Astronautika: misije

NASA planira da prvo 2033. obavi ekspedicija na Fobos, posle koje bi 2039. i 2043. usledile dve misije sa spuštanjem ljudskih posada na Crvenu planetu.

Dok Mask predviđa da tokom narednih 40 do 100 godina podigne grad na Marsu za million ljudi, NASA planira da na 70. godišnjicu Amrstrongovog prvog “malog/velikog” koraka na Mesecu, organizuje prvo spuštanje ljudi na Crvenu planetu.   

Iako je Mars u fokusu nekoliko projekata NASA-e, u stvari njihov osnovni pokretač, dugo se o njenim konkretnim planovima za let na Crvenu planetu ništa zvanično nije objavljivalo. Međutim, Mars je na neki zanimljiv način povezao političare, naučnike, inženjere – kako u državnoj sferi (NASA), tako i u privatnom sektoru (SpaceX). Kada se Mars spomene, onda između Kongresa i Bele kuće prestaju nesuglasice. Takođe, ako postoji ijedna tema oko koje se predsednički kandidati za novembarske izbore Donald Tramp i Hilari Klinton slažu, onda je to upravo Mars. U SAD-u, koliko se može iz ovog ugla videti, postoji nacionalni konsensuz da je sledeća osnovna destinacija Amerike Mars, a ne Mesec, i da tamo treba otići ne da bi se samo ljudi spustili na Crvenu planetu, nego da tim pionirskim misijama treba udariti temelje početka kolonizacije Marsa. Naravno, kada se kaže nacionalni konsenzus, veliko je pitanje koliko se narod o ovakvim stvarima uopšte pita, ali evidentno je da su mnoge oči sa one strane okeana uperene prema Marsu.

mars1

Crvena planeta čeka svoje prve humanoide istraživače

Kada smo spomenuli toliku privrženost političara ka Crvenoj planeti, treba reći da svi znaju da je reč o poduhvatu posebne vrste koji mnogi od onih koji sada sede u Kongresu i u Beloj kući najverovatnije ili neće doživeti, ili ako i dožive neće više biti tamo gde su sada, znači neće snositi odgovornost ako nešto krene naopako, ili ako se ispostavi da je iz državne kase potrebno mnogo više novca nego što je to u njihovo vreme planirano. Sa jedne strane, svi su za Mars, međutim niko, kako u Kongresu, tako i u Beloj kući, nije spreman da potpiše ček na Bog sam zna koliko stotina milijardi dolara za ostvarenje tog cilja.        

Takođe, kada postavite sledeće pitanje – kako ići na Mars – e onda počinju razmomilaženja. Neko govori da na Mars treba ići direktno, znači onako kako je to rađeno za vreme pograma “Apolo”. Nizom lansiranja super-nosača SLS na orbitu oko Zemlje formirati marsijanski kompleks (MK) i uputiti ga ka Crvenoj planeti. Naravno, pre nego ljudi tamo stignu, treba poslati određenu infrastrukturu – module – koji će na mestu spuštanja prve ekspedicije čekati istraživače. Drugi, međutim kažu – hajde da prvo obletimo Mars, da vidimo kako tehnologije i ljudi podnose mađuplanetarne letove, pa ako sve prođe bez problema letimo na Mars. Treći predlažu da se pripreme za let na Mars mogu obaviti na orbiti oko Meseca, gde bi trebao biti sklopljen MK i odatle da krene put Marsa. Ima i onih koji misle da bi misije u duboki kosmos, do nekih od asteroid, ili prvo do Fobosa, većeg satelita Marsa, bile prava uvertira za potonja osvajanja Crvene planete.     

Kada se ove četiri varijante leta na Mars uporede lako je uvideti njihove velike razlike, i to maltene u svakom mogućem pogledu -  tehničkom, tehnološkom, organizacijskom, projektnom, finansijskom i iznad svega sa aspekta rizika misije. Međutim, ono što je zajedničko za svaku varijantu leta na Mars je upotreba super-rakete SLS. Ona je maltene alfa i omega svih planova NASA-e u godinama koje dolaze. Uspeh njenih ispitivanja je od fundamentalnog značaja, kao i svako lansiranje, počev od prvog u misiji označenoj kao EM-1 (tzv. prva istraživačka misija). Ono je još uvek planirano krajem 2018, ali je izvesno da će biti pomereno za nekoliko meseci, možda i duže. Tokom misije EM-1 prema Mesecu će biti lansiran kosmički brod “Orion” sa evropskim servisnim modulom. Posle tri dana “Orion” će dospeti na eliptičnu orbitu oko Meseca  parametara 100 x 70,000km na kojoj će ostati šest dana. Za vreme povratka na Zemlju, kapsula “Oriona” će biti izložena ogromnim termodinamičkim naprezanjima; očekuje se da će njegova oplata morati da izdrži temperature od oko 2800oC.

