusena kiirendatakse tagasisõidulennuk kiiruseni M = 2,5 - 3,0. Silindritest saadavat vesinikku saab kasutada mootorite kütusena kiirendusetapis.
Joonis 7

7 Mereheitmine
Otse ekvaatorilt Maa pöörlemise efekti maksimaalselt ära kasutades erinevatel eesmärkidel kosmoseaparaadid Maa-lähedastel orbiitidel, sealhulgas kõrgel ringikujulisel, elliptilisel, ilma orbiidi kalde, geostatsionaarse orbiidi ja väljumistrajektooride piiranguteta orbiidile, Sea Launch rakett. ja kosmosekompleks,.
Loomulikult on kaalutud vaid väikest osa lennuki õhkutõusmise ja õhust väljumise võimalikest variantidest.

Horisontaalse ja vertikaalse käivitamise võrdlus
Arutletakse selle üle, milline käivitamise tüüp on parem - horisontaalne või vertikaalne?
Vertikaalse käivitamise korral on vaja kasutada mootoreid, mille tõukejõud on suurem kui raketi kaal. Sellistel mootoritel on suurem mass kui horisontaalseks käivitamiseks mõeldud mootoritel. Vertikaalse käivitamise korral on veepoliitika raamdirektiivi peaaegu võimatu kasutada. Kuid vertikaalse stardi jaoks pole vaja lennuradasid, vaid suhteliselt kompaktset stardiplatvormi. Puudused - gravitatsioonikaod ja stardikompleksi hävimise oht prahi poolt, kui mõni sekund pärast starti juhtub kanderaketiga.
Horisontaalse stardi korral saab kasutada vähem võimsaid mootoreid ja lennu esimeses etapis kasutada rakettmootorite asemel veepoliitika raamdirektiivi. Tõsi, horisontaalne käivitamine toob kaasa energiakadu horisontaalset käivitamist tagavate vahendite - tiibade ja teliku - tõttu, kuid neid kadusid saab minimeerida. Horisontaalse käivitamisega on päästesüsteemi esimese etapi korraldamine lihtsam. Puuduseks on suurte alade eraldamine radadele. Selle probleemi aitab lahendada standardsete lennuväljade kasutamine lennuradade õhkutõusmiseks ja maandumiseks. Oodata on 15-35 km kõrgusel asuva atmosfääri osoonikihi hävimisohu suurenemist reaktiivmootorite töötamise tõttu. Vertikaalse stardi korral lendab rakett läbi selle kihi 30-40 sekundiga. Keskkonnaohu probleemi saab lahendada näiteks spetsiaalse lennutrajektoori valimisega: kiirendus suurtele kiirustele 12-14 km kõrgusel, "mäe" sooritamine nurga ajutise suurendamisega horisondi suhtes kuni ~. 50 kraadi kiire lennuga läbi osoonikihi (osoonikihis lendamine on saatuslikuks 10 minuti jooksul), seejärel aga nurga vähenemine horisondi suhtes 10-20 kraadini üle 36 km kõrgusel. Selline stsenaarium võib aga kaasa tuua aerodünaamiliste kadude suurenemise.
Starditüübi valiku määrab konstruktor. Mõned konstruktorid - vertikaalseks alguseks, mõned - horisontaalseks. V.M. Myasishchev eelistas selgelt horisontaalset käivitamist. Nii sündis tuumamootoriga kosmoseaparaadi M-19 projekt, mille start pidi Myasištševi sõnul toimuma 1990. aastal (kaks aastat pärast Burani ainsat starti).

Etapp "Atmosfääri sisenemine ja maandumine"
Maa-lähedaselt orbiidilt naasmise põhiprobleemiks on õhusõiduki kuumenemine õhu vastu hõõrdumisest atmosfääri tihedates kihtides. Kerematerjalid ja kaitsekatted on terve arendusvaldkond. Samal ajal saab ja tuleks lahendada järgmised ülesanded: kaitse kuumenemise eest atmosfääriga kokkupuutel õhkutõusmisel ja maandumisel suure kiiruse ja atmosfääri kuumenemise tingimustes; kokkupuude päikesekiirgusega kosmoses, kõrge temperatuurigradient päikeselisel ja varjulisel küljel, elektrijaamade pikaajalised ja lühiajalised soojusmõjud, samuti kaitse relvade, sealhulgas laseri eest.
Kosmoselaeva kaitsmiseks termilise hävimise eest on kolm peamist jahutusmeetodit, millest igaühel on oma eelised ja puudused:
- "kuum" disain - jahutamine toimub kiirgusega;
- ablatsioon - jahutamine toimub katte aurustamisega, katet vahetatakse pärast iga lendu;
- soojusisolatsioon põhjas keraamiliste plaatidega.
Tiivulistel kosmoselaevadel on atmosfääris laskumisel eelis: ülekoormus ja soojuskoormus vähenevad, manööverdusvõime ja maandumistäpsus suureneb, õhuke profiiltiib on aga kõrgete temperatuuride suhtes tundlik.
Kosmoplani tüüpi mehitatud tagasipöördumisaparaadi projekteerimistööd algasid 1960. aastal OKB-52 (nüüd NPO Mashinostroeniya) juures. Selle tulemusena ilmusid mehitatud rakettlennuk R-2 ja kanderakett UR-500, millest hiljem sai Proton. R-2-l, nagu kõigil V.N. Chelomey välja töötatud tiibadega kosmoselaevadel, olid erinevalt enamikust teiste projekteerimisbüroode sarnastest projektidest kokkupandavad tiivad. 1960. aastatel jäid termokaitsetehnoloogiad termiliselt koormatud elementidele esitatavatest nõuetest kõvasti maha. Seetõttu olid NSV Liidu ja USA esimestel mehitatud sõidukitel sfääri kuju ja pöördkoonus ilma massikeskme nihketa.
Kosmoselennukite tiibade kuumenemise vähendamiseks töötatakse välja tiiva enda erinevaid konstruktsioone.
Kombineeritud termokaitse [IZ 1840531] - välisküljel (8) on toiteploki külge kinnitatud välise kiirguskattega kvartsplaatidest vooder ning väliskesta ja väliskihi moodustatud sektsioonide piirkonnas. võimsuskomplekt, paigaldatud on 2-3 mm paksune kapillaarpoorne materjal, mis on niisutatud vedela külmaainega, et tagada aurustunud külmaaine eemaldamine.
Joonis 8
Veel 1976. aastal soovitas NPO Energia kaitseks kasutada magnetvälja. Esimesel kosmilisel kiirusel pidurdamisel kosmoselaevaga kokkupuutuva õhu temperatuur ulatub ~8000°C ja õhk ioniseerub. Ilma välise magnetvälja olemasoluta hajuvad ioonid kere piirkonda, kus on külmem, ning toimub rekombinatsioonireaktsioon, mille tõttu eraldub soojust. Kosmoselaeva (9) sisemusse on võimalik paigaldada võimsaid püsimagneteid, mis tekitavad magnetvälja [AC 1840521], mis raskendab ioonide ja elektronide difundeerumist kere pinnale, mistõttu toimuvad rekombinatsioonireaktsioonid seadmest kaugemal. kere soojenemine nende reaktsioonide kuumusest väheneb.
Joonis 9
Jahutust on võimalik teostada sulatamise teel, kui tahke konstruktsioonielement muutub vedelaks ja see vedelik juhitakse üle parda või parda maanteele [ALAST 2033947]. Selle konstruktsiooni eeliseks on see, et tahke külmutusagens võib enne sulamist olla konstruktsioonielement.

sissepääsukoridor
Et vähendada õhusõiduki kuumenemise ja hävimise tõenäosust atmosfääri sisenemisel, on vaja teada ja kasutada "looduslikke" võimalusi. Muude planeetide kui Merkuuri ja atmosfääriga satelliitide (Titan, Enceladus, võimalik, et Ganymedes) puhul tuleb meeles pidada nn. sissepääsukoridor - perigee kõrguste erinevus kavandatust madalamate ja kõrgemate kõrguste lubatud piirväärtuste vahel. Kõrgus kavandatust madalamal toob kaasa kosmoselaeva rikke või põlemise ning sellest kõrgemal kosmoselaeva atmosfäärist lahkumise. Koridori laius sõltub konkreetse seadme soojuskoormuse ja ülekoormuste lubatud piirangutest; paraboolsel kiirusel - ligikaudu võrdne: Veenus - 113 km, Maa - 105 km, Marss - 1159 km, Jupiter - 113 km,. Kuid isegi koridoris on hajutatud energia tohutu. Äärmuslik näide on Galileo kosmoseaparaadi sisenemine Jupiteri atmosfääri kiirusega 47,5 km/s, 4 minutit enne pidurdava langevarju avamist hajus 3,8∙105 megadžauli. Pinna temperatuur oli 15 000 K ja 90 kg ablatsioonimaterjali aurustati (340 kg kaaluva seadmega).
Huvitavaks eeliseks on ablatiivselt jahutatud põhjaga ja salongi vaakumtermokaitsega aparaadi-ketta skeem. 45-kraadise nurga all atmosfääri sisenedes on sellise seadme kabiin peaaegu absoluutse vaakumi tsoonis, mis kaitseb seda sisenemise ajal usaldusväärselt kuumenemise eest.
Lava "Lend kosmoses"
Käesolevas artiklis me seda jaotist üksikasjalikult ei käsitle, loetleme ainult mõned tegurid, mida tuleks kosmoselaevade väljatöötamisel ja projekteerimisel arvesse võtta , : ioniseeriv kiirgus, muutunud magnetväli, päikesekiirgus (UV), vaakum (viib kosmoselaeva naha aeglase aurustumiseni), meteoriidioht, temperatuurigradient, kosmiline kiirgus, kosmosepraht, kütusekomponendid.
Lisaks mõjutavad inimest oluliselt kosmoselaeva pardal viibimise tingimused: kiirendus, tehisatmosfäär, isoleeritus, hüpokineesia, kaaluta olek.

