Vuelo interplanetario

El vuelo espacial interplanetario ( interplanetary travel ) es un viaje entre planetas , generalmente dentro del mismo sistema planetario [1] . En la práctica de la humanidad, el concepto de un vuelo espacial de este tipo significa un vuelo real e hipotético entre los planetas del sistema solar . Una parte integral de proyectos hipotéticos de colonización espacial por parte de la humanidad.

Avances prácticos en viajes interplanetarios

Las sondas espaciales controladas a distancia ( Automatic Interplanetary Station , AMS) volaron cerca de todos los planetas del sistema solar desde Mercurio hasta Neptuno. La sonda New Horizons se lanzó al noveno planeta en ese momento: Plutón y pasó volando por este planeta enano en 2015. La sonda Dawn se encuentra actualmente en órbita alrededor del planeta enano Ceres .

La nave espacial más distante es la Voyager 1 , que probablemente aún abandonó el sistema solar, 4 dispositivos más: Pioneer 10 , Pioneer 11 , Voyager 2 y New Horizons continúan su vuelo hacia los límites del sistema y después de un tiempo también lo dejarán [2 ] .

En general, las misiones de satélites artificiales de otros planetas y vehículos de descenso proporcionan información mucho más detallada y completa que las misiones de sobrevuelo. Se lanzaron sondas espaciales en órbita alrededor de los cinco planetas conocidos desde la antigüedad: primero Marte (" Mariner-9 ", 1971), luego Venus (" Venus-9 ", 1975; las sondas atmosféricas y el vehículo de descenso llegaron antes al planeta), Júpiter ( Galileo , 1995), Saturno ( Cassini y Huygens , 2004) y, más recientemente, Mercurio ( MESSENGER , marzo de 2011), y han traído valiosa información científica sobre los planetas y sus lunas .

Varias misiones han llevado a cabo encuentros con asteroides y planetas enanos: NEAR Shoemaker orbitó el gran asteroide cercano a la Tierra 433 Eros en 2000 y aterrizó. La estación japonesa " Hayabusa " con un motor iónico entró en 2005 en la órbita de un pequeño asteroide cercano a la Tierra 25143 Itokawa , se reunió con él y devolvió muestras de su superficie a la Tierra. La nave espacial Dawn con un motor de iones orbitó el gran asteroide Vesta (julio de 2011-septiembre de 2012) y luego voló en órbita alrededor del planeta enano Ceres (marzo de 2015).

Los rovers Viking , Pathfinder y Mars Exploration Rover y Curiosity controlados a distancia aterrizaron en la superficie de Marte, varias naves espaciales de las series Venera y Vega alcanzaron la superficie de Venus. La sonda Huygens aterrizó con éxito en la luna Titán de Saturno .

Hasta ahora, no ha habido misiones tripuladas para llegar a los planetas del sistema solar. El programa Apolo de la NASA permitió que doce astronautas visitaran la superficie de la luna terrestre y regresaran a la Tierra . Hubo varios programas de la NASA: " Constellation " (enviando un hombre a Marte) y un sobrevuelo tripulado de Venus, pero ambos fueron cancelados (en 2010 y finales de los años 60).

Razones para los viajes interplanetarios

Los altos costos y riesgos de los viajes interplanetarios están atrayendo la atención del público. Muchas misiones han experimentado varios fallos de funcionamiento o fallas completas de sondas no tripuladas, como Mars 96 , Deep Space 2 y Beagle 2 . (Consulte la Lista de naves espaciales interplanetarias para obtener una lista completa de proyectos exitosos y fallidos).

Muchos astrónomos, geólogos y biólogos creen que el estudio del sistema solar proporciona conocimientos que no se pueden obtener únicamente mediante observaciones desde la superficie de la Tierra o desde la órbita terrestre. Existen diferentes puntos de vista sobre si las misiones tripuladas harían una contribución científica útil; algunos científicos creen que las sondas robóticas son más baratas y seguras, mientras que otros argumentan que los astronautas, con la ayuda de los consejos de los científicos de la Tierra, podrán responder de manera más flexible e inteligente a las características nuevas o inesperadas de las regiones que se estudian [3] .