 mars2

Kičma Nasinog programa osvajanja Marsa - aketa-nosač SLS-Blok 1

U ovom trenutku misija EM-1 je jedina koja je potpuno razrađena i izvesna. Međutim, niko sa sigurnošću još uvek ne može da kaže koje će misije da uslede posle EM-1, ali pozicija NASA-e je da do kraja 2029. tzv. “Blok 2” rakete SLS, odnosno njena najjača verzija nosivosti 130t, bude spremna za prvo lansiranje. Takođe, sve više kritikovana misija ispitivanja komada asteroida koji će automatski biti dotegljen nedaleko od Meseca, je još uvek u planu za 2025.

Ahilova peta lansera SLS (kao i svake super-teške rakete) su cena i ukupna rentabilnost projekta, kao i broj lansiranja koji na godišnjem nivou teško da može da pređe dva kosmička starta. Sa takvim ritmom lansiranja, trebaće godine da SLS nakupi dovoljno poena da se može smatrati za potpuno pouzdanog lansera koji bi jednoga dana trebao da odnese ljude na Mars. 

Kakva je strategija NASA-e kda je let čoveka na Mars u pitanju? Od sredine 2015. NASA radi na strategiji koja obuhvata tri etapa. U prvoj, ekipa astronauta će 2033. sleteti na Fobos, veći satelit Marsa, i sa njegove površine obaviti prvu rundu daljinskog sondiranja površine Crvene planete. Prvo spuštanje ljudi na Mars planirano je u drugoj etapi programa NASA-e, i treba da bude obavljeno 2039, da bi 2043, tokom treće etape, usledilo i drugo spuštanje. U okviru ovog plana, od 2018. do 2046. trebalo bi biti ostvareno 41-no lansiranje raketa-nosača SLS, znači u proseku jedno svakih devet meseci. Kada je isključivo istraživanje Marsa u pitanju, onda program NASA-e od 2028. do 2046. obuhvata 32-ve misije SLS.

Spomenuli smo da je SLS ključna karika svih planova NASA vezanih za letove ljudi na Mars. Pored SLS-a, kosmički brod “Orion” je druga poluga ovog programa. Ono što međutim treba naglasiti je da iako hvaljen kao aparat specijalizovan za let u duboki kosmos, “Orion” nije zamišljen za let na relaciji Zemlja-Mars-Zemlja. Kosmički brodovi projektovani na dvomodularnoj bazi (komandni modul + servisni modul) sa ukupnom korisnom zapreminom od manje od dvadeset kubnih metara jednostavno nisu povoljni za dugotrajan boravak višečlane posade. U scenariju leta na Mars, uloga “Oriona” čiji resursi omogućavaju maksimalan let trajanja do četiri nedelje, je svedena na prevoz posade sa Zemlje do MK koji će biti sagrađen na orbiti oko Meseca. Takođe, kada se posada bude vratila sa Marsa, na orbiti oko Meseca će ih čekati “Orion” da bi istraživače Crvene planete vratio natrag na Zemlju.

Treći stub projekta leta na Mars je modul za dugotrajan boravak astronauta (HM). U njemu će se astronauti nalaziti praktično sve vreme za vreme leta prema Marsu, operacija na orbiti i za vreme povratka. Tu je i takozvani MTV – marsijanski transportni aparat – svojevrstan servisni ili instrumentalni modul u kome će se nalaziti pogonsko-energetski sistemi od vitalnog značaja za praktičeno sve operacije tokom transplanetarnih i orbitalnih etapa misije. Naravno, tu je i lender, aparat za spuštanje, kao i moduli koji će na površini čekati prve istraživače.

Sve u svemu, jasno je da je u odnosu na let na Mesec, istraživanje Marsa daleko kompleksnije u svakom mogućem pogledu. Zbog toga, u NASA-i predlažu dva modela leta na Mars. Prvi je tzv. SEP-hemijski model, dok je drugi zasnovan na hibridnoj opciji. Oba scenarija predviđaju ukupno trajanje misije na Mars od 500 dana, uključujući 220 dana provedenih na površini planete i primenu kombinacija tehnologija solarno-električne propulzije (SEP) i konvencionalnih hemijskih pogona. Tehnički, ovi modeli se razlikuju u kapacitetu pogonskih sistema, budući da je električna snaga SEP-hemijskog sistema 214kW, a hibridnog 425kW.  Principijelna razlika je u tome što se tokom misije SEP-hemijskog tipa prvo sa cis-lunarne na orbitu oko Marsa automatski biti transportovano sve što je neophodno za život posade na površini. Kada sve bude stiglo, kreće misija sa ljudskom posadom korišćenjem pogonske kombinacije tečni kiseonik-metan. Za razliku od SEP-hemijske, hibridna varijanta predviđa da prema Marsu, sa orbite oko Meseca skupa lete i ljudi i neophodna oprema za njihov boravak na Crvenoj planeti. U prvoj etapi, kao što smo naveli posada astronauta će se prvo 2033. spustiti na Fobos, a šest godina 2039. i na Mars.

