5 крутых космических проектов, над которыми человечество работает прямо сейчас

Мечты о космосе переживают, кажется, второе рождение со времен космической гонки СССР и США. Народ восхищен «Гравитацией», «Интерстелларом» и вполне реальной посадкой космического зонда на комету Чурюмова-Герасименко, а сотни тысяч добровольцев жаждут улететь на Марс насовсем и колонизировать красную планету. Мы собрали несколько крутых космических программ и разработок из тех, что могут (или нет) скоро стать реальностью.

Космический лифт

Obayashi Corporation — японская компания, занимается преимущественно конструированием футуристичных зданий. Вот, например, построили 634-метровую Tokyo Skytree — самую высокую телебашню и второе по высоте здание мира. Obayashi Corp. заявила о том, что к 2050 году запустит лифт с Земли на орбитальную станцию. Перевозить в лифте корпорация планирует грузы весом до 100 т, а потом, вероятно, и людей: Obayashi работает над пассажирским подъемником на 30 человек. Лифт сказочно удешевит доставку грузов в космос: скажем, сейчас один полет грузового корабля на МКС обходится в $22 000, а один подъем на космическом лифте выйдет всего в $200.

Система такая: трос лифта закреплен одним концом на платформе на Земле, другим — на неком противовесе в открытом космосе за МКС. Идею такого лифта ещё в 1895 году высказывал Константин Циолковский. Трос для космического лифта должен быть сверхпрочным. Obayashi Corp. планирует создать трос из углеродных нанотрубок — материала, который может выдерживать нагрузку в тонну на квадратный миллиметр. Пока что трубок длиннее 3 см в Японии делать не умеют, но к 2030 году компания обещает справиться с этим. Университеты по всей стране занимаются разработкой тросов и роботизированных подъемников. А в США при поддержке NASA даже проходят ежегодные Space Elevator Games, где компании пробуют себя в двух конкурсах: на самый прочный трос и самого быстрого робота, который по нему поднимается.

Миссия «Розетта»

В 2004 году ESA (Европейское космическое агентство) запустило миссию «Розетта»: целью миссии было впервые в истории человечества совершить мягкую посадку на комету. Изначально мишенью была комета 46Р/Виртанена, но при запуске ракеты-носителя двигатели отказали, и миссию перенесли на следующий год к комете 67Р/Чурюмова-Герасименко. Космический аппарат «Розетта» впервые успешно вышел на орбиту кометы, и 12 ноября 2014 года, отсоединившись от «Розетты» и трижды отскочив от поверхности кометы, спускаемый модуль «Филы» приземлился на комету Чурюмова-Герасименко.

Почему это круто, кроме того, что просто потрясает воображение? Ученые, занимающиеся изучением комет, предполагают, что кометы принимали важное участие в формировании Солнечной системы и даже зарождении жизни на Земле. Комета — небесное тело, состоящее из слоев льда (замороженного газа или воды) и пылевых слоев. Возможно, некогда кометы доставили на Землю воду и даже органические молекулы, результатом чего стали мы. Изучение комет — ключ к пониманию части истории Солнечной системы.

EmDrive

В начале нулевых британский инженер Роберт Шоер получил грант на создание двигателя, не нуждающегося в топливном баке и не выбрасывающего рабочего вещества. Такой двигатель мог бы перевернуть все ракетостроение: большая часть современных ракет — запас топлива, необходимый для космического полета, а уж выхлоп у ракет просто грандиозный. Шоер заявил, что его двигатель EmDrive работает. Научное сообщество посмеялось над Робертом.

Другой инженер, американец Гвидо Фетта, сконструировал аналогичный двигатель и убедил отделение NASA Eagleworks, которое занимается разработкой новых технологий для космических двигателей, протестировать устройство. И глава Eagleworks Гарольд Уайт официально подтвердил: работает. Вот только никто не знает, как. EmDrive нарушает законы физики, то есть с точки зрения науки работать не может. Согласно закону сохранения импульса, выброс какого-то рабочего вещества двигателем обязателен, иначе движения не может быть. А оно есть.