Quienes pagan los costos de dichas misiones (principalmente en el sector público) tienen más probabilidades de estar interesados ​​en los beneficios para ellos mismos o para la humanidad en su conjunto. Hasta ahora, las únicas ventajas de este enfoque han sido varias tecnologías “secundarias”, desarrolladas originalmente para vuelos espaciales, pero luego útiles en otras actividades.

Otros motivos prácticos para los viajes interplanetarios son más especulativos, ya que la tecnología actual aún no está lo suficientemente avanzada como para respaldar los proyectos de prueba. Los escritores de ciencia ficción a veces tienen éxito en la predicción de tecnologías futuras; por ejemplo, se han predicho los satélites de comunicaciones geoestacionarios ( Arthur Clarke ) y algunos aspectos de la tecnología informática ( Mack Reynolds ).

Muchas historias de ciencia ficción (en particular, las historias de Grand Tour de Ben Bov ) detallan cómo los humanos podrían extraer minerales útiles de los asteroides u obtener energía de diversas maneras, incluido el uso de paneles solares en órbita (donde no se ven interferidos por las nubes y la atmósfera). ). ). Algunos creen que solo esas tecnologías pueden ser la única forma de garantizar un aumento en el nivel de vida sin contaminación innecesaria o agotamiento de los recursos de la Tierra (por ejemplo, la disminución de la producción de energía fósil, el llamado pico del petróleo  , se pronosticó décadas antes de que sucediera). empezó).

Finalmente, la colonización humana de otras partes del sistema solar evitará la extinción de la humanidad durante uno u otro evento potencialmente catastrófico para la Tierra, muchos de los cuales son inevitables (ver el artículo Variantes de la muerte de la humanidad ). Entre los posibles eventos están las colisiones con un gran asteroide , uno de los cuales probablemente contribuyó antes a la extinción del Cretácico-Paleógeno . Aunque se están desarrollando varios sistemas para monitorear amenazas de asteroides y defensa planetaria, los métodos actuales para detectar y combatir asteroides siguen siendo extremadamente costosos, toscos, subdesarrollados e ineficaces. Por ejemplo, las condritas carbonáceas tienen un albedo muy bajo , lo que las hace muy difíciles de detectar. Aunque las condritas carbonáceas se consideran raras, algunas son muy grandes y se sospecha que están involucradas en extinciones masivas de especies grandes. Así, Chicxulub , el mayor en sus consecuencias , pudo haber sido una condrita carbonácea.

Algunos científicos, incluidos los miembros del Instituto de Estudios Espaciales ( Universidad de Princeton ), sostienen que, a la larga, la gran mayoría de las personas acabará viviendo en el espacio [4] .

Energía del vuelo interplanetario

Uno de los principales desafíos en los viajes interplanetarios prácticos sigue siendo obtener los grandes cambios de velocidad necesarios para viajar de un cuerpo a otro dentro del sistema solar.

Debido a la atracción gravitacional del Sol, una nave espacial que orbita más lejos del Sol tiene una velocidad más lenta que una nave espacial que orbita más cerca. Además, todos los planetas están a diferentes distancias del Sol, el planeta desde el que se lanza la nave espacial y el planeta de destino se mueven a diferentes velocidades (según la tercera ley de Kepler ). Por estas razones, una nave espacial que vuele a un planeta más cercano al Sol necesita reducir significativamente su velocidad orbital para alcanzar el objetivo, mientras que los vuelos a planetas más distantes requerirán un aumento significativo en la velocidad de la nave en relación con la sol [5] . Si la nave espacial no solo debe volar más allá del planeta, sino entrar en órbita a su alrededor, al acercarse a él, debe alinear su propia velocidad con la velocidad del planeta, lo que también requiere un esfuerzo considerable.