mars3

Raketni blok SEP prebacuje automatski Fobosov kompleks na orbiti oko Marsa

mars4

“Orion” će biti korišćen za prevoz astronauta do i sa marsijanskog kompleksa

Od velikog značaja za uspeh misije na Mars je automatsko spuštanje na površinu planete velikog broja lendera, modula i vozila (“marsohoda”) pomoću kojih će astronauti, koji će doći kasnije, moći da istraže velike oblasti oko mesta spuštanja. Umnogome, gradnja prve baze na Marsu podsećaće na razvoj polarnih baza na Antarktiku, samo što će u ovom slučaju sva neophodna infrastruktura morati biti dostavljena vrlo precizno, na određenu lokaciju gde će kasnije stići astronauti. Ukoliko neki od modula sleti daleko od mesta planiranog spuštanja.

Obe modela obuhvataju ukupno 32 lansiranja raketa-nosača SLS u okviru programa leta na Fobos 2033, i dva potonja spuštanja na Mars 2039. i 2043. SEP-hemijski model omogućava prevoz korisnog tereta od 27 do 72 tone, dok je kapacitet hibridne opcije 48 tona. Za let na Fobos, SEP-hemijski model uključuje deset lansiranja rakete SLS, dve više u odnosu na hibridnu opciju. Za prvi let na Mars trebaće 12 lansiranja SLS (14 u hibridnoj verziji), dok će drugo spuštanje 2043. Zahtevati u obe varijante po deset lansiranja.                              

Obe varijante zahtevaju osam lansiranja rakete SLS između prve misije (Blok 1/EM 1) 2018. i sledećih misija zaključno sa letom Blok 1B/EM-8 planiranim 2027. Počev od 2028. kreće najjača verzija SLS (Blok-2), nosivosti 130 tona, serijom od 32 misije sa letom na Fobos i dva spuštanja na Mars, sve do do 2046. kada bi druga ekspedicija trebala da se vrati na Zemlju. 

U obe verzije leta na Mars primena kosmičkog broda “Orion” je limitirana na prevoz astronauta do cis-lunarne orbite, gde će ih čekati marsijanski kompleks, i za njihov transport do Zemlje, sa te iste orbite kada se budu vratili sa Marsa. Za transplanetarni let u oba pravca od ključnog značaja će biti takozvani tranzitni modul za smeštaj posade MTH, ili TransHab. Podeljen u četiri nivoa, koncept modula MTH je zasnovan na tehnologiji naduvavanje (imaće prečnik od oko osam metra).

Za misiju na Fobos, počev od 2028. planirano je da na orbitu oko Zemlje budu lansirani u okviru posebnih misija modul za život posade na Fobosu (PHM), istraživačko vozilo (PEV) i propulzioni blokovi tipa SEP. Ovi moduli će biti sklopljeni na orbiti oko Meseca, posle čega će 2030. međuplanetarni kompleks bez posade krenuti prema Fobosu. Zatim, 2031. na orbitu oko Meseca treba da bude formiran drugi kompleks za prevoz astronauta do Fobosa sastavljen od modula za smeštaj posade MTH, raketnog bloka za prebacivanje kompleksa sa orbite oko Meseca na transplanetarnu putanju leta prema Marsu (tzv. TMI blok) i raketnog stepena za prelazak kompleksa sa transplanetarne putanje na orbitu oko Marsa (MOI blok). Kada ovaj kompleks bude sklopljen, tamo će 2033. “Orionom” stići četvoročlana posada koja će preći u modul MTH gde će se nalaziti tokom transplanetarnog leta kroz međuplanetarni prostor. Dok astronauti budu leteli ka Fobosu, na orbitu oko Marsa će ih čekati prvi kompleks sastavljen od modula PMH, PEV i SEP. Modul za njihov boravak PMH će zatim biti spušten na Fobos, a kada posada dospe na orbitu oko Marsa, doći će do spajanja dva kompleksa, astronauti prelaze u PEV i spuštaju se pored modula PMH. Na Fobosu ekipa astronauta će se baviti geološkim istraživanjima Marsovog satelita i sa njegove površine pratiti procese na Marsu i u njegovoj atmosferi. Povratak astronauta sa Fobosa na Zemlju planiran je za 2035. Time će biti pripremljen teren za prvo spuštanje ljudi na Mars.

