ОСВОЕНИЕ УРАНА И НЕПТУНА
Общий подход к
освоению Урана и Нептуна – в материалах СКБ «Галактика»
Для
решения вопроса о способах освоения Урана и Нептуна необходимо в первую очередь
выяснить, что представляет собой их поверхность. Пока до сих пор неизвестно,
существует ли у Урана и Нептуна твердая поверхность (если существует, что,
вероятнее всего, в виде водяного льда), либо же они не имеют поверхности и
являются газовыми гигантами, подобными Юпитеру или Сатурну. Известные значения
средней плотности этих планет не позволяют дать однозначного ответа на этот
вопрос: их средняя плотность значительно больше, чем у Юпитера или Сатурна, но
в то же время значительно меньше, чем у планет земной группы.
Выяснение
этого вопроса и должно быть предметом ближайших экспедиций к Урану и Нептуну.
От ответа и будет зависеть программа их освоения. Если это планеты, подобные
Юпитеру или Сатурну, то и программа освоения будет аналогичной. Если же Уран и
Нептун имеют ледяную поверхность, то будут разрабатываться оригинальные планы
их колонизации. Интересно, что сила тяжести на поверхности Урана и Нептуна
(если у них есть поверхность) должна быть почти такая же,
как и на поверхности Земли: их большая масса компенсируется большим
радиусом. Это создает дополнительные удобства для колонизации.
Для
чего необходима колонизация Урана и Непутна? Это
необходимо как продвижение к внешним границам Солнечной системы - этап на пути
к межзвездным полетам.
Еще
один интересный проект освоения Урана был изложен в статье кандидата
технических наук Ю.Еськина "За чистым топливом -
на Уран" в "Российской газете" за 11 апреля 2002 года. В ней, в
частности, говорится:
"Промышленные запасы гелия-3,
удовлетворяющие запросам термоядерной энергетики, имеются
по меньшей мере в двух местах, оба – в космосе. Во-первых, на Луне, во-вторых,
в атмосферах так называемых внешних планет, из которых
по ряду причин наиболее перспективен Уран...
Холодная
и плотная атмосфера Урана состоит в основном из водорода и гелия (примерно 70%
и 30 % соответственно), в которой собственно гелий-3
составляет 1:3000 (что очень много, в тысячу раз больше, чем в лунном грунте).
Добыча
гелия-3 и доставка его к Земле должна вестись беспилотными одноразовыми
космическими аппаратами (“танкерами”), электроядерный
двигатель которых с мощностью 100 000 кВт работает в течение всего
двустороннего полета. За 10 лет аппарат преодолеет трудно вообразимую дистанцию
в 6 млрд. км. Заметим, что двигатель, способный преодолеть
такое гигантское расстояние за приемлемое время (10 лет), может работать только
на ядерной энергии, используя то же топливо, что и нынешние АЭС (в принципе
можно лететь и на солнечных батареях, но тогда аппарат будет весить сотни тысяч
тонн); более того, означенный двигатель является экологически очень “грязным”.
Фокус, однако, в том, что запускается он с высокой околоземной орбиты и вся
жизнь его проходит в космосе, так что никаких экологических проблем для
населения Земли он не создает.
Система
бесперебойного снабжения наземных ТЯЭС с суммарной мощностью 3 млрд. кВт будет
состоять из периодически (четырежды в
год) запускаемых с околоземной орбиты “танкеров”. Запаса топлива аппарату
хватит лишь в один конец: до цели он долетит с пустыми баками. Долетев до Урана
и выйдя на орбиту, находящуюся в пределах атмосферы планеты, “танкер” начнет
работать в режиме завода по разделению окружающей его атмосферы на компоненты:
из сжиженного газа выделит товарный гелий-3 и водород, который используется как
топливо для обратного полета; большая часть водорода и весь обычный гелий
сбросятся за борт. Таким образом, обратная заправка (без которой задача
возвращения нереализуема) оказывается фактически даровой. В результате полета
на околоземную орбиту будет доставлено 70 тонн жидкого гелия-3; в каждый момент
времени на трассе Земля – Уран будет находиться около 40 “танкеров”.
Возникает
естественный вопрос: в какой степени существующие на сегодня
технологии могут обеспечить функционирование такой системы? Ответ: большая
часть этих элементов имеется, как говорят, “в железе”, остальные – на уровне
далеко продвинутых проектно-конструкторских разработок, частично доведенных до
опытной стадии. Главная проблема тут – бортовая энергоустановка. К нынешнему моменту накоплен огромный положительный опыт создания и
эксплуатации реакторов наземных АЭС с мощностью 4 млн. кВт при ресурсе до 30
лет; мощности реакторов атомных подводных лодок достигают 100 000 кВт при
ресурсе в десятки лет, есть и отечественный опыт создания и эксплуатации
уникальных малоразмерных ядерных установок для космических аппаратов с
мощностями до 100 кВт; высокотемпературные реакторы для космических
ядерных двигателей прошли испытания и в США, и в СССР. Что
касается размеров запускаемого беспилотного аппарата (450 тонн, в том числе 200
тонн топлива), то он по порядку величины соответствует массе МКС (а в
окончательном проекте масса МКС планируется еще большей); суммарный же годовой
грузопоток на орбиту (1900 тонн) меньше, чем планируемый для стандартных
программ (космическая связь, телевещание и т.п.). Подавляющее
большинство элементов такого орбитального гелиево-водородного завода существует
уже сегодня и благополучно действует в криогенной промышленности.