Un enfoque sencillo para tal tarea, intentar acelerar a lo largo de la ruta más corta hacia el objetivo y cambiar la velocidad en el objetivo, requeriría demasiado combustible. Y el combustible necesario para estos cambios de velocidad debe lanzarse con la propia nave, por lo que se requerirá aún más combustible para llevar la nave al objetivo, y aún más, para llevar la nave y el combustible a la órbita inicial alrededor del objetivo. Tierra. Se han desarrollado varios métodos para reducir el requerimiento de combustible para los viajes interplanetarios.

Por ejemplo, una nave espacial que viaja desde la órbita terrestre baja a Marte utilizando una trayectoria de vuelo clásica (Hohmann) primero debe producir un aumento de velocidad de 3,8 km/s (parámetro denominado velocidad característica de la maniobra orbital ), realizar un vuelo de varios meses , luego, después de la intercepción de Marte, debe disminuir su velocidad en otros 2,3 km / s para alcanzar la velocidad orbital de Marte alrededor del Sol y entrar en órbita alrededor del planeta [6] . En comparación, el lanzamiento de una nave espacial a la órbita terrestre baja requiere un cambio de velocidad de unos 9,5 km/s .

Trayectorias de Hohmann

Durante muchos años, el vuelo interplanetario económico significó el uso de trayectorias de transferencia de Hohmann . Hohmann demostró que en mecánica orbital, la trayectoria de vuelo entre dos órbitas con el menor gasto de energía es una órbita elíptica que forma una tangente a las órbitas de origen y destino. En el caso de vuelos interplanetarios a planetas más distantes, esto significa que la nave espacial parte inicialmente de una órbita cercana a la órbita de la Tierra alrededor del Sol, de modo que el segundo cambio de velocidad se produce en Afelio, es decir, desde el punto opuesto al de partida. relativo al Sol. Una nave espacial que utilice esta ruta para viajar de la Tierra a Marte tardaría unos 8,5 meses en viajar. Una maniobra bien planificada permitirá alcanzar la órbita de Marte cerca del momento en que el planeta pasa por el punto del segundo cambio de velocidad, lo que le permitirá entrar inmediatamente en la órbita alrededor del planeta.

Cálculos similares para los vuelos de Hohmann se aplican a cualquier par de órbitas, por ejemplo, esta es la forma más común de enviar satélites a la órbita geoestacionaria , después de haber sido lanzados a la órbita de referencia terrestre baja . El vuelo de Hohmann tarda un tiempo cercano a la mitad del periodo de revolución de la órbita exterior, que en el caso de los planetas exteriores será de más de unos años y no es muy práctico para vuelos tripulados por cuestiones de seguridad de la carga útil. Además, el vuelo se basa en la suposición de que no hay cuerpos grandes en los puntos inicial y final de la maniobra, lo cual es cierto cuando se cambia de órbitas cercanas a la Tierra, pero requiere cálculos más complejos para vuelos interplanetarios.

Eslinga de gravedad

La maniobra Gravity Sling utiliza la gravedad de los planetas y las lunas para cambiar la velocidad y la dirección de una nave espacial sin usar combustible. En el uso típico, la maniobra utiliza un sobrevuelo cerca de un tercer planeta, generalmente entre las órbitas de origen y destino, que cambia la dirección del vuelo. El tiempo total de viaje se reduce significativamente debido al aumento de la velocidad, o se entrega más carga al punto final. Un ejemplo notable del uso de la honda son las dos naves espaciales del programa Voyager que utilizaron una serie de maniobras alrededor de varios de los planetas exteriores del sistema solar. Cuando se vuela en el sistema solar interior, es más difícil usar tal maniobra, aunque se usan al pasar planetas cercanos, como Venus, y en ocasiones incluso se usa la Luna para iniciar un vuelo a los planetas exteriores.

