Történeti kutatómunka a témában

« Mi a repülőgép-szállítás jövője?»

SpaceX— Út a jövő felé

A cég történetéről és fejlődési kilátásairólSpaceX

Tudományos tanácsadó: Gibatov Ildar Rafisovich, történelem tanár, MOBU 2. Sz. Középiskola, falu. Bizhbulyak.

Kutatási hipotézis: a jövőben lehetőség nyílik a SpaceX projektek univerzális űrhajózási célú felhasználására.

A munka célja: derítse ki, hogy a Space X projektek felhasználhatók-e az űrhajózás fejlesztésére.

Feladatok:

1. Tanulmányozza a cég történetét;
2. Fedezze fel a SpaceX hordozórakéták fejlődését;
3. Fedezze fel a projekt kilátásait

Kutatási módszerek:

1. Szakirodalom és releváns internetes oldalak tanulmányozása és elemzése;
2. Vállalati jelentések elemzése;
3. Összehasonlítás hazai elképzelésekkel.

Tanulmányi tárgy: Space Exploration Technologies magán űrvállalat

ProjektSpaceX.Projekttörténet

Az irodalmat és az internetes forrásokat tanulmányozva megismerem a SpaceX projektet, annak alapítóját és a cég történetét. A kutatás során a hordozórakétáit tanulmányozom és elhozom specifikációk, elemzem a sikertelen indítások okait.

A hordozórakéták kilátásaiSpaceX

A SpaceX-szel való ismerkedést folytatva megtudtam, hogy rakétáinak következő fejlesztése a Falcon Heavy hordozórakéta - egy szupernehéz osztályú rakéta, amely egy teljesen megrakott Dragon űrhajót lesz képes eljuttatni a Marsra vagy a Jupiterre. Azt is megtudom, hogy egyedi kereszttápláló üzemanyagrendszert fog használni.

A motorokat házon belül fejlesztettékSpaceX

A SpaceX saját Merlin hajtóműveit használja hordozórakétáiban, amelyek nyílt ciklusú tervezés szerint működnek. Ez a séma egyszerű, megbízható, létrehozása és használata olcsó, emellett nagy lehetőségeket rejt magában a jövőre nézve, és elősegíti az újrafelhasználható rendszerek használatát. Bemutatom a motor tolóerejének összehasonlítását másokkal és azok költségét, valamint kiszámítom a motor tolóerő-tömeg arányát.

Újrafelhasználható - újrafelhasználható

A cég hordozórakétáinak és hajtóműveinek kutatása során megismertem a SpaceX újrainduló első szakaszú hordozórakéta-projektjét. Azt tapasztaltam, hogy ez a módszer ~60%-kal csökkenti az indítási költségeket. Ezeket az alapokat pedig a vállalat jövőbeni fejlesztéseibe és kilátásaiba fektetheti be.

2004-ben a cég megkezdte a Dragon űrszonda fejlesztését, amely 2010 decemberében hajtotta végre első repülését. A Dragon egyedisége abban rejlik, hogy képes rakományt visszaküldeni az ISS-ről a Földre, és ez az első olyan hajó, amelyet gyártottak privát vállalat, amely az ISS-hez kötött ki. Megtudtam, hogy a hajó jövőjében egyedülálló küldetés lesz a „Mars 2020”.

Következtetés

Az összes bemutatott anyag alapján arra a következtetésre jutottam, hogy a jövőben lehetőség nyílik a SpaceX projekt űrhajózási célú felhasználására.

Felhasznált irodalom jegyzéke

1. Ashley Vance - Elon Musk. Tesla, SpaceX és az út a jövőbe. (Kiadó: Olimp-Business; 2015; ISBN 978-5-9693-0307-2, 978-0-06-230123-9, 978-59693-0330-0)
2. V.A. Afanasyev - Űrhajók kísérleti tesztelése (Kiadó: M.: MAI Kiadó; 1994; ISBN: 5-7035-0318-3)
3. V. Maksimovsky - „Angara-Bajkal. RÓL RŐL újrafelhasználható rakétaerősítő modul»
4. A SpaceX hivatalos weboldala - http://spacex.com
5. Hivatalos SpaceX YouTube-csatorna - https://goo.gl/w6x3gW
6. Anyag a Wikipédiából - https://ru.wikipedia.org/wiki/SpaceX

A jövő légiközlekedése

Erőteljes lökéssel a rakéta függőlegesen felemelkedik az indítóállásról és felmegy... Ez az ismerős kép hamarosan a feledés homályába merülhet. Az eldobható űrrendszereket és „siklókat” az eszközök új generációjára kell felváltani – olyan repülőgépekre, amelyek képesek lesznek vízszintesen fel- és leszállni, mint a hagyományos repülőgépek. Egy nemzetközi kutatási projekt résztvevői bemutatják az olvasóknak néhány olyan vizuális anyagot, amelyek a jövő kétlépcsős légiközlekedési koncepcióját illusztrálják

Az űrhajózás további fejlődését az intenzív kiaknázási igény határozza meg űrállomások, globális kommunikációs és navigációs rendszerek fejlesztése, bolygószintű környezeti megfigyelés. E célból fejlesztések folynak a világ vezető országaiban. űrrepülőgép(VKS) újrafelhasználható, ami jelentősen csökkenti a rakomány és az emberek pályára szállításának költségeit. Ezek olyan képességekkel jellemezhető rendszerek lesznek, amelyek közül a legrelevánsabbak: újrafelhasználható termelési és tudományos-műszaki rakományok pályára állítása az ismételt repülések közötti viszonylag rövid idővel; a sérült és kimerült szerkezetek visszaszállítása, amelyek szennyezik a helyet; orbitális állomás személyzetének mentése és űrhajók V vészhelyzetek; területek sürgős felderítése a természeti katasztrófákés katasztrófák bárhol a világon.

A fejlett repülőgép-technológiával rendelkező országokban nagy előrelépések történtek a nagy repülési sebességek terén, amelyek meghatározzák a hiperszonikus légzőgépek széles skálájának létrehozásának lehetőségét. Minden okunk megvan azt hinni, hogy a jövőben a pilóta repülőgépek az M = 4-6-tól az M = 12-15-ig terjedő Mach-számok sebességét uralják (a rekord M = 6,7, amelyet 1967-ben az X-15 amerikai kísérleti repülőgép állított fel. egy rakétahajtómű).

Ha beszélünk róla polgári repülés, akkor a nagy sebesség fejlesztése rendkívül fontos az utasforgalom és az üzleti kapcsolatok élénkítése szempontjából. Hiperszonikus utasszállító repülőgép 6 Mach-számmal képes lesz fáradságmentes repülést biztosítani (legfeljebb 4 órát) nemzetközi útvonalak körülbelül 10 ezer km hatótávolsággal, mint Európa (Párizs) - Dél-Amerika (Sao Paulo), Európa (London) - India, USA (New York) - Japán. Emlékezzünk vissza, hogy a szuperszonikus Concorde repülési ideje New Yorkból Párizsba körülbelül 3 óra volt, a Boeing 747-es pedig körülbelül 6,5 órát tölt ezen az útvonalon. A jövő 10-es Mach-számú repülőgépei 16-17 ezer km-t tudnak majd megtenni 4 óra alatt, megállás nélkül repülve például az USA-ból vagy Európából Ausztráliába.

Új megközelítések

A hiperszonikus repülőgépekhez olyan új technológiákra van szükség, amelyek teljesen eltérnek a modern repülőgépek és a függőlegesen emelő űrhajók jellemzőitől. Természetesen egy rakétamotor nagy tolóerőt produkál, de hatalmas mennyiségű üzemanyagot fogyaszt, ráadásul a rakétának oxidálószert is kell szállítania a fedélzetén. Ezért a rakéták használata a légkörben a rövid távú repülésekre korlátozódik.

AERODINAMIKAI KIFEJEZÉSEK SZÓTÁRA

Mach szám– egy paraméter, amely azt jellemzi, hogy a légi jármű sebessége (vagy gázáram) hányszor haladja meg a hangsebességet
Hiperszonikus sebesség– a sebesség laza kifejezése 4 5-nél nagyobb Mach-számmal
Reynolds szám– az áramlási tehetetlenségi erők és viszkózus erők kapcsolatát jellemző paraméter
Támadási szög– a szárnysík dőlése a repülési vonalhoz
Lökéshullám (lökéshullám)– szűk áramlási tartomány, amelyben a szuperszonikus gázáramlás sebessége meredeken csökken, ami a sűrűség hirtelen növekedéséhez vezet
Ritkasághullám– áramlási tartomány, amelyben a gázközeg sűrűsége meredeken csökken

Ezen összetett technikai problémák megoldásának vágya különféle térkoncepciók kidolgozásához vezetett. közlekedési rendszerek. A világ vezető repülőgépipari vállalatai által aktívan kutatott alapvető terület az egylépcsős videokonferencia. Egy ilyen, hagyományos repülőtérről felszálló űrrepülőgép a felszállási tömeg körülbelül 3%-át kitevő hasznos teher szállítását tudja biztosítani az alacsony földi pályára. Az újrafelhasználható rendszerek másik koncepciója a kétlépcsős eszközök. Ebben az esetben az első fokozat légbelélegző motorral van felszerelve, a második pedig orbitális, és a szakaszok szétválasztása a 6-tól 12-ig terjedő Mach-számok tartományában történik, körülbelül 30 km magasságban.