Kosmoselaeva paigutus ja disain
Kosmoselaevade projektid viiakse läbi peamiselt kahe skeemi järgi:
. Kandekorpus
. Lennuk.
Tugikorpuse paigutus - puuduvad horisontaalsed aerodünaamilised pinnad, välja arvatud juhtseadised - klapid, klapid, liftid jne. Eeldati, et kandekerega (ANK) sõidukid saadetakse kosmosesse kanderaketiga. Neil on suurem külgmine manööver kui ballistilistel sõidukitel, kuid ka väga piiratud ning neil pole ka teravaid servi (välja arvatud kiilud), mis viiakse voolu sisse. Testimise käigus (peamiselt USA-s PILOT programmi raames sõidukitel M2-F1, M2-F2 jne, ASSET programmi USA ja ASE ning PRIME programmi sõidukitel) aga selgus, et ANK-l on madal tõstejõu ja tõmbe suhe (<1 на гиперзвуке), неудовлетворительную устойчивость по крену и высокую скорость снижения, а величина бокового маневра увеличивалась не очень значительно.
Lennuki paigutus. Enamasti tehakse kosmoseaparaat “sabata” skeemi järgi väikese pikenemisega deltakujulise tiivaga. Seda skeemi iseloomustab märkimisväärne külgmanööver, mis on suurem kui ballistiliste sõidukite ja kandekerega sõidukite puhul. Komplitseeritumad on aga tiibadega skeemi aero- ja termodünaamilised arvutused ning vajalik on ka tiiva teravate servade täiendav termiline kaitse. Kuid need puudused kompenseerivad enam kui eelised: võime orbiidilt midagi kohale toimetada ja orbitaalploki täielik tagastamine.
Igal korduvkasutataval kosmoselaeval on erinevalt ühekordselt kasutatavatest kanderakettidest vahendid ümber orbiidile või starditrajektoorile. Üheks selliseks taassisenemise vahendiks on aerodünaamilised pinnad – kere või tiib.

1 Diskolet
Võib pidada iseseisvaks klassiks, mille paigutus sisaldab nii "kandekorpust" kui ka "lennukit".
Korduvkasutatav kosmoseaparaat [AS 580696] on ette nähtud PN-i saatmiseks Maa-lähedasele etalonorbiidile, samuti kosmoseobjektide tagastamiseks orbiidilt Maale transpordikosmoselaeva (10) abil. Lavade kere (kere) ja tiib ning TKK esindavad ühtset keretiiba, mille profiiliks on poolketas astmete jaoks ja ketas TKK jaoks; nii sammud kui ka TKK ringi või ellipsi mõttes. Mõlemad lavad ja TKK on mehitatud ja ühendatud käiguteedega, kus on võimalus liikuda ühest kabiinist teise.
Riis. 10
Korduvkasutatav õhusõiduki stardisüsteem õhusõidukiga tilgakujulise põikprofiiliga ketta kujul [AC 1740251] koosneb õhusõidukist, mille stardijuhikuga on ühendatud vaakumelektrijaam (VPU) ja aerostaatilistest kestadest, mis on ühendatud stardijuhikuga. stardijuhend - teine ​​versioon "õhupalli käivitamisest" ( üksteist).
Tuuleturbiin evakueerib aerostaatilised kestad, et tõsta lennuk vajalikule kõrgusele ja seada stardijuhik vajaliku nurga alla. Lennuk maandub lennuväljale või veepinnale, säilitades samal ajal stabiilse asendi. Aerostaatilised kestad tagastatakse Maale ja taaskasutatakse.
Joonis 11
Insenerid ei hülga 21. sajandil ideed ketta kujul olevast lennukist. Diskoplan [PM 57238], mille ümbermõõdul on palju termotuumarakettmootoreid, suudab saavutada kiirusi 0–15 km/s ja vedada lasti Kuu pinnale, et teha tööd geostatsionaarsel orbiidil.
Ekip ekranoletist sai kettakujulise kerega plaadikujulise lennuki [IZ 2396185] inspireerija.

2 Laagri korpus
Mitmete kosmoseprobleemide lahendamiseks saab kasutada kosmoselennukit [IZ 2137681], mille kere on monotiiva (12) kujul, millesse on paigutatud kolm omavahel ühendatud kere, paigaldatud on kütusepaagid ja mitmed reaktiivmootorite rühmad - alalhoidja, õhkutõus ja maandumine, pidur ja gaasiturbiin. Toiteallikad sisaldavad ka päikesepaneele.
Joon.12

3. Lennuki paigutus
Kavandatud skeemid on väga mitmekesised.
Tiivulise õõnsustega "süstikuna" valmistati kanderaketi jaoks korduvkasutatav kosmoselaev [IZ 2111902]. See võimaldab parandada "süstiku" juhitavust stardialal tänu süstiku kanderaketi küljele paigutamisest tingitud tõukejõu ebaühtluse kõrvaldamisele. Kosmoselaevad tõusevad õhku vertikaalselt ja pärast kanderaketi tööaega eraldatakse need "süstikust". Sarnane idee sisseehitatud kanderaketi äraviskamiseks on (või viiakse) ellu ka Lynxi rakettlennukis.
Huvitav ja ootamatu ettepanek on erineva baasiga sõidukite kasutamine PN orbiidile toimetamiseks [ALAST 2120397]. Iseseisvalt töötavad õhusõidukid – orbitaalsel kosmosejaamal põhinev VKS ja maapealne transpordilennuk (TC) tõusevad kumbki õhku oma baasist. Dokkimine ja veoste vahetamine toimub Maa atmosfääris ühise lennu, lahtidokkimise ja iga lennuki baaspunkti naasmise ajal.
N. E. Staroverovi välja töötatud kaheastmeline kosmoselaev [IZ 2503592] koosneb tiibadega esimesest ja teisest astmest ning nende vahel paiknevast tiibadeta tahke raketivõimendist (ühekordselt kasutatav). Esimene aste ja raketivõimendi on mehitamata, teine ​​aste mehitatud. Alguses töötavad kaheahelalised turboreaktiivmootorid. Kiirendus ja tõstmine toimub mootorirežiimide järjestikuse lisamisega horisontaaltasapinna suhtes erinevate nurkade all.
Muidugi pakuvad erilist huvi üheastmelised süsteemid, mis on võimelised Maa pinnalt startima.
Üheetapilise kosmoseaparaadi arendamisega tegeleb India ettevõte Advisor, Defense Research and Development Organization – üheastmeline kosmoselennuk [PO 51288]. See on varustatud kahe VRD ja kahe LRE-ga ning õhuvõtuava on ristkülikukujuline.
USA-s töötab SUNSTAR IM välja "garaažipõhist" isiklikku üheastmelist kosmoselaeva. Eeldatakse, et kosmoselaev siseneb orbitaaltrajektoorile ja tõenäoliselt dokib orbitaaljaamaga. Disaini tunnuseks on võimalus kere külge kinnitatud tiivad (13) kokku voltida, et neid hoiustamiseks ning stardipaika ja tagasi toimetada.
Joonis 13
Üks suundi on turistide kosmoselaevad.
Venemaa lennunduskonsortsium arendab [PO 78697] suborbitaalset turismilennukit.
MAI on üks teadus- ja spordiotstarbeliste lennundussüsteemide projekti arendajatest. Süsteemi kuuluvad suborbitaalne rakettpurilennuk MiG-31S kandelennukiga, maapealne tugisüsteem ning spordi- ja tehnikakompleks potentsiaalsete meeskondade koolitamiseks.
Kosmoseturism on praegu ainus suund, milles kosmoseaparaate rakendatakse. 2016. aastal on plaanis suborbitaallennuki Lynx esimene lend ning juba mitu aastat on proovitöös olnud turistide suborbitaalkapsel SpaceShipTwo ja kandelennuk WhiteKnightTwo (kaheastmeline süsteem). Kosmoseturism on aga kallis. Üks lennunduse ja kosmoseturismi entusiaste R. Branson kurtis, et kosmosereisid on kas astronoomiliselt kallid: Nõukogude Liidus (seal on nii kirjas!) küsiti temalt ISS-i lennu eest 30 miljonit dollarit või see. oli ebamugav ja ebaturvaline.
SpaceShipTwo jõuallikaks on tahke kütuse ja vedela oksüdeerijaga hübriidrakettmootor. SpaceShipTwo on mõeldud 8 inimesele – 2 meeskonnaliiget ja 8 reisijat. Ettevõtte eesmärk – lennud peaksid olema turvalised ja soodsad. Kandelennuk WhiteKnightTwo on kahe kerega lennuk, kapsel SpaceShipTwo on kinnitatud kere vahele.
Prantsusmaa ASTRIUM SAS (Airbus) arendab kosmoselennukit, mille kiirus on suurem kui 0,9 Machi ja mis on võimeline lendama trans- ja/või ülehelikiirusel. Lennuk on varustatud kahe atmosfäärilise turboreaktiivmootoriga ja rakettmootoriga. Kui nende atmosfäär lahkub, suletakse õhuvõtuavad spetsiaalsete liigutatavate kuplikujuliste ventiilidega, mis kordavad lennuki kere kuju.
XCOR Aerospace Incompany (USA) toodetud suborbitaalset üheastmelist CS Lynxi saab kasutada turistide kosmosesse toimetamiseks, teadusuuringute läbiviimiseks ja kuni 650 kg kaaluva kasuliku koorma madalale orbiidile saatmiseks välise ülemise astme abil. Ilma ülemise lavaga välissektsioonita saab Lynxi kasutada mitme turisti või turisti kosmosesse toimetamiseks ja kosmoseuuringuteks vajalike teadusinstrumentide komplekti.
Lynx kasutab sädesüütega korduvkasutatavaid rakettmootoreid, mis töötavad vedela hapniku – vedelate süsivesinike (petrooleum, metaan, etaan, isopropanool) komponentidega.
Briti ettevõte Bristol Spaceplanes arendab kosmoselaeva turistide transportimiseks. Ascender on suborbitaalne rakettlennuk, mis suudab toimetada kuni 100 km kõrgusele ühe piloodi ja ühe reisija või ühe piloodi ja teadusliku varustuse komplekti.
Ascenderi eesmärk on käivitada kaheetapilise Spacebus-süsteemi arendamine, mis on orbitaallennuk, mis suudab vedada kuni 50 reisijat ja lennata Euroopast Austraaliasse umbes 75 minutiga. Kuna projekti aluseks on võimalusel standardsed lennu- ja kosmosesüsteemide elemendid, on Spacebusi lennu maksumus 100 korda väiksem kui Shuttle'i lennu maksumus.
EMZ esitles neid 2004. aasta uudiseid. V.M. Myasištšev ja Suborbital Corporationi lennundussüsteem Cosmopolis-XXI (C-XXI) - M-55 Geophysics kandelennuki ja suborbitaalse rakettlennuki kombinatsioon. Projekti ei ole ellu viidud.

