экзопланеты

Пятьдесят лет назад, в июле этого года, Аполлон-11 доставил первую миссию с экипажем на поверхность Луны. Сегодня Соединенные Штаты находятся на грани космического возрождения — возвращение астронавтов на Луну, сначала на орбиту космической станции, а затем возвращение на поверхность. Среди других целей, НАСА, ее международные партнеры и коммерческие компании ищут и добывают лунную воду — основной строительный блок водородного топлива и кислорода.

Вода, или лед, расположенный на небесном теле, таком как луна или астероид, является типом (видом) космического ресурса. В последние 20 лет исследования космоса выявили потенциальные запасы воды на Луне, на Марсе, в поясе астероидов и даже на спутниках, вращающихся вокруг Юпитера и Сатурна.

луна-ресурсы

Используя технологию использования ресурсов на месте (ISRU), такие отложения могут быть преобразованы в водород или кислород, что позволит заправляться и снабжать будущие космические миссии. В долгосрочной перспективе эти космические ресурсы могут также снизить стоимость разведывательных миссий в открытом космосе, таких как пояс астероидов, гигантские планеты и пояс Койпера.

Коммерческие структуры также заинтересованы в разработке космических ресурсов. Если вода может обеспечить (относительно) дешевые услуги по заправке в космосе, это может стимулировать рост коммерческой космической промышленности. Например, уже есть интерес к добыче астероидов, в поисках платины или других ценных металлов.
По оценкам, в 2018 году мировая космическая отрасль будет стоить более 400 миллиардов долларов. К 2030 году ее объем может удвоиться из-за новых технологий и коммерческих инноваций, включая космические ресурсы. США находятся в хорошем положении, чтобы захватить значительную долю этого роста, но это далеко не гарантировано.
Требуется дальнейшее внимание к научным исследованиям.

Недавно в обеих палатах Конгресса был представлен двухпартийный «Акт об институте космических ресурсов» (H.R. 1029 и S. 391). Это предложение, которое могло бы еще больше раскрыть технологии космических ресурсов, поступило от четырех членов делегации Конгресса Колорадо: представителя Типтона, представителя Перлмуттера, сенатора Гарднера и сенатора Беннета.
Исходя из цели «сохранения превосходства Соединенных Штатов в космосе», этот закон даст указание НАСА изучить возможность и необходимость создания физического или виртуального института космических ресурсов в течение шести месяцев. Конкретные цели включают в себя:

  • Выявление, разработка и распределение космических ресурсов, в том числе путем поощрения развития фундаментальной науки и техники.
  • Снижение технологических рисков, связанных с выявлением, разработкой и распределением космических ресурсов.
  • Разработка вариантов использования космических ресурсов для поддержки существующих и будущих космических архитектур, программы и миссии; и включить такие архитектуры, программы и миссии, которые иначе были бы невозможны.

Но не только США смотрят в лидеры в космосе. Что касается ресурсов, то Люксембург, Брюссель и Объединенные Арабские Эмираты закладывают основу для собственных желаний.

Одним из важных инструментов для будущего института была бы Лунная орбитальная платформа-шлюз НАСА, станция дальнего космоса, вращающаяся вокруг Луны. В начале 2019 года Канада стала первой страной, официально присоединившейся к проекту под руководством США. Другие партнеры НАСА по Международной космической станции, в том числе Европейское космическое агентство, JAXA и Роскосмос, выразили заинтересованность в присоединении к проекту.

Ворота послужили бы базой для лунной науки, поддерживая лунную разведку с экипажем и без экипажа со стороны как правительственных, так и коммерческих партнеров. Это также обеспечило бы уникальную лабораторию для изучения здоровья человека и других предметов в суровых условиях дальнего космоса, опираясь на успех Международной космической станции на орбите Земли.

Ключевым событием, лежащим в основе обновленной конкурентоспособности космического пространства США, является роль субъектов частного сектора и коммерческих инноваций. В 2011 году на долю США приходилась лишь небольшая доля мирового рынка коммерческих космических запусков. После закрытия проекта «Челеджер»- космического челнока в 2011 году, США потеряли способность запускать полеты астронавтов.

