Kategorie
Kosmologia

Gaiashield: załogowa misja na planetoidę

Gaiashield: załogowa misja na planetoidę

Chociaż misje sond NEAR i MUSES C są niezwykle atrakcyjne w porównaniu z poprzednimi próbami eksploracji planetoid i tak zbadają one tylko i wyłącznie powierzchnię tych ciał. Biorąc pod uwagę, jak ważną kwestią jest zdobycie szczegółowej wiedzy na temat obiektów przelatujących w pobliżu Ziemi, aby zapewnić bezpieczeństwo ludzkości, nie ulega wątpliwości, że powinniśmy ponieść koszty związane z opracowaniem załogowych misji do planetoid. Gdybyśmy zdecydowali się zrealizować program Mars Direct, rakiety nośne Ares oraz moduły mieszkalne opracowane na potrzeby eksploracji Czerwonej Planety mogłyby zostać wykorzystane podczas misji do planetoid. Ponieważ parametry napędu rakietowego, mającego wynieść pojazd z niskiej orbity Ziemi i umożliwić mu dotarcie na powierzchnię Marsa (ΔV około 4,2 km/s), są niemal identyczne z parametrami napędu pozwalającego na podróż w tą i z powrotem z niskiej orbity Ziemi na wiele obiektów typu NEO, sprzęt zaprojektowany na potrzeby misji marsjańskich z powodzeniem mógłby być wykorzystywany do badania planetoid. Ponieważ jednak planetoidy nie mają atmosfery, a ciążenie na nich jest niewielkie, co eliminuje potrzebę posiadania podzespołów służących do wejścia w atmosferę i lądowania, i ponieważ planetoidy są małe, co eliminuje konieczność dysponowania pojazdem terenowym i podziału zasobów między bazę a ekspedycję, misja załogowa w wersji minimum może zostać wysłana przy użycia mniejszej ilości sprzętu niż jakakolwiek misja marsjańska. Tego typu misję bylibyśmy w stanie przygotować w ciągu 4 lat, korzystając z techniki i pojazdów dostępnych już dziś. Jeżeli program załogowych badań Marsa jeszcze nie istnieje, mogłoby to pomóc w jego stworzeniu, gdyż lecąc na planetoidę i z powrotem astronauci rozprawią się z mitami o zabójczym promieniowaniu kosmicznym, niekorzystnym działaniu stanu nieważkości i barierach związanych z czynnikiem ludzkim przy długich podróżach kosmicznych, czyli ze wszystkimi bajkami wykorzystywanymi w celu zamaskowania braku inicjatywy przez osoby popierające obecną, prowadzącą donikąd politykę kosmiczną.

Nazywam mój plan misji na planetoidę Gaiashield, ponieważ będzie to znaczący krok w kierunku zapewnienia ludzkości wiedzy i możliwości technicznych, których potrzebuje, by ochronić biosferę Ziemi przed kolejnym kosmicznym kataklizmem. Gaja to w mitologii greckiej Ziemia, a shield oznacza po angielsku tarczę

Misja Gaiashield będzie wykorzystywać prosty, cylindryczny moduł mieszkalny o średnicy 5 metrów i długości 20 metrów, podobny do tych, które są w użyciu na Międzynarodowej Stacji Kosmicznej Alfa. Moduł może zostać wystrzelony w jednym kawałku przez prom kosmiczny lub przez którąś z rakiet nośnych Tytan 4, Proton lub Ariane 5; wszystkie one mają wymaganą nośność 20 ton na niską orbitę Ziemi. Moduł wyposażony będzie w zestaw baterii słonecznych, które zostaną rozłożone tak jak w amerykańskiej stacji kosmicznej Skylab w latach siedemdziesiątych XX wieku. Gdy moduł mieszkalny znajdzie się już na orbicie, cztery rakiety Proton (lub Tytan 4, Ariane 5 albo promy kosmiczne) wyniosą na orbitę cztery dwudziestotonowe chemiczne człony napędowe, które przyłączone zostaną do tylnej części modułu mieszkalnego, trochę jak wagony w pociągu. Wreszcie dwuosobowa załoga zostanie dostarczona na pokład przez prom kosmiczny. Znajdować się będzie w kapsule powrotnej (podobnej do tych wykorzystywanych w programie Apollo), która zostanie przyłączona z przodu modułu mieszkalnego.

Gdy wszystko będzie gotowe, po kolei odpalone zostaną chemiczne człony napędowe, nadając zmianę prędkości ΔV = 3,5 km/s, niezbędną, by skierować statek z załogą na właściwy kurs. Trzy z czterech członów napędowych zostaną całkowicie zużyte i odrzucone. Czwarty zostanie wykorzystany częściowo i pozostanie przymocowany do pojazdu, umożliwiając mu dalsze manewry. Już na docelowym kursie w kierunku planetoid odpalenie mniejszych silników korekcyjnych wprawi cały pojazd w ruch wirowy w płaszczyźnie paneli słonecznych, tak by oś obrotu oraz ogniwa cały czas skierowane były ku Słońcu. Długość ramienia obrotu – między modułem mieszkalnym, gdzie znajduje się środek grawitacji, a pokładami w tylnej części pojazdu – wynosi 10 metrów. W rezultacie, obracając układ w tempie 4 obroty na minutę, na „dolnych” pokładach można uzyskać sztuczną grawitację porównywalną z ciążeniem na Księżycu. Obracając układ w tempie 6 obrotów na minutę, uzyskamy grawitację marsjańską. Mimo że przedstawiciele NASA – chcąc uzasadnić programy badawcze na stacji kosmicznej, obejmujące wpływ długotrwałego przebywania w stanie nieważkości na zdrowie ludzkie – często wykazują nadmierne zatroskanie możliwą dezorientacją wywołaną siłami Coriolisa i innymi rzeczami związanymi z systemami sztucznej grawitacji, eksperymenty wykonane w latach sześćdziesiątych XX wieku pokazały, że ludzie mogą z powodzeniem zaadaptować się i funkcjonować poprawnie w pojazdach wirujących z prędkościami dochodzącymi do 6 obrotów na minutę. Wielu spośród naukowców prowadzących obecnie badania nad sztuczną grawitacją, na przykład profesor Larry Young z MIT, twierdzi, że dopuszczalne są nawet prędkości dochodzące do 10 obrotów na minutę. Dzięki zastosowaniu sztucznej grawitacji załoga statku Gaiashield będzie zabezpieczona przed niekorzystnymi zmianami w organizmie, na jakie narażeni byli astronauci, którzy nie przeprowadzali wyczerpujących treningów fizycznych podczas długiego przebywania w stanie nieważkości. Rysunek przedstawia szkic koncepcyjny statku Gaiashield.

Schemat statku Gaiashield (śg = środek grawitacji, onm = obroty na minutę).

Dodaj komentarz

Twój adres email nie zostanie opublikowany. Pola, których wypełnienie jest wymagane, są oznaczone symbolem *