III. Технические возможности. Угрозы.

Стр 1 из 2Следующая ⇒

Государственное бюджетное профессиональное образовательное

учреждение Республики Дагестан

«Технический колледж»

Проектная работа

Полет на марс

Выполнил: Шидибеков Руслан Миримович,

студент группы 1ИКС 9-1

Руководитель проекта: Филимонов А. А.,

преподаватель физики

Г. Махачкала
2018 год.

Содержание

I. План колонизации Марса.

Глава 1 ……………… На марс за 80 дней
Глава 2 ……………… Возможен ли полет на Марс?

II. Планы различных государств и организаций.

Глава 1 ……………… США
Глава 2 ……………… Россия
Глава 3 ……………… Инициативы частных организаций

III. Технические возможности. Угрозы.

Глава 1 ……………… Поломка техники
Глава 2 ……………… Радиация

Глава 3 ……………… Пыль

IV. Выгодаотпалёта

Глава 1 ………….. Выгода от полета

Используемые Интернет-ресурсы

1. https: //wikipedia. com

2. https: //lenta. ru/articles/2016/09/28/uodobybis/https: //lenta. ru/articles/2016/09/28/uodobybis/

3. https: //meduza. io/feature/2016/09/28/prigotovtes-umeret

Введение

За последнее время человечество шагнуло далеко вперед в плане техники. 12 апреля 1961 года Советский летчик космонавт Юрий Гагарин совершил первый в истории человека полет в космос с космодрома «Байконур». А в 1969 году было совершена посадка на «Луну» на Американском пилотируемом корабле «Аполлон» в ходе мисси «Аполлон 11» Но человечество решило на этом не останавливатьсяи уже хотят сделать посадку на Марс.

I. Глава1: На Марс за 80 дней

Основатель космической компании SpaceX Илон Маск представил во вторник, 27 сентября, план пилотируемого полета и заселения Марса. Маск утверждает, что первых людей к Марсу можно будет отправить уже в 2024 году, но пока его план далек от реализации у SpaceX нет ни ракеты, ни космического корабля, способного за 80 дней доставить 100-200 человек к четвертой планете от Солнца. «Медуза» рассказывает, что известно о плане Маска и с какими проблемами придется столкнуться SpaceX.

Путешествие к Марсу, по замыслу инженеров SpaceX и основателя компании Илона Маска, будет выглядит так. Многоразовая ракета сперва доставит на земную орбиту космический корабль с людьми и багажом, но без топлива. Затем та же самая ракета приземлится на площадку SpaceX на мысе Канаверал в США, дозаправится и с грузом топлива вылетит обратно к марсианскому кораблю на орбиту; и так несколько раз — до тех пор, пока горючего на борту корабля не будет достаточно для путешествия. Такая схема позволит существенно снизить стоимость путешествия к Марсу: поднять космический корабль и с людьми, и с топливом для многомесячного перелета если и получится в ближайшее время, то при других мощностях и затратах. Предполагается, что SpaceX сможет использовать ракету до тысячи раз. Она, как и космический корабль для путешествия к Марсу, будет оснащена двигателями Raptor (работают на метане) первые испытания «Раптора» SpaceX провела на днях.

Высота корабля составит около 50 метров, диаметр 17 метров, полет на нем к Марсу займет от 80 до 150 дней. Маск утверждает, что путешествие на Марс окажется приятным: в полете можно поесть в ресторане и насладиться нулевой гравитацией.

Для создания устойчивой колонии на Марсе потребуются около миллиона человек это примерно десять тысяч рейсов туда-обратно как минимум за 40 лет. При этом первые покорители Марса явно не смогут быстро (а возможно, и вообще никогда) вернуться на Землю. Маск признается, что первые путешествия на Марс могут быть чрезвычайно опасными для колонистов. «Вы готовы умереть? Если с этим, проблем нет, вы отличный кандидат для первых путешествий», — сказал он, представляя марсианский план в Мехико. Как именно будет устроена жить поселенцев на Марсе и что SpaceX предлагает сделать для улучшения тяжелых условий жизни на планете, атмосфера которой не пригодна для дыхания, Маск не рассказал не считая теоретических разговоров о нагревании небесного тела термоядерными взрывами.