1980-1990-ben A VKS projekteket az USA-ban (NASP), Angliában (HOTOL), Németországban (Snger), Franciaországban (STS-2000, STAR-H), Oroszországban (VKS NII-1, Spiral, Tu-2000) fejlesztették ki. 1989-ben a Német Kutatói Társaság (DFG) kezdeményezésére közös kutatás indult három német központ között: az RWTH Aachen, a Müncheni Műszaki Egyetem és a Stuttgarti Egyetem között. Ezek a DFG által szponzorált központok hosszú távú kutatási programot hajtottak végre, amely magában foglalja az űrközlekedési rendszerek tervezéséhez szükséges alapvető kérdések tanulmányozását, mint például az általános tervezés, az aerodinamika, a termodinamika, a repülésmechanika, a meghajtás, az anyagok stb. elnevezett Elméleti és Alkalmazott Mechanikai Intézettel együttműködve kísérleti aerodinamikai munkákat végeztek. S. A. Khristianovics SB RAS. Mindennek szervezése és koordinálása kutatómunka bizottság hajtotta végre, amelyet tíz éven keresztül e cikk egyik szerzője (E. Krause) vezetett. A jelen projekt keretében az aerodinamika területén elért eredményeket illusztrálva bemutatjuk az olvasónak a legszemléletesebb vizuális anyagokat.

Kétfokozatú ELAC-EOS rendszer

A kutatáshoz egy kétlépcsős repülőgép-jármű koncepcióját javasolták (a hordozófokozatot németül ELAC-nak, a keringési fokozatot EOS-nek hívták). Az üzemanyag folyékony hidrogén. A teljes körű ELAC konfiguráció várhatóan 75 m hosszú, 38 m szárnyfesztávolságú és nagy nyilazási szög. Ugyanakkor az EOS színpad hossza 34 m, a szárnyfesztávolsága 18 m. Az orbitális színpad elliptikus orrú, középső teste félhengeres felső oldallal és szimmetriasíkban egy bordával. Az első fokozat felső felületén van egy mélyedés, amelyben az orbitális szakasz található mászás közben. Bár sekély, hiperszonikus sebességnél az elválasztás során (M = 7) jelentős hatással van az áramlási jellemzőkre.

Az elméleti és kísérleti vizsgálatok elvégzéséhez több 1:150 méretarányú hordozó- és keringési szakasz modellt terveztek és gyártottak. A német-holland DNW szélcsatornában kis sebességgel végzett teszteléshez a vizsgált konfiguráció nagy modelljét készítették 1:12 méretarányban (hossza több mint 6 m, súlya körülbelül 1600 kg).

A szuperszonikus vizualizáció

Repülés innen szuperszonikus sebesség nagy nehézséget jelent a kutató számára, mivel lökéshullámok kialakulásával jár, ill lökéshullámok, és a repülőgép egy ilyen repülésben több áramlási rendszeren megy keresztül (különböző lokális szerkezettel), amihez a hőáramlás növekedése társul.

Ezt a problémát kísérletileg és numerikusan is tanulmányozták az ELAC–EOS projektben. A legtöbb kísérletet az ITAM SB RAS T-313 szélcsatornájában végezték Novoszibirszkben. A szabad adatfolyam Mach-száma ezekben a kísérletekben a 2 tartományban változott< М < 4, Reynolds szám – 25 10 6 < Re < 56 10 6 , а támadási szög– a – 3° tartományban< α < 10°. При этих параметрах измерялось распределение давлений, аэродинамические силы и моменты, а также выполнялась визуализация aktuális vonalak a modell felületén.

A kapott eredmények többek között jól mutatják az örvények kialakulását a hátszél oldalon. A modell felületén az áramlások panorámás mintáit speciális folyadékokkal vagy olaj-korom keverékkel való bevonással tettem láthatóvá. Egy tipikus példában olaj és részecske képalkotás a felszíni áramvonalak a szárny elülső élétől befelé görbülnek, és egy megközelítőleg az áramlás irányába orientált vonalba áramlanak. Más, a modell középvonala felé irányuló csíkok is megfigyelhetők.

Ezek az egyértelmű nyomok a hátszél oldalon egy keresztáramot jellemeznek, amelynek háromdimenziós szerkezete megfigyelhető a lézerkés módszer. A támadási szög növekedésével a légáramlás a szárny szél felőli felületéről a hátszél felé áramlik, összetett örvényrendszert alkotva. Megjegyezzük, hogy a magban csökkentett nyomású primer örvények pozitívan járulnak hozzá a berendezés emelő erejéhez. Maga a lézerkés módszer az áramlásba bevezetett szilárd vagy folyékony mikrorészecskék által szórt koherens sugárzás fényképezésén alapul, melynek koncentráció-eloszlását a vizsgált áramlások szerkezete határozza meg. Vékony fénysík formájában koherens fényforrás jön létre, amely tulajdonképpen a módszer nevét is adja. Érdekes módon a szükséges képkontraszt biztosítása szempontjából a közönséges víz (köd) mikrorészecskéi nagyon hatékonynak bizonyulnak.

SHADOW TEPLER MÓDSZER

A. Tepler német tudós még 1867-ben javasolt egy módszert az optikai inhomogenitások kimutatására átlátszó közegekben, amely még mindig nem veszítette el relevanciáját a tudomány és a technológia terén. Különösen széles körben használják a levegő áramlási sűrűségének eloszlásának tanulmányozására, amikor repülőgépmodellek körül áramlik szélcsatornákban.
A módszer egyik megvalósításának optikai diagramja az ábrán látható. A résfényforrásból érkező sugarak sugarát egy lencserendszer irányítja át a vizsgált tárgyon, és egy átlátszatlan képernyő szélére fókuszálja (ún. Foucault kés). Ha a vizsgált objektumban nincs optikai inhomogenitás, akkor a kés minden sugarat blokkol. Ha inhomogenitások vannak, a sugarak szétszóródnak, és néhányuk eltérítve áthalad a kés éle fölött. Ha a Foucault-kés síkja mögé vetítőlencsét helyez, ezeket a sugarakat a képernyőre vetítheti (a kamerába irányíthatja), és inhomogenitások képét kaphatja.
A figyelembe vett legegyszerűbb diagram lehetővé teszi a vizualizálást környezeti sűrűség gradiensek, merőleges a kés élére, míg a sűrűség gradiensek egy másik koordináta mentén képeltolódáshoz vezetnek az él mentén, és nem változtatják meg a képernyő megvilágítását. A Toepler-módszernek különféle módosításai vannak. Például egy kés helyett optikai szűrőt szerelnek fel, amely különböző színű párhuzamos csíkokból áll. Vagy kör alakú rekeszt használnak színes szektorokkal. Ebben az esetben inhomogenitás hiányában a különböző pontokból érkező sugarak a membrán ugyanazon a helyén haladnak át, így a teljes mező azonos színűre festődik. Az inhomogenitások megjelenése a különböző szektorokon áthaladó sugarak eltérését okozza, és a különböző fényeltérésű pontok képei a megfelelő színekre festődnek.

Bizonyos körülmények között az örvénymagok összeeshetnek, ami csökkenti a szárny emelését. Ez a folyamat, az úgynevezett örvényleválás, "buborék" vagy "spirál" mintázatban fejlődik ki, amelyek közötti vizuális különbségeket fluoreszcens festékinjekcióval készített fényképek mutatják be. Jellemzően az örvényleválás buborékrendszere megelőzi a spirál típusú bomlást.

Hasznos információ információt ad a repülőgép körüli szuperszonikus áramlás spektrumáról Toepler-féle árnyék módszer. Segítségével a gázáramlások inhomogenitásai láthatóak, különösen jól láthatóak a lökéshullámok és a ritkítóhullámok.

Lépésszétválasztás

A hordozó és a keringési szakaszok szétválasztása az egyik legnehezebb probléma az ELAC-EOS projekt munkája során. A manőverezés biztonsága érdekében a repülés ezen szakasza különösen alapos tanulmányozást igényel. Különböző fázisainak numerikus vizsgálatait a Müncheni Műszaki Egyetem SFB 255 központjában, minden kísérleti munkát az SB RAS Elméleti és Alkalmazott Mechanikai Intézetben végeztek. A T-313 szuperszonikus szélcsatornában végzett tesztek magukban foglalták az áramlás megjelenítését a teljes konfiguráció körül, valamint az aerodinamikai jellemzők és a felületi nyomás mérését a szakaszok szétválasztása során.

Az ELAC 1C alsó fokozatú modell abban tért el az eredeti ELAC 1 változattól, hogy volt egy sekély rekesz, amelyben a keringési fokozat a felszállás és az emelkedés során helyezkedett el. A számítógépes szimulációkat az EOS modell szabad áramlási Mach-száma = 4,04, Reynolds-szám Re = 9,6 10 6 és nulla támadási szög mellett végeztük.

Jó egyezést tapasztaltunk a számított és a kísérleti adatok között, ami megerősíti a numerikus megoldás megbízhatóságát a hiperszonikus áramlások előrejelzésében. Ezen az oldalon egy példát mutatunk be a Mach-számok (sebességek) eloszlására az áramlásban az elválasztási folyamat során. Mindkét szakaszban sokkhatás és helyi ritkaság látható. A valóságban az ELAC 1C konfiguráció hátsó részén nem lesz vákuum, mivel egy hiperszonikus ramjet motor lesz benne.

Általánosságban elmondható, hogy a Német Kutatótársaság DFG kezdeményezésére a kétlépcsős ELAC–EOS rendszer aerodinamikai koncepciójának kutatása sikeres volt. Egy kiterjedt elméleti és kísérleti munka eredményeként, amelyben európai, ázsiai, amerikai és ausztrál tudományos központok vettek részt, egy szabványos repülőtéren vízszintes fel- és leszállásra alkalmas konfiguráció teljes számítását végezték el, aerodinamikai problémák Az alacsony, szuperszonikus és főleg hiperszonikus sebességű repülést megoldották.

Jelenleg nyilvánvaló, hogy az ígéretes légiközlekedés megteremtése még részletes kutatást igényel a repülési sebesség széles tartományában megbízhatóan működő hiperszonikus légzőmotorok, valamint a színpadi szétválasztási és leszállási folyamatok nagy pontosságú vezérlőrendszereinek fejlesztésében. orbitális modul, új, magas hőmérsékletű anyagok stb. Mindezen összetett tudományos és technikai problémák megoldása lehetetlen a tudósok közös erőfeszítése nélkül különböző országok. A projekt tapasztalatai pedig csak megerősítenek: hosszú távú a nemzetközi együttműködés az űrkutatás szerves elemévé válik.

Irodalom

Kharitonov A.M., Krause E., Limberg W. et al. // J. Experiments in Fluids. 1999. V. 26. P. 423.

Brodetsky M.D., Kharitonov A.M., Krause E. et al. // J. Experiments in Fluids. 2000. V. 29. 592. o.

Brodetsky M.D., Kharitonov A.M., Krause E. et al. //Proc. az X Int. Konferencia az Aerofizikai Kutatási Módszerekről. Novoszibirszk. 2000. V. 1. P. 53.

Krause E., Brodetsky M.D., Kharitonov A.M. //Proc. a WFAM Kongresszuson. Chicago, 2000.

Brodetsky M.D., Krause E., Nikiforov S.B. és mások // PMTF. 2001. T. 42. P. 68.

A modern technológiák és felfedezések teljesen új szintre emelik az űrkutatást, de a csillagközi utazás még mindig csak álom. De ennyire irreális és elérhetetlen? Mit tehetünk most és mire számíthatunk a közeljövőben?

2011.10.11., kedd, 17:27, moszkvai idő szerint

A Kepler-teleszkópot használó csillagászok 54 potenciálisan lakható exobolygót fedeztek fel. Ezek a távoli világok a lakható zónában vannak, i.e. egy bizonyos távolságra a központi csillagtól, ami lehetővé teszi a víz folyékony formában tartását a bolygó felszínén.

A fő kérdésre azonban, hogy egyedül vagyunk-e az Univerzumban, nehéz választ kapni – a Naprendszert és legközelebbi szomszédainkat elválasztó hatalmas távolság miatt. Például az „ígéretes” Gliese 581g bolygó 20 fényév távolságra található - ez elég közel van a kozmikus szabványokhoz, de még mindig túl messze a földi műszerek számára.

A Földtől 100 fényév vagy annál kisebb sugarú körben található exobolygók rengetege, valamint az általuk képviselt óriási tudományos, sőt civilizációs érdeklődés az emberiség számára arra késztet bennünket, hogy új pillantást vetjünk a csillagközi utazás eddig fantasztikus ötletére.

A miénkhez legközelebb Naprendszer csillagok

A más sztárokhoz való repülés természetesen technológiai kérdés. Sőt, egy ilyen távoli cél elérésére számos lehetőség kínálkozik, és az egyik vagy másik módszer melletti választás még nem történt meg.

Nyiss utat a drónoknak

Az emberiség már küldött csillagközi járműveket az űrbe: a Pioneer és a Voyager szondákat. Jelenleg elhagyták a Naprendszert, de sebességük nem engedi, hogy a cél gyors eléréséről beszéljünk. Így a körülbelül 17 km/s sebességgel mozgó Voyager 1 még a legközelebbi Proxima Centauri (4,2 fényév) csillaghoz is hihetetlenül hosszú ideig - 17 ezer évig - repül.

Nyilvánvaló, hogy a modern rakétahajtóművekkel nem jutunk tovább a Naprendszernél: 1 kg rakomány szállításához akár a közeli Proxima Centauriba is több tízezer tonna üzemanyagra van szükség. Ugyanakkor a hajó tömegének növekedésével a szükséges tüzelőanyag mennyisége növekszik, szállításához további üzemanyag szükséges. Ördögi kör, amely véget vet a vegyi üzemanyaggal működő tartályoknak – egy több milliárd tonnát nyomó űrhajó megépítése teljesen hihetetlen vállalkozásnak tűnik. A Ciolkovszkij-képletet használó egyszerű számítások azt mutatják, hogy a vegyi hajtású űrhajók fénysebességének körülbelül 10%-ára történő felgyorsítása több üzemanyagot igényel, mint amennyi az ismert univerzumban elérhető.

A magfúziós reakció tömegegységenként átlagosan milliószor több energiát termel, mint a kémiai égési folyamatok. Éppen ezért az 1970-es években a NASA figyelme a termonukleáris rakétahajtóművek alkalmazásának lehetőségére fordult. A Daedalus pilóta nélküli űrszonda projekt egy olyan hajtómű létrehozását jelentette, amelyben kisméretű termonukleáris tüzelőanyag-pelleteket táplálnának be egy égéstérbe, és elektronsugarakkal meggyújtanák. A termonukleáris reakciótermékek kirepülnek a motor fúvókájából, és gyorsulást adnak a hajónak.

A Daedalus űrhajó az Empire State Buildinghez képest

A Daedalusnak 50 ezer tonna 40 és 20 mm átmérőjű üzemanyag-pelletet kellett volna felvennie. A granulátum egy deutériumot és tríciumot tartalmazó magból és egy hélium-3 héjból áll. Ez utóbbi a tüzelőanyag-pellet tömegének mindössze 10-15%-át teszi ki, de valójában ez az üzemanyag. A Hélium-3 nagy mennyiségben fordul elő a Holdon, és a deutériumot széles körben használják nukleáris ipar. A deutériummag detonátorként szolgál a fúziós reakció meggyújtásához, és erőteljes reakciót vált ki egy reaktív plazmasugár felszabadulásával, amelyet erős mágneses tér vezérel. A Daedalus motor fő molibdén égésterének súlya több mint 218 tonna, a második fokozat kamrája 25 tonna. A mágneses szupravezető tekercsek is illenek a hatalmas reaktorhoz: az első 124,7 tonnát, a második 43,6 tonnát nyom.

A Daedalus repülést kétlépcsősnek tervezték: az első fokozatú hajtóműnek több mint 2 évig kellett volna működnie, és 16 milliárd üzemanyag-pelletet éget el. Az első fokozat leválasztása után a második fokozat motorja csaknem két évig működött. Így 3,81 év folyamatos gyorsulás alatt a Daedalus a fénysebesség 12,2%-os maximális sebességét érte volna el. Egy ilyen hajó 50 év alatt megteszi a Barnard-csillag távolságát (5,96 fényév), és egy távoli csillagrendszeren keresztül repülve képes lesz megfigyelései eredményeit rádión keresztül továbbítani a Földre. Így a teljes küldetés körülbelül 56 évig fog tartani.

A Stanford Tor egy kolosszális építmény, egész városokkal a peremén belül.

Annak ellenére, hogy a Daedalus számos rendszere megbízhatóságának biztosítása és a hatalmas költségek miatt nagy nehézségekbe ütközik, ez a projekt a technológia jelenlegi szintjén megvalósítható. Sőt, 2009-ben egy lelkes csapat újjáélesztette a termonukleáris hajó projektjével kapcsolatos munkát. Az Icarus projekt jelenleg 20 tudományos témát foglal magában a csillagközi űrhajórendszerek és -anyagok elméleti fejlesztésével kapcsolatban.

Így már ma is lehetségesek pilóta nélküli csillagközi repülések akár 10 fényév távolságra, amihez körülbelül 100 évre lesz szükség, plusz a rádiójelnek a Földre való visszajutásához szükséges időbe. Ebbe a sugárba illeszkednek az Alpha Centauri, a Barnard's Star, a Sirius, az Epsilon Eridani, az UV Ceti, a Ross 154 és a 248, a CN Leo, a WISE 1541-2250 csillagrendszerek. Amint látjuk, elegendő objektum van a Föld közelében ahhoz, hogy pilóta nélküli küldetések segítségével tanulmányozható legyen. De mi van akkor, ha a robotok valami igazán szokatlant és egyedit találnak, például egy összetett bioszférát? Egy emberi részvétellel végzett expedíció képes lesz távoli bolygókra eljutni?

Élethosszig tartó repülés

Ha ma elkezdhetünk pilóta nélküli hajót építeni, akkor egy emberes hajóval bonyolultabb a helyzet. Először is a repülési idő kérdése akut. Vegyük ugyanazt a Barnard-csillagot. Az űrhajósoknak már az iskolából fel kell készülniük az emberes repülésre, hiszen ha a Földről való kilövésre a 20. évforduló alkalmával kerül sor, az űrszonda a 70. vagy akár a 100. évfordulóra éri el a küldetés célját (figyelembe véve a fékezés szükségességét, ami nem szükséges pilóta nélküli repülésnél) . A legénység fiatal korban történő kiválasztása tele van pszichológiai összeférhetetlenséggel és személyközi konfliktusokkal, a 100 éves kor pedig nem ad reményt a bolygó felszínén végzett eredményes munkához és a hazatéréshez.

Van azonban értelme visszatérni? A NASA számos tanulmánya kiábrándító következtetésre vezet: hosszú tartózkodás nulla gravitációban visszafordíthatatlanul tönkreteszi az űrhajósok egészségét. Így Robert Fitts biológiaprofesszornak az ISS űrhajósaival végzett munkája azt mutatja, hogy az űrszonda fedélzetén végzett erőteljes fizikai gyakorlatok ellenére is, egy hároméves marsi küldetés után a nagy izmok, például a vádli izmai, 50%-kal gyengébbek lesznek. Hasonlóan csökken a csontok ásványi sűrűsége is. Ennek eredményeként a munkaképesség és a túlélés extrém helyzetekben jelentősen csökken, és a normál gravitációhoz való alkalmazkodás ideje legalább egy év. Az évtizedekig tartó nulla gravitációs repülés az űrhajósok életét fogja megkérdőjelezni. Talán az emberi test képes lesz helyreállni, például fékezés közben, fokozatosan növekvő gravitációval. A halálozás kockázata azonban még mindig túl magas, és radikális megoldást igényel.

A sugárzás problémája is bonyolult marad. Még a Föld közelében (az ISS fedélzetén) az űrhajósok legfeljebb hat hónapig tartózkodnak a sugárzás veszélye miatt. A bolygóközi űrhajót erős védelemmel kell ellátni, de a sugárzás emberi szervezetre gyakorolt ​​hatásának kérdése továbbra is fennáll. Különösen a rák kockázata, amelynek nulla gravitációban történő kialakulását gyakorlatilag nem vizsgálták. Az év elején Krasimir Ivanov, a kölni Német Repülési Központ kutatója közzétette egy érdekes tanulmány eredményeit, amely a melanomasejtek (a bőrrák legveszélyesebb formája) nullgravitációban való viselkedését vizsgálta. A normál gravitációban tenyésztett rákos sejtekhez képest a 6 és 24 órán keresztül zéró gravitációban növesztett sejtek kisebb valószínűséggel adtak áttétet. Ez jó hírnek tűnik, de csak első pillantásra. Az a tény, hogy az ilyen „űrrák” évtizedekig alvó állapotban maradhat, és az immunrendszer felborulásakor váratlanul nagy léptékben terjedhet. Ráadásul a tanulmány világossá teszi, hogy még mindig keveset tudunk az emberi test reakciójáról a hosszan tartó űrexpozícióra. Ma az űrhajósok, egészséges, erős emberek túl kevés időt töltenek ott ahhoz, hogy tapasztalataikat egy hosszú csillagközi repülésre vigyék át.

A Bioszféra 2 projekt egy gyönyörű, gondosan kiválasztott és egészséges ökoszisztémával kezdődött...

Sajnos a súlytalanság problémájának megoldása egy csillagközi hajón nem olyan egyszerű. A rendelkezésünkre álló lehetőség, hogy a lakómodul elforgatásával mesterséges gravitációt hozzunk létre, számos nehézséggel jár. A földi gravitáció létrehozásához még egy 200 m átmérőjű kereket is 3 fordulat/perc sebességgel kellene forgatni. Ilyen gyors forgással a Cariolis-erő olyan terheléseket hoz létre, amelyek teljesen elviselhetetlenek az emberi vesztibuláris rendszer számára, émelygést és akut tengeribetegség-rohamokat okozva. Az egyetlen megoldás erre a problémára a Stanford Tor, amelyet a Stanford Egyetem tudósai fejlesztettek ki 1975-ben. Ez egy hatalmas, 1,8 km átmérőjű gyűrű, amelyben 10 ezer űrhajós élhetne. Méretének köszönhetően 0,9-1,0 g gravitációs erőt és meglehetősen kényelmes életet biztosít az emberek számára. Azonban még a percenkénti egy fordulatnál kisebb fordulatszámnál is enyhe, de észrevehető kényelmetlenség éri az embereket. Sőt, ha egy ilyen gigantikus lakóteret építenek, a tórusz súlyeloszlásának kis elmozdulásai is befolyásolják a forgási sebességet, és rezgéseket okoznak az egész szerkezetben.

...és környezeti katasztrófával végződött

Mindenesetre egy 10 ezer fős hajó kétes ötlet. Ahhoz, hogy ennyi ember számára megbízható ökoszisztémát hozzon létre, hatalmas számú növényre, 60 ezer csirkére, 30 ezer nyúlra és egy szarvasmarhacsordára van szüksége. Ez önmagában 2400 kalóriás étrendet biztosíthat naponta. Az ilyen zárt ökoszisztémák létrehozására irányuló minden kísérlet azonban mindig kudarccal végződik. Így a Space Biosphere Ventures legnagyobb „Biosphere-2” kísérlete során 1,5 hektár összterületű hermetikus épületek hálózata épült fel 3 ezer növény- és állatfajjal. Az egész ökoszisztémának egy önfenntartó kis „bolygóvá” kellett volna válnia, amelyben 8 ember él. A kísérlet 2 évig tartott, de már néhány hét után komoly problémák kezdődtek: a mikroorganizmusok és a rovarok ellenőrizhetetlenül szaporodni kezdtek, túl nagy mennyiségben fogyasztottak oxigént és a növényeket, az is kiderült, hogy szél nélkül a növények túlságosan törékennyé váltak. Ennek eredményeként a helyi környezeti katasztrófa az emberek fogyni kezdtek, az oxigén mennyisége 21%-ról 15%-ra csökkent, a tudósoknak pedig meg kellett szegniük a kísérlet feltételeit, és el kellett látniuk a nyolc „kozmonautát” oxigénnel és élelemmel.

Így az összetett ökoszisztémák létrehozása téves és veszélyes módja annak, hogy egy csillagközi űrhajó legénységét oxigénnel és táplálékkal látják el. A probléma megoldásához speciálisan tervezett, módosított génekkel rendelkező organizmusokra lesz szükség, amelyek fénnyel, hulladékkal és egyszerű anyagokkal táplálkoznak. Például az ehető chlorella algákat gyártó nagy modern műhelyek akár 40 tonna szuszpenziót is képesek előállítani naponta. Egy teljesen autonóm, több tonnás bioreaktor naponta akár 300 liter chlorella szuszpenziót is képes előállítani, ami több tucat fős legénység élelmezésére elegendő. A génmódosított chlorella nemcsak a legénység táplálkozási szükségleteit tudta kielégíteni, hanem a hulladékot, köztük a szén-dioxidot is feldolgozta. Napjainkra a mikroalgák génsebészeti eljárása általánossá vált, és számtalan példát találunk szennyvíztisztításra, bioüzemanyag előállítására stb.

fagyott álom

Az emberes csillagközi repülés fenti problémáinak szinte mindegyike megoldható egyetlen nagyon ígéretes technológiával - felfüggesztett animációval vagy, ahogyan azt is nevezik, kriosztázissal. Az anabiózis az emberi életfolyamatok legalább többszörös lelassulása. Ha az embert ilyen mesterséges letargiába lehet sodorni, ami 10-szer lassítja le az anyagcserét, akkor egy 100 éves repülés alatt csak 10 évet öregszik álmában. Ez megkönnyíti a táplálkozási, oxigénellátási, mentális zavarok, a súlytalanság hatásaiból adódó szervezetpusztulási problémák megoldását. Ezenkívül egy felfüggesztett animációs kamrákkal ellátott rekeszt könnyebb megvédeni a mikrometeoritoktól és a sugárzástól, mint egy nagy lakható zónát.

Sajnos az emberi életfolyamatok lelassítása rendkívül nehéz feladat. De a természetben vannak olyan organizmusok, amelyek képesek hibernálni, és több százszorosára meghosszabbítják várható élettartamukat. Például a szibériai szalamandra nevű kis gyík a nehéz időkben képes áttelelni, és akár mínusz 35-40°C-os jégtömbbé fagyva is évtizedekig életben marad. Ismertek olyan esetek, amikor a szalamandra körülbelül 100 évet töltött hibernációban, és mintha mi sem történt volna, kiolvadtak és elmenekültek a meglepett kutatók elől. Ezenkívül a gyík szokásos „folyamatos” várható élettartama nem haladja meg a 13 évet. A szalamandra elképesztő képessége azzal magyarázható, hogy mája nagy mennyiségű glicerint szintetizál, testtömegének közel 40%-át, ami megvédi a sejteket az alacsony hőmérséklettől.

A géntechnológiával módosított mikroalgák és más mikroorganizmusok termesztésére szolgáló bioreaktor megoldhatja a táplálkozás és a hulladékfeldolgozás problémáját

Az ember kriosztázisba való elmerülésének fő akadálya a víz, amely testünk 70%-át teszi ki. Fagyáskor jégkristályokká alakul, térfogata 10%-kal nő, ami a sejtmembrán megrepedését okozza. Ráadásul a sejt megfagyásakor a sejtben oldott anyagok a maradék vízbe vándorolnak, megzavarva a sejten belüli ioncsere folyamatokat, valamint a fehérjék és más intercelluláris struktúrák szerveződését. Általánosságban elmondható, hogy a sejtek elpusztulása a fagyás során lehetetlenné teszi az ember visszatérését az életbe.

Van azonban egy ígéretes módszer a probléma megoldására - a klatrát-hidrátok. Még 1810-ben fedezték fel őket, amikor a brit tudós, Sir Humphry Davy nagynyomású klórt juttatott a vízbe, és szemtanúja volt szilárd szerkezetek kialakulásának. Ezek klatrát-hidrátok voltak – a vízjég egyik formája, amely idegen gázt tartalmaz. A jégkristályokkal ellentétben a klatrátrácsok kevésbé szilárdak, nincsenek éles széleik, de vannak olyan üregek, amelyekben az intracelluláris anyagok „elrejtőzhetnek”. A klatráttal szuszpendált animáció technológiája egyszerű lenne: egy inert gáz, például xenon vagy argon hőmérséklete nulla alatt van, és a sejtek anyagcseréje fokozatosan lelassul, amíg az ember kriosztázisba nem esik. Sajnos a klatrát-hidrátok képződéséhez nagy nyomás (kb. 8 atmoszféra) és nagyon magas vízben oldott gázkoncentráció szükséges. Még mindig nem ismert, hogyan lehet ilyen körülményeket létrehozni egy élő szervezetben, bár ezen a területen voltak bizonyos sikerek. Így a klatrátok még kriogén hőmérsékleten (100 Celsius-fok alatt) is képesek megvédeni a szívizomszövetet a mitokondriumok pusztulásától, valamint megakadályozzák a sejtmembránok károsodását. Egyelőre nem esik szó a klatrátban szuszpendált animációval kapcsolatos humán kísérletekről, mivel a kriosztázis technológiák iránt kicsi a kereslet, és a témával kapcsolatos kutatásokat főként halottak testének fagyasztására kínáló kis cégek végzik.

Repülés hidrogénnel

1960-ban Robert Bussard fizikus javasolta a ramjet termonukleáris motor eredeti koncepcióját, amely megoldja a csillagközi utazás számos problémáját. Az ötlet a világűrben jelenlévő hidrogén és csillagközi por felhasználása. Az ilyen hajtóművel rendelkező űrszonda először a saját üzemanyagán gyorsul, majd egy hatalmas, több ezer kilométer átmérőjű mágneses mező tölcsérét bontja ki, amely befogja a hidrogént a világűrből. Ezt a hidrogént a fúziós rakétamotorok kimeríthetetlen üzemanyagforrásaként használják.

A Bussard motor használata óriási előnyökkel kecsegtet. Először is, a „szabad” üzemanyag miatt állandó 1 g-os gyorsulással lehet mozogni, ami azt jelenti, hogy a súlytalansággal kapcsolatos összes probléma megszűnik. Ezenkívül a motor lehetővé teszi, hogy hatalmas sebességre gyorsuljon - a fénysebesség 50% -a és még több. Elméletileg 1 g-os gyorsulással egy Bussard-motoros hajó 10 fényév távolságot képes megtenni körülbelül 12 alatt. földi évek, a legénységnek pedig a relativisztikus hatások miatt mindössze 5 év hajóidő telt volna el.

Sajnos a Bussard motorral szerelt hajó létrehozásának útja számos komoly problémával néz szembe, amelyeket a technológia jelenlegi szintjén nem lehet megoldani. Először is létre kell hozni egy óriási és megbízható hidrogéncsapdát, amely óriási erősségű mágneses mezőket generál. Ugyanakkor biztosítania kell a minimális veszteséget és a hidrogén hatékony szállítását a termonukleáris reaktorba. Maga a Bussard által javasolt termonukleáris reakció, amelyben négy hidrogénatom héliumatommá alakul, számos kérdést vet fel. A helyzet az, hogy ezt a legegyszerűbb reakciót nehéz végrehajtani egy egyszeri reaktorban, mivel túl lassan megy végbe, és elvileg csak csillagok belsejében lehetséges.

A termonukleáris fúzió tanulmányozásának előrehaladása azonban reményt ad arra, hogy a probléma megoldható, például „egzotikus” izotópok és antianyag felhasználásával a reakció katalizátoraként.

A szibériai szalamandra évtizedekre felfüggesztett animációba kerülhet

A Bussard-motor témájával kapcsolatos kutatások eddig kizárólag elméleti síkon zajlanak. Valós technológiákon alapuló számításokra van szükség. Mindenekelőtt olyan motort kell kifejleszteni, amely képes elegendő energiát termelni a mágneses csapda meghajtásához és a termonukleáris reakció fenntartásához, antianyag előállításához és a csillagközi közeg ellenállásának leküzdéséhez, ami lelassítja a hatalmas elektromágneses „vitorlát”.

Antianyag a megmentésre

Ez furcsán hangzik, de ma az emberiség közelebb van az antianyag-motor megalkotásához, mint az intuitív és egyszerűnek tűnő Bussard ramjet motorhoz.

Egy deutériumot és tríciumot használó fúziós reaktor 6x1011 J 1 g hidrogénre képes – lenyűgözőnek tűnik, különösen, ha figyelembe vesszük, hogy 10 milliószor hatékonyabb, mint a vegyi rakéták. Az anyag és az antianyag reakciója körülbelül két nagyságrenddel több energiát termel. Ami a megsemmisítést illeti, Mark Millis tudós számításai és 27 éves munkájának gyümölcse nem tűnnek annyira lehangolónak: Millis kiszámolta egy űrrepülőgép Alpha Centauriba való indításának energiaköltségét, és megállapította, hogy azok 10 18 J, azaz szinte az egész emberiség éves áramfogyasztása. De ez csak egy kilogramm antianyag.

A Hbar Technologies által kifejlesztett szonda vékony, 238-as urániummal bevont szénszálas vitorlával rendelkezik. Amikor az antihidrogén eléri a vitorlát, megsemmisül, és sugárhajtást hoz létre.

A hidrogén és az antihidrogén megsemmisülése következtében erőteljes fotonáram keletkezik, melynek kiáramlási sebessége eléri a rakétahajtóműhöz való maximumot, i.e. fénysebesség. Ez egy ideális indikátor, amely lehetővé teszi egy fotonhajtású űrhajó nagyon nagy közeli fénysebességének elérését. Sajnos az antianyagot rakéta-üzemanyagként használni nagyon nehéz, mivel a megsemmisítés során erős gamma-sugárzás tör ki, amely megöli az űrhajósokat. Ezenkívül még nem léteznek nagy mennyiségű antianyag tárolására szolgáló technológiák, és maga az antianyag tonnák felhalmozódása még a Földtől távoli űrben is komoly veszélyt jelent, mivel akár egy kilogramm antianyag megsemmisítése is egyenértékű atomrobbanás 43 megatonna kapacitással (egy ilyen erejű robbanás az Egyesült Államok egyharmadát sivataggá változtathatja). Az antianyag költsége egy másik tényező, amely nehezíti a fotonhajtású csillagközi repülést. A modern antianyag-előállítási technológiák lehetővé teszik egy gramm antihidrogén előállítását több tíz billió dollár áron.

A nagy antianyagkutatási projektek azonban meghozzák gyümölcsüket. Jelenleg speciális pozitrontárolókat hoztak létre, a „mágneses palackokat”, amelyek folyékony héliummal hűtött, mágneses mezőkből álló falú tartályok. Ez év júniusában a CERN tudósainak 2000 másodpercig sikerült megőrizniük az antihidrogénatomokat. A Kaliforniai Egyetemen (USA) épül a világ legnagyobb antianyag-tárolója, amely több mint egy billió pozitront képes felhalmozni. Az UC tudósainak egyik célja, hogy olyan hordozható antianyag-tartályokat hozzanak létre, amelyek a nagy gyorsítóktól távol is használhatók tudományos célokra. A projektet a Pentagon támogatja, amely az antianyag katonai alkalmazásaiban érdekelt, így a világ legnagyobb mágneses palackjainak valószínűleg nem lesz forráshiánya.

A modern gyorsítók több száz éven belül képesek lesznek egy gramm antihidrogén előállítására. Ez nagyon hosszú idő, így az egyetlen kiút a fejlődés új technológia az antianyag termelést, vagy egyesítsék bolygónk összes országának erőfeszítéseit. De még ebben az esetben is a modern technológiák mellett még csak álmodni sem lehet arról, hogy egy csillagközi emberes repüléshez több tíz tonna antianyagot állítsanak elő.

Azonban nem minden olyan szomorú. A NASA szakemberei számos olyan űrrepülőgép-tervet fejlesztettek ki, amelyek egyetlen mikrogramm antianyag felhasználásával a mélyűrbe is eljuthatnak. A NASA úgy véli, hogy a továbbfejlesztett berendezések lehetővé teszik az antiprotonok előállítását grammonként körülbelül 5 milliárd dolláros költséggel.

Az amerikai Hbar Technologies cég a NASA támogatásával fejleszti az antihidrogénnel működő motorral hajtott pilóta nélküli szondák koncepcióját. A projekt első célja egy olyan pilóta nélküli űrhajó létrehozása, amely kevesebb mint 10 éven belül elrepülhet a Naprendszer peremén lévő Kuiper-övhöz. Ma már lehetetlen 5-7 év alatt ilyen távoli pontokra repülni, különösen a NASA New Horizons szondája repül majd át a Kuiper-övön 15 évvel az indítás után.

Egy szonda, amely 250 AU távolságot tesz meg. 10 év múlva nagyon kicsi lesz, csak 10 mg hasznos teherbírással, de kell hozzá egy kis antihidrogén is - 30 mg. A Tevatron néhány évtizeden belül megtermelné ezt a mennyiséget, és a tudósok valódi űrmisszión tesztelhetik az új motorkoncepciót.

Az előzetes számítások azt is mutatják, hogy hasonló módon egy kis szondát is lehetne küldeni az Alpha Centauriba. Egy gramm antihidrogénnel 40 éven belül elér egy távoli csillagot.

Úgy tűnhet, hogy a fentiek mindegyike fantázia, és semmi köze a közeljövőhöz. Szerencsére ez nem így van. Míg a közvélemény figyelme a globális válságokra, a popsztárok kudarcaira és más aktuális eseményekre irányul, a korszakalkotó kezdeményezések az árnyékban maradnak. A NASA űrügynökség elindította az ambiciózus 100 Year Starship projektet, amely a bolygóközi és csillagközi repülések tudományos és technológiai alapjainak fokozatos és több évre szóló létrehozását foglalja magában. Ennek a programnak nincs analógja az emberiség történetében, és a világ minden tájáról vonzza a tudósokat, mérnököket és más szakmák rajongóit. 2011. szeptember 30. és október 2. között szimpóziumot tartanak a floridai Orlandóban, hogy megvitassák a különböző űrrepülési technológiákat. Az ilyen események eredményei alapján a NASA szakemberei üzleti tervet dolgoznak ki a segítségnyújtás érdekében bizonyos iparágak valamint a jelenleg hiányzó, de a jövőbeni csillagközi utazáshoz szükséges technológiákat fejlesztő cégek. Ha a NASA ambiciózus programja sikeres lesz, 100 éven belül az emberiség képes lesz egy csillagközi űrhajó megépítésére, és ugyanolyan könnyedén fogunk körbejárni a Naprendszert, mint manapság kontinensről kontinensre.

Mihail Levkevics

Nyomtatás

A TUDOMÁNY HORIZONTAI

Repülőgép

szállítás VL VI11R GP

Erőteljes lökéssel a rakéta függőlegesen felemelkedik az indítóállásról, és az ég felé megy... Ez az 1960-as évek óta általános. a kép hamarosan a feledés homályába merülhet. Az eldobható űrrendszereket és „siklókat” az eszközök új generációjára kell felváltani – olyan repülőgépekre, amelyek képesek lesznek vízszintesen fel- és leszállni, mint a hagyományos repülőgépek.

Ch - . , "L* " - , (/

3. KRAUSE. A. M. KHARITONOV

KRAUSE Egon - Professor Emeritus, SP 973-1998. - A Rajna-Vesztfáliai Műszaki Középiskola (GOASH^" (Ax^n, Németország) Aerodinamikai Intézetének igazgatója). A Max Dlanck Társaság díjának kitüntetettje, az Orosz Tudományos Akadémia Szibériai Tagozatának díszdoktora ~

XAPMTOHCJP Anatolij. Mihajlovics - a műszaki tudományok doktora, a róla elnevezett Elméleti és Alkalmazott Mechanikai Intézet szakmai kutatója. S. A. Khristianovics SB RAS (Novoszibirszk). Az Orosz Föderáció tiszteletbeli tudósa, a Szovjetunió Miniszteri Tanácsának díjazottja (1985). Mintegy 150 tudományos közlemény és 2 szabadalom szerzője és társszerzője

Az űrhajózás további fejlődését az űrállomások intenzív üzemeltetésének igénye, a globális kommunikációs és navigációs rendszerek fejlesztése, valamint a bolygóléptékű környezetmonitoring határozza meg. E célok érdekében a világ vezető országai újrafelhasználható repülőgépeket (AVS) fejlesztenek, amelyek jelentősen csökkentik az áruk és emberek pályára szállításának költségeit. Ezek olyan rendszerek lesznek, amelyeket képességek jellemeznek [amelyek közül a legrelevánsabbak a következők:

Újrafelhasználható ipari és tudományos-műszaki rakományok pályára állítására, az ismételt repülések közötti viszonylag rövid idővel;

Sérült és elhasználódott, lomtalanító szerkezetek visszaszállítása;

Orbitális állomások és űrhajók személyzetének mentése vészhelyzetekben;

A természeti katasztrófák és katasztrófák által érintett területek sürgős felderítése a világ bármely pontján.

Fejlett repüléssel rendelkező országokban

A technológiák nagy előrelépést tettek a nagy repülési sebességek terén, amelyek meghatározzák a hiperszonikus levegőt lélegző repülőgépek széles skálájának létrehozásának lehetőségét. Minden okunk megvan azt hinni, hogy a jövőben a pilóta repülőgépek uralni fogják az M = 4-6-tól az M = 12-15-ig terjedő Mach-számok sebességét (egyelőre a rekord M = 6,7, amelyet 1967-ben állított fel az X- amerikai kísérleti repülőgép). 15 rakétahajtóművel).

Ha már a polgári repülésről beszélünk, akkor az utasforgalom és az üzleti kapcsolatok élénkítése szempontjából rendkívül fontos a nagy sebesség fejlesztése. A 6-os Mach-számú hiperszonikus utasszállító repülőgépek alacsony fáradtságtól mentes repülési időt (legfeljebb 4 órát) tudnak biztosítani körülbelül 10 ezer km-es hatótávolságú nemzetközi útvonalakon, például Európa (Párizs) - Dél-Amerika (Sao Paulo) ), Európa (London) - India , USA (New York) - Japán. Emlékezzünk vissza, hogy a szuperszonikus Concorde repülési ideje New Yorkból Párizsba körülbelül 3 óra volt, a Boeing 747-es pedig körülbelül 6,5 órát tölt ezen az útvonalon. A jövő repülőgépei Mach 10-el

AERODINAMIKAI KIFEJEZÉSEK SZÓTÁRA

Mach-szám - egy paraméter, amely azt jellemzi, hogy egy repülőgép sebessége (vagy gázáram) hányszor nagyobb, mint a hangsebesség Hiperszonikus sebesség - laza kifejezés a 4-et meghaladó Mach-számú sebesség megjelölésére 5 Reynolds-szám - a légi jármű sebességét jellemző paraméter. kapcsolat a tehetetlenségi erők és a viszkózus erők között

Támadási szög - a szárnysík dőlése a repülési vonalhoz Lökéshullám (lökéshullám) - egy szűk áramlási tartomány, amelyben a szuperszonikus gázáramlás sebessége hirtelen csökken, ami a sűrűség hirtelen növekedéséhez vezet. - olyan áramlási tartomány, amelyben a gáznemű közeg sűrűsége meredeken csökken

Az E1_AS-EOE kétlépcsős repülőgép-űrrendszer modelljének vázlata. Ezek az eszközök vízszintesen fognak fel- és leszállni, akárcsak a hagyományos repülőgépek. Feltételezzük, hogy a teljes méretarányú konfiguráció hossza 75 m, a szárnyfesztávolsága pedig 38 m. Szerint: (Raible, Jacobe, 2005)

4 óra alatt 16-17 ezer km-t tudnak majd megtenni, megállás nélkül repülve például az USA-ból vagy Európából Ausztráliába.

GTaya maoTai

A hiperszonikus repülőgépekhez olyan új technológiákra van szükség, amelyek teljesen eltérnek a modern repülőgépek és a függőlegesen emelő űrhajók jellemzőitől. Természetesen rakéta

a motor nagy tolóerőt ad, de hatalmas mennyiségű üzemanyagot fogyaszt, ráadásul a rakétának oxidálószert is kell szállítania a fedélzetén. Ezért a rakéták használata a légkörben a rövid távú repülésekre korlátozódik.

Ezen összetett műszaki problémák megoldásának vágya az űrszállítási rendszerek különféle koncepcióinak kidolgozásához vezetett. A világ vezető repülőgépipari vállalatai által aktívan kutatott alapvető irány az egylépcsős VCS. Egy ilyen, hagyományos repülőtérről felszálló űrrepülőgép a felszállási tömeg körülbelül 3%-át kitevő hasznos teher szállítását tudja biztosítani az alacsony földi pályára. Az újrafelhasználható rendszerek másik koncepciója a kétlépcsős eszközök. Ebben az esetben az első fokozat légbelélegző motorral van felszerelve, a második pedig orbitális, és a szakaszok szétválasztása a 6-tól 12-ig terjedő Mach-számok tartományában történik, körülbelül 30 km magasságban.

1980-1990-ben A VKS projekteket az USA-ban (NASP), Angliában (HOTOL), Németországban (Sänger), Franciaországban (STS-2000, STAR-H), Oroszországban (VKS NII-1, Spiral, Tu-2000) fejlesztették ki. 1989-ben a Német Kutatói Társaság (DFG) kezdeményezésére három német központ közös kutatása indult:

RWTH Aachen, Müncheni Műszaki Egyetem és Stuttgarti Egyetem. Ezek a DFG által szponzorált központok hosszú távú kutatási programot hajtottak végre, amely magában foglalja az űrközlekedési rendszerek tervezéséhez szükséges alapvető kérdések tanulmányozását, mint például az általános tervezés, az aerodinamika, a termodinamika, a repülésmechanika, a meghajtás, az anyagok stb. elnevezett Elméleti és Alkalmazott Mechanikai Intézettel együttműködve kísérleti aerodinamikai munkákat végeztek. S. A. Khristianovics SB RAS. Az összes kutatómunka megszervezését és koordinálását egy bizottság végezte, amelynek élén tíz éven keresztül a cikk egyik szerzője (E. Krause) állt. A jelen projekt keretében az aerodinamika területén elért eredményeket illusztrálva bemutatjuk az olvasónak a legszemléletesebb vizuális anyagokat.

A kétfokozatú ELAC-EOS rendszer repülésének a sebességek széles skáláját kell lefednie: a hangsorompó áttörésétől (M = 1) a keringési fokozat leválasztásáig (M = 7) és az alacsony földi pályára lépésig ( M=25). Szerző: (Raible, Jacobe, 2005)

Hanggát Mach-szám

TUDOMÁNY HORIZONTOK

ELAC 1 nagy modell (6 m felett) a német-holland DNW kis sebességű szélcsatorna tesztszakaszában. Szerző: (Raible, Jacobe, 2005)

Aaóóñóó"i áí^áóáy ñeñóálá ELAC-EOS

A kutatáshoz egy kétlépcsős repülőgép-jármű koncepcióját javasolták (a hordozófokozatot németül ELAC-nak, a keringési fokozatot EOS-nek hívták). Üzemanyag - folyékony hidrogén. Feltételezték, hogy a teljes méretű ELAC konfiguráció 75 m hosszú, 38 m szárnyfesztávolságú és nagy g/gól söprés lesz. Az EOS színpad hossza 34 m, szárnyfesztávolsága 18 m. Az orbitális színpad elliptikus orrú, középső teste félhengeres felső oldallal és szimmetriasíkban egy bordával. Az első fokozat felső felületén van egy mélyedés, amelyben az orbitális szakasz található mászás közben. Bár sekély, hiperszonikus sebességnél az elválasztás során (M = 7) jelentős hatással van az áramlási jellemzőkre.

Az elméleti és kísérleti vizsgálatok elvégzéséhez több 1:150 méretarányú hordozó- és keringési szakasz modellt terveztek és gyártottak. A német-holland DNW szélcsatornában kis sebességgel végzett teszteléshez a vizsgált konfiguráció nagy modelljét készítették 1:12 méretarányban (hossza több mint 6 m, súlya körülbelül 1600 kg).

Aegóáeegáóey ñaáSógaóeá

A szuperszonikus sebességű repülés nagyon nehéz a kutató számára, mivel lökéshullámok vagy lökéshullámok képződésével jár együtt, és egy ilyen repülés során egy repülőgép több áramlási rendszeren megy keresztül (különböző lokális szerkezettel), amihez a légkör növekedése társul. hő áramlik.

Ezt a problémát kísérletileg és numerikusan is tanulmányozták az ELAC-EOS projektben. A legtöbb kísérletet aerodinamikailag végezték

Áramvonalak olaj-korom mintázata az ELAC 1 modell felületén, amelyet az SB RAS Elméleti és Alkalmazott Mechanikai Intézet T-313 szélcsatornájában kaptak. Forrás: (Krause et al., 1999)

Az E1.AC 1 modell hátulsó oldalán lévő örvényszerkezetek numerikus szimulációja (jobbra) és a lézerkés módszerrel végzett kísérleti vizualizáció (balra) eredményeinek összehasonlítása. A numerikus számítás eredményeit a Navier-Stokes egyenletek megoldásával kaptuk lamináris áramlásra M = 2 Mach-számnál, Reynolds-számnál E = 4 10e és a = 24°-os támadási szögnél. A számított örvénymintázatok hasonlóak a kísérletileg megfigyeltekhez; eltérések vannak az egyes örvények keresztirányú alakjaiban. Vegye figyelembe, hogy a szembejövő áramlás merőleges a képsíkra. Forrás: (ECotber et al., 1996)

vegyi cső T-313 ITAM SB RAS Novoszibirszkben. A szabad adatfolyam Mach-száma ezekben a kísérletekben a 2 tartományban változott< М < 4, число Рейнольдса - 25 106 < Ие < 56 106, а г/гол атаки - в диапазоне - 3° < а < 10°. При этих параметрах измерялось распределение давлений, аэродинамические силы и моменты, а также выполнялась визуализация линий тока на поверхности модели.

A kapott eredmények többek között jól mutatják az örvények kialakulását a hátszél oldalon. A modell felületén az áramlások panorámás mintáit speciális folyadékokkal vagy olaj-korom keverékkel való bevonással tettem láthatóvá. Az olajkorom leképezésének egy tipikus példája a szárny elülső élétől befelé görbülő felületi áramvonalakat mutat be, amelyek megközelítőleg az áramlás irányába orientált vonallá konvergálnak. Más, a modell középvonala felé irányuló csíkok is megfigyelhetők.

Ezek az egyértelmű nyomok a hátszél oldalon egy keresztáramot jellemeznek, melynek térbeli szerkezete lézerkés módszerrel figyelhető meg. A támadási szög növekedésével a légáramlás a szárny szél felőli felületéről a hátszél felé áramlik, összetett örvényrendszert alkotva. Megjegyezzük, hogy a magban csökkentett nyomású primer örvények pozitívan járulnak hozzá a berendezés emelő erejéhez. Maga a lézerkés módszer a koherens sugárzás szórt fényképezésén alapul

Vortex buborék átmeneti állapotban

Teljesen kifejlett örvényspirál

Az ELAC 1 konfiguráció hátulsó oldalán az örvényes bomlási folyamatokat fluoreszcens festék befecskendezésével tettük láthatóvá. Feladó: (Stromberg, Limberg, 1993)

¡I TUDOMÁNY HORIZONTJA

az áramlásba bevezetett szilárd vagy folyékony mikrorészecskéken, amelyek koncentráció-eloszlását a vizsgált áramlások szerkezete határozza meg. Vékony fénysík formájában koherens fényforrás jön létre, amely tulajdonképpen a módszer nevét is adja. Érdekes módon a szükséges képkontraszt biztosítása szempontjából a közönséges víz (köd) mikrorészecskéi nagyon hatékonynak bizonyulnak.

Bizonyos körülmények között az örvénymagok összeeshetnek, ami csökkenti a szárny emelését. Ez a folyamat, az úgynevezett örvényleválás alakul ki

„buborék” vagy „spirál” típusú, amelyek vizuális különbségeit fluoreszcens festék injekcióval készült fénykép mutatja. Jellemzően az örvényleválás buborékrendszere megelőzi a spirál típusú bomlást.

A repülőgépek körüli szuperszonikus áramlás spektrumáról a Toepler-féle árnyékmódszer szolgál hasznos információkkal. Segítségével a gázáramlások inhomogenitásai láthatóak, különösen jól láthatóak a lökéshullámok és a ritkítóhullámok.

Főlencse lencsék Vetítőlencse Képernyő (kamera)

Fényforrás V g H Heterogenitás Foucault kés "I

SHADOW TEPLER MÓDSZER

A. Tepler német tudós még 1867-ben javasolt egy módszert az optikai inhomogenitások kimutatására átlátszó közegekben, amely még mindig nem veszítette el relevanciáját a tudomány és a technológia terén. Különösen széles körben használják a levegő áramlási sűrűségének eloszlásának tanulmányozására, amikor repülőgépmodellek körül áramlik szélcsatornákban.

A módszer egyik megvalósításának optikai diagramja az ábrán látható. A résfényforrásból származó sugarak sugarát egy lencserendszer irányítja át a vizsgált tárgyon, és egy átlátszatlan képernyő (az úgynevezett Foucault-kés) szélére fókuszál. Ha a vizsgált objektumban nincs optikai inhomogenitás, akkor a kés minden sugarat blokkol. Ha inhomogenitások vannak, a sugarak szétszóródnak, és néhányuk eltérítve áthalad a kés éle fölött. Ha a Foucault-kés síkja mögé vetítőlencsét helyez, ezeket a sugarakat a képernyőre vetítheti (a kamerába irányíthatja), és inhomogenitások képét kaphatja.

A vizsgált legegyszerűbb séma lehetővé teszi, hogy a közeg sűrűséggradienseit a kés élére merőlegesen vizualizáljuk, míg a különböző koordináták mentén lévő sűrűséggradiensek a kép széle mentén történő eltolódásához vezetnek, és nem változtatják meg a képernyő megvilágítását. A Toepler-módszernek különféle módosításai vannak. Például egy kés helyett optikai szűrőt szerelnek fel, amely különböző színű párhuzamos csíkokból áll. Vagy kör alakú rekeszt használnak színes szektorokkal. Ebben az esetben inhomogenitás hiányában a különböző pontokból érkező sugarak a membrán ugyanazon a helyén haladnak át, így a teljes mező azonos színűre festődik. Az inhomogenitások megjelenése a különböző szektorokon áthaladó sugarak eltérését okozza, és a különböző fényeltérésű pontok képei a megfelelő színekre festődnek.

Fej sokk

A ritkító hullámok rajongója

Sokkoló sokk

Az EbAC 1 modell körüli áramlás árnyékmintázatát a Toepler optikai módszerrel kaptuk egy szuperszonikus szélcsatornában Aacheniben. Szerző: (Nepe! e? a/., 1993)

Árnyékfotó az E1.AC 1 modell körüli áramlásról egy hiperszonikus sokkcsőben (M = 7,3) lévő légbeömlővel Aachenben. A kép jobb alsó részén látható gyönyörű szivárványvillanások kaotikus áramlásokat jeleznek a légbeömlő nyíláson belül. Szerző: (Olivier et al., 1996)

A Mach-számok (sebességek) elméleti eloszlása ​​az áramlás során egy kétlépcsős E1_AC-EOE konfiguráció körül (szabadfolyam Mach-szám M = 4,04). Szerző: (Breitsamter et al., 2005)

Jó egyezést tapasztaltunk a számított és a kísérleti adatok között, ami megerősíti a numerikus megoldás megbízhatóságát a hiperszonikus áramlások előrejelzésében. Ezen az oldalon egy példát mutatunk be a Mach-számok (sebességek) eloszlására az áramlásban az elválasztási folyamat során. Sokkütések és helyi ritkaság látható az obetZh^gFenyán. A valóságban az EBAC 1C konfiguráció hátsó részén nem lesz vákuum, mivel egy hiperszonikus ramjet motor kap helyet.

A hordozó és a keringési szakaszok szétválasztása az egyik legnehezebb probléma az ELAC-EOS projekt munkája során. A manőverezés biztonsága érdekében a repülés ezen szakasza különösen alapos tanulmányozást igényel. Különböző fázisainak numerikus vizsgálatait a Müncheni Műszaki Egyetem SFB 255 központjában végezték, és minden kísérleti munkát az SB RAS Elméleti és Alkalmazott Mechanikai Intézetben végeztek. A T-313 szuperszonikus szélcsatornában végzett tesztek magukban foglalták az áramlás megjelenítését a teljes konfiguráció körül, valamint az aerodinamikai jellemzők és a felületi nyomás mérését a szakaszok szétválasztása során.

Az ELAC 1C alsó fokozatú modell abban különbözött az eredeti ELAC 1 változattól, hogy volt egy sekély rekesz, amelyben a keringési fokozatot fel- és emelkedés közben kellett elhelyezni. A számítógépes szimulációkat M = 4,04 Mach-számmal, Reynolds-számmal -Re = 9,6 106 és nulla támadási szöggel végeztük az EOS modellnél.

Általánosságban elmondható, hogy a Német Kutatótársaság DFG kezdeményezésére a kétlépcsős ÜiELAC-EOS rendszerek aerodinamikai koncepciójának kutatása sikeres volt. Egy kiterjedt elméleti és kísérleti munka eredményeként, amelyben európai, ázsiai, amerikai és ausztrál tudományos központok vettek részt, teljes körűen kiszámították a szabványos repülőtéren a vízszintes fel- és leszállásra alkalmas konfigurációt, aerodinamikai problémák merültek fel. megoldva

repülési küldetések alacsony, szuperszonikus és különösen hiperszonikus sebességgel.

Mára világossá vált, hogy egy ígéretes légiközlekedés létrehozása további részletes kutatást igényel a repülési sebességek széles tartományában megbízhatóan működő hiperszonikus légzőmotorok, valamint a szakaszok szétválasztásának és leszállásának nagy pontosságú vezérlőrendszereinek fejlesztésében. az orbitális modul, új, magas hőmérsékletű anyagok stb. Mindezen összetett tudományos és technikai problémák megoldása lehetetlen a különböző országok tudósainak erőfeszítéseinek egyesítése nélkül. A projekt tapasztalatai pedig csak megerősítenek: a hosszú távú nemzetközi együttműködés az űrkutatás szerves részévé válik.

Irodalom

Kharitonov A.M., Krause E., Limberg W. et al.//J. Kísérletek a folyadékokban. - 1999. - V. 26. - 423. o.

Brodetsky M.D., Kharitonov A.M., Krause E. et al. //J. Kísérletek a folyadékokban. - 2000. - V. 29. - 592. o.

Brodetsky M.D., Kharitonov A.M., Krause E. et al. //Proc. az X Int. Konferencia az emfizikai kutatás módszereiről. Novoszibirszk. - 2000. -V.1.- 53. o.

Krause E., Brodetsky M.D., Kharitonov A.M. //Proc. a WFAM Kongresszuson. Chicago, 2000.

Brodetsky M.D., Krause E., Nikiforov S.B. és mások // PMTF. - 2001. - T. 42. - 68. o.

A csoda nem történt meg, akárcsak a harmadik évezred elején, amikor Ray Bradbury szerint kolonizálni kellett volna a Marsot. Gyakran beszélnek a sci-fi próféciáiról, de nem szabad megfeledkeznünk a sikertelen jóslatokról - katasztrofálisan szép, de mégis kudarcokról.

Hol vannak a repülő autók?

Ezen a néven vannak felszerelések, de valójában ez csak egy autó és egy repülőgép hibridje. És bár a legújabb dizájn futurisztikusnak tűnik, nagyon-nagyon drágák, és nem nagyon hasonlítanak az ötödik elem antigravitációs transzportjához. Még távolabb tőle a helikopterhez hasonló kialakítású egyéb fejlesztések, vagy egyáltalán ejtőernyővel és hátsó légcsavarral felszerelt. Itt inkább egy másik fantázia jut eszembe: Carlson, aki a tetőn lakik. Bájos, de itt nincs szaga az innovációnak.

Az egyéni közlekedés egy másik változata is megjelent filmekben és számítógépes játékokban - a jetpack. Például bemutatták a " Csillagok háborúja" és "RoboCop". De még itt sem érte el a tömeges felhasználást, és nem valószínű, hogy hamarosan el fog érni - az üzemanyag csak fél perc repülésre elegendő, és ezek a mennyiségek egy csekély összegbe kerülnek.

Mi magunk, úgy látszik, már annyira nem várunk csodákat, hogy még örüljünk is a kínai innovatív zseni egy olyan alkotásának, mint a „portálbusz”. De igazi, akárcsak a moszkvai monorail ill Japán vonat, amely eléri a 603 km/h sebességet.

És mégis, az emberi képzelet számára a határok elfogadhatatlanok. A múlt sci-fije és egyszerűen őseink fantáziája a jövő témájában különleges varázst és új nevet kapott - „retrofuturizmus”. A technológia iránti romantikus, lelkes szerelem és a jövőbeli felfedezések megelőlegezése – ez megérintheti és inspirálhatja a mai napot.

Találja fel újra a kereket

Még mielőtt a levegőbe akarták volna vinni az autót, felmerültek ötletek a fejlesztésére. És a legfontosabb, hogy újra feltaláljuk a kereket! 1936-ban egy japán magazin egy koncepcióautót mutatott be hagyományos gumik helyett labdákkal: a szerzők szerint ez az ötlet zökkenőmentes vezetést biztosítana a járműnek. Még a modern mérnökök szerint sem olyan értelmetlen ötlet. 2016-ban hasonló fejlemény az amerikai Goodyear cég mutatta be , legnagyobb termelő gumiabroncsok

A Gigantomania egy másik képzeletbeli technológiai csodát szült - egy hatalmas kerekeken járó hajót, amelynek a feltaláló szerint a Szahara homokját kellett volna felszántania és megoldania a térség közlekedési problémáját. A simoomok és más sivatagi csapások, köztük a hőség elleni küzdelem szerepelt a tervezésben, és a mérnök megígérte „egy utazást, amely kellemes utazássá válik azokon a helyeken, ahol generációk ezrei küzdöttek hiába a természet erőivel és haltak meg egy egyenlőtlenségben. küzdelem." Így írt róla az „Around the World” folyóirat 1927-ben. Nem tudni, mennyire volt sikeres az ötlet – még mindig nem valósult meg. Bár feltételezhető, hogy egy ilyen gép beígért légkondicionálására, sőt fogaskerekekkel való homok leküzdésére is rengeteg erőforrást költenének.

Nyilvános használatra azonban csak kompakt modelleket kínáltak. Eduard Vereycken brüsszeli mérnök 1947-ben szabadalmaztatott egy biciklit, egy önjáró babakocsit, amely két hatalmas kerékből és egy nyitott fülkéből áll a közepén. Maga a feltaláló azt állította, hogy a jármű 185 km/h-ra képes felgyorsulni – de ezt nehéz elhinni. Az utasok biztonsága pedig továbbra is kérdéses. Csak az 1999-es svéd megfelelője, amelynek szerzője Jonas Bjorkholtz, vette figyelembe az összes tervezési problémát. De most használják csak a közönség szórakoztatására.

A vonatok a mérnökök és álmodozók másik kedvenc témája volt. Sok reményt fűztek a monorailekhez, bár meglehetősen szokatlan módon mutatták be - például így vagy így. De a közönséges vonatokat is sokkal fejlettebbnek tekintették a jövőben – kényelmesek, tágasak, és még a csillagokra is rálátnak.

"A sivatag hajója" az 1927-es verzió szerint.

Helikopter minden embernek!

Ahol a fantázia a legteljesebbre bontakozott ki, az a repülős közlekedés volt. Őseink képzeletéből születtek csészealj típusú repülőgépek, és alul szárnyas, orrában turbómotoros repülőgépek, sőt tengeralattjáró repülőgépek is. Nem lehet mindent megemlíteni – a Reddit galériáit, vagy a Pinteresten kulcsszavak alapján is megtekintheti.

De ami ezekben a projektekben különösen megható, az a jövő közlekedésének egyetemes elérhetőségébe vetett hit. Az ember most hódította meg a levegőt, és az amerikai magazinok ezt írják: „Helicopters for Everybody!” („Helikopterek minden otthonba!”). A közel egy évszázaddal ezelőtti sajtókivágások között pedig magánrepülőgépek rajzai is láthatók. Akkoriban valóban csak a felfelé való törekvést, a tudományos haladást, és mindenki életminőségét várták a jövőtől.

El tudod hinni most, amikor a csúcsforgalomban dugóban ragadsz? Vagy amikor egy lefoglalt üléses autó felső fekhelyén remeg? Okostelefont szorongatni a kezében, amelynek számítási teljesítménye, mint tudod, nagyobb, mint a NASA berendezései 1969-ben?

A 21. század még nem következett be – biztosan nem úgy történt, ahogy azt a technikai haladás rajongói várták. De a jövő, mint kiderült, megjósolhatatlan. Lassan, de közeleg – invitáljuk Önt, hogy ismerkedjen meg a jelen futurisztikus közlekedésével.

A mai jövő

A Segway az egyik legdivatosabb típus lett személyes szállítás a közelmúltban a kerékpárok és robogók technológiai versenytársa. Mitől futurisztikus? Kizárólag a testével kell „kormányoznia”: a giroszkóp és a készülékben lévő egyéb érzékelők reagálnak a dőlésre. És csak egy fogantyúval vagy egy speciális oszloppal kell forgatni. A légpárnás deszka és az egykerekű vezérlése teljesen intuitív – el kell mondanunk, hogy manapság ezek a típusok népszerűek.

Naberezsnij Cselnijben és Moszkvában még a rendőrség is Segway-t használ. Sok városban megjelentek olyan kölcsönzőpontok, ahol átmenetileg egy kétkerekű „önjáró babakocsi” vagy egykerekű tulajdonosa lehet. A piacon egy egykerekű akár félmillió rubelbe is kerülhet, de 20-30 ezerért teljesen lehetséges olyan egykerekűt vásárolni, amely 15 kilométert is kibír töltés nélkül.

A modern elektromos közlekedés másik képviselője az elektromos autó. Mivel már a nálunk megszokott üzemanyaggal működő autók előtt találták fel, továbbra is a jövő szimbóluma marad. Ennek számos oka van: az erőforrások megtakarítása, a környezetbarátság és az olajpiactól való függetlenség. Ma a legegyszerűbb módja az elektromos autózásnak, különösen Moszkva és Szentpétervár lakosai számára: vegye fel a kapcsolatot egy taxiszolgálattal, amelynek flottájában ilyen modellek találhatók. A Yandex.Taxi például a közelmúltban mutatta be az egyik legfejlettebb elektromos autót, a Tesla Model S-t. Képességei lenyűgözőek: mindössze néhány másodperc alatt 100 km/órás sebességre képes felgyorsulni, miközben szinte hangtalanul fut.

A leginnovatívabb közlekedési eszköz, amit az oroszok ismernek, természetesen a moszkvai monorail, a „tizenharmadik metróvonal”. Még 2008-ban kezdett teljes körűen működni, de még most sem hallott róla a régió minden lakosa. Mintha egyenesen ugyanazokból a retro-futurisztikus magazinkivágásokból származna, de igazodva a valósághoz, az egysínű közönség kedvence. Az út elhelyezkedése is csodálatos - ez egy felüljáró, vagyis a vonat útvonala teljes egészében Moszkva felett halad. Az útvonal a Timiryazevskaya állomástól a Szergej Eisenstein utcáig tart. Igaz, a közelmúltban szóba került a pálya elbontása, bár az utolsó szó egyelőre az a javaslat marad, hogy „turisztikai helyszínné” alakítsák. Mint kiderült, ennek a kísérleti útnak komoly megtérülési problémái voltak.

Így, a modern világszerkezet nehézségeit leküzdve, lassan még mindig közeledik a jövő. A következő évtizedekben mindenki számára lebegő autókat és minden udvaron teleportáló fülkét várunk? Alig. A jövő közlekedése olyan lesz, mint amit el tudunk képzelni? Szintén valószínűtlen. És nem is olyan rossz.