К 2017 году американские компании обеспечили почти две трети всех коммерческих запусков в мире. В следующем году SpaceX и Boeing планируют отправить астронавтов на Международную космическую станцию ​​впервые. Совсем недавно, частные варианты транспорта были рассмотрены для предстоящих лунных миссий.

В 2015 году Конгресс принял Закон о конкурентоспособности запуска коммерческих космических объектов, который обеспечил большую правовую определенность прав собственности для коммерческих компаний США, добывающих космические ресурсы. В конце 2018 года консорциум НАСА, представители академических кругов и частного сектора опубликовали Коммерческую лунную ракетную архитектуру.

В результате исследования установлена ​​технологическая и экономическая целесообразность добычи воды на Луне и превращения ее в топливо. В ближайшем будущем исследование показало, что дозаправка на основе лунных ресурсов может приносить более 2 миллиардов долларов дохода ежегодно. В марте 2019 года НАСА объявило, что оно распечатывало образцы лунных пород из первоначальных миссий Аполлона, которые были сохранены, чтобы специально включить более продвинутый анализ позже.

Существующие исследовательские институты НАСА играют центральную роль в достижении целей агентства в области фундаментальных и прикладных наук, связанных с исследованием космоса. В общей сложности НАСА организует или финансирует мероприятия в более чем 60 институтах по всей стране. Эти институты различаются по структуре и включают в себя федеральные структуры, университеты, частных подрядчиков и сектор сотрудничества.

Специальности и научные миссии каждого института различны; Известные исследовательские возможности включают ключевые области, такие как экзопланеты, астробиология, передовые технологии производства и биомедицинские исследования. Недавно НАСА начало финансировать научно-исследовательские институты космической техники, руководил исследовательскими инициативами по разработке специализированных технологий для исследования дальнего космоса. Первые два, сфокусированные на биологической инженерии и сверхпрочных композитных материалах, могут как расширить космические возможности, так и разработать новые технологии для использования на Земле.

Институт космических ресурсов будет выполнять аналогичную роль, хотя он будет сосредоточен на конкретных задачах миссии, а не на конкретной прикладной науке. Космические ресурсы по своей сути являются междисциплинарными. Для успешного освоения водных или минеральных ресурсов в космосе необходимо использовать несколько новых систем, чтобы использовать технологии всей космической отрасли.
Миссии по космическим ресурсам предъявляют повышенные технические требования для устранения вакуума, микрогравитации, перепадов экстремальных температур, радиации и других опасностей в глубоком космосе. К другим актуальным задачам относятся обзоры и характеристики ресурсов, экономика космических ресурсов, а также технологии обработки и производства.

Чтобы провести миссию на Марс в 2030-х годах, полагаясь на заправку от технологий ISRU, НАСА должно в ближайшее время поощрять их инновации и принятие. Институт будет действовать как мост между НАСА и растущим коммерческим космическим сектором. Как продемонстрировали провайдеры запуска, такие как United Launch Alliance, SpaceX, Blue Origins, Virgin Galactic и другие, коммерческие компании могут стимулировать технологическое развитие и снижать затраты.

Исследования, разработки и демонстрации в частном секторе (НИОКР) улучшают возможности для научных миссий. Когда речь идет о технологиях поиска, добычи и обработки космических ресурсов, сотрудничество между государственным и частным секторами будет стимулировать эффективный цикл обратной связи.

Институт космических ресурсов также может сыграть решающую роль для конкурентоспособности национальной экономики. Когда США впервые отправились на Луну, только США и бывший Советский Союз имели возможность запускать лунные миссии. Сегодня многие космические страны начали или планируют запускать такие миссии. Следует отметить, что неудачная израильская лунная миссия «Берешит» была запущена на ракете SpaceX из Флориды.

 

Добавить комментарий