La maniobra de eslinga solo puede cambiar la velocidad del barco en relación con un tercer objeto que no esté involucrado en la maniobra, un centro de gravedad común o el Sol. Durante la maniobra, las velocidades relativas de la nave y el objeto sobre el que vuela no cambian, por ejemplo, si la nave voló hacia Júpiter a cierta velocidad relativa, entonces dejará Júpiter a la misma velocidad. Sin embargo, al sumar la velocidad de alejamiento de Júpiter con la propia velocidad orbital del planeta, la dirección de vuelo y la velocidad del aparato cambian. El Sol no se puede utilizar para una maniobra de cabestrillo gravitatorio interplanetario, ya que la estrella es esencialmente estacionaria en relación con el resto del sistema que orbita alrededor del Sol. Esto solo puede usarse en vuelos hipotéticos fuera del sistema solar para enviar una nave espacial o sonda a otra parte de la galaxia, ya que el Sol gira alrededor del centro de la galaxia Vía Láctea .

Maniobra de Oberth

La maniobra de Oberth consiste en encender los motores del aparato en o cerca del acercamiento más cercano al planeta (en el periápside ). El uso del motor al ingresar al " pozo de gravedad " le permite obtener una ganancia en el aumento final de la velocidad del dispositivo, debido a la conversión de una parte adicional de la energía cinética del combustible usado en la energía cinética de el dispositivo. Requiere un acercamiento relativamente cercano a un cuerpo grande y el uso de un motor de alto empuje; no es adecuado para vehículos equipados solo con motores de bajo empuje, por ejemplo, los de iones .

Órbitas caóticas

En el momento de los cálculos de Gohmann (1925) no había sistemas informáticos de alto rendimiento disponibles, seguían siendo lentos, caros y poco fiables en el desarrollo de las maniobras de cabestrillo de gravedad (1959). Los avances recientes en la tecnología informática han permitido explorar las posibilidades de utilizar las características de los campos gravitatorios creados por muchos cuerpos astronómicos y calcular trayectorias más económicas [7] [8] . Por ejemplo, se calcularon posibles rutas de vuelo entre áreas cercanas a los puntos de Lagrange de varios planetas, organizadas en la llamada red de transporte interplanetario . Estas órbitas difusas y caóticas, en teoría, consumen mucha menos energía y combustible que los vuelos clásicos, pero solo existen entre algunos planetas, en ciertos puntos en el tiempo y requieren una inversión de tiempo muy significativa. No ofrecen mejoras significativas para las misiones exploratorias o a bordo de barcos, pero teóricamente pueden ser de algún interés para el transporte de gran volumen de bienes de bajo valor si la humanidad se convierte en una verdadera civilización interplanetaria. Por lo general, algunos asteroides usan tales órbitas.

Aerofrenado

El aerofrenado utiliza la atmósfera del planeta objetivo como una forma de reducir la velocidad de la nave espacial. Por primera vez, dicha desaceleración se usó en el programa Apolo , cuando el vehículo de regreso no entró en la órbita terrestre, sino que realizó una maniobra de descenso en forma de s en un perfil vertical (primero un descenso pronunciado, luego nivelándose, seguido de un ascenso y posterior retorno al descenso) en la atmósfera terrestre, para reducir su velocidad hasta un nivel en el que se pueda activar el sistema de paracaídas para garantizar un aterrizaje seguro. El aerofrenado no requiere una atmósfera densa; por ejemplo, la mayoría de los módulos de aterrizaje enviados a Marte utilizan esta técnica, a pesar de que la atmósfera marciana está muy enrarecida, la presión superficial es 1/110 de la de la Tierra.

El frenado aerodinámico de la nave espacial convierte la energía cinética en calor, por lo que a menudo requiere escudos térmicos complejos para proteger la nave espacial del sobrecalentamiento. Como resultado, el frenado aerodinámico se justifica solo en los casos en que la cantidad de combustible adicional requerida para transportar el escudo térmico a su destino es menor que la cantidad de combustible que se requeriría para generar un impulso de frenado usando los motores. Algunos científicos creen que este problema se puede resolver creando pantallas a partir de materiales disponibles cerca del destino [9] , mientras se olvidan de los problemas de recolectar dichos materiales.

Mejora de la tecnología de motores

Se han propuesto varias tecnologías con el objetivo de ahorrar combustible y acelerar los viajes en comparación con los vuelos de Hohmann . La mayoría de las propuestas aún son teóricas, pero el propulsor de iones se probó con éxito en la misión Deep Space 1 . Estas tecnologías avanzadas se dividen en:

Además de acelerar los vuelos, estas mejoras aumentarán el "margen de seguridad" al reducir la necesidad de fabricar las naves espaciales más ligeras posibles.

Concepto de cohete avanzado

Todos los conceptos de cohetes están limitados de una forma u otra por la ecuación del cohete , que establece la velocidad característica disponible (cambio máximo en la velocidad del barco) en función del impulso específico (tasa efectiva de flujo de salida del propulsor), masa inicial del barco ( M 0 , incluido el combustible masa) y masa final ( M 1 , la masa del barco sin combustible). La principal consecuencia de esta fórmula, derivada por Tsiolkovsky, es que las velocidades de vuelo que son más de varias veces superiores a la velocidad de expiración del fluido de trabajo de un motor de cohete (en relación con la nave) se vuelven rápidamente inalcanzables en la práctica.

Cohetes nucleares-térmicos y solares

En un motor de cohete nuclear o un cohete solar térmico , el fluido de trabajo suele ser hidrógeno , calentado a una temperatura alta y liberado a través de una tobera de cohete para crear empuje . La energía térmica reemplaza la fuente química de energía, la reacción de combustión del combustible en un oxidante, de los motores de cohetes tradicionales . Debido al bajo peso molecular y, por lo tanto, a la alta velocidad térmica del hidrógeno, estos motores son al menos dos veces más eficientes en el uso de combustible que los motores químicos, incluso cuando se considera la masa de un reactor nuclear.

La Comisión de Energía Atómica de EE. UU. y la NASA probaron varias variantes de motores térmicos nucleares en 1959-1968. La NASA desarrolló estos motores para reemplazar las etapas superiores de los cohetes Saturno V , pero las pruebas mostraron problemas de confiabilidad, causados ​​principalmente por vibraciones y sobrecalentamiento cuando se opera a altos niveles de empuje. Las consideraciones políticas y ambientales han complicado el uso de dichos motores en el futuro previsible, ya que los motores térmicos nucleares son útiles cerca de la superficie terrestre, pero las consecuencias de fallar pueden ser catastróficas. Los propulsores basados ​​en fisión producen velocidades de propulsor más bajas que los propulsores eléctricos y de plasma, que se describen a continuación, y solo son adecuados para aplicaciones que requieren una alta relación empuje-peso, como el despegue o la salida planetaria.

Motores eléctricos

Los sistemas de propulsión eléctrica utilizan fuentes de energía externas como un reactor nuclear o paneles solares para generar electricidad . Luego usan la energía para acelerar el propulsor químicamente inerte a velocidades muy superiores a las velocidades de escape de los motores de cohetes químicos tradicionales. Dichos propulsores producen un empuje relativamente pequeño y, por lo tanto, no son adecuados para maniobras rápidas o para el lanzamiento desde la superficie de un planeta. Pero son tan económicos en el uso de masa reactiva (el fluido de trabajo) que pueden continuar operando continuamente durante muchos días o semanas, mientras que los motores químicos usan combustible y oxidante tan rápido que pueden operar desde unas pocas decenas de segundos hasta minutos. Incluso un viaje a la Luna con la propulsión iónica moderna puede ser lo suficientemente largo para demostrar su ventaja sobre la propulsión química ( las misiones Apolo tardaron 3 días en viajar de la Tierra a la Luna y viceversa).