Kosmoselaeva tõukejõusüsteemid
Ükskõik kui hea disain, ükskõik kui läbimõeldud lennuplaan, kosmoselaev ei lenda ilma mootorita kuhugi.
Eeldati, et juhtivate kosmosejõudude jaoks on 1980. aastate lõpuks tavaline ülesanne 900–1000 tonni kaaluva kogukoorma väljalaskmine. Kõige lootustandvamate mootoritena peeti gaasifaasilise tuumaga NRE-sid, termotuuma- ja impulsstermotuumamootoreid.
Iga tõukejõusüsteem (DS) peab sisaldama energiaallikat, töövedeliku allikat (väljavisatud mass) ja mootorit ennast ning teatud tüüpi mootorites on energiaallikas ja töövedelik kombineeritud (keemiamootorid).
Tavaliselt võib elektrijaamad jagada kolme rühma:
1. Autonoomne - energiaallikas ja töövedelik on pardal (LRE ja muu kemikaal, NRE);
2. Poolautonoomne - väliste energiaallikatega DS: mootorid, mis kasutavad väliste laserite, mikrolainegeneraatorite, Päikese energiat (“metallis” on ainult ioon ja plasma);
3. Mitteautonoomsed mootorid, mis kasutavad töötava kehana atmosfääri, planeetidevahelist keskkonda, planeetide ja asteroidide materjali, aga ka päikesetuult (päikesepurje).
Mootorid jagunevad energiaallikate tüübi, töövedeliku algseisundi ja muude omaduste järgi.
Ühtegi olemasolevat vee raamdirektiivi ei saa kasutada kosmoseaparaadil kõigis lennurežiimides. Seetõttu nõuab WJ kiirenduse kontseptsioon kombineeritud tõukejõusüsteemi erinevat tüüpi mootoritega. Võitlus lennukiiruse pärast on ennekõike võitlus mootori võimsuse ja kasuteguri suurendamise eest.
Vaatleme mõnda tüüpi mootoreid, mis on paljutõotavad kosmoselaevadel kasutamiseks.

vedel reaktiivmootor
LRE on kosmoselaevade ja kanderakettide kõige levinum mootor. Raketimootori eripäraks on võime töötada kogu kõrguste vahemikus. Kuid rakettmootorid tarbivad palju kütust ja oksüdeerijat ning on ka suhteliselt madala kasuteguriga.
Paljutõotavad arendusvaldkonnad:
- LRE reguleeritava kriitilise sektsiooni alaga; vähenenud tõukejõu väärtusega eriimpulss suureneb 3-4%.
- LRE koos kütusekomponentide Km suhte protsessi muutumisega (oksüdeerija - vedel hapnik, kütus - vedel vesinik) põlemiskambri töötamise ajal mitu korda (kuni Km=15); mootor lülitatakse peale tõusmist nominaalrežiimile (Km=6), mis tagab kõrge eritõukeimpulsi; tagab väiksema vesiniku tarbimise ning mahutite suuruse ja kaalu vähenemise.

Hübriidsed rakettmootorid (GRD)
Tegelikult on GRE-d tavalised rakettmootorid, milles kütusekomponendid on erinevates faasides, näiteks vedelkütus - tahke oksüdeerija või tahke kütus - vedel oksüdeerija. Vastavalt GRE omadustele asuvad nad vahepealsel positsioonil LRE ja tahkekütuse rakettmootori vahel. GRE eelised - need nõuavad ainult ühe komponendi toite juhtimist, teise jaoks ei ole vaja paake, ventiile, pumpasid jne, neil on võimalus juhtida veojõudu ja seiskamist, nad ei vaja eraldi jahutussüsteeme seinte jaoks. põlemiskamber: aurustuv tahke komponent jahutab seinu. Seda tüüpi mootor on paigaldatud kosmoselennukile SpaceShipTwo.

Ramjet mootor (ramjet)
Tänu konstruktsiooni suhtelisele lihtsusele ja võimalusele töötada paljudel kiirustel kaalutakse paljudes kosmoselaevaprojektides ramjetti. Nendes projektides mängivad ramjetmootorid atmosfääris kiirendamise peamise mootori rolli, kuna neil pole atmosfäärilennu maksimaalsele kiirusele praktiliselt mingeid piiranguid. Ramjeti efektiivsus ja võimsus suurenevad kiiruse ja kõrgusega. Üks reaktiivmootorite puudustest on see, et nende käivitamiseks on vaja seadet kiirendada kiiruseni umbes 300 km/h ja hüperhelikiirusega reaktiivmootorite puhul ülehelikiiruseni, kasutades teist tüüpi mootoreid.
Ramjet võib kasutada tahket pulberkütust, näiteks kivisütt. A. Lippisch tegi ettepaneku kasutada Li P.13 lennukiprojektis esmase kütusena kivisöepulbrit.
Kõige lootustandvamaks ramjet-reaktiivmootoriks peetakse hübriidset rakett-reaktiivmootorit. Sellisel mootoril on suurem eriimpulss kui rakettmootoril ja suurem tõukejõud 1 m2 ristlõikepinna kohta, mõnel juhul ka suurem eriimpulss. RPVRD-d saab tõhusalt kasutada paljudel kiirustel. See koosneb raketiahelast - gaasigeneraatorist, mis on tahkekütuse rakettmootor, rakettmootor või gaasimootor, ja otsevooluahelast.
Metallide kasutamine kütusena on tingitud nende kõrgest aktiivsusest, olulisest soojuseraldumisest ning võimaldab luua põhimõtteliselt uusi ülitõhusaid reaktiivmootoreid juhitavatele rakettidele. Metallpulbrilise kütusega reaktiivmootorite eelised, mis kasutavad oksüdeerijana atmosfääriõhku, seisnevad selles, et neil on kõrged jõudlusnäitajad, neid saab kasutada paljudel kiirustel ning need on töökindlad käsitsemisel ja ladustamisel.
Ramjeti projekteerimise üks ülesandeid on tagada kütuse täielik põlemine. Huvitava lahenduse pakkusid välja Tactical Missiles Corporationi töötajad [ALT 2439358]. Kütusena pakutakse metallipulbrit, nagu alumiinium või magneesium. Eelkambris moodustub liigõhuga õhk-pulbersuspensioon ja see segu hakkab põlema. Pulbriosakesed põlevad täielikult järelpõletis. Tekib jugavool.
Keemilise automatiseerimise projekteerimisbüroo töötab koos CIAM-iga välja uurimistööks mõeldud hüperhelikiirusega reaktiivlennukit – teljesümmeetrilist hüperhelikiirusega ramjet. Ristkülikukujulise kambriga Scramjet 58L on mõeldud tööprotsesside eksperimentaalseteks uurimiseks vesiniku põlemisel ülehelikiirusel. 1998. aastal viidi edukalt läbi mootori lennukatse, mille käigus saavutati esmakordselt maailmas kiirus 6,35 Machi.
Samuti viidi kuni 28 km kõrgusel läbi mudelteljesümmeetrilise kaherežiimilise scramjet-mootori lennukatsetused vedelal vesinikul Machi lennunumbrite vahemikus 3,5–6,5.
Samal ajal loovad CIAM-i teadlased uut skeemi ülehelikiirusega impulssdetonatsiooniga reaktiivmootori (SPPD) jaoks, mille ülehelikiirus toimub detonatsioonipõlemiskambris ja põlemine impulssdetonatsioonilainel. Vesinik-õhk PDAP arvutused näitasid, et lennates kõrgusel H = 25 km, võib see töötada Machi arvudel m/s vahemikus 4,5 kuni 7,5.

Tuumarakettmootor (NRE)
Soojusenergia kasutamine ebastabiilsete elementide tuumalõhustumisreaktsioonides näib olevat kõige lootustandvam suund termorakettmootorite arendamisel.
YARD - rakettmootorid, mille energiaallikaks on tuumaraketikütus; neil on suurem eriimpulss kui kõige tõhusamatel rakettmootoritel. Kuid samal ajal on tuumarakettmootoritel suurem mass kui rakettmootoritel, kuna need on varustatud radioaktiivse kaitsekilbiga.
YARD kulutab pikka aega vähe kütust ja võib töötada kaua ilma tankimiseta.
ÕAUA põhiklassid:
- otsekuumutamine: töövedelikku kuumutatakse, kui see läbib lõhustuvat materjali sisaldavat ala (RD-0410);
- vahepealse energia muundamise süsteemiga, kus tuumaenergia muundatakse esmalt elektrienergiaks ning elektrienergiat kasutatakse töövedeliku soojendamiseks või kiirendamiseks, s.o. need on tuumareaktor ja sellega seotud ERE ("TOPAZ 100/40").
YARD RD-0410 saab kasutada kosmoselaevade kiirendamiseks, aeglustamiseks ja nende orbiidi korrigeerimiseks süvakosmose uurimise ajal. See mootor on valmistatud suletud ahelas, töövedelik on vedel vesinik. Tänu töövedeliku termodünaamilisele täiuslikkusele ja kõrgele küttetemperatuurile tuumareaktoris (kuni 3000 K) on mootoril kõrge kasutegur, eritõukeimpulss vaakumis on 910 kgf.s/kg, mis on kaks korda parem. nagu vesinik-hapniku komponentidel põhineva LRE oma ja 1,85 korda kõrgem kui vesinikfluori rakettmootorite oma. Aga see on ka ajalugu. KBHA sai ülesandeks välja töötada YARD RD0410 ja RD0411 1965. aastal.
NRE läbis pikki aastaid üksikasjalikke uuringuid: 1970.–1990. aastatel töötati kosmoses enam kui kolm tosinat kolme modifikatsiooniga tuumaelektripaigaldist (TUJ), mis olid ette nähtud kosmoselaevade seadmete elektriga varustamiseks vastavalt ruumi soojusenergia muundamise põhimõttele. tuumareaktor elektrienergiaks pooljuhttermoelektrilises generaatoris.
Jätkub töö kosmoselaevade tuumaelektrijaama loomisel JSC Krasnaya Zvezda, [IZ 2421836], [IZ 2507617].
Tuumarakettmootorid ja tuumaelektrijaamad pole aga veel leidnud praktilist rakendust isegi näidislendudel, kuigi neid peetakse jätkuvalt paljulubavateks süvakosmoselendudel. Samuti avaldati kahtlust, kas sellist mootorit on vaja ja kas seda hakatakse arendama.
Töötamise ajal kiirgab NRE radioaktiivset kiirgust, mistõttu on vajalik laeva kiirguskaitse. Atmosfääris on vajalik täielik varjestus ja ruumis piisavalt varjuline, kui mootor on pealaeva eest kaitstud kaitsekilbiga.
Tuumaelektrijaamade lõppladustamine pärast töötamise lõppu viiakse orbiidile, kus reaktori eluiga on piisav lõhustumisproduktide lagunemiseks ohutu tasemeni (vähemalt 300 aastat). Kosmoselaevaga juhtuvate õnnetuste korral on tuumaelektrijaamas sisse ehitatud ülitõhus täiendav kiirgusohutussüsteem (DSRS), mis kasutab reaktori aerodünaamilist hajutamist ohutule tasemele.
Tuleme tagasi prognooside juurde. 1966. aastal kirjutas J. Konechchi, et kõige pessimistlikuma hinnangu kohaselt oleks gaasifaasilise tuumaga tuumarakettmootori kasutuselevõtt 1990 ... Möödas on veerand sajandit.

