2016-09-20

10 способов почувствовать себя в космосе как дома

Мы привыкли думать о космосе как о последнем рубеже, где все новое и захватывающее. Но космос для нас в большей степени похож на дом на Земле, чем многие могли бы представить — в хороших и плохих смыслах.

Вы можете порыбачить

На орбите Земли имеется по крайней мере полмиллиона обломков мусора, некоторые из которых движутся со скоростью 28 000 км/ч. Когда объект движется настолько быстро, он может повредить космическое оборудование или аппарат, даже будучи размером с колпачок от ручки. Более 17 000 кусков космического мусора по размерам больше кофейной чашки и столкновение с ними будет иметь катастрофические последствия для активных миссий. Но столкновения — не единственная опасность. При определенных условиях топливные баки и частично заряженные батареи брошенных ракет и спутников могут взрываться.

В результате некоторые космические агентства собираются на рыбалку с неводом, технологией, известной еще с 8300 года до нашей эры. «Главное преимущество сети, будь это миссия e.Deorbit или какая-нибудь другая в будущем, заключается в том, что она может улавливать широкий спектр форм объектов с разной скоростью вращения», — объясняет инженер Европейского космического агентства Кьетил Вормнес.

Чтобы подготовиться к своей миссии e.Deorbit в 2021 году, ученые Европейского космического агентства летали на самолете, имитирующем короткие периоды невесомости, 21 раз за дня и проверяли свою возможность выстреливать рыболовецкую сеть, чтобы поймать модель спутника. Легковесные сети работают лучше толстых. «Хорошие новости заключаются в том, что сети справлялись весьма хорошо — так хорошо, что их приходилось срезать ножом, прежде чем снова выстреливать», — говорит Вормнес.

ЕКА также планирует испытать другие способы очистки космоса от мусора, в том числе с использованием гарпуна, ионного луча и роботизированного манипулятора.

Отправить родственника на Луну

На секундочку небольшой анекдот. В общем, теща говорит зятю: «Ничего не знаю, делай что хочешь, но хочу умереть на Луне». Зять в шоке, мол, теща пока не настолько стара, да и нет таких предложений пока от космических агентств. Деваться некуда, пошел разбираться. Через два дня приходит к теще и говорит: «Ничего не знаю, делай что хочешь, но твои похороны через два часа».

На самом деле, вы можете отправить родственников в космос, прикрыв это научными целями.

Не так давно, изучая «парадокс близнецов», NASA отправило астронавта Скотта Келли на Международную космическую станцию на год, а его близнец, астронавт в отставке Марк Келли, остался на Земле. В течение года NASA будет сравнивать, как проявляются различия в состоянии двух близнецов, что может выявить конкретно расхождения в здоровье людей, не зависимые от генетики, которые отправляются в космос. (Корнями этот эксперимент уходит в парадокс близнецов Альберта Эйнштейна, который сказал, что близнец, отправляющийся в космос, вернется на Землю моложе того, кто остался на планете; впрочем, МКС не так быстро летит, чтобы этот эффект проявился в полной мере).

NASA будет изучать 10 различных аспектов влияния долгосрочной космической миссии на тело человека. К примеру, космическое путешествие может сделать иммунную систему Скотта слабее, чем Марка. Введя обоим мужчинам вакцину против гриппа, ученые NASA хотят посмотреть, как иммунная система отреагирует на сыворотку. Также они взглянут на длину мужских теломер, повторяющихся последовательностей ДНК на конце хромосом. Если теломеры Скотта будут короче, это может означать, что излучение космоса привело к преждевременному старению близнеца. NASA также будет оценивать изменения в зрении мужчин, сердечной деятельности, сне и умственной активности.

Большая слабость этого исследования заключается в том, что пара близнецов всего одна. Все, что обнаружил NASA, нельзя будет проверить повторно. Чтобы получить статистически значимые выводы, нужно больше близнецов. Кроме того, астронавт в отставке Марк Келли уже ранее бывал в космических миссиях, так что на его теле уже могли отразиться эффекты космоса.