I.
Глава 2. Возможен ли полет на Марс?

Теоретически — да. Идеи Илона Маска законам физики никак не противоречат и в теории вполне осуществимы. Как рассказал «Газете. ру» редактор журнала «Новости космонавтики» Игорь Лисов, проект SpaceX напоминает ракету-носитель Н-1, которую разрабатывали в СССР и планировали использовать для создания собираемой на орбите марсианской станции. Н-1 так и не полетела — не удалось создать надежную первую ступень ракеты. Но то, что идеи SpaceX можно теоретически реализовать, еще не значит, что в ближайшие десятилетия компания сможет осуществить что-то из задуманного.

SpaceX стала первой космической компанией, которая научилась возвращать первую ступень ракеты после орбитальных запусков, но еще ни разу не провела повторный запуск ступени. Последний инцидент с возгоранием ракеты Falcon 9 и повреждением стартовой площадки заставил SpaceX перенести коммерческие запуски; в компании назвали потерю ракеты самым крупным провалом за всю историю SpaceX. Компания Маска только ведет разработку ракеты повышенной грузоподъемности FalconHeavy и постоянно срывает сроки испытаний (это, кстати, касается всех проектов Илона Маска), тогда как для марсианской программы потребуется совершенно новая ракета-носитель. Никогда не осуществлялись и пилотируемые запуски в космос на космическом корабле Dragon, который предполагается использовать для доставки космонавтов на МКС, а именно он должен стать основой для марсианского корабля.

Еще одна важнейшая проблема плана SpaceX — это деньги. Сейчас Маск оценивает стоимость путешествия к Марсу в 10 миллиардов долларов на одного человека; реальная колонизация возможна только при снижении стоимости перелета до 200 тысяч долларов — иначе, очевидно, не будет никакого спроса. Неясно также, откуда Маск собирается брать деньги и на разработку космического корабля и новой ракеты-носителя. В его презентации среди источников финансирования помимо коммерческих запусков была указана кража кальсон.

II.
Глава 1: США

Американский президент Джордж Г. У. Буш в 1992 году представил планы пилотируемого полёта к Марсу и поручил НАСА вычислить затраты на миссию. С учётом проектных затрат от 400 миллиардов долларов США проект был отвергнут. Его сын, также президент США Джордж Уокер Буш, в начале 2004 года представил для НАСА новый долгосрочный план, основной задачей которого были пилотируемые миссии на Луну и Марс. Новой при этом явилась смета затрат, которая предполагала финансирование развития с выходом из Шаттл- и МКС-программы в течение свыше 30 лет. Пересмотр целей положил начало программе «Созвездие». В рамках этой программы первым шагом должно было стать до 2010 года создание космического корабля «Орион», на котором космонавты могли бы полететь сначала на Луну, а потом на Марс. Далее с 2024 года по планам НАСА должна появиться постоянно обитаемая лунная база, которая стала бы подготовкой для полёта на Марс. Согласно проекту, непилотируемые полёты подготовили бы людей к высадке на Марсе; здесь американская и европейская программы едины. Возможное путешествие к Марсу могло бы состояться по оценкам НАСА в 2037 году. Второго февраля 2010 года стало известно, что лунный пилотируемый полёт США из-за сокращения бюджета не состоится. Так как вследствие этого разработка необходимого космического корабля остановилась, то это затронуло и марсианскую пилотируемую миссию. Эти программы были не отложены, а полностью закрыты без альтернативы^[13]. Однако позже НАСА вернулось к пересмотру программы «Созвездие» и не исключает её возобновление.

Глава 2: Россия

Россия до 2015 года планировала произвести непилотируемый полёт к спутнику Марса — Фобосу. 9 ноября 2011 года состоялся запуск АМС «Фобос-грунт», однако межпланетной станции не удалось покинуть низкую околоземную орбиту из-за нештатной ситуации. Повторный запуск «Фобос-грунта» запланирован приблизительно в 2020—2021 годах^[4]. 6 апреля 2012 года Роскосмос и Европейское космическое агентство договорились о совместной реализации проекта «Экзомарс»^[5]. Пилотируемый полёт на Марс Роскосмос намерен осуществить в первой половине 21-го века. В рамках национальной космической программы до 2015 года на Земле проводилась имитация марсианского полёта под названием «Марс-500». Генеральный конструктор корпорации «Энергия» Виталий Лопота в начале 2010 года заявил о начале разработки ядерной энергодвигательной установкимегаваттного класса для будущего поколения ракетной техники. К 2012 году планировалось разработать эскизный проект и провести компьютерное моделирование, к 2015 году — разработать саму установку, а к 2018 году — транспортный модуль, который использовал бы её. Создание ядерной энергодвигательной установки поручено Росатому, а разработкой двигателей, турбокомпрессоров и генераторов будет заниматься Роскосмос. Весь проект до 2018 года оценивается в 17 миллиардов рублей. На 2010 год выделено 500 миллионов рублей: 430 миллионов получит Росатом и 70 — Роскосмос. Двигатели такого типа будут иметь удельный импульс до 20 раз больший, чем у нынешних химических двигателей, что сократит время полёта к Марсу до 1—1, 5 месяцев. 20 августа 2012 года стало известно, что российская ракетно-космическая корпорация «Энергия» собирается в ближайшие 5—7^[11] лет совместно с Украиной и Казахстаном создать сверхтяжёлую ракету-носитель «Содружество»^[12] для полётов на Луну и Марс. Проект новой ракеты будет основан на заделах советской ракеты «Энергия», и, возможно, она будет иметь двигательную установку с питанием от солнечных батарей или ядерного реактора. Предполагаемая грузоподъёмность составит 60—70 тонн.

Глава 3. Инициативы частных компаний

MarsOne — частный проект, руководимый Басом Лансдорпом и предполагающий полёт на Марс с последующим основанием колонии на его поверхности и трансляцией всего происходящего по телевидению^[45]. Проект поддерживает лауреат Нобелевской премии по физике за 1999 год ГерардХоофт. InspirationMarsFoundation — американская некоммерческая организация (фонд), основанная Денисом Тито, планирующая отправить в январе 2020 года пилотируемую экспедицию для облёта Марса. Организация планирует использовать преимущество пускового окна для запуска в январе 2018 года экспедиции облёта Марса с возвращением на Землю. Фонд считает, что исследование космического пространства служит катализатором роста, национального процветания, знаний и глобального лидерства. Используя преимущество уникальной представляющейся возможности, InspirationMarsFoundation собирается оживить образовательный интерес к науке, технике, инженерному делу и математике. SpaceX — частная американская аэрокосмическая компания, планирующая доставить человека на Марс. Промежуточные этапы включают в себя запуск беспилотного посадочного аппарата на Марс в 2018 году (миссия RedDragon), организацию постепенной доставки элементов будущей базы и запуск человека на Марс в 2024 году. Marspolar — частный проект, предполагающий отправку на Марс роботизированной миссии, а впоследствии и пилотируемой миссии. В настоящее время ведутся работы по созданию марсохода и спутника связи.

Поломка техники

При нынешнем развитии техники космическому кораблю понадобилось бы 6 месяцев при оптимальных условиях, чтобы совершить полёт только в одну сторону, и столько же обратно. При этом желательно пребывание людей на Марсе более года, для того чтобы эта планета опять приблизилась к Земле на минимальное расстояние. Вследствие продолжительности полёта в 2 года статистически вырастает вероятность поломок жизненно важных систем, например, из-за попадания микрометеоритов.

Особую опасность представляет выход из строя ракетного двигателя. По этой причине необходимо использовать резервирование. Так для межпланетного комплекса массой 1000 тонн можно использовать около 400 электроракетных двигателей тягой около 0, 8 Н. Суммарная тяга составит 320 Н. Вследствие большой продолжительности перелёта этой тяги будет достаточно, чтобы космический корабль набрал необходимую скорость. У каждого двигателя есть свои баки с рабочим телом, своя система управления, своя секция солнечных батарей. Если учесть, что электроракетные двигатели обладают большой надёжностью, то выход из строя нескольких двигателей сильно не скажется на длительности полёта

12 Следующая ⇒