Laser rakettmootor (LRE)
LJE omadusi peetakse NRE ja EJE omaduste vahele.
LJE on loodud tõukejõu tagamiseks lennukile, mida juhib laseriga käivitatud plasmavälk. Alates 2002. aastast KBHA koostöös nimelise teaduskeskusega. M.V.Keldysh ja optoelektrooniliste seadmete uurimisinstituut uurivad LJE loomise probleemi, mis on oluliselt säästlikum kui traditsioonilised keemiakütusel töötavad mootorid.
Teise JPL-i projektis [FROM 2559030] on tööpõhimõte erinev. Laseri abil luuakse põlemiskambris pidev optiline lahendus. Töötav keha, suheldes tühjendusplasmaga, omandab ülehelikiiruse.
Footonrakettmootor - hüpoteetiline rakettmootor, mis tekitab tõukejõu sellest lähtuvate footonite suunatud väljavoolu tulemusena, millel on spetsiifilise impulsi piirväärtus, kuna footonite voolul on maksimaalne saavutatav kiirus – valguse kiirus. . Fotoonrakettide teooria arengul on pikk ajalugu. E. Zengeri sõnul võimaldavad fotoonraketid, mida juhib raketist välja paisatud footonite voo reaktsioon, lennata Galaktika kõige kaugematesse piirkondadesse.
Võib-olla on see terminoloogia küsimus. Praegu nimetatakse fotonmootoreid mõnikord laserit kasutavateks mootoriteks; 1958. aastal polnud lasereid veel loodud. "Tavalise" disainiga footonmootor [PM RU 64298] sisaldab footonite allikana võimsat laserit; eripäraks on optilise resonaatori kasutamine, mis võimaldab suurendada mootori tõukejõudu.
Teine footonmootor [IZ 2201527] erineb selle poolest, et see kasutab resonaatorina teemantkristalli ja radiaalpeegleid. Resonaatorit kasutatakse ka tõukejõu suurendamiseks.

Elektriline reaktiivmootor (EP)
Elektrimootorid paiskavad töövedeliku välja elektromagnetvälja abil või töövedelikku elektriga kuumutades. Enamasti võetakse EJE tööks vajalik elektrienergia sisemistest jõuallikatest (radioisotooptermoelektriline generaator (RTG), akud) või Päikesest.
ERE põhiklassid, tööprotsessid on põhimõtteliselt erinevad:
- iooniline
- asimutaalse elektronide triiviga tõukurid
- suure vooluga mootorid
- soojusvaheti elektriajam.
Ioonelektrilistes tõukurites on töövedelikuna väärisgaasi ioonid (enamikus projektides ksenoon) ja soojusvahetiga elektrimootorite puhul madala sulamistemperatuuriga metalliaurud. Esimene kosmoses kasutatud ksenoon-ioontõukur oli RITA tõukejõud Eureca (ESA) missioonil 1992. aastal.
Elektrimootoritel on üsna kõrge kasutegur, ulatudes 0,7-ni. Just ERE koos tuumareaktoriga pakuti Marsi lennu peamiseks saabumis-/väljumismootoriks.
Praegu kasutatakse ERE-sid osadel kosmoselaevadel asenditõukuritena, planeetidevaheliste kosmoselaevade peamiste võimenditena (Deep Space 1, SMART-1), madala tõukejõuga tõukuritena säilitamiseks ja üliväikeste orbiidi korrigeerimiseks.
Ioonmootorite väljatöötamise ajalugu on pikem kui üks kümnend. Niisiis oli ettevõtte Messerschmitt - Bölkow-Blom GmbH (Saksamaa) ioonmootori väljatöötamise üks teabeallikaid [patent 682150] S. L. Eilenbergi ja A. L. Huebneri raamat, mis avaldati juba 1961. aastal.

Kosmoselaeva rakendused
1 Sõjaline rakendus (luureteabe hankimine potentsiaalse vaenlase tegevuse kohta, vaenlase kosmosesihtmärkide luure ja hävitamine jne), selleks loodi esimesed kosmoselaevad
2 Kasuliku koorma kosmosesse toimetamine;
3 Lasti ja meeskonna kohaletoimetamine orbitaaljaamadesse. Praegu saavad kaubad ISS-ile toimetada ainult kosmoseaparaadid Progress (Venemaa), Dragon (USA), Cygnus (USA), HTV (Jaapan); inimeste kohaletoimetamine - ainult Sojuzi laevad (Venemaa)
4 Planeetidevaheliste laevade tankimine
5 Täiustatud tõukejõusüsteemide katsed nende Maale naasmise võimalusega
6 Kosmoseprügi püüdmine ja Maale toimetamine
7 Ülemise atmosfääri uurimine
8 Kasuliku koormuse toimetamine Kuu tehissatelliidi (ASL) orbiidile
9 Satelliidiülevaatus ja -hooldus
Kaasaegsete hinnangute kohaselt on kosmoseaparaadi võimalik ülesannete jaotus: 57% - kosmoseturism; 18% - teadusuuringute läbiviimine; 12% - operatiivne kaugseire ja keskkonnaseire, 8% 5% - kosmonautide koolitus ja 5% - reklaamiprojektide elluviimine.
See nimekiri ei sisaldanud teist kosmoseaparaatide jaoks paljulubavat valdkonda – planeetide mineraalide kaevandamist.
Nagu analüüs näitab, võib lähitulevikus kõige nõutumaks muutuda kosmoseturism.
Selle eelduseks võib pidada mitme asjaolu kombinatsiooni:
- lennundus ja aeronautika on laialdaselt arenenud,
inimesed on harjunud lendama
- kogunenud märkimisväärne kogemus lendudel mehitatud kosmoselaevadel,
- kaasaegsed lennukitootmistehnoloogiad tagavad tehnilise tipptaseme ja õhusõidukite kõrge töökindluse,
- on palju inimesi, kes saavad kosmoselendude eest maksta,
- kaasaegses infovoos pole piisavalt "virtuaalseid" ressursse.
Turismilendude võimalikud stsenaariumid (läheme tagasi aastasse 1966 – fantaasia või ulme (?)):
- suborbitaalsed lennud kuni 100 km kõrgusele,
- orbitaalne, mitmest tunnist mitme päevani.
- orbitaal - 1-2 nädalat koos vahepeatusega kosmosehotellis.
- mitmest nädalast mitme kuuni kestvad lennud Kuule koos juurdepääsuga selle orbiidile, maandumine pinnal ja majutus maapinnal asuvas hotellis;
- lennud Marsile ja selle satelliitidele koos juurdepääsuga orbiidile, maandumine pinnal ja majutus Marsi pinnal asuvas hotellis mitmest päevast mitme nädalani.
- Jupiteri, Saturni ja nende satelliitide möödalennud koos maandumisega satelliitide pinnale.
Rakendamine nõuab usaldusväärseid ja ohutuid korduvkasutatavaid õhusõidukeid, mille remondi- ja hoolduskulud on madalad; struktuurimoodulid, mis muutuvad uute marsruutide omandamisel keerukamaks; suurem mugavus meeskonnale ja reisijatele; lennu ettevalmistamise ja lennujärgse taastusravi koolituskeskuste spetsiaalne infrastruktuur; stardirajatiste, maandumiskohtade, lennujuhtimise sõltumatu infrastruktuur. Teadus- ja uurimisülesannete puhul kehtivad samad põhimõtted.

Järeldus
Lahendamist vajavate probleemide klass on olemas. Suurem osa neist on lahendatavad eelkõige kosmoselaevade abil, näiteks kasulike koormate ja meeskonna kohaletoimetamine orbiidijaamadesse, automaatsete kosmoselaevade orbiidile saatmine, vananenud satelliitide orbiidilt tagastamine eesmärgiga taaskasutada nende väärtuslikke komponente. , maapinna ja orbiidi tingimuste jälgimine , samuti suurte kosmoseprahi objektide orbiidilt naasmine, kosmoseturistide "transport". Kosmoselaevade arendamine algab uuesti. Osa neist on jõudnud juba proovitöö faasi.

Väljund
Teoreetilised arvutused, uuringud, aga ka seni vähesed, kuid reaalsed käivitamised, on näidanud korduvkasutatavate süsteemide võimekust. Tehnika, majanduse ja poliitika hetkeseis annab reaalse võimaluse ülitõhusate kosmosetranspordisüsteemide ehitamise taasalustamiseks ja arendamiseks ning võimaluse keskpikas perspektiivis rakendada lähilende ning pikemas perspektiivis - pikas perspektiivis, sh. planeetidevahelised lennud erinevatel eesmärkidel.
Prognoosid on tänamatu asi. Prognooside kohaselt peame pooleteiseks aastakümneks elama Titanil asuvas baasis. Aga võib-olla aastal 2030...

Allikate loetelu
1 Karpova L.I. Lennunduse ja astronautika ajalugu. Loengute kursus MSTU-s. M., 2005
2 Kosmoseajastu. Prognoosid 2001. aastaks. Yu.Konechchi ja teised / Per. inglise keelest. V.S.Emeljanov. M.: Mir, 1970
3 Mehitatud ekspeditsioon Marsile./ P/r A.S.Koroteev. M.: Ros. ak-ya astronautika neid. K. E. Tsiolkovski, 2006
4 Lopota V.A. XXI sajandi põlvkondade kosmosemissioon, Polet, nr 7, 2010
5 kosmose tiivad. Lukaševitš V., Afanasjev I., M.: Lenta Wanderings LLC, 2009
6 Feoktistov K.P., Bubnov I.N. Kosmoselaevade kohta, M .: Noor kaardivägi, 1982
7 Kosmonautika kuldajastu: unistused ja tegelikkus./Afanasiev I., Vorontsov D. M.: Vene Rüütlite Fond, 2015
8 Kosmonautika Väike entsüklopeedia. M.: “Öökullid. Ents., 1970
9 Bono F., Gatland K. Kosmoseuuringute väljavaated. London, 1969. Lühend. per. inglise keelest. M.: "Mashinostr.", 1975
10 www.buran.ru
11 Bashilov A.S., Osin M.I. Kõrgtehnoloogiate rakendamine kosmosetehnikas: Uch. asula M.: MATI, 2004
12 Šibanov A. Ruumiarhitekti mured. M.: "DET. LIT-RA, 1982
13 Slavin S.N. Sõjalise astronautika saladused. Moskva: Veche, 2013
14 www.bayterek.kz
15 www.airlaunch.ru
16 www.makeyev.ru
17 www1.fips.ru
18 www.federalspace.ru
19 www.sea-launch.comt
20 www.emz-m.ru
21 Aviapanorama, nr 5, 2013
22 Parfenov V.A. Kosmosest tagasitulek Sõjaväekirjastuse populaarteaduslik raamatukogu. M .: Sõjaväekirjastuse kirjastus 1961
23 www.npomash.ru
24 OAO VPK MTÜ Mashinostroeniya teadlaste ja spetsialistide aruannete kogumik XXXVI kosmonautika akadeemilisel lugemisel, 2012
25 Kosmoselaevasüsteemide arendamine / P / r. P. Fortescue ja teised; Per. inglise keelest. Moskva: kirjastus Alpina, 2015
26 Akišin A.I., Novikov L.S. Keskkonnamõju kosmoseaparaadi materjalidele, M.: Teadmised, 1983
27 Salakhutdinov G. M. Soojuskaitse kosmosetehnoloogias. Moskva: teadmised, 1982
28 Molodtsov V.A. Mehitatud kosmoselennud. 2002
29 en.espacenet.com
30 www.mai.ru
31 Branson R. Siruta taeva poole. Per. inglise keelest. Moskva: Alpina mitteilukirjandus, 2013
32 www.virgingalactic.com
33 www.thespaceshipcompany.com
34 www.xcor.com
35 bristolspaceplanes.com
36 Sobolev I. Lendamine parabooliga, Tehnika-Noored, nr, 2004
37 Dmitriev A.S., Košelev V.A. Tuleviku kosmosemootorid. Moskva: teadmised, 1982
38 Erokhin B.T. Raketimootorite teooria ja disain: Uch-to. Peterburi: kirjastus "Lan", 2015
39 www.kbkha.ru
40 Baev L.K., Merkulov I.A. Lennuk-rakett. M.: Riik. Tehnilise ja teoreetilise kirjanduse kirjastus, 1956
41 www.ciam.ru
42 Bassard R., Delauer R. Õhusõidukite ja rakettide tuumamootorid. Lühend per. inglise keelest. R. Avalov jt, M.: Militaarkirjastus, 1967. a
43 Ükskord ja lõplikult... Dokumendid ja inimesed Valentin Petrovitš Glushko, M.: Mashinostr., 1998
44 www.redstaratom.ru
45 KEMAUTOMAATIKA DISAINIBÜROO (brošüür). Voronež, 2010
46 Zenger E. Footonrakettide mehaanikast. Per. temaga. V.M. Patskevitš; p/r I.M.Khalatnikova. M.: Izd-vo inostr. kirjandus, 1958
47 Kosmoselaevade elektrilised rakettmootorid/S.D.Grishin, L.V.Leskov. M.: Mashinostr., 1989
48 Aerospace Review nr 3,4,5, 2005
49 Üheksa kuud ISS-il: aruanne orbiidilt. Teadus ja Elu, nr 1, 2016, lk 39
50 Danilov S. Ruum kokkupõrgetes, illusioonides ja oklusioonides, Noortetehnika, nr 1, 2016

Kaasaegsed tehnoloogiad ja avastused viivad kosmoseuuringud täiesti teisele tasemele, kuid tähtedevaheline reisimine on endiselt unistus. Aga kas see on nii ebareaalne ja kättesaamatu? Mida saame praegu teha ja mida on oodata lähitulevikus?

11.10.2011, T, 17:27, Msk

Teleskoobi "Kepler" astronoomid on avastanud 54 potentsiaalselt elamiskõlblikku eksoplaneeti. Need kauged maailmad on elamiskõlblikus tsoonis, st. teatud kaugusel kesktähest, mis võimaldab säilitada planeedi pinnal vedelat vett.

Põhiküsimusele, kas me oleme Universumis üksi, on aga vastust raske saada – päikesesüsteemi ja meie lähinaabreid eraldava tohutu vahemaa tõttu. Näiteks "tõotav" planeet Gliese 581g asub 20 valgusaasta kaugusel – kosmiliste standardite järgi piisavalt lähedal, kuid maapealsete instrumentide jaoks siiski liiga kaugel.

Eksoplaneetide rohkus Maast 100 valgusaasta või vähema valgusaasta raadiuses ning tohutu teaduslik ja isegi tsivilisatsiooniline huvi, mida need inimkonna jaoks esindavad, panevad meid vaatama värske pilguga seni fantastilisele ideele tähtedevahelistest lendudest.

Meie päikesesüsteemile lähimad tähed

Teiste tähtede juurde lendamine on muidugi tehnoloogia küsimus. Pealegi on nii kauge eesmärgi saavutamiseks mitmeid võimalusi ning valikut ühe või teise meetodi kasuks pole veel tehtud.

Tehke teed droonidele

Inimkond on juba saatnud kosmosesse tähtedevahelisi sõidukeid: sondid Pioneer ja Voyager. Praeguseks on nad päikesesüsteemist lahkunud, kuid nende kiirus ei luba rääkida mingist kiirest eesmärgi saavutamisest. Nii et Voyager 1, mis liigub kiirusega umbes 17 km / s, lendab isegi meile kõige lähemal asuva tähe Proxima Centauri (4,2 valgusaastat) juurde uskumatult kaua - 17 tuhat aastat.

Ilmselgelt ei jõua me tänapäevaste rakettmootoritega päikesesüsteemist kaugemale: 1 kg lasti transportimiseks isegi lähedalasuvasse Proxima Centaurisse on vaja kümneid tuhandeid tonne kütust. Samal ajal suureneb laeva massi suurenemisega nõutav kütusekogus ja selle transportimiseks on vaja lisakütust. Nõiaring, mis teeb lõpu keemiakütuse paakidele – miljardeid tonne kaaluva kosmoselaeva ehitamine tundub täiesti uskumatu ettevõtmine. Lihtsad arvutused, kasutades Tsiolkovski valemit, näitavad, et keemiakütusel töötavate kosmoselaevade kiirendamiseks umbes 10% valguse kiirusest oleks vaja rohkem kütust, kui teadaolevas universumis on.

Termotuumareaktsioon toodab energiat massiühiku kohta keskmiselt miljon korda rohkem kui keemilised põlemisprotsessid. Seetõttu juhtis NASA 1970. aastatel tähelepanu termotuumarakettmootorite kasutamise võimalusele. Mehitamata kosmoseaparaadi Daedalus projekt hõlmas mootori loomist, milles põlemiskambrisse juhitaks väikesed termotuumakütuse graanulid ja need süüdataks elektronkiirtega. Termotuumareaktsiooni saadused lendavad mootori düüsist välja ja annavad laevale kiirenduse.

Daedalus kosmoselaev võrreldes Empire State Buildinguga

Daedalus pidi pardale võtma 50 tuhat tonni kütusegraanuleid läbimõõduga 40 ja 20 mm. Graanulid koosnevad deuteeriumi ja triitiumiga südamikust ning heelium-3 kestast. Viimane moodustab vaid 10-15% kütusegraanuli massist, kuid tegelikult on see kütus. Heelium-3 leidub Kuul rohkesti ja deuteeriumi kasutatakse laialdaselt tuumatööstuses. Deuteeriumi tuum toimib detonaatorina, mis süttib termotuumasünteesi reaktsiooni ja kutsub esile võimsa reaktsiooni, vabastades reaktiivse plasmajoa, mida juhib võimas magnetväli. Daedalus mootori peamise molübdeeni põlemiskambri kaal pidi olema üle 218 tonni, teise etapi kambri kaal - 25 tonni. Magnetilised ülijuhtivad poolid sobivad ka hiiglaslikule reaktorile: esimene kaalub 124,7 tonni ja teine ​​- 43,6 tonni Võrdluseks: süstiku kuivkaal on alla 100 tonni.

Daedaluse lend oli kavandatud kaheetapilisena: esimese etapi mootor pidi töötama üle 2 aasta ja põletama 16 miljardit kütusegraanulit. Pärast esimese etapi eraldamist töötas teise etapi mootor peaaegu kaks aastat. Seega oleks Daedalus 3,81 aasta pikkuse pideva kiirenduse jooksul saavutanud maksimaalseks kiiruseks 12,2% valguse kiirusest. Kauguse Barnardi tähest (5,96 valgusaastat) ületab selline laev 50 aastaga ja suudab läbi kauge tähesüsteemi lennates oma vaatlustulemusi raadio teel Maale edastada. Seega kestab kogu missioon umbes 56 aastat.

Tor Stanford – kolossaalne ehitis, mille serva sees on terved linnad

Hoolimata suurtest raskustest paljude Daedalus süsteemide töökindluse tagamisel ja selle tohututest kuludest, viiakse see projekt ellu tehnoloogia kaasaegsel tasemel. Veelgi enam, 2009. aastal taaselustas entusiastide meeskond töö termotuumalaeva projekti kallal. Praegu hõlmab Icaruse projekt 20 teadusteemat tähtedevahelise kosmoselaeva süsteemide ja materjalide teoreetilise arendamise kohta.

Seega on juba täna võimalikud mehitamata tähtedevahelised lennud kuni 10 valgusaasta kaugusele, milleks kulub umbes 100 lennuaastat pluss aeg, mil raadiosignaal Maale tagasi jõuab. Sellesse raadiusse mahuvad tähesüsteemid Alpha Centauri, Barnard's Star, Sirius, Epsilon Eridani, UV Ceti, Ross 154 ja 248, CN Leo, WISE 1541-2250. Nagu näete, on Maa lähedal piisavalt objekte, mida mehitamata missioonide abil uurida. Aga mis siis, kui robotid leiavad midagi tõeliselt ebatavalist ja ainulaadset, näiteks keeruka biosfääri? Kas inimesi hõlmav ekspeditsioon suudab minna kaugetele planeetidele?

