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:

Уран    Нептун

Солнечная система