Начать утро с чашечки эспрессо

Если вы переживаете, что не сможете жить в космосе без чашечки хорошего кофе по утрам, не переживайте. Две итальянских компании разработали ISSpresso (у нас бы его назвали МКСпрессо), чтобы преодолеть нехватку гравитации в космосе. Обычно кофеварка выливает воду на молотый кофе, а затем выдавливает по капле горячую жидкость в чашку. Но в космосе капли кофе просто уплывают прочь. Горячий кофе просто может обжечь астронавтов и оборудование на МКС или на другом судне. Особенно это опасно с эспрессо, в приготовлении которого вода нагревается до 94 градусов по Цельсию.

На Земле ISSpresso весит целых 20 кг, что не должно быть проблемой в условиях невесомости. Лишний вес связан с особенностями безопасности, включающими полностью стальную конструкцию, выдерживающую высокое давление. Вода накачивается по всей машине, прежде чем стекать в пластиковый мешочек. В космосе приходится пить через соломинку, но компания заверяет, что на вкус ее эспрессо такой же вкусный, как на Земле. Автомат может делать эспрессо, черный кофе, чай и другое.

Вам наверх?

Если вам не нравится идея отправки в космос на ракете, NASA, Европа, Россия, Япония и другие работают над космическим лифтом.

Основным препятствием на текущий момент является невозможность создать кабель или ленту длиной в 35 400 километров, которая будет достаточно крепкой и легкой, чтобы выдержать собственный вес и поднять людей вместе с грузом с Земли в космос. Ученые из Университета штата Пенсильвания недавно выяснили, как сделать сверхтонкие «алмазные нанонити», которые вроде как обладают необходимыми характеристиками.

«Одной из наших задач в сфере наноматериалов является создание сверхпрочных легковесных кабелей, которые сделали бы возможным строительство космического лифта», — говорит профессор Джон Бэдинг. Правда, нужных размеров они все равно пока не достигли.

А пока вы можете взглянуть на границу атмосферы с гигантским воздушным шаром уже в 2016 году. В феврале 2015 года World View успешно испытала полет воздушного шара, прикрепленного к своего рода большому парашюту. Он «заплыл» дальше, чем любой до него. «Успешный полет, — говорит Табер Маккалум из World View, — приближает нас к частным перевозкам гражданских лиц к пределам атмосферы и позволяет нам продолжить нашу исследовательскую программу». Полет обойдется в 75 000 долларов.

Вам придется собирать свои отходы

Обычно человеческие отходы хранятся на космическом корабле, пока не сгорят вместе с ненужной частью транспорта при повторном входе в земную атмосферу. Но если астронавты останутся на планете или на астероиде в ходе длительной миссии, накопленные отходы будут весить довольно много по возвращении домой. Оставлять их на поверхности планеты или астероида — не вариант. Очевидная проблема: потребуется слишком много топлива для обратного путешествия, которое придется везти с Земли.

Ученые начали задумываться о том, как бы преобразовать человеческие отходы в топливо. Если бы им это удалось, можно было бы решить одним махом две проблемы. Во-первых, кораблю не пришлось бы везти много топлива, покидая Землю, поскольку космические отходы обеспечили бы часть топлива. Во-вторых, конвертируя отходы в топливо, не пришлось бы нести дополнительный груз кала по пути домой.

NASA обратилось к ученым Университета Флориды, чтобы решить эту проблему, когда планировало создать станцию на Луне. Ученые Флориды создали анаэробный процесс переработки упаковок пищевых продуктов, отходов жизнедеятельности человека и остатков пищи в метан для топлива. Этот процесс также уничтожил бы любые болезнетворные микроорганизмы в продуктах отходов.

Ученые подсчитали, что каждый экипаж производил бы 290 литров метана ежедневно. Также ежегодно вырабатывался бы диоксид углерода и порядка 800 литров непитьевой воды. Но воду можно в дальнейшем разложить на водород и кислород. Кислород необходим для жизнеобеспечения, а диоксид углерода и водорода опять же можно превратить в метан и воду. В конце концов, этот процесс преобразования в топливо мы могли бы использовать и на Земле.

Никуда без Интернета и соцсетей

Даже на Земле есть регионы, в которых нет доступа к Сети. Поэтому может показаться странной возможность выйти в Интернет из космоса, особенно если вы летите на Марс. Но такую возможность никто не исключает.

Элон Маск, основатель SpaceX, недавно объявил об амбициозном проекте, который изменит наш способ подключения к Интернету. Он хочет вывести огромный ряд спутников связи на орбиту на высоте 1200 километров над Землей (вместо 35 000 километров, на высоте которых они летают сейчас). Это существенно ускорит работу интернет-сервисов, которые сейчас опираются на оптоволокно, поскольку сигнал будет двигаться со скоростью света, отскакивая только от нескольких спутников, чтобы достичь пункта назначения. Сейчас пакеты данных должны пройти через десяток дата-центров, чтобы дойти до вас. Отсюда и недоступность некоторых сервисов в мало населенных районах или безынтересных для оператора.

Маск считает, что его новая спутниковая система обеспечит базу для вывода интернета в космос, в том числе и на Марс. «На Марсе будет крайне важно запустить глобальную сеть связи тоже, — говорит Маск. — Я думаю, это нужно сделать, но не вижу никого, кто этим занимается».

В то же время можно посмотреть на астронавтов Криса Хэдфилда и Саманту Кристофоретти, которые постоянно пользуются соцмедиа, будучи в космосе. Хэдфилд известен своими видео на YouTube, а Кристофоретти отправляет новый снимок Земли каждую ночь с МКС. Также публикует интересные видео.

Оставаться на своей полосе

Мартин Ло из NASA начал картографировать межпланетные супермагистрали в начале 2000-х. Виртуальная карта, отображающая проезды и туннели в нашей Солнечной системе, прокладывает лучшие маршруты для космических кораблей, которые помогут сэкономить топливо. Как правило, в ходе миссий выполняются облеты планет или лун, чтобы с помощью их гравитации разогнаться и выстрелить подальше в космос. Но межпланетное супершоссе заходит еще дальше, используя взаимодействие гравитационных сил разных объектов. Не только гравитация планет действует на космический аппарат — Солнце притягивает планеты, а планеты — луны. В некоторых местах эти силы нейтрализуют или уравновешивают друг друга, создавая путь, по которому космический аппарат может лететь с минимальными затратами топлива.

Для каждой планеты и луны есть пять таких мест, которые называются точками Лагранжа. Ло провел коридоры между этими точками, чтобы сделать космические путешествия более эффективными. Возможно, однажды мы построим платформы или постоянные заставы вдоль этих магистралей, которые будут обеспечивать ремонт космических аппаратов.

Когда одних обнимашек недостаточно

Космос предъявляет не только физические требования для астронавтов — он может быть и психическим испытанием. Мы уже говорили о потенциальных проблемах с питьевой водой, а также с психологическими и физиологическими проблемами астронавтов, но представьте себе, что астронавты могли выключить радиосвязь с NASA на целый день? Такой прецедент с Skylab 4 имел место. Но что произойдет, если кто-то серьезно тронется умом в космосе, попытается совершить суицид или пришить напарника?

В NASA есть прописанные процедуры относительно того, как иметь дело с психически неустойчивыми космонавтами, в том числе и с тем, если они попытаются уничтожить кислород экипажа или открыть люк, чтобы убить всех. NASA инструктирует членов экипажа так: сначала обернуть лодыжки и запястья нестабильного космонавта клейкой лентой. Затем использовать шнур, чтобы связать его лицом вниз. Затем использовать транквилизаторы, если необходимо успокоить его или ее. «Говорите с пациентом, связывая его, — гласит инструкция. — Объясняйте, что вы делаете, и что делаете это ради его же безопасности».

После этого NASA и командир полета должны определить, какие еще действия предпринять, уже конкретно исходя из специфики случая. В самых экстремальных случаях они могут отменить миссию и отправить команду домой. На космической станции они бы просто отправили нарушителя спокойствия с ближайшим полетом. NASA не позволяет держать оружие в космосе, поскольку пуля может прошить космическую станцию или аппарат, а это приведет к смертям. На момент составления этих инструкций, на борту не было и других видов нелетального оружия, оглушающего и шокеров.

Даже в космосе может быть телешоу

К 2025 году проект Mars One планирует отправить четверых колонистов на Марс до конца их жизней (возможно, потому что нет пока способа вернуть их домой), предполагая, что они не умрут во время поездки туда. В рамках финансирования проекта, оставшиеся в живых должны стать звездами реалити-шоу, транслируемого на Земле. К первой группе колонистов будут присоединяться и другие, когда станут возможными новые запуски.