Elu lend

Kui mehitamata laeva saame hakata ehitama täna, siis mehitatavaga on olukord keerulisem. Esiteks on lennuaja küsimus terav. Võtame selle sama Barnardi tähe. Astronaudid tuleb mehitatud lennuks koolitada, sest isegi kui start Maalt toimub nende 20. sünnipäeval, jõuab laev lennueesmärgini 70. või isegi 100. aastapäevaks (arvestades pidurdusvajadust, mis on pole mehitamata lennul vajalik). Noores eas meeskonna valimine on täis psühholoogilist sobimatust ja inimestevahelisi konflikte ning 100-aastane vanus ei anna lootust viljakaks tööks planeedi pinnal ja koju naasmiseks.

Siiski, kas on mõtet tagasi pöörduda? Arvukad NASA uuringud viivad pettumust valmistava järelduseni: pikaajaline nullgravitatsioonis viibimine hävitab pöördumatult astronautide tervise. Nii näitab bioloogiaprofessori Robert Fittsi töö ISS-i astronautidega, et isegi vaatamata jõulisele füüsilisele harjutusele kosmoselaeva pardal muutuvad pärast kolmeaastast Marsi-missiooni suured lihased, näiteks vasikad, 50% nõrgemaks. Samamoodi väheneb ka luu mineraalne tihedus. Selle tulemusena väheneb oluliselt töövõime ja ellujäämine äärmuslikes olukordades ning normaalse gravitatsiooniga kohanemise periood on vähemalt aasta. Aastakümneid nullgravitatsiooniga lendamine seab astronautide elud kahtluse alla. Võib-olla suudab inimkeha taastuda näiteks järk-järgult suureneva gravitatsiooniga pidurdamisel. Surmaoht on aga endiselt liiga suur ja nõuab radikaalset lahendust.

Kiirgusprobleem on endiselt keeruline. Isegi Maa lähedal (ISSi pardal) ei viibi astronaudid kiirguse ohu tõttu kauem kui kuus kuud. Planeetidevaheline laev tuleb varustada tugeva kaitsega, kuid küsimus kiirguse mõjust inimkehale jääb alles. Eelkõige onkoloogiliste haiguste riski kohta, mille arengut kaaluta olekus praktiliselt ei uurita. Selle aasta alguses avaldas Kölnis asuva Saksa lennunduskeskuse teadlane Krasimir Ivanov huvitava uuringu tulemused melanoomirakkude (nahavähi kõige ohtlikum vorm) käitumise kohta nullgravitatsioonis. Võrreldes normaalse gravitatsiooni mõjul kasvatatud vähirakkudega on 6 ja 24 tundi kaaluta olekus veetnud rakkudel väiksem tõenäosus metastaaseeruda. See tundub olevat hea uudis, kuid ainult esmapilgul. Fakt on see, et selline "kosmose" vähk võib aastakümneid uinuda ja immuunsüsteemi häirete korral ootamatult ulatuslikult levida. Lisaks näitab uuring selgelt, et me teame endiselt vähe inimkeha reaktsioonist pikale kosmoses viibimisele. Tänapäeval veedavad astronaudid, terved tugevad inimesed seal liiga vähe aega, et oma kogemusi pikale tähtedevahelisele lennule üle kanda.

Biosphere-2 projekt sai alguse ilusast, hoolikalt valitud ja tervislikust ökosüsteemist…

Kahjuks pole tähtedevahelisel kosmoselaeval kaaluta oleku probleemi nii lihtne lahendada. Meie käsutuses olev võimalus luua kunstlik gravitatsioon elamiskõlbliku mooduli pööramise teel on mitmete raskustega. Maa gravitatsiooni tekitamiseks tuleb isegi 200 m läbimõõduga ratast pöörata kiirusega 3 pööret minutis. Sellise kiire pöörlemise korral tekitab Cariolise jõud inimese vestibulaaraparaadile täiesti talumatuid koormusi, põhjustades iiveldust ja ägedaid merehaiguse hooge. Ainus lahendus sellele probleemile on Stanford Tor, mille töötasid välja Stanfordi ülikooli teadlased 1975. aastal. See on tohutu 1,8 km läbimõõduga rõngas, milles võiks elada 10 tuhat kosmonauti. Tänu oma suurusele annab see raskusjõu 0,9-1,0 g ja inimestele üsna mugava elamise. Kuid isegi pöörlemiskiirustel, mis on väiksemad kui üks pööre minutis, kogevad inimesed siiski kerget, kuid märgatavat ebamugavust. Veelgi enam, kui ehitada selline hiiglaslik eluruum, siis isegi väikesed nihked torustiku kaalujaotuses mõjutavad pöörlemiskiirust ja põhjustavad kogu konstruktsiooni vibratsiooni.

... kuid lõppes keskkonnakatastroofiga

Igal juhul on 10 tuhande inimese laev kahtlane ettevõtmine. Nii suure hulga inimeste jaoks usaldusväärse ökosüsteemi loomiseks vajate tohutut hulka taimi, 60 tuhat kana, 30 tuhat küülikut ja karja veiseid. Ainult see võib pakkuda 2400 kalorit päevas. Kõik katsed selliste suletud ökosüsteemide loomiseks lõpevad aga alati ebaõnnestumisega. Nii ehitati Space Biosphere Venturesi suurima eksperimendi "Biosphere-2" käigus 1,5 hektari suuruse kogupindalaga hermeetiliste hoonete võrgustik 3 tuhande taime- ja loomaliigiga. Kogu ökosüsteem pidi saama isemajandavaks väikeseks "planeediks", millel elas 8 inimest. Katse kestis 2 aastat, kuid mõne nädala pärast algasid tõsised probleemid: mikroorganismid ja putukad hakkasid kontrollimatult paljunema, tarbides liiga suures koguses hapnikku ja taimi, selgus ka, et ilma tuuleta muutusid taimed liiga hapraks. Kohaliku keskkonnakatastroofi tagajärjel hakkasid inimesed kaalust alla võtma, hapniku hulk vähenes 21%-lt 15%-le ning teadlased pidid rikkuma eksperimendi tingimusi ning varustama kaheksat “kosmonauti” hapniku ja toiduga.

Seega näib keerukate ökosüsteemide loomine olevat ekslik ja ohtlik viis tähtedevahelise kosmoselaeva meeskonnale hapniku ja toitumisega varustada. Selle probleemi lahendamiseks on vaja muudetud geenidega spetsiaalselt konstrueeritud organisme, mis saavad toituda valgusest, jäätmetest ja lihtsatest ainetest. Näiteks suured kaasaegsed klorella toiduvetikate tootmise tehased võivad päevas toota kuni 40 tonni suspensiooni. Üks täiesti autonoomne mitu tonni kaaluv bioreaktor suudab päevas toota kuni 300 liitrit klorella suspensiooni, millest piisab mitmekümneliikmelise meeskonna toitmiseks. Geneetiliselt muundatud klorella ei suuda mitte ainult rahuldada meeskonna toitainete vajadusi, vaid ka ringlusse võtta jäätmeid, sealhulgas süsinikdioksiidi. Tänapäeval on mikrovetikate geneetilise muundamise protsess muutunud igapäevaseks ning reovee puhastamiseks, biokütuste tootmiseks ja muuks on välja töötatud palju kujundusi.

Külmunud unistus

Peaaegu kõiki ülaltoodud mehitatud tähtedevahelise lennu probleeme saab lahendada ühe väga paljulubava tehnoloogiaga - rippuva animatsiooni või nagu seda nimetatakse ka krüostaasiks. Anabioos on inimese eluprotsesside aeglustumine vähemalt mitu korda. Kui inimene on võimalik sukelduda sellisesse kunstlikku letargiasse, mis aeglustab ainevahetust 10 korda, siis 100-aastases lennus vananeb ta unes vaid 10 aastat. See hõlbustab toitumise, hapnikuvarustuse, psüühikahäirete, kaaluta olemise tagajärjel tekkiva keha hävimise probleemide lahendamist. Lisaks on rippuvate animatsioonikambritega sektsiooni lihtsam kaitsta mikrometeoriitide ja kiirguse eest kui suurt elamiskõlblikku tsooni.

Kahjuks on inimelu protsesside pidurdamine äärmiselt raske ülesanne. Kuid looduses on organisme, mis võivad talveunne jääda ja pikendada oma eeldatavat eluiga sadu kordi. Näiteks väike sisalik nimega Siberi salamander suudab rasketel aegadel talveunne jääda ja aastakümneid elus püsida isegi siis, kui see on külmunud jääplokiks, mille temperatuur on miinus 35–40 ° C. On juhtumeid, kus salamandrid uinusid umbes 100 aastat ja nagu poleks midagi juhtunud, sulasid ja põgenesid üllatunud uurijate eest. Samal ajal ei ületa sisaliku tavaline "pidev" eluiga 13 aastat. Salamandri hämmastav võime on seletatav asjaoluga, et selle maks sünteesib suures koguses glütserooli, peaaegu 40% tema kehakaalust, mis kaitseb rakke madalate temperatuuride eest.

Bioreaktor geneetiliselt muundatud mikrovetikate ja muude mikroorganismide kasvatamiseks võib lahendada toitumise ja jäätmete ringlussevõtu probleemi

Peamine takistus inimese krüostaasi sukeldamisel on vesi, mis moodustab 70% meie kehast. Külmumisel muutub see jääkristallideks, mille maht suureneb 10%, mille tõttu rakumembraan puruneb. Lisaks migreeruvad külmumisel raku sees lahustunud ained järelejäänud vette, häirides nii rakusiseseid ioonivahetusprotsesse kui ka valkude ja muude rakkudevaheliste struktuuride organiseerumist. Üldiselt muudab rakkude hävimine külmumise ajal inimese ellu naasmise võimatuks.

