Penelitian sejarah bekerja pada topik

« Bagaimana masa depan transportasi luar angkasa?»

Spacex- Jalan menuju masa depan

Tentang sejarah dan prospek pengembangan perusahaanSpacex

Penasihat ilmiah: Gibatov Ildar Rafisovich, guru sejarah sekolah menengah MOBU 2 hal. Bizhbulyak.

Hipotesis penelitian: di masa depan, akan mungkin untuk menggunakan proyek SpaceX sebagai transportasi kedirgantaraan universal.

Objektif: untuk mengetahui apakah proyek Space X dapat digunakan untuk pengembangan transportasi dirgantara.

Tugas:

1. Pelajari sejarah perusahaan;
2. Pelajari evolusi kendaraan peluncuran SpaceX;
3. Jelajahi prospek proyek

Metode penelitian:

1. Studi dan analisis literatur dan situs yang relevan di Internet;
2. Analisis laporan perusahaan;
3. Bandingkan dengan ide-ide domestik.

Objek studi: perusahaan luar angkasa swasta Teknologi Eksplorasi Luar Angkasa

ProyekSpaceX.Sejarah proyek

Dengan mempelajari literatur dan sumber di Internet, saya belajar tentang proyek SpaceX, pendirinya, sejarah pendirian perusahaan. Dalam perjalanan penelitian, saya mempelajari kendaraan peluncurannya dan membawanya spesifikasi, saya menganalisis alasan peluncuran yang gagal.

Prospek untuk kendaraan peluncuranSpacex

Melanjutkan berkenalan dengan SpaceX, saya menemukan bahwa pengembangan berikutnya dari roketnya adalah kendaraan peluncuran Falcon Heavy - roket super-berat, ia akan dapat mengirimkan pesawat ruang angkasa Naga yang terisi penuh ke Mars, atau ke Jupiter. Saya juga belajar bahwa itu akan menggunakan sistem bahan bakar umpan silang yang unik.

Mesin yang dikembangkan oleh perusahaanSpacex

SpaceX menggunakan pengembangan mesin Merlin sendiri dalam kendaraan peluncurannya, yang beroperasi dalam siklus terbuka. Skema ini sederhana, andal, dan murah untuk dibuat dan digunakan, dan juga dengan simpanan besar untuk masa depan, memfasilitasi penggunaan sistem yang dapat digunakan kembali. Saya memberikan perbandingan daya dorong mesin dengan yang lain dan biayanya, saya menghitung rasio gaya dorong terhadap berat mesin.

Dapat digunakan kembali - dapat digunakan kembali

Saat meneliti kendaraan dan mesin peluncuran perusahaan, saya belajar tentang proyek kendaraan peluncuran tahap pertama SpaceX yang dapat dikembalikan. Saya menemukan bahwa dengan cara ini biaya startup berkurang ~ 60%. Dan perusahaan dapat menginvestasikan dana ini dalam perkembangan dan prospeknya di masa depan.

Pada tahun 2004, perusahaan mulai mengembangkan kapal Naga, yang melakukan penerbangan pertamanya pada bulan Desember 2010. Keunikan Dragon terletak pada kemampuannya untuk mengembalikan kargo dari ISS ke Bumi dan merupakan kapal pertama yang diproduksi oleh perusahaan swasta yang berlabuh di ISS. Saya menemukan bahwa di masa depan pesawat ruang angkasa ada misi unik "Mars 2020".

Kesimpulan

Berdasarkan semua materi yang disajikan, saya sampai pada kesimpulan bahwa di masa depan akan dimungkinkan untuk menggunakan proyek SpaceX untuk transportasi kedirgantaraan.

Daftar literatur yang digunakan

1. Ashley Vance - Elon Musk. Tesla, SpaceX dan jalan menuju masa depan. (Penerbit: Olymp-Business; 2015; ISBN 978-5-9693-0307-2, 978-0-06-230123-9, 978-59693-0330-0)
2. V.A. Afanasyev - Pengembangan eksperimental pesawat ruang angkasa (Penerbit: Moskow: MAI Publishing House; 1994; ISBN: 5-7035-0318-3)
3. V. Maksimovsky - “Angara-Baikal. HAI modul penguat yang dapat digunakan kembali»
4. Situs web resmi SpaceX - http://spacex.com
5. Saluran YouTube resmi SpaceX - https://goo.gl/w6x3gW
6. Bahan dari Wikipedia - https://ru.wikipedia.org/wiki/SpaceX

Transportasi luar angkasa masa depan

Dengan dorongan kuat, roket naik secara vertikal dari landasan peluncuran dan naik ... Gambar yang sudah dikenal ini mungkin akan segera terlupakan. Sistem ruang sekali pakai dan pesawat ulang-alik harus diganti dengan kendaraan generasi baru - pesawat luar angkasa, yang akan memiliki kemampuan lepas landas dan mendarat secara horizontal, seperti pesawat konvensional. Peserta dalam proyek penelitian internasional memperkenalkan pembaca pada beberapa materi visual yang menggambarkan konsep transportasi ruang angkasa dua tahap di masa depan

Perkembangan lebih lanjut dari astronotika ditentukan oleh kebutuhan untuk operasi intensif stasiun luar angkasa, pengembangan sistem komunikasi dan navigasi global, pemantauan lingkungan pada skala planet. Untuk tujuan ini, negara-negara terkemuka di dunia sedang berkembang pesawat luar angkasa(VKS) dapat digunakan kembali, yang secara signifikan akan mengurangi biaya pengiriman barang dan orang ke orbit. Ini akan menjadi sistem yang dicirikan oleh kemampuan, yang paling relevan adalah sebagai berikut: penggunaan yang dapat digunakan kembali untuk meluncurkan produksi dan kargo ilmiah dan teknis ke orbit dengan interval waktu yang relatif singkat antara penerbangan berulang; kembalinya bangunan yang rusak dan bekas yang mengotori ruang; penyelamatan awak stasiun orbit dan pesawat ruang angkasa dalam situasi darurat; pengintaian mendesak daerah bencana alam dan bencana di mana saja di dunia.

Di negara-negara dengan teknologi kedirgantaraan canggih, langkah besar telah dibuat di bidang kecepatan penerbangan tinggi, yang menentukan potensi untuk menciptakan berbagai macam pesawat jet hipersonik. Ada banyak alasan untuk percaya bahwa di masa depan pesawat berawak akan menguasai kecepatan dari angka Mach M = 4-6 hingga M = 12-15 (sementara rekor M = 6,7, dibuat pada tahun 1967 oleh mesin eksperimental X-15 Amerika) .

Jika berbicara tentang penerbangan sipil, maka pengembangan kecepatan tinggi sangat penting untuk intensifikasi lalu lintas penumpang dan hubungan bisnis. hipersonik pesawat penumpang dengan Mach 6 akan mampu memberikan durasi penerbangan low-fatigue (tidak lebih dari 4 jam) pada rute internasional dengan jarak tempuh sekitar 10 ribu km, seperti Eropa (Paris) - Amerika Selatan (Sao Paulo), Eropa (London) - India, AS ( New York) - Jepang. Ingatlah bahwa waktu penerbangan Concorde supersonik dari New York ke Paris sekitar 3 jam, dan Boeing 747 menghabiskan sekitar 6,5 jam di rute ini. Pesawat masa depan dengan Mach 10 akan mampu menempuh jarak 16-17 ribu km dalam 4 jam, melakukan penerbangan nonstop, misalnya dari Amerika Serikat atau Eropa ke Australia.

Pendekatan baru

Pesawat hipersonik membutuhkan teknologi baru yang benar-benar berbeda dari yang melekat pada pesawat modern dan pesawat ruang angkasa lepas landas secara vertikal. Tentu saja, mesin roket menghasilkan banyak daya dorong, tetapi mengkonsumsi bahan bakar dalam jumlah besar, dan terlebih lagi, roket harus membawa oksidator ke dalamnya. Oleh karena itu, penggunaan roket di atmosfer terbatas pada penerbangan jangka pendek.

KAMUS ISTILAH AERODINAMIKA

Nomor Mach- parameter yang mencirikan berapa kali kecepatan pesawat (atau aliran gas) lebih besar dari kecepatan suara
Kecepatan hipersonik Adalah istilah longgar untuk kecepatan dengan angka Mach lebih besar dari 4 5
bilangan Reynolds- parameter yang mencirikan hubungan antara gaya inersia dan gaya viskos dalam aliran
Sudut serangan- kemiringan bidang sayap ke garis terbang
Kejutan pemadatan (gelombang kejut)- wilayah aliran sempit, di mana penurunan tajam dalam kecepatan aliran gas supersonik terjadi, yang menyebabkan peningkatan kepadatan yang tiba-tiba
Gelombang refraksi- area aliran di mana ada penurunan tajam dalam kepadatan media gas

Keinginan untuk memecahkan masalah teknis yang kompleks ini telah mengarah pada pengembangan berbagai konsep ruang sistem transportasi... Konferensi video satu tahap adalah area mendasar yang sedang dieksplorasi secara aktif oleh perusahaan-perusahaan kedirgantaraan terkemuka dunia. Pesawat luar angkasa semacam itu, yang lepas landas dari lapangan terbang konvensional, dapat memberikan muatan sekitar 3% dari berat lepas landas ke orbit rendah bumi. Konsep lain untuk sistem yang dapat digunakan kembali adalah peralatan dua tahap. Dalam hal ini, tahap pertama dilengkapi dengan mesin air-jet, dan yang kedua adalah yang orbital, dan pemisahan tahap dilakukan dalam kisaran angka Mach dari 6 hingga 12 pada ketinggian sekitar 30 km.

1980-1990 Proyek VKS dikembangkan di AS (NASP), Inggris (HOTOL), Jerman (Snger), Prancis (STS-2000, STAR-H), Rusia (VKS NII-1, "Spiral", Tu-2000). Pada tahun 1989, atas prakarsa German Research Society (DFG), penelitian bersama dimulai di tiga pusat Jerman: Sekolah Teknik Rhine-Westphalia di Aachen, Universitas Teknik Munich dan Universitas Stuttgart. Pusat-pusat ini, disponsori oleh DFG, melakukan program penelitian jangka panjang yang mencakup studi tentang masalah mendasar yang diperlukan untuk desain sistem transportasi ruang angkasa, seperti teknik umum, aerodinamika, termodinamika, mekanik penerbangan, mesin, bahan, dll. bagian dari pekerjaan pada aerodinamika eksperimental dilakukan bekerja sama dengan Institute of Theoretical and Applied Mechanics. S.A. Khristianovich SB RAS. Organisasi dan koordinasi semua karya penelitian dilakukan oleh sebuah komite, yang selama sepuluh tahun dipimpin oleh salah satu penulis artikel ini (E. Krause). Kami memberikan perhatian kepada pembaca beberapa materi visual paling ilustratif yang mengilustrasikan beberapa hasil yang diperoleh dalam kerangka proyek ini di bidang aerodinamika.

Sistem dua tahap ELAC-EOS

Untuk penelitian, konsep kendaraan kedirgantaraan dua tahap diusulkan (tahap pembawa disebut dalam bahasa Jerman ELAC, orbital - EOS). Bahan bakarnya adalah hidrogen cair. Konfigurasi ELAC skala penuh diharapkan memiliki panjang 75 m, lebar sayap 38 m dan lebar sudut sapuan... Panjang panggung EOS adalah 34 m, dan lebar sayap 18 m. Tahap orbit memiliki hidung elips, lambung pusat dengan sisi atas setengah silinder dan satu lunas di bidang simetri. Di permukaan atas tahap pertama ada ceruk di mana tahap orbital terletak selama pendakian. Meskipun dangkal, pada kecepatan hipersonik selama pemisahan (M = 7) memiliki pengaruh yang signifikan terhadap karakteristik aliran.

Untuk studi teoretis dan eksperimental, beberapa model tahap pembawa dan orbital pada skala 1: 150 dirancang dan diproduksi. Untuk pengujian pada kecepatan rendah di terowongan angin DNW Jerman-Belanda, model besar dari konfigurasi yang diselidiki dibuat pada skala 1:12 (panjang lebih dari 6 m, berat sekitar 1600 kg).

Pencitraan supersonik

Penerbangan dengan kecepatan supersonik menghadirkan kesulitan besar bagi peneliti, karena disertai dengan pembentukan gelombang kejut, atau gelombang kejut, dan pesawat dalam penerbangan semacam itu melewati beberapa rezim aliran (dengan struktur lokal yang berbeda), disertai dengan peningkatan fluks panas.

Masalah dalam proyek ELAC – EOS ini diselidiki baik secara eksperimental maupun numerik. Sebagian besar percobaan dilakukan di terowongan angin T-313 ITAM SB RAS di Novosibirsk. Angka Mach freestream dalam eksperimen ini bervariasi dalam kisaran 2< М < 4, bilangan Reynolds – 25 10 6 < Re < 56 10 6 , а sudut serang- dalam kisaran - 3 °< α < 10°. При этих параметрах измерялось распределение давлений, аэродинамические силы и моменты, а также выполнялась визуализация merampingkan pada permukaan model.

Hasil yang diperoleh dengan jelas menunjukkan, antara lain, pembentukan vortisitas di sisi bawah angin. Pola panorama arus pada permukaan model divisualisasikan dengan pelapisan dengan cairan khusus atau campuran minyak dan minyak. Dalam contoh tipikal pencitraan minyak-minyak garis arus permukaan dapat dilihat melengkung ke dalam dari tepi depan sayap dan mengalir ke dalam garis yang berorientasi kira-kira ke arah aliran. Ada juga garis-garis lain yang diarahkan ke garis tengah model.

Jejak yang jelas di sisi bawah angin ini mencirikan aliran silang, struktur tiga dimensi yang dapat diamati dengan metode pisau laser. Dengan peningkatan sudut serang, aliran udara mengalir dari permukaan sayap ke arah bawah angin, membentuk sistem pusaran yang kompleks. Perhatikan bahwa vortisitas primer dengan tekanan yang berkurang di inti memberikan kontribusi positif terhadap pengangkatan pesawat ruang angkasa. Metode pisau laser itu sendiri didasarkan pada pemotretan radiasi koheren yang dihamburkan oleh partikel mikro padat atau cair yang dimasukkan ke dalam aliran, distribusi konsentrasinya ditentukan oleh struktur aliran yang diteliti. Sumber cahaya koheren terbentuk dalam bentuk bidang cahaya tipis, yang, pada kenyataannya, memberi nama pada metode ini. Menariknya, dari sudut pandang memberikan kontras gambar yang diperlukan, mikropartikel air biasa (kabut) sangat efektif.

METODE TEPLER BAYANGAN

Kembali pada tahun 1867, ilmuwan Jerman A. Tepler mengusulkan metode untuk mendeteksi ketidakhomogenan optik dalam media transparan, yang masih belum kehilangan relevansinya dalam sains dan teknologi. Secara khusus, ini banyak digunakan untuk mempelajari distribusi kerapatan aliran udara saat mengalir di sekitar model pesawat di terowongan angin.
Skema optik dari salah satu implementasi metode ditunjukkan pada gambar. Seberkas sinar dari sumber cahaya celah diarahkan oleh sistem lensa melalui objek yang diteliti dan difokuskan pada tepi layar buram (yang disebut pisau foucault). Jika tidak ada ketidakhomogenan optik pada objek yang diselidiki, maka semua sinar ditunda oleh pisau. Di hadapan ketidakhomogenan, sinar akan menyebar, dan beberapa di antaranya, setelah menyimpang, akan melewati tepi pisau. Dengan menempatkan lensa proyeksi di belakang bidang pisau Foucault, Anda dapat memproyeksikan sinar ini ke layar (langsung ke kamera) dan mendapatkan gambar ketidakteraturan.
Skema yang dianggap paling sederhana memungkinkan Anda untuk memvisualisasikan gradien kepadatan tegak lurus dengan tepi pisau, gradien kepadatan di sepanjang koordinat lainnya menyebabkan perpindahan gambar di sepanjang tepi dan tidak mengubah iluminasi layar. Ada berbagai modifikasi metode Toepler. Misalnya, alih-alih pisau, filter optik dipasang, terdiri dari garis-garis paralel dengan warna berbeda. Atau bukaan melingkar dengan sektor berwarna digunakan. Dalam hal ini, dengan tidak adanya ketidakhomogenan, sinar dari titik yang berbeda melewati tempat diafragma yang sama, sehingga seluruh bidang diwarnai dalam satu warna. Munculnya ketidakteraturan menyebabkan pembelokan sinar yang melewati sektor yang berbeda, dan gambar titik dengