Космическое безракетное будущее: каким оно может быть

Борьба с гравитацией при космических запусках – задача не из простых. Обычные ракеты очень дорогие, производят много мусора и, как показывает практика, очень опасные. К счастью, наука не стоит на месте и все больше и больше появляется альтернативных способов, которые обещают нам более эффективные, менее затратные и более безопасные пути покорения космического пространства. О том, каким образом человечество будет летать в космос в будущем, сегодня и поговорим.

Однако особенность конструкции подобных систем будет делать их очень массивными и дорогими в строительстве. Кроме того, такие системы будут потреблять огромный объем электроэнергии. Несмотря на свою мощность, электромагнитным катапультам все равно придется сталкиваться с некоторыми проблемами, связанными с гравитацией и плотной атмосферой Земли. Если их и использовать, то скорее на планетах с более низкой гравитацией и разряженной атмосферой.

Химические

Здесь предлагается запускать объекты в космос с помощью огромных орудий, работающих на горючем газе вроде водорода. Однако, как и в случае любой катапультной системы, отправляемому в космос грузу придется испытывать повышенные нагрузки при запуске. Кроме того, такие системы невозможно использовать для отправки людей в космос. Помимо этого, пришлось бы использовать дополнительное оборудование, которое позволило бы выводить груз, например, компактные спутники, на постоянную орбиту. В противном случае запущенный объект, набрав максимальную высоту, просто упадет обратно на Землю.

Логичным развитием проекта HARP стал проект SHARP (Проект сверхвысоких исследований, Super High Altitude Research Project). В 90-х годах прошлого века исследователи из Lawrence Livermore Lab провели демонстрацию запуска снарядов со скоростью 3 километров в секунду (правда, не в высоту, а на земле). В конце концов ученые пришли к выводу, что на строительство реального рабочего образца подобного орудия потребуется не менее 1 миллиарда долларов. Картину сгущал еще и тот факт, что запланированной скорости полета снаряда в 7 километров в секунду ученым добиться не удалось.

Механические

Альтернативой электромагнитным и химическим пушкам могут служить механические. Правда пушками такие системы называть не совсем корректно. Скорее это своеобразные рогатки. Примером может служить проект Slingatron компании HyperV Technologies Corp. Сама система представляет собой спиралевидную полую внутри структуру. Помещенный внутрь спирали объект получает ускорение за счет вращательных движений всей структуры вокруг фиксированной точки.

Теоретически «слингатрон» способен придать необходимое ускорение. Однако, как указывают сами разработчики, система не подойдет для запуска людей и больших грузов на орбиту. Но данный способ мог бы использоваться для отправки в космос небольших грузов, вроде запасов воды, топлива и строительного материала.

Каким будет будущее на самом деле?

Предугадать, каким будет ответ на этот вопрос, – крайне сложно. Неожиданные технологические открытия и созданные ими эффекты могут привести к тому, что все рассматриваемые сегодня варианты безракетных космических запусков станут в один ряд эффективности. Сейчас это не так, о чем можно убедиться хотя бы из сравнительной таблицы вот здесь.

Взять хотя бы потенциал технологии молекулярной сборки в качестве примера. Как только мы освоим эту сферу, нам больше не потребуется запускать ничего в космос. Мы просто будем ловить находящиеся в Солнечной системе астероиды и создавать из них (а точнее полезных материалов, содержащихся в них) все что захотим прямо в космосе. Самое интересное, что прогресс в этом направлении виден уже сегодня. Например, астронавту NASA Барри Уилмору как-то потребовался компактный разводной ключ. Казалось бы, в чем проблема – сходить в ближайший магазин инструментов? Только вот ближайшего магазина инструментов на тот момент рядом с Уилмором не было, так как астронавт находился на борту Международной космической станции! NASA вышло из положения изящно – отправило по электронной почте на МКС схему нужного ключа и предложила Уилмору самостоятельно его распечатать на имеющемся на борту 3D-принтере. Это лишь один из примеров, показывающих, что в относительно скором времени нам вообще не потребуется ничего запускать в космос. Все будет создаваться уже на месте.

Что касается нужных ресурсов, то это тоже перестанет быть проблемой. Астероидный пояс полон необходимого материала: его объем равен почти половине массы нашей Луны. Когда-нибудь мы придем к тому, что целый рой «Филы»-подобных космических зондов просто будут высаживаться на очередном астероиде или метеорите и производить на них добычу полезных ископаемых. NASA хочет в 2020 году провести первую подобную миссию. Планируется поймать небольшой астероид, вывести его на стабильную лунную орбиту и уже там высадить на него астронавтов, которые смогут изучить космический булыжник и даже собрать интересные образцы его грунта.

Доставка людей в космос – это другая проблема, особенно если учитывать, что в будущем планируется переход к массовой отправке людей в космос. Некоторые из предложенных идей вроде космического лифта действительно могут сработать. Но только в том случае, если речь идет не о покорении дальнего космоса. Поэтому в этом вопросе нам придется еще долгое время полагаться на традиционные реактивные ракетные запуски. Свои идеи уже озвучиваются как на государственном уровне, так и в частной сфере. Взять опять же того же Элона Маска со своим проектом колонизации Марса.

Еще мы должны принять во внимание тот факт, что человеческий организм на самом деле не рассчитан на очень долгое пребывание в космосе. Поэтому до тех пор, пока мы не придем к эффективным технологиям, позволяющим создавать искусственную гравитацию, частичным решением этой проблемы могут стать роботы. Роботов можно отправить в космос и удаленно управлять с Земли, используя дополненную или виртуальную реальность.

Роботы имеют реальный шанс стать ключом к началу нашего освоения дальнего космоса. Вполне возможно, в более удаленном будущем мы научимся оцифровывать свой мозг и передавать эту информацию в суперкомпьютеры на борту удаленных космических станций, где она будет загружаться в самые разные виды роботов-аватаров, с помощью которых мы будем прокладывать свой путь к дальним космическим рубежам.