Selle probleemi lahendamiseks on aga paljulubav viis – klatraathüdraadid. Need avastati juba 1810. aastal, kui Briti teadlane Sir Humphry Davy süstis kõrge rõhu all vette kloori ja oli tunnistajaks tahkete struktuuride tekkele. Need olid klatraathüdraadid – üks vesijää vorme, milles sisaldub võõrgaas. Erinevalt jääkristallidest on klatraadivõred vähem kõvad, neil pole teravaid servi, kuid neil on õõnsused, millesse rakusisesed ained saavad "varjata". Klatraadiga suspendeeritud animatsiooni tehnoloogia oleks lihtne: inertgaas, nagu ksenoon või argoon, temperatuur veidi alla nulli ja rakkude ainevahetus hakkab järk-järgult aeglustuma, kuni inimene langeb krüostaasi. Kahjuks nõuab klatraathüdraatide moodustumine kõrget rõhku (umbes 8 atmosfääri) ja väga kõrget vees lahustunud gaasi kontsentratsiooni. Kuidas elusorganismis selliseid tingimusi luua, pole siiani teada, kuigi selles vallas on mõningaid edusamme. Seega on klatraadid võimelised kaitsma südamelihase kudet mitokondrite hävimise eest isegi krüogeensetel temperatuuridel (alla 100 kraadi Celsiuse järgi), samuti takistavad rakumembraanide kahjustamist. Klatraadi anabioosi katseid inimestel veel ei käsitleta, kuna kaubanduslik nõudlus krüostaasitehnoloogia järele on väike ja selleteemalisi uuringuid teostavad peamiselt surnukehade külmutamise teenuseid pakkuvad väikesed ettevõtted.

Lend vesinikul

1960. aastal pakkus füüsik Robert Bassard välja reaktiivmootori tuumasünteesimootori esialgse kontseptsiooni, mis lahendab paljud tähtedevahelise reisimise probleemid. Põhimõte on kasutada kosmoses leiduvat vesinikku ja tähtedevahelist tolmu. Sellise mootoriga kosmoselaev kiirendab esmalt oma kütusel ja seejärel rullub lahti tohutu, tuhandete kilomeetrite läbimõõduga magnetvälja lehter, mis püüab kosmosest vesinikku. Seda vesinikku kasutatakse termotuumasünteesi rakettmootori jaoks ammendamatu kütuseallikana.

Bussardi mootori kasutamine tõotab tohutuid eeliseid. Esiteks on tänu "tasuta" kütusele võimalik liikuda pideva 1 g kiirendusega, mis tähendab, et kõik kaaluta olemisega seotud probleemid kaovad. Lisaks võimaldab mootor kiirendada tohutu kiiruseni - 50% valguse kiirusest ja isegi rohkem. Teoreetiliselt 1g kiirendusega liikudes suudab Bussardi mootoriga laev läbida 10 valgusaasta pikkuse vahemaa umbes 12 maa-aastaga ning meeskonna jaoks oleks relativistlike mõjude tõttu möödunud vaid 5 aastat laevaaega.

Kahjuks on Bussardi mootoriga laeva loomisel mitmeid tõsiseid probleeme, mida praegusel tehnikatasemel lahendada ei saa. Esiteks on vaja luua hiiglaslik ja töökindel vesinikupüünis, mis genereerib hiiglaslikke magnetvälju. Samal ajal peaks see tagama minimaalsed kaod ja vesiniku tõhusa transpordi termotuumareaktorisse. Bassardi välja pakutud termotuumareaktsiooni protsess, mille käigus neli vesinikuaatomit muunduvad heeliumi aatomiks, tekitab palju küsimusi. Fakt on see, et seda lihtsaimat reaktsiooni on ühekordse läbilaskevõimega reaktoris keeruline rakendada, kuna see kulgeb liiga aeglaselt ja on põhimõtteliselt võimalik ainult tähtede sees.

Edusammud termotuumasünteesi uurimisel lubavad aga loota, et probleemi saab lahendada näiteks "eksootilisi" isotoope ja antiainet kasutades reaktsiooni katalüsaatorina.

Siberi salamander võib langeda peatatud animatsiooni aastakümneteks

Seni on Bussardi mootori uurimine ainult teoreetiline. Vaja on reaalsetel tehnoloogiatel põhinevaid arvutusi. Kõigepealt on vaja välja töötada mootor, mis on võimeline genereerima piisavalt energiat magnetlõksu toiteks ja termotuumareaktsiooni säilitamiseks, antiaine tootmiseks ja tähtedevahelise keskkonna takistuse ületamiseks, mis aeglustab tohutut elektromagnetilist "purje".

Antimaterjal appi

Võib-olla kõlab see kummaliselt, kuid tänapäeval on inimkond lähemal antiainemootori loomisele kui esmapilgul intuitiivsele ja lihtsale Bussardi ramjetmootorile.

Deuteeriumi-triitiumi termotuumasünteesi reaktor suudab genereerida 6 x 1011 džauli vesiniku grammi kohta – see on muljetavaldav, eriti kui arvestada, et see on 10 miljonit korda tõhusam kui keemilised raketid. Aine ja antiaine reaktsioon toodab umbes kaks suurusjärku rohkem energiat. Mis puutub hävitamisse, siis teadlase Mark Millise arvutused ja tema 27-aastase töö vili ei tundu nii masendav: Millis arvutas välja kosmoseaparaadi Alpha Centaurisse saatmise energiakulud ja leidis, et need oleksid 10 18 J, st peaaegu kogu inimkonna aastane elektritarbimine. Kuid see on vaid üks kilogramm antiainet.

Ettevõtte Hbar Technologies välja töötatud sondil on õhuke süsinikkiust puri, mis on kaetud uraan 238-ga. Purjega kokku põrgades annihileerub antivesinik ja tekitab reaktiivjõu.

Vesiniku ja antivesiniku annihilatsiooni tulemusena tekib võimas footonivoog, mille heitgaaside kiirus saavutab rakettmootori maksimumi, s.o. valguse kiirus. See on ideaalne indikaator, mis võimaldab saavutada fotoonmootoriga kosmoselaeva väga kõrge valguslähedase kiiruse. Kahjuks on antiainet raketikütusena väga raske kasutada, kuna annihilatsiooni ajal tekivad võimsaima gammakiirguse sähvatused, mis tapavad astronaudid. Samuti puuduvad veel tehnoloogiad suure hulga antiaine hoidmiseks ja juba fakt, et antiaine tonnide kaupa koguneb isegi Maast kaugel kosmoses, on tõsine oht, kuna isegi ühe kilogrammi antiaine hävitamine on tõsine oht. võrdne tuumaplahvatusega, mille võimsus on 43 megatonni (sellise jõu plahvatus võib pöörata kolmandiku USA territooriumist). Antiaine hind on teine ​​tegur, mis komplitseerib footoni jõul liikuvat tähtedevahelist lendu. Kaasaegsed antiaine tootmise tehnoloogiad võimaldavad toota ühe grammi antivesinikku kümnete triljonite dollarite hinnaga.

Suured antiaine uurimisprojektid kannavad aga vilja. Praeguseks on loodud spetsiaalsed positronite hoidlad, “magnetpudelid”, mis on vedela heeliumiga jahutatavad magnetväljadest seintega anumad. Selle aasta juunis õnnestus CERNi teadlastel antivesiniku aatomeid säilitada 2000 sekundit. California ülikoolis (USA) ehitatakse maailma suurimat antiainehoidlat, mis suudab koguda üle triljoni positroni. California ülikooli teadlaste üks eesmärke on luua antiaine jaoks kaasaskantavad konteinerid, mida saaks kasutada teaduslikel eesmärkidel suurtest kiirenditest eemal. Seda projekti toetab Pentagon, mis on huvitatud antiaine sõjalistest rakendustest, nii et maailma suurim magnetpudelite hulk ei ole tõenäoliselt alarahastatud.

Kaasaegsed kiirendid suudavad toota ühe grammi antivesinikku mõnesaja aasta pärast. See on väga pikk aeg, seega on ainus väljapääs antiaine tootmiseks uue tehnoloogia väljatöötamine või kõigi meie planeedi riikide jõupingutuste ühendamine. Kuid isegi sel juhul ei saa kaasaegse tehnoloogiaga unistada kümnete tonnide tähtedevahelise mehitatud lennu jaoks mõeldud antiaine tootmisest.

Kõik pole siiski nii kurb. NASA spetsialistid on välja töötanud mitu kujundust kosmoselaevade jaoks, mis võiksid minna süvakosmosesse vaid ühe mikrogrammi antiainega. NASA usub, et täiustatud seadmed võimaldavad toota antiprootoneid hinnaga umbes 5 miljardit dollarit grammi kohta.

Ameerika ettevõte Hbar Technologies töötab NASA toel välja antivesinikmootoriga juhitavate mehitamata sondide kontseptsiooni. Selle projekti esimene eesmärk on luua mehitamata kosmoselaev, mis suudaks lennata Päikesesüsteemi serval asuvasse Kuiperi vööni vähem kui 10 aastaga. Tänapäeval on sellistesse kaugetesse punktidesse 5-7 aastaga võimatu lennata, eelkõige lendab NASA New Horizonsi sond läbi Kuiperi vöö 15 aastat pärast starti.

Sond, mis läbib 250 AU 10 aasta pärast on see väga väike, ainult 10 mg kandevõimega, kuid vajab ka veidi antivesinikku – 30 mg. Tevatron toodab selle koguse mõne aastakümne pärast ja teadlased saaksid uue mootori kontseptsiooni testida päris kosmosemissiooni käigus.

Esialgsed arvutused näitavad ka, et Alpha Centaurile saab sarnasel viisil saata väikese sondi. Ühel grammil antivesinikul lendab see kaugele tähele 40 aasta pärast.

Võib tunduda, et kõik eelnev on väljamõeldis ja sellel pole lähitulevikuga mingit pistmist. Õnneks see nii ei ole. Samal ajal kui avalikkuse tähelepanu köidavad globaalsed kriisid, popstaaride ebaõnnestumised ja muud päevakajalised sündmused, jäävad epohhiloovad algatused varju. NASA kosmoseagentuur käivitas grandioosse 100 Year Starship projekti, mis hõlmab planeetidevaheliste ja tähtedevaheliste lendude teadusliku ja tehnoloogilise aluse järkjärgulist ja mitmeaastast loomist. See programm on inimkonna ajaloos ainulaadne ja peaks meelitama teadlasi, insenere ja teiste elukutsete entusiaste üle kogu maailma. 30. septembrist 2. oktoobrini 2011 toimub Floridas Orlandos sümpoosion, kus arutatakse erinevaid kosmoselendude tehnoloogiaid. NASA spetsialistid koostavad selliste sündmuste tulemuste põhjal äriplaani, et aidata teatud tööstusharusid ja ettevõtteid, kes arendavad tehnoloogiaid, mis pole veel kättesaadavad, kuid on vajalikud tulevaseks tähtedevaheliseks lennuks. Kui NASA ambitsioonikas programm õnnestub, suudab inimkond 100 aasta jooksul ehitada tähtedevahelise kosmoseaparaadi ja me liigume päikesesüsteemis sama hõlpsalt ringi, nagu me lendame täna mandrilt mandrile.