La estación interplanetaria Deep Space 1 de la NASA probó con éxito un propulsor de iones prototipo que funcionó durante un total de 678 días y permitió que la sonda alcanzara al cometa Borrelly, lo que no hubiera sido posible con propulsores químicos. Dawn fue la primera nave espacial de la NASA en utilizar un propulsor de iones como su propulsor principal, y se utilizó para estudiar los grandes asteroides del cinturón principal Ceres 1 y Vesta 4 . Se planeó un propulsor de iones de propulsión nuclear para la misión no tripulada Jupiter Icy Moons Orbiter (JIMO) a Júpiter en la década de 2010. Debido a las prioridades cambiantes de la NASA para los vuelos espaciales tripulados, el proyecto perdió fondos en 2005. Actualmente se está discutiendo una misión similar para un proyecto conjunto de la NASA/ESA para explorar las lunas de los planetas gigantes: Europa y Ganímedes .

Cohetes que utilizan la energía de las reacciones nucleares

Los motores Electrojet han demostrado su utilidad en los viajes interplanetarios, sin embargo, han utilizado energía solar , lo que limita su capacidad para operar lejos del Sol, además de limitar su aceleración máxima debido a la masa y fragilidad de la fuente de energía. Los motores nuclear-eléctricos o de plasma que funcionan durante largos períodos de tiempo a bajo empuje y alimentados por la electricidad de los reactores nucleares (funcionando en una reacción en cadena de fisión de núcleos pesados), en teoría, pueden alcanzar velocidades significativamente más altas que los vehículos de combustible químico.

Cohetes que utilizan la energía de las reacciones termonucleares

Los motores de cohetes termonucleares teóricos deberían funcionar utilizando la energía de las reacciones termonucleares (fusión de núcleos ligeros de elementos como el deuterio, el tritio, el helio-3). En comparación con los reactores de fisión nuclear, la fusión nuclear da como resultado la conversión de aproximadamente el 1 % de la masa del combustible original en una forma de energía, que es energéticamente más favorable que el 0,1 % de la masa convertida en energía en las reacciones de fisión nuclear. Sin embargo, tanto los motores nucleares como los de fusión pueden, en principio, alcanzar velocidades mucho más altas que las necesarias para la exploración del sistema solar, los generadores de energía de fusión aún no han alcanzado niveles prácticamente utilizables de liberación de energía, incluso en la Tierra.

Un proyecto basado en la propulsión de fusión fue el Proyecto Daedalus . Se estaba desarrollando otro sistema como parte del proyecto de investigación tripulado Solar Discovery II, [10] basado en la reacción de deuterio-tritio-3 y utilizando hidrógeno como fluido de trabajo (equipo de Template: NASA Glenn Research Center ). El proyecto planeó alcanzar velocidades características de más de > 300 km/s con una aceleración de ~1.7•10 −3 g , con una masa inicial del barco de ~ 1700 toneladas y una fracción de carga útil de más del 10 % .

Velas solares

Las velas solares (fotónicas) utilizan el impulso de las partículas de luz reflejadas desde una vela especial. Este efecto de la presión de radiación de la luz sobre la superficie es relativamente pequeño y disminuye según la ley del cuadrado de la distancia al Sol, pero, a diferencia de muchos sistemas de propulsión clásicos, las velas solares no requieren combustible. El empuje es pequeño, pero disponible mientras el Sol siga brillando y la vela esté desplegada [11] .

Aunque muchos artículos científicos sobre velas de fotones tratan sobre viajes interestelares , hay pocas propuestas para su uso dentro del sistema solar.

Requisitos para viajes interplanetarios tripulados

Soporte vital

Los sistemas de soporte vital de una nave espacial interplanetaria deben poder mantener vivos a los pasajeros durante muchas semanas, meses o incluso varios años. Se requerirá una atmósfera respirable estable con una presión de al menos 35 kPa (5 psi), que siempre contenga suficiente oxígeno, nitrógeno y niveles controlados de dióxido de carbono, gases de cola, vapor de agua y contaminantes.

En octubre de 2015, la Oficina del Inspector Jefe de la NASA publicó un informe sobre los peligros para la salud asociados con los vuelos espaciales tripulados , incluida una misión tripulada a Marte [12] [13] .

Radiación

Una vez que el vehículo haya dejado la órbita terrestre y la magnetosfera protectora de la Tierra, volará a través del cinturón de radiación de Van Allen , una región de altos niveles de radiación . A esto le seguirá un largo vuelo en el medio interplanetario, con un alto fondo de rayos cósmicos de alta energía que suponen una amenaza para la salud , radiación galáctica generada por explosiones de supernovas, púlsares, cuásares y otras fuentes cósmicas. Esto puede aumentar el peligro para la vida humana y complicar la reproducción después de varios años de vuelo. Incluso dosis relativamente bajas de radiación pueden causar cambios irreversibles en las células del cerebro humano [14] [15] .

Los científicos de la Academia Rusa de Ciencias están buscando formas de reducir el riesgo de cáncer inducido por radiación en preparación para una posible misión tripulada a Marte. Como una de las opciones, se está considerando un sistema de soporte vital, en el que el agua potable para la tripulación se empobrece en deuterio (un isótopo estable de hidrógeno ). Los estudios preliminares han demostrado que el agua sin deuterio puede tener una serie de efectos anticancerígenos y reducir en cierta medida los riesgos potenciales de cáncer causados ​​por la alta exposición a la radiación de la tripulación marciana [16] [17] .

Las eyecciones de masa coronal mal predichas del Sol son muy peligrosas para los voladores, ya que crean altos niveles de radiación cercanos a niveles letales en poco tiempo. Su debilitamiento requerirá el uso de escudos masivos que protejan a la tripulación [18] [19] [20] [21] [22] [23] [24]

La atmósfera de la Tierra, en términos de sus propiedades protectoras de la radiación cósmica, es equivalente a una capa de agua de 10 metros de espesor [25] . Por lo tanto, colocar una pantalla protectora de este tipo en una nave espacial interplanetaria la hará muy pesada.

Según [26] , la masa de protección radiológica de una nave espacial interplanetaria, que cumple los requisitos de seguridad radiológica para el personal de las instalaciones nucleares en tierra, con una duración de vuelo de 2 a 3 años , debería ser de miles de toneladas. Por lo tanto, para proteger a los astronautas (en órbitas cercanas a la Tierra), se utiliza un complejo de métodos de ingeniería, técnicos y médicos: reducen la altitud de vuelo de las estaciones (aunque esto requiere un aumento significativo en el consumo de combustible debido al frenado de la atmósfera superior) ; utilizar equipos, provisiones de agua, alimentos, combustible, etc. como pantallas, etc.

Confiabilidad

Es probable que cualquier falla importante de la nave espacial durante el vuelo sea fatal para la tripulación. Incluso las averías menores pueden tener consecuencias peligrosas si no se reparan rápidamente, lo que puede ser difícil en el espacio exterior. La tripulación de la misión Apolo 13 pudo sobrevivir a una explosión provocada por un tanque de oxígeno defectuoso (1970); sin embargo, las tripulaciones de Soyuz 11 (1971), el transbordador espacial Challenger (1986) y Columbia (2003) murieron debido a un mal funcionamiento de su nave espacial.

Ventana de lanzamiento

Debido a las peculiaridades de la mecánica orbital y la astrodinámica , los vuelos espaciales económicos a otros planetas son prácticamente realizables solo en ciertos intervalos de tiempo , en el caso de algunos planetas y trayectorias, estos intervalos son cortos y aparecen solo una vez cada pocos años. Fuera de tales "ventanas", los planetas permanecen inaccesibles para la humanidad por razones energéticas (se requerirán órbitas mucho menos económicas, grandes cantidades de combustible y motores más potentes). Debido a esto, tanto la frecuencia de los vuelos como la capacidad de lanzar misiones de rescate pueden verse limitadas.

Véase también

Enlaces

Literatura

  • Casa de semillas, Eric. "Puesto avanzado interplanetario: los desafíos humanos y tecnológicos de la exploración de los planetas exteriores" = "Puesto avanzado interplanetario: los desafíos humanos y tecnológicos de la exploración de los planetas exteriores  " . - Nueva York : Springer Publishing , 2012. - 288 p. — ISBN 978-1-4419-9747-0 .

Notas

  1. ↑ Vuelo interplanetario: una introducción a la astronáutica.
  2. ↑ "La nave espacial de la NASA se embarca en un viaje histórico al espacio interestelar" Archivado el 20 de octubre de 2019 en Wayback Machine .
  3. ↑ Crawford, IA (1998).
  4. ↑ Valentín, L (2002).
  5. ↑ Curtis, Howard (2005).
  6. ^ "Cohetes y transporte espacial" .
  7. ↑ "Gravity's Rim" Archivado el 26 de septiembre de 2012 en Wayback Machine . descubremagazine.com.
  8. ↑ Belbruno, E. (2004).
  9. ↑ Copia archivada . Consultado el 28 de septiembre de 2016. Archivado desde el original el 2 de junio de 2016.
  10. ↑ PDF CR Williams et al., 'Realizing "2001: A Space Odyssey": Piloted Spherical Torus Nuclear Fusion Propulsion', 2001, 52 páginas, NASA Glenn Research Center
  11. ↑ "Resúmenes de artículos de la NASA sobre velas solares" Archivado el 11 de marzo de 2008. .
  12. ↑ Dunn, Marcia (29 de octubre de 2015).
  13. ↑ Personal (29 de octubre de 2015).
  14. ↑ Carlos Limoli . Lo que dificulta la exploración del espacio profundo // En el mundo de la ciencia . - 2017. - Nº 4. - S. 80-87. — URL: https://sciam.ru/articles/details/chto-meshaet-osvoeniyu-dalnego-kosmosa Copia de archivo del 24 de abril de 2017 en Wayback Machine  (pagado) : "Es demasiado pronto para decir que la radiación conduce a consecuencias irreversibles"
  15. ↑ "Lo que le sucede a tu cerebro en el camino a Marte" Archivado el 29 de agosto de 2017 en Wayback Machine / Science Advances. 1 de mayo de 2015: vol. 1, no. 4, e1400256 DOI: 10.1126/sciadv.1400256
  16. ↑ Siniak IuE, Turusov VS; Grigorev, AI; et al. (2003).
  17. ↑ Sinyak, Y; Grigoriev, A; Gaydadimov, V; Gurieva, T; Levinsky, M; Pokrovskii, B (2003).
  18. ↑ popularmechanics.com Archivado el 14 de agosto de 2007.
  19. ↑ "Protección contra exposiciones a eventos de partículas solares en el espacio profundo" Archivado el 10 de marzo de 2008 en Wayback Machine .
  20. ↑ nature.com/embar/journal . Consultado el 28 de septiembre de 2016. Archivado desde el original el 21 de agosto de 2010.
  21. ↑ islandone.org/Settlements . Consultado el 28 de septiembre de 2016. Archivado desde el original el 5 de abril de 2016.
  22. ↑ iss.jaxa.jp/iss/kibo . Consultado el 28 de septiembre de 2016. Archivado desde el original el 18 de diciembre de 2016.
  23. ↑ yarchive.net/space/spacecraft . Consultado el 28 de septiembre de 2016. Archivado desde el original el 8 de marzo de 2016.
  24. ↑ uplink.space.com Archivado el 28 de marzo de 2004.
  25. ↑ Oleg Makarov. Rayos mortales a pesar de // Mecánica Popular . - 2017. - Nº 9 . - S. 50-54 .
  26. ↑ Bespalov Valery Ivánovich. Conferencias sobre protección radiológica: libro de texto: [ rus. ] . - 4ª ed., ampliada. - Tomsk  : Editorial de la Universidad Politécnica de Tomsk, 2012. - 21.2 Características de la protección radiológica en el espacio. - S. 393. - 508 pág. - 100 copias.  - ISBN 978-5-4387-0116-3 .
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