Ну, техника ладно, а как насчет
экономики? Так сказать, “презренного металла”? Здесь наиболее показательны
будут две цифры. Отпускная цена электроэнергии в мире составляет от 5 до 10 центов
за кВт. ч. Из простейшей
арифметики видно, что доставка с Урана гелия-3 будет оставаться рентабельной
даже при цене 1 тонны в 10 млрд. долларов. Цена же выведения на орбиту одного
подобного завода составляет 10 млн. долларов за тонну (кстати, такова
сегодняшняя цена золота), а в ближайшей перспективе многоразовые носители
снизят эту цену до 1 млн. долларов за тонну выводимого груза.
Итак, человечество может в ближайшие лет 20–30 получить доступ к
практически неисчерпаемому источнику экологически чистой энергии.
Препятствия, конечно же, велики, но вполне преодолимы. Проблема не в технике
и, как ни парадоксально, даже не в финансировании как таковом. Просто задача
должна быть осознана не как очередной космический прожект. А как такой же
элемент повседневной инфраструктуры – как металлургия, медицина или связь (в
том числе космическая)."
Далее
справедливы все те же выводы, которые мы делали для Луны.
полученную энергию лучше потреблять на месте, что
ведет к необходимости создания крупных баз на Уране с большой численностью
населения.
Символично,
что этот проект был опубликован 11 апреля 2002 года. Это одна из ключевых дат
новейшей истории России - именно в этот день состоялись известные массовые
народные выступления в Воронеже против антинародных реформ ЖКХ. Буржуазные
идеологи говорят: "Это быдло умеет только ругать
власть, но не предлагает никакой альтернативы". Неправда! Проект освоения
Урана, опубликванный в один день с воронежским бунтом
- вот альтернатива буржуазным "реформам".
Планируется
экспедиция к Урану
26
марта 2017 г.
На проходившей в США 48-й Лунной и
планетарной научной конференции группа исследователей провела презентацию, в
рамках которой рассказала о концепте миссии уранового орбитального космического
аппарата «OCEANUS». Глава команды, Али М. Брэнсон из
Аризонского университета, предложил аэрокосмическому агентству NASA отправить к
Урану в 2030 году космический аппарат, который достигнет планеты в 2041-м,
после того как проведет два гравитационных маневра с помощью Венеры и еще один
с помощью Земли. Орбитальный аппарат сможет заняться изучением твердого ядра Урана,
а также его необычной неравномерной магнитосферы. Помимо Урана, такая
особенность наблюдалась учеными только у Нептуна.
источник
- https://hi-news.ru/space/pochemu-udivitelnyj-mir-urana-nezasluzhenno-lishen-vnimaniya.html
Новая
миссия для изучения Урана и Нептуна
28
ноября 2017
После завершения миссии АМС Кассини в НАСА поставлен вопрос об отправлении идентичной
АМС для изучения ледяных планет на окраинах Солнечной системы - планеты Уран и
Нептун. Ученых интересует тот факт, что на этих планетах могут лить алмазные
ливни, потому что там достаточно большое содержание углерода, а при тамошней
температуре алмазы могут появляться прямо в атмосферах ледяных планет.
источник
- http://www.astronews.ru/cgi-bin/mng.cgi?page=news&news=10429
Можем
ли мы отправить что-то вроде «Кассини» на Уран или
Нептун?
17
августа 2018
Одной из основных флагманских миссий,
предложенных планетологам NASA в 2011 году, были зонд и орбитальный аппарат на
Уране. Эта миссия получила третий приоритет после миссии Mars
2020 и Europa Clipper. Эти
сдвоенные аппараты должны были бы отправляться в 2020-х годах в окно в 21 день,
которое есть каждый год: когда Земля, Юпитер и Уран занимают оптимальные
позиции. Орбитальный аппарат взял бы три отдельных инструмента, предназначенных
для визуализации и измерения различных свойств Урана, его колец и спутников.
Уран и Нептун должны обладать огромными жидкими океанами под атмосферой, и
орбитальный аппарат должен бы наверняка это обнаружить. Атмосферный зонд будет
измерять облачные молекулы, распределение тепла и изменение скорости ветра с
глубиной.
Предложенная Европейским космическим
агентством программа ODINUS идет еще дальше: расширяет эту концепцию на два
двойных орбитальных устройства, которые отправятся на Нептун и Уран. Окно
запуска в 2034 году, когда Земля, Юпитер, Уран и Нептун выровняются соответственным
образом, позволит запустить их одновременно.
источник
- https://hi-news.ru/space/mozhem-li-my-otpravit-chto-to-vrode-kassini-na-uran-ili-neptun.html
Внешняя
Солнечная система ждет. Но как мы будем до нее добираться?