Придуманный голландским предпринимателем Басом Лансдорпом, Mars One недавно объявил, что выборка кандидатов сузилась до 100 с 200 000 изначально поданных заявок. В процессе отбора, Норберт Крафт из Mars One проел онлайн-интервьюирование с каждым кандидатом, чтобы оценить его или ее мотивацию, командный дух и понимание рисков. Сначала на Марс отправятся роботы, которые настроят жилые модули.

Если первые колонисты переживут поездку, исследование Массачусетского технологического института показало, что они, скорее всего, умрут в течение трех месяцев после высадки на Марсе, поскольку у них закончится еда, кислород или запасные части. Некоторых необходимых технологий пока попросту не существует. Канадский астронавт Крис Хэдфилд недавно публично предложил задать кандидатам в марсиане несколько серьезных вопросов. «Как работает скафандр на Марсе? Покажите, как он охлаждается, как работает давление? Дизайн перчаток? Ничего из этого нельзя купить. Этого не существует. Вы не можете просто пойти в SpaceMart и купить там все это».

Всплывают и другие тревожные новости. К примеру, компании, которые работали над роботизированными миссиями, расторгли контракт с Mars One. Darlow Smithson Productions (DSP) сообщили, что не заключала соглашение с Mars One по поводу деталей и продакшена реалити-шоу и больше не участвует в проекте. Сам Лансдорп сообщает, что процесс отбора кандидатов станет более серьезным отныне. У него есть новая компания по продакшену реалити-шоу, хотя никакой трансляции она не ведет. Впрочем, Лансдорпа пока защищает его бюджет в 6 миллиардов долларов и объяснение инвестиций, которые будут финансировать проект. Что бы ни случилось, будет много драмы, даже без реального реалити-шоу.

Предательство на космической почве

В 1959 году инженеры NASA столкнулись с проблемами, создавая космическую капсулу, которая будет достаточно легкой для запуска. Некоторые думали, что проблему могут решить женщины-астронавты, поскольку весят они меньше мужчин. Во время Второй мировой войны медицинские исследования также показали, что женщины лучше переносят холод, жару, одиночество, монотонность и боль, чем мужчины. Это сподвигло Уильяма Лавлейса II, который проводил испытания мужчин-астронавтов для NASA, провести исследования того, могут ли женщины быть хорошими космонавтами.

Джерри Кобб, опытный пилот, стала первой женщиной, которой предложили поучаствовать в программе. Джеки Кокран, тоже знаменитая женщина-пилот, согласилась провести испытания еще 19 женщин-пилотов в фонде Лавлейса, когда NASA отказалось. Кокран хотела быть первой женщиной-космонавтом, но была слишком стара. Несмотря даже на то, что была чемпионом среди борцов за права женщин, выступая за это еще во время Второй мировой войны.

В конце концов, 13 из 20 женщин в программе «Меркурий-13» прошли изнурительные физические испытания, поставленные NASA для отбора астронавтов. Во многих случаях они выступили лучше мужчин. И когда они уже были готовы для более серьезных испытаний, внезапно пришли телеграммы с информацией об отмене программы. Хотя женщины отчаянно пытались возобновить программу, Конгресс был непреклонен.

Хотя NASA официально утвердило, что эти женщины не были военными пилотами (в те дни у женщин не было такого варианта), слухи вылились в сексистские шутки и ехидные комментарии мужчин. Меньше всего предательства ожидали от Джеки Кокран. Она сказала, что женщины-астронавты не нужны, потому что есть достаточно квалифицированных мужчин, которые смогут делать эту работу. Забавно, хотя в то время женщинам не разрешалось быть летчиками-испытателями военных самолетов, в среднем у них было больше часов налета, чем у астронавтов-мужчин.

«Вам придется, и это совершенно необходимо, потратить много денег, набирая большую группу женщин, потому что вы потеряете их в браке, — заявила Кокран. — Даже если мы вторыми выведем женщин в новую среду, это будет вариантом получше».

Существует мнение, что Кокран, будучи изначально спонсором этой программы, затем способствовала ее закрытию из-за беспокойства, что больше не будет самым выдающимся летчиком женского пола.

«Меркурий-13» не прошел в космическую программу США. Валентина Терешкова, советская женщина-космонавт, стала первой женщиной в космосе в 1963 году.опубликовано

космос познавательно