4 липня має відбутися воістину унікальна історична подія — автоматична міжпланетна станція «Нові горизонти» наблизиться до Плутона на відстані 12 500 кілометрів від поверхні карликової планети. Це стане не тільки науковою сенсацією, але й одним з найвидатніших досягнень НАСА.
Однак що ж буде далі?
Якщо зонд відкриє щось по-справжньому неймовірне за 9 днів спостережень за карликовою планетою? Наприклад, унікальний хімічний склад на поверхні, який, як і кисень в атмосфері землі, може бути результатом біологічних процесів. Нехай це і неймовірне припущення, але якщо він зафіксує на поверхні явно штучні об’єкти — гігантські піраміди або сліди стародавньої цивілізації?
У разі приголомшливого відкриття НАСА цілком може пропустити наступний логічний крок — дослідження небесного тіла за допомогою робота — і відправити до неї пілотовану місію. Але є така місія можливою в найближчому майбутньому, враховуючи технологічні ресурси, якими володіє людство?
Найбільш перспективним човникам, якими ми володіємо сьогодні, буде потрібно від 10 до 15 років, щоб доставити космічний апарат вагою 1,6 кілограма на орбіту Плутона. МКС знаходиться на орбіті Землі з 31 жовтня 2000 року, хоча надпотужних рухових установок на ній немає. Зрозуміло, не можна порівнювати МКС та пілотований космічний корабель, що вирушає до Плутона — протягом останніх 14 років на МКС доставлялося все необхідне і була постійна зміна екіпажів з Землі.
На відміну від МКС астронавти такої місії були б повністю ізольовані, а їх системи забезпечення повинні бути повністю автономні. Такого досвіду ще не було — найдовший період перебування людини в космосі на сьогоднішній день становить 437 діб. Якщо ввести астронавтів у режим сну (тривалий сон)? Справа в тому, що в даний час вчені не знають, як ввести людину в гібернацію і потім пробудити її до життя. Тому слід покладатися лише на технології, якими ми володіємо зараз, стверджує розробник, Тім Де Бенедиктис в статті, опублікованій на Space.com.
Так чи існують технології, здатні доставити багатотонний керований космічний корабель до Плутона протягом, скажімо, року? Дивно, але відповідь — так. І ми знайомі з цією технологією ще з 1950-х років. Любителі наукової фантастики, напевно, відразу зрозуміють, про яку технології йде мова — це проект «Оріон». Ідея полягає в тому, що рух корабля відбувається за рахунок вибухів тисяч маленьких ядерних бомб, розташованих позаду. Ядерний заряд підривається на малій дистанції від корабля (100 метрів), а більша частина продуктів вибуху направляється в хвіст, де масивна пластина приймає імпульс, який передається кораблю через систему з величезної кількості амортизаторів. Вихлопні швидкості — від десятків до сотень кілометрів за секунду, але з мільйонами тонн тяги.
Оригінальні розробки відносяться до ранніх 1960-му, однак у 2000-х НАСА переглянули ідею розгону корабля поштовхами плазми від ядерних вибухів (ззовні корабля) вже під іншою назвою — External Pulsed Plasma Propulsion. Найбільш маленький ядерний космічний апарат буде мати масу близько 900 тонн, хоча оригінальна команда розробила передову технологію міжпланетних польотів, здатну доставити 10000-тонний космічний корабель до Сатурна і назад за три роки. Хоча такий корабель можна запустити прямо з Землі, ядерні опади зроблять ідею неспроможною.
Читайте також: Однак можливо сконструювати корабель прямо на орбіті (МКС) і запустити до Плутона звідти. Рік чи два потому корабель сповільнить швидкість у орбіти Плутона і вимкне двигуни. При керованому спуску до поверхні можна використати ракети на звичайному паливі. Гравітація на поверхні карликової планети дорівнює 1/12 земної або половині місячної. Посадка на поверхню з низької орбіти (100 кілометрів) зажадає половину Дельта-v (зміна швидкості в результаті роботи реактивного двигуна, необхідне для виконання маневру) того ж показника при посадці на Місяць з тієї ж висоти (800 м/c і 1700 м/c відповідно).
Посадка на Плутон будь-якого космічного апарату (не кажучи вже про керовані кораблі) стане викликом. На відміну від Місяця, у Плутона є тонка атмосфера азоту, метану та оксиду вуглецю. Атмосферний тиск на поверхні змінюється від 6,5 до 24 мікробар — приблизно як на висоті 80 кілометрів на Землі або приблизно 1/1000 щільності атмосфери Марса на його поверхні. Швидше за все, буде потрібно використовувати теплоізоляційний екран, але такі показники недостатні, щоб використати можливість аеродинамічного гальмування (парашут).
Багаторазовий пілотований космічний корабель компанії SpaceX Dragon V2 поєднує в собі використання термоізоляційного щита і реактивних двигунів для посадки. Можливо, це крок у вірному напрямку — у корабля достатньо палива для здійснення маневру при посадці з низької орбіти (палива вистачить для Дельта-v 300 м/с), тому додаткове паливо могло б бути використане для посадки, зльоту і стикування з кораблем на орбіті.
Інша небезпека — на поверхні Місяця багато силікатних порід, однак Плутон покритий льодом. І не тільки водяним льодом, але замороженим метаном, чадним газом і азотом. Є реальна небезпека, що контакт з гарячими вихлопами ракети (кілька тисяч градусів) може випарувати посадочний майданчик.
Натхнення: earth-chronicles.ru