Mihhail Levkevitš

Prindi

10 aasta pärast meie tööstus muutub, ütles Denis Muhlenberg, Boeing Corporationi tegevjuht, president ja esimees. Ta ennustab rakettide tootmist, madalal orbiidil liikuvate kosmoselaevade tootmist ja tavapäraste reisilennukite arvu kasvu, kuid mis iganes need ka poleks, Boeing toodab neid.

GeekWire'i tippkohtumisel esinenud Muhlenberg ütles, et tulevikus ei tehta enam selget vahet õhu- ja kosmosetranspordi vahel, vaid pigem integreeritakse need transpordiviisid, mille hulka kuuluvad isiklikud lennutaksod, traditsioonilised lennukid. , ülehelikiirusega transpordi- ja kommertskosmoselaevad.

"Kümne aasta jooksul näete, kuidas madala orbiidiga kosmosereisid muutuvad palju tavalisemaks kui praegu. Kosmoseturism, tehased kosmoses... need on täna tekkiva ökosüsteemi komponendid ja me osaleme aktiivselt transpordisüsteemide loomisel, et tagada juurdepääs neile objektidele.

Boeingi osalus selles integreeritud tulevikus keskendub kosmoselaevale CST-100 Starliner, mille ettevõte kavatseb astronautide transportimiseks kasutusele võtta juba järgmisel aastal. "Võime arvata, et see on meie esimene sõiduk nende sarjas, mis moodustab tulevikus kommertslennukite portfelli ja mida toodetakse koos meie kommertslennukitega," lisas Muhlenberg.

Kui see on plaan, pole alustamine olnud lihtne. Ühe Starlineri süsteemi hiljutised testid ebaõnnestusid, misjärel lükkas Boeing järgmised katsetused augustist selle aasta lõppu või järgmise algusesse. Hiljutise kanderaketi Sojuzi õnnetuse tõttu on kosmosetranspordi arendajatel, nagu Boeing ja SpaceX, rohkem lootust toota funktsionaalselt tõhusaid ja ohutuid sõidukeid Rahvusvahelise Kosmosejaama (ISS) teenindamiseks.

Võimalik, et õhuruumi küllastumine lennukitest suureneb ja siis läheb vaja arenenumaid lennujuhtimisvahendeid. Boeing töötab juba NASA ja teistega 35 miljardi dollari suuruse projekti kallal, et ehitada USA õhuruumi selline järgmise põlvkonna süsteem; see süsteem peaks valmis olema 2030. aastaks.

Kui Boeingist saab kosmosetööstuses suur tegija, peab ettevõte tegelema probleemidega oma praeguste toodetega. Näiteks sel suvel tekkis probleem suure hulga Boeing 737-de tarnimisega, mida ei saanud mootorite puudumise tõttu klientidele tarnida. See aga ei mõjutanud Boeingu majandustulemusi, mis nägid teises kvartalis hea välja.

Lennundustööstuse liidrina seisavad Boeing silmitsi märkimisväärse konkurentsiga Airbusiga (õhus) ja SpaceX-iga (kosmoses). See ei takista Muhlenbergi kosmosetranspordist unistamast: ta kordas ikka ja jälle, et esimesed inimesed, kes Marsile maanduvad, teevad seda Boeingu ehitatud raketiga.

veebisait: selle märkuse lõpus on link artiklile, mis käsitleb kosmosetööstuse edukust 2018. aasta teises kvartalis. Üldiselt suurendas sektor selles kvartalis eelmise aastaga võrreldes tulusid 7,6%, sealhulgas: Lockheed Martin – 13,4 miljardit dollarit, kasv 23,5%, Airbus – 17,16 dollarit, kasv 8% (tänu A320 neo edule), 24,26 dollarit, kasv 6 % . Märgitakse, et koos eduaruannetega väljendavad tööstuse ettevõtted muret puhkevate kaubandussõdade pärast, mille suhtes on lennundussektor eriti tundlik tööstusele iseloomulike tarneahelate globaalsuse tõttu.

Boeingu kontor Chicagos (foto ettevõtte veebisaidilt)

Oleme juba ammu harjunud ühistranspordipeatuste olemasoluga kodu lähedal, kümnete rongide igapäevase väljumisega lähimast jaamast ja lennukite väljumisega lennujaamadest. Kaotage ühistransport – ja meile tuttav maailm kukub lihtsalt kokku! Kuid mugavusega harjudes hakkame nõudma veelgi rohkem! Milline areng meid ootab?

Maantee - torud

Kohutav liiklus on üks peamisi probleeme kõigis suurlinnades. Nende põhjuseks pole sageli mitte ainult transpordivahetuste ja kiirteede halb korraldus, vaid ka ilmastikutingimused. Miks minna kaugele: Venemaa lumesajud põhjustavad sageli teede kokkuvarisemist.

Üks tõhusamaid lahendusi on peita suurem osa liiklusvoogudest maa alla. Maanteetunnelite arv ja suurus on aastatega ainult kasvanud. Kuid need on kallid ja maastiku arengus piiratud. Neid probleeme saab lahendada tunnelite torude asendamisega!

Ameerikast pärit insener ja ehitaja Henry Lew on juba teinud ettepaneku transpordi jaoks mõeldud torujuhtme arendamiseks. Võimalik on saata suuri kaubakonteinereid elektri jõul. Arvestatakse oma projektiga New Yorgis, mis on tuntud oma tohutute liiklusummikute poolest. Ainuüksi selles linnas vähendab kaubaliikluse torudesse viimine autode liikumist vaid aastaga kümnete miljardite kilomeetrite võrra. Tänu sellele paraneb ökoloogiline olukord, väheneb koormus suurlinna kiirteedele. Samuti ei tohiks unustada lasti kohaletoimetamise ohutust ja õigeaegsust.

Selliste torustike kaudu on võimalik ka inimesi transportida. Sarnase reisijateveo süsteemi pakkus välja Ameerika miljonär Elon Musk. Muski "Hyperloop" hakkab sisaldama viaduktidele paigutatud torustike süsteemi, mille läbimõõt ületab paari meetrit. Nad kavatsevad säilitada madala rõhu. Torudes on plaanis kapslid liigutada, hõljudes sinna pumbatava õhu tõttu veidi põhja kohal. Kapslite kiirus võib tänu elektromagnetimpulsile küündida poole tunniga kuuesaja kilomeetrini.

Rongilennud

Rongid arenevad, muutuvad avaramaks ja kiiremaks. Nad arutavad juba uskumatut projekti Londonist Pekingisse viiva marsruudi jaoks, mille on ette valmistanud hiinlased. Nad tahavad 2020. aastaks ehitada kaheksa kuni üheksa tuhande kilomeetri pikkuse ülikiire maantee.

Rongid liiguvad La Manche'i väina alt, seejärel läbi Euroopa, Venemaa, Astana, Kaug-Ida ja Habarovski. Sealt edasi – viimane käik Pekingisse. Kogu teekond kestab paar päeva, kiiruspiirang on 320 km/h. Märgime siinkohal, et vene "Sapsan" kiirendab vaid kuni 250 km/h.

Kuid see kiirus pole piir! Maglevi rong, mis on saanud nime fraasi Magnetic Levitation järgi, saavutab hõlpsalt kiiruse 581 km / h. Õhus oleva magnetvälja toel lendab see üle rööbaste, selle asemel, et neil sõita. Need rongid on nüüd haruldane eksootika. Kuid tulevikus saab seda tehnoloogiat edasi arendada.

Auto vee all: ebareaalne, aga see on olemas!

Revolutsiooni on oodata ka veetranspordis. Eksperdid uurivad veealuste kiirsõidukite ja veealuste mootorrataste projekte. Mida me saame öelda üksikute allveelaevade kohta!

Šveitsi projekt nimega sQuba loodi originaalse auto väljatöötamiseks, mis suudab otse rajalt vette sõita ja läbi lainete liikudes isegi neisse sukelduda! Seejärel saab auto hõlpsalt maale naasta, jätkates liikumist mööda teed.

Uudsuse disainerid said inspiratsiooni ühest James Bondit käsitlevast filmist. Tõeline veealune auto, mida eksponeeriti Genfi autonäitusel avatud sportauto kujul. See mudel on väga kerge ja võimaldab meeskonnal ohu korral autost lahkuda.

Vee all liikumise tagavad tagumise põrkeraua all paiknev kruvipaar, aga ka paar pöörlevat veekahurit esirattakoobaste läheduses. Seda kõike toidavad elektrimootorid. Muidugi peate mudelile lisama veekindla korgi, et juht ja reisijad märjaks ei saaks.

Kas olete valmis kosmosesse minema?

Teiste transpordiliikidega sammu pidav lennundus areneb aktiivselt. Olles hüljanud sellised ülehelikiirusega lainerid nagu Concorde, otsustas ta minna kosmosesse. Briti disainerid töötavad kosmoselaeva või muul viisil - orbitaallennuki kallal, nimega "Skylon".

Ta suudab hübriidmootoriga lennuväljalt tõusta ja saavutada hüperhelikiiruse, mis ületab helikiirust enam kui viis korda. Olles jõudnud 26 kilomeetri kõrgusele, lülitub ta oma tankidest hapnikule ja läheb seejärel kosmosesse. Maandumine on nagu lennuki maandumine. See tähendab, et ei mingeid väliseid võimendiid, ülemisi astmeid ega kütusepaake. Kogu lennu jaoks läheb vaja vaid paari mootorit.

Praegu töötavad nad Skyloni mehitamata versiooni kallal. Selline kosmosekandja suudab orbiidile viia 12 tonni lasti. Pange tähele, et Vene rakett Sojuz suudab kanda ainult seitse tonni. Kosmoselaeva, erinevalt raketist, saab korduvalt kasutada. Selle tulemusena vähenevad tarnekulud 15 korda.

Samal ajal mõtlevad disainerid mehitatud versioonile. Kaubaruumi kujundust muutes, turvasüsteeme luues ja illuminaatoreid tehes saab vedada kolmsada reisijat. Nelja tunni pärast teevad nad ringi ümber kogu planeedi! Eksperimentaalne mudel käivitatakse 2019. aastal.

Üllataval kombel kirjeldasid futuroloogid kõiki meie loetletud transpordiliike 20. sajandi koidikul. Nad lootsid, et nende rakendamine pole enam kaugel. Nad tegid ajastamisel vea, samal ajal kui kõik on arendusjärgus. Meil on aga suurepärane võimalus – saada tulevikus ühe ülaltoodud tehnikaime reisijaks.