Словно в ответ скептикам, которые предположили, что экземпляр двигателя работает из-за какой-то ошибки в расчетах, группа независимых китайских исследователей собрала двигатель, работающий по тому же принципу и бодро нарушающий тот же закон физики, и доказала его работоспособность. Научное сообщество больше не смеется.

Двигатель EmDrive устроен примерно как микроволновка. Магнетрон генерирует микроволны, сталкивая электроны с магнитным полем. Микроволны, вращаясь вокруг вакуумного контейнера, создают тягу. Магнетрон работает на электричестве, что ставит под вопрос КПД EmDrive: не больше ли мы потратим электричества для работы двигателя, чем получим от него энергии? И вот самое крутое: EmDrive может работать на солнечной электроэнергии, бесконечной по меркам человеческой жизни. Однако физики и инженеры пока печалятся над EmDrive: использовать двигатель, который работает, нарушая законы физики, нигде нельзя из-за его непредсказуемости. В NASA предрекают этому двигателю будущее в космических полетах: EmDrive теоретически может разогнать космический аппарат сильнее, чем любой другой двигатель. Но пока испытаний в космосе не было, только в вакууме, так что как поведет себя устройство в условиях космоса, неизвестно. Остается только гадать, как оно работает и мечтать о том, как все будет работать на солнечной энергии где-нибудь в 2055 году.

Mars One

Самый громкий, свежий и открытый проект по колонизации Марса сейчас – Mars One. Он не единственный, космические агентства не первый год рассказывают о планах полета на Марс. NASA вот недавно заявило, что планирует отправить людей на Марс к 2030 году и сейчас потихоньку тестирует технику. В долгосрочном плане NASA четыре этапа: изучение влияния длительного пребывания в невесомости на организм человека; захват астероида и доставка его на орбиту Луны; роботизированное изучение Марса и высадка человека на Марс. Над тремя первыми сейчас идет активная работа. Правда, экипаж NASA должен вернуться. А вот добровольцы-участники проекта Mars One получают билет в один конец.

В 2011 году частная компания из Нидерландов под руководством Баса Лансдорпа официально открыла проект Mars One и получила подтверждение сотрудничества от поставщиков оборудования, в 2013 был объявлен набор добровольцев, готовых умереть на Марсе, предварительно построив, если получится, колонию. Сейчас, спустя несколько этапов отбора, из тысяч осталось 100 кандидатов для обучения и финального отбора. В 2024 первый экипаж отправится на Марс навсегда. От радиации колонистам придется прятаться в жилых модулях, утопленных в грунт на пять метров, питаться — скудной растительностью, какую они смогут вырастить в модулях. Жизнь марсиан на другой планете ещё и станет реалити-шоу.

У проекта обширный список серьезных спонсоров, но недавнее интервью одного из финалистов, Джозефа Роша, выявило недостатки в самой организации программы: предполагаемых колонистов стимулируют покупать мерч Mars One, а для прохождения отбора не нужно даже медицинское обследование. Критики предрекают Mars One эпический крах либо от недостатка финансирования, либо от технической невозможности реализовать пока полет на Марс.

Skylon

Британская компания Reaction Engines Limited разработала беспилотный самолет-ракету Skylon. Это многоразовый космолет для перевозки грузов, причем Skylon — это ракета, которая взлетает без космодрома и сброса ступеней в полете. Аппарат будет пользоваться взлетно-посадочной полосой, как обычный самолет, но в полете развивать гиперзвуковую скорость и отправляться в космос. Есть два режима работы Skylon: воздушно-реактивный, когда в двигатели поступает атмосферный воздух, и ракетный — когда используется кислород из баков. Ускорение дают двигатели SABRE (hypersonic precooled hybrid synergistic air breathing rocket engine — звучит страшно, а на самом деле это всего лишь гиперзвуковые комбинированные синергетические воздушно-ракетные двигатели с предварительным охлаждением). И эти двигатели — главная крутость и, в общем, основная разработка Reaction Engines Limited.

Проект существует на бумаге уже больше десяти лет, но только два года назад получил финансирование от правительства Великобритании. Первые испытания самолета-ракеты в полете назначены на 2019 год, а в будущем Reaction Engines Limited грозится запустить серийное производство Skylon.