Общ

След нови хоризонти: Ще ходят ли някога хората на Плутон?


На 1 януари 2019 г. сондата New Horizons ще премине вътре 10 000 км на реликва от камък и лед, останала от началото на Слънчевата система. Ultima Thule, което означава „отвъд познатия свят“, е най-отдалеченият обект, който някога сме се опитвали да проучим отблизо, и отбелязва успешния край на кариерата на сондата. Предвиждайки прелитането на Нова година и вдъхновени от първоначалната мисия на New Horizons, прелитането на Плутон през 2015 г., ние изследваме какво би било необходимо, за да накара един човешки екипаж действително да стъпи на любимата на всички планета джудже и те ще намеря, когато стигнат там.

От Земята до Плутон: Разстоянието кара сърцето да расте

Тъй като изображенията се върнаха от New Horizons през 2015 г., показвайки ни Плутон за първи път, драматичните кадри на планетата джудже вдъхновиха представите за милиарди. След като всъщност видяха планетата джудже отблизо, мнозина сигурно са попитали какво би било да стъпиш на Плутон.

СВЪРЗАНИ: РЕВОЛЮЦИЯТА НА ПЛАНЕТАРНОТО ДВИЖЕНИЕ: ПРЕОБРАЗУВАНА ОСНОВНА РАБОТА НА JOHANNES KERPLER

Не трябва да разчитаме само на въображението си - след като наскоро бяхме там с New Horizons, знаем много за пътя, който би поел човешки екипаж, и сме работили щателно по математика. Най-голямото предизвикателство на New Horizons беше да покрие разстоянието от Земята до Плутон и да гарантира, че сондата има това, от което се нуждае, за да стигне там, но след като тази работа беше завършена и сондата New Horizons напусна Земята, всичко останало беше програмирано, така че всичко, което трябваше да направим беше да изчакате да стигне там.

Междувременно най-голямото предизвикателство на пилотираните мисии е просто излизане от планетата, на която вече сме. За да пътувате милиарди мили между Земята и Плутон, количеството гориво, което би трябвало да носите със себе си, не е основен проблем за New Horizons, но за пилотирана мисия би било непосилно. Химическите горива са тежки и в крайна сметка достигате ограничение за това колко маса ракета може да вдигне от планетата. Нарича се Ракетно уравнение и няма математика, която да избяга.

Не се отказвайте обаче. Има начин да изведем кораб, способен да премине разстоянието между Земята и Плутон извън планетата. Току-що седеше в чекмеджето на НАСА от половин век.

Проект Orion: Спестете време и пътувайте до Плутон като шеф!

Проектът Orion е може би най-вдъхновеният от човешкия план план за човечеството да излезе в космоса, който някой някога е измислял.

В края на 50-те години космическата надпревара беше нова, ядрената енергия също. Учените усилено се опитваха да изведат ракети в орбита, но това беше и ранните дни на космическата програма, където ракетите се усукваха в различни посоки, преди да избухнат на петдесет метра от земята. Искането на ракетни учени да построят ракета, която може да измине разстоянието между Земята и Плутон, беше добър начин да се надсмеете и игнорирате.

Не за Фрийман Дайсън обаче. Когато американската авиокосмическа фирма General Atomic се обърна към Дайсън, известен британски физик, за помощ, всичко, което искаха, беше ракета, която използва ядрена енергия, за да влезе в орбита. Това, което им е дал Дайсън, завладява въображението на инженерите оттогава.

Проектът Orion, както стана известен дизайнът, беше кораб, задвижван от атомен огън. Като пуснете ядрена бомба зад кораба, задействате я и повтаряте, ако е необходимо, можете да яхнете колективната сила на множество атомни огнени топки в небесата като абсолютен ад. Единственото нещо, което Project Orion не прави, е да извива на луната при излитане.

Не само това, но и веднъж в космоса, проектът Orion се възползва напълно от нютоновата физика. Чрез натрупване на инерция във вакуум, корабът достига скорости, напълно непостижими при използване на химическо гориво.

Генерал Атомик искаше да влезе в орбита, но Дайсън им даде кораб, който може да ги отведе навсякъде в Слънчевата система. С един проблем.

Този кораб би бил екологична катастрофа за планетата, ако излезе от повърхността. Дори хората по това време виждаха, че захранването с ракети с ядрени експлозии ще вали достатъчно атмосферни отлагания с течение на времето, за да отрови планетата, така че проект „Орион“ така и не слезе от земята. Но какво, ако имаше начин да се заобиколи този проблем?

Изграждането на сигурни конструкции в космоса не е новост, направихме го с Международната космическа станция. Подобно на МКС, части от кораб на Орион биха могли да изкачат конвенционални ракети в орбита. Веднъж там, ще трябва само да го сглобите. Разбира се, това би било безобразно скъпо и набавянето на ядрен материал за всички тези бомби може да е проблем, но е възможно.

След като завършите, ще разполагате с ядрен кораб, достатъчно голям, за да поддържа човешки екипаж. Използвайки ядрени експлозии за изграждане на скорост, нашият екипаж може да покрие 5 милиарда километра (3 милиарда мили) разстояние между Земята и Плутон в около 2 години. Обиколката ще отнеме по-малко време за пътуване, отколкото е било нужно на New Horizons дори да достигне Юпитер.

Преодолявайки времето и разстоянието, Плутон ще бъде в рамките на обсега

Сега, когато знаем, че на теория е възможно да стигнем до Плутон и обратно, остава само да разберем какво да правим, когато стигнем там.

Винаги сме знаели, че Плутон има слабо гравитационно привличане, но New Horizons потвърдиха, че става въпрос 1/2 от Луната. С толкова малка гравитация нашият екипаж щеше да бъде 1/12 теглото те бяха на земята. Претегляне на член на екипажа 82 кг (180 lbs) на Земята ще тежи само около 7 кг (15 lbs) на Плутон. Корабът ще трябва да се забави до около 800 m / s (2600 ft / s), за да влезете в стабилна орбита. Яхвайки вълна от ядрен импулс, това не е малко нещо.

Тъй като азотният лед покрива по-голямата част от повърхността, спускаемият апарат ще трябва да намери равен участък от скали, поставен надолу, предизвикателство, което не е толкова различно, отколкото когато кацнахме на Луната. Малко са основанията да се смята, че животът може да оцелее при екстремни условия дотук, така че за разлика от луната на Сатурн Титан или други океански луни в Слънчевата система, има малко притеснения относно замърсяването на повърхността. Въпреки че има данни, които предполагат, че океан може да съществува под повърхността на леда, никой не очаква да намери живот на Плутон.

И ако екипажът ни не внимава, и те няма да издържат дълго. Почти 3,9 милиарда мили от слънцето, температурата се колебае между -382 и -364 по Фаренхайт (-230 и -220 градуса по Целзий). Никой не знае какъв би бил климатът, но там, където има атмосфера, ветровете могат да достигнат до 230 mph (370 км / ч)

Екипажът ни беше подготвен, така че като първият човек, напуснал десанта, стъпи на Плутон, те ще видят някои невероятни гледки.

Харон

Харон, най-голямата луна на Плутон, има приливно заключена орбита. Това означава, че ако нашият екипаж може да види Харон от мястото, където е кацнал, той никога няма да се движи по небето. Харон също е много по-близо до Плутон, отколкото нашата луна до Земята, така че нашият екипаж ще види луна, многократно по-голяма от нашата, когато изглежда пълна. Ако пълнолуние на Земята е ширината на палеца ви спрямо наблюдателя, за нашия човешки екипаж на Плутон, Харон ще изглежда толкова голям, колкото юмрукът ви в небето.

Слънцето

Отнема слънчева светлина между тях 4.5 и 6,5 часа за да изминете разстоянието до Плутон, докато това отнема само 8 минути време за пътуване, за да достигне слънчевата светлина до Земята. Разликата в интензитета на тези разстояния означава, че докато взирането в слънцето на Земята е невероятно дискомфортно и опасно, намалената интензивност на слънчевата светлина на Плутон би била такава, че екипажът ни да може да гледа право в нея без дискомфорт. Слънцето би изглеждало като нормална звезда - само че би било 650 пъти по-ярко от всичко друго на небето, нещо, което никой човек никога не е виждал.

Извисяващи се хребети на бръсначите и гигантски кули

Ако десанторът е разположен в екваториалната област, доминиращата характеристика на ландшафта може да бъде гигантски кули и остриеви хребети, направени от метанов лед. Издигайки се високи като небостъргачи, те може да са резултат от сезонната сублимация на ледената повърхност на Плутон, когато тя се приближава до слънцето. Същият процес се случва и на Земята, макар и в много по-разумен мащаб от метър-два.

Нови хоризонти за изследване

Събирането на ресурси по подобен начин би било повече, отколкото която и да е държава би могла да си позволи. За съжаление, проекти от този мащаб ще изискват съвместни международни усилия, които е трудно да се изградят в най-добрите времена. Но ако бъдещите хора могат да намерят волята, ресурсите и времето да пътуват до Плутон, кой ще каже какво не можем да направим? След като нашият екипаж приключи там, те може да решат да продължат да преследват New Horizons и да дадат поглед и на Ultima Thule.


Гледай видеото: Пътеводител на междупланетарния пътешественик - Плутон и отвъд (Юли 2021).