 Fobos

Uvertira za prvo spuštanje ljudi na Mars – satelit Fobos   

kabina

TransHab – modul za smeštaj astronauta za vreme leta ka Marsu i natragLet na Fobos će biti misija velikog rizika i složenosti koju sa ove vremenske distance nije nimalo jednostavno shvatiti. O tome govori činjenica da će na orbiti oko Meseca tokom pet godina biti formirana dva međunplanetarna kompleksa (prvi bez posade a drugi sa astronautima) ukupne mase 394,5 tona, što je ekvivalentno masi Međunarodne kosmičke stanice (MKS)!  

Dok misija na Fobos bude u toku, počeća bespilotna lansiranja u okviru programa misije na Mars za prvo spuštanje ljudi na Mars 2039. Počev od 2031. na orbitu oko Meseca će jedan za drugi dospeti raketni blokovi TMI i MOI i šest lendera dospeće letovi Fobosov istraživački kompleks bude leteo ka Marsu, na orbiti oko Meseca. Po povratku astronauta sa Fobosa 2035. planirano je da modul za život posade MTH ostane na orbitu oko Meseca i čeka sledeću, prvu marsijansku posadu, tako da će on biti ponovo korišćen, ali sada u sklopu marsijanskog kompleksa. Naravno, nekoliko ekipa astronauta će obaviti detaljno servisiranje sistema modula, zameniti sve što je neophodno i verifikovati modul za ponovni transplanetarni let na Mars. Kada marsijanski kompleks bude formiran na orbiti oko Meseca, 2038. tamo “Orionom” stiže četvoročlana ekipa astronauta koja 2039. kreće sa cis-lunarne orbite na putanju leta prema Marsu. Povratak na Zemlju ekipe prvih marsonauta planiran je 2042. U to vreme, na orbiti oko Meseca će biti kompletiran drugi marsijanski kompleks sa posadom koja će 2043. krenuti ka Marsu. Masa marsijanskog kompleksa na orbiti oko Meseca će iznositi 483,2 tone, što će zahtevati deset lansiranja rakete-nosača SLS. Godine 2046. Orionom” će se druga posada vratiti na Zemlju, sa orbite oko Meseca gde će modulom MTH dospeti posle povratka za Marsa.

mars5 Mars6
Tri koncepcije marsijanskog lendera Lender sa modulom za boravak astronauta i “marsohodom”

Kao što se vidi, praktično počev od 2018. NASA počinje veoma ambiciozan program lansiranja nosača SLS sa osnovnim ciljem da se u periodu između 2033. i 2046. obave tri ekspedicije – jedna na Fobos i dve na Crvenu planetu.                 

mars7 

Grujica Ivanović
Author: Grujica Ivanović
Menadžer planiranja električnih mreža u australijskoj kompaniji Ergon Energy, magistar elektrotehnike. Napisao je veliki broj članaka iz oblasti istraživanja kosmosa koji su objavljeni u časopisima "Galaksija", "Front", "Duga", "Planeta", "Astronomija", "Astronomski magazin", Spaceflight i “Vasiona”, i u dnevnim listovima "Politika", "Večernje novosti" i "Srpska reč". Takođe, u časopisu Power Transmission and Distribution objavljuje stručne tekstove iz elektrotehnike. Pre odlaska u Australiju radio je u EPS/"Elektrokosmet", dok je na RTV Priština uređivao televizijske emisije “Horizonti nauke” i “Ekološki krug”. Autor je dve knjige iz kosmonautike: "Kosmički vremeplov" (1997, BIGZ, Beograd) o prvim programima čovekovog leta u kosmos i "Salyut: The First Space Station - Triumph and Tragedy" (2008, Springer-Praxis, London-New York) o tragediji posade prve orbitalne stanice "Saljut". Jedan je od inicijatora projekta prvog srpskog veštačkog satelita "Tesla-1". Član je Britanskog interplanetarnog društva i Instituta inženjera Australije.

Zadnji tekstovi:


Komentari

  • Rapaic Rajko said More
    Brisaci? Neprakticno, tesko i glomazno.... 21 sati ranije
  • Baki said More
    Dobar napor. Inače, kosmički teleskop... 2 dana ranije
  • Duca said More
    Nemamo sreće, jedine dve bliske... 3 dana ranije
  • Baki said More
    Kada je reč o životu u Svemiru, ljudi... 4 dana ranije
  • Saša said More
    Radi se na popravci kvara foruma. 5 dana ranije

Foto...