מיני תחנת חלל בינלאומית המקיפה את הירח
תוכן
מיני תחנת חלל בינלאומית המקיפה את הירח
בסוף ינואר 2016 פרסמה סוכנות הידיעות הרוסית RIA Novosti מידע בלתי צפוי. היא אמרה שסוכנויות החלל של ארה"ב, רוסיה ואירופה מנהלות משא ומתן על צורות של שיתוף הפעולה העתידי שלהן לאחר השלמת תוכנית תחנת החלל הבינלאומית (ISS), שצפויה להתקיים בסביבות 2028.
התברר שמהר מאוד הושג הסכם ראשוני שאחרי תחנה גדולה במסלול כדור הארץ, הפרויקט המשותף הבא יהיה תחנה קטנה בהרבה בגודלה, אך תתקדם פי אלף קדימה - סביב הירח.
השלכות של ARM ו-Constellation
כמובן, המושגים המגוונים ביותר של בסיסי ירח – הן על פני השטח, הן במסלול נמוך והן במסלול גבוה – עלו בעשורים האחרונים בערך אחת לשנתיים. הם היו מגוונים בקנה מידה - החל מקטנים, שאפשרו לצוות של שניים או שלושה אנשים לשהות מספר חודשים, דרשו הובלה של ממש כל מה שדרוש לחיים מכדור הארץ, ועד למתחמים ענקיים, ערים כמעט עצמאיות עם אוכלוסייה. של אלפים רבים. תושבים. היה להם דבר אחד במשותף - חוסר מימון.
לפני עשור, לרגע קצר, נראה היה לתוכנית האמריקנית לחזור לירח, המכונה קונסטלציה, סיכוי מסוים, אבל גם היא נפלה קורבן הן לחוסר משאבים והן לחוסר רצון פוליטי. בשנת 2013, נאס"א הציעה פרויקט בשם ARM (Asteroid Redirect Mission), מאוחר יותר שונה שם ל-ARU (Asteroid Retrieval and, Utilization), תוכנית שאפתנית להעביר לכוכב הלכת שלנו ולחקור סלע מפני השטח של אחד האסטרואידים. המשימה הייתה להיות רב-שלבית.
בשלב הראשון הוא היה אמור להישלח לאחד מכוכבי הלכת של קבוצת NEO (Near-Earth Objects), כלומר. ליד כדור הארץ, ספינת ARRM (Asteroid Retrieval Robotic Mission) מצוידת במערכת הנעת יונים מתקדמת הייתה אמורה להמריא מכדור הארץ בדצמבר 2021 ולנחות על פני השטח של עצם בלתי מוגדר תוך פחות משנתיים. בעזרת עוגנים מיוחדים הוא היה אמור לחבר בולדר בקוטר של כ-4 מ' (מסתו תהיה עד 20 טון), ולאחר מכן לעטוף אותו בכיסוי הדוק. הוא ימריא לכיוון כדור הארץ אך לא ינחת על כדור הארץ משתי סיבות חשובות. ראשית, אין ספינה כל כך גדולה שמסוגלת לשאת חפץ כה כבד, ושנית, לא רציתי לבוא במגע עם האטמוספרה של כדור הארץ.
במצב זה, נוצר פרויקט להביא את המלכוד למסלול רטרוגרדי גבוה ספציפי (DRO, Distant Retrograde Orbit) בשנת 2025. הוא יציב מאוד, מה שלא יאפשר לו ליפול מהר מדי לירח. המטען ייבדק בשתי דרכים - על ידי בדיקות אוטומטיות ועל ידי אנשים שיובאו על ידי ספינות אוריון, השריד היחיד של תוכנית קונסטלציה. וה-AGC, שבוטל באפריל 2017, יכול להיות מיושם בבסיס הירח? שני מרכיבים מרכזיים - חומר אחד, כלומר מנוע היונים, ואחד בלתי מוחשי, מסלול ה-GCI.
איזה מסלול, איזה רקטות?
מקבלי ההחלטות עמדו בפני שאלת מפתח: באיזה מסלול צריכה התחנה, שזכתה לכינוי DSG (Deep Space Gateway), לעקוב. אם בני אדם היו עולים על פני הירח בעתיד, ברור היה לבחור במסלול נמוך, כמאה קילומטרים, אבל אם התחנה אכן הייתה גם תחנת ביניים בדרך לשחרור כדור הארץ-ירח. מערכת של נקודות או אסטרואידים, זה יצטרך להיות ממוקם במסלול אליפטי מאוד, אשר ייתן הרבה רווח אנרגטי.
כתוצאה מכך, נבחרה האפשרות השנייה שנתמכה במספר רב של יעדים שניתן היה להשיג בדרך זו. עם זאת, זה לא היה מסלול DRO קלאסי, אלא NRHO (Near Rectilinear Halo Orbit) - מסלול פתוח, מעין יציב, העובר ליד נקודות שונות של שיווי המשקל הכבידתי של כדור הארץ והירח. נושא מרכזי נוסף היה הבחירה בכלי השיגור, אלמלא העובדה שהוא לא היה קיים באותה עת. במצב זה, ההימור על ה-SLS (מערכת שיגור החלל), רקטת-על שנוצרה בחסות נאס"א כדי לחקור את מעמקי מערכת השמש, היה ברור, שכן תאריך ההפעלה של הגרסה הפשוטה ביותר שלו היה הקרוב ביותר - אז הוא הותקן בסוף 2018.
כמובן שהיו עוד שתי רקטות במילואים - Falcon Heavy מ-SpaceX ו-New Glenn-3S מ-Blue Origin, אבל היו להן שני חסרונות - כושר נשיאה נמוך יותר והעובדה שבאותה תקופה גם הן היו קיימות רק על הנייר (כיום Falcon כבד לאחר הופעת בכורה מוצלחת, שיגור הטיל של ניו גלן מתוכנן לשנת 2021). אפילו רקטות גדולות כאלה, המסוגלות להעביר 65 טון מטען למסלול נמוך של כדור הארץ, יוכלו להעביר מסה של 10 טון בלבד לאזור הירח. זה הפך לגבול המסה של יסודות בודדים, שכן באופן טבעי ה-DSG היה צריך להיות מבנה מודולרי. בגרסה המקורית, ההנחה היא שיהיו חמישה מודולים - כונן ואספקת חשמל, שני מגורים, שער ולוגיסטיקה, אשר לאחר הפריקה ישמשו כמעבדה.
מכיוון שגם משתתפי ISS אחרים גילו עניין משמעותי ב-DRG, כלומר. יפן וקנדה, התברר כי המניפולטור יסופק על ידי קנדה, המתמחה ברובוטיקה בחלל, ויפן הציעה בית גידול בלולאה סגורה. בנוסף, מסרה רוסיה כי לאחר הפעלת החללית המאוישת של הפדרציה, ניתן יהיה לשלוח חלק מהן לתחנה החדשה. הרעיון של נחיתה בלתי מאוישת קטנה, המסוגלת להעביר מעל פני השטח של גלובוס הכסף בין כמה עשרות לכמה עשרות קילוגרמים של דגימות, הובטח במשותף על ידי ESA, CSA ו-JAXA. תוכניות ארוכות טווח היו להוסיף בית גידול נוסף, גדול יותר בסוף ה- XNUMX, וקצת מאוחר יותר, שלב הנעה שיוכל לכוון את המתחם למסלול המוביל למטרות אחרות.