23
ноября 2018
Предстоящее Decadal
Survey — «десятилетний обзор» NASA, когда агентство
отправлять космические аппараты в 2020-х и 2030-х годах — может создать или
разрушить эти далеко идущие планы по освоению внешней Солнечной системы.
Из этих рекомендаций возникнет общий
консенсус относительно того, какими должны быть приоритетные задачи. Эти цели
служат в качестве ориентиров для предложений миссий среднего класса в категории
New Frontiers (New Horizons и Juno были в этой категории). NASA сначала собирает список
предложенных миссий, а затем сужает их постепенно до одного-двух финалистов.
Как только финалист получает зеленый свет, команда, стоящая за ним, может
начать планирование и конструирование — и на это уходят годы.
Все это может затруднить попадание в
конкретное окно, в которое можно будет исследовать Уран или Нептун, а также
заглянуть к объекту из пояса Койпера. Вот почему
точные графики составлять рискованно.
Одна из групп, в частности, рассмотрела
вариант миссии посещения Урана и Нептуна одновременно. Последняя итерация
включает облет Урана и выход на орбиту Нептуна. Ученые планируют заглянуть на
другую сторону Урана, отличную от той, которую «Вояджер-2» наблюдал в 1986 году,
и изучить Нептун и его крупнейший спутник Тритон.
Чтобы добраться до Урана в сжатый срок, можно
было бы использовать облет Сатурна — например, в окно между 2024 и 2028 годом,
чтобы поймать газовый гигант в нужном месте на его 29-летней орбите. Такая
миссия потребует быстрого соображения по меркам NASA — обычно миссии
планируются десять лет перед запуском, затем планируются, конструируются и
запускаются в течение пяти лет — так что придется рассчитывать уже на следующее
окно, облет Юпитера в период с 2029 по 2032 год, с последующим выходом к
Нептуну. Следующий шанс появится не раньше, чем через десять лет.
Миссия на Уран может использовать
традиционные топливо и двигатели, чтобы добраться до точек разгона побыстрее — будь то ракета Atlas V
или Delta IV Heavy. Но
из-за того, что Нептун находится так далеко и точная траектория не
выстраивается так идеально, как хотелось бы, миссия на эту планету будет
полагаться на Space Launch System, ракеты NASA следующего поколения с увеличенной
грузоподъемностью (а она еще даже не летала). Если она не будет готова вовремя,
нам придется полагаться на другую технологию следующего поколения: солнечную
электротягу, которая задействует солнечную энергию для зажигания
ионизированного газа для ускорения движения транспортного средства. До сих пор
она использовалась только на космическом аппарате Dawn
в миссиях на Весту и Цереру и в двух миссиях к небольшим астероидам.
Другая работа, написанная тремя участниками
команды «Новых горизонтов», рассматривает возможности возвращения к поясу Койпера. Список целей сулит много интересных возможностей. Варуна, продолговатый мир, который обрел такую форму из-за быстрой скорости вращения, прекрасно подходит для облета
Юпитера-Урана. Нептун дает возможность взглянуть на Эриду. Миссия через Юпитер-Сатурн
позволит наблюдать Седну, большую карликовую планету
с орбитой, которая может указать путь к еще не открытой десятой планете.
Юпитер-Сатурн позволят сделать остановочку у одной из
самых интересных карликовых планет: Хаумеа.
источник
- https://hi-news.ru/space/vneshnyaya-solnechnaya-sistema-zhdet-no-kak-my-budem-do-nee-dobiratsya.html
В
NASA назвали Уран целью новой флагманской миссии
23
апреля 2022
Об этом говорится в десятилетнем
обзоре Национальной академии наук, выпущенном в США. Эта миссия станет первой с
1986 года, когда аппарат впервые пролетел мимо планеты.
Среди загадок планеты, на которые стоит
обратить внимание – почему она вращается на боку, и как образовалось ее сложное
магнитное поле.
По оценкам экспертов, миссия может
отправиться на уже существующей ракете Falcon Heavy в 2031 году. Миссия должна состоять из орбитального
аппарата, который проработает несколько лет, и зонда, который нырнет в
атмосферу планеты.
источник
- https://novosti-kosmonavtiki.ru/news/83495/
Falcon Heavy
может запустить миссию на Уран
26
июня 2022 года
На протяжении уже нескольких лет
группа учёных и инженеров из NASA, Калифорнийского университета и Университета
Джона Хопкинса проектируют миссию на Уран известную
как Uranus Orbiter and Probe или UOP. Краеугольный
камень этой миссии - ракета Falcon Heavy. Хотя авторы исследования прямо не
указывают на SpaceX в контексте изысканий по миссии,
они заявляют, что миссия на Уран предпочтительнее, потому что она может быть
реализована в 2023–2032 годах на доступных в настоящее время РН.
Теоретически, у Falcon Heavy
существуют следующие альтернативы: Vulcan Centaur, New Glenn
и SLS, но в реальности способна на эту миссию пока
только Falcon Heavy.
источник
- https://novosti-kosmonavtiki.ru/news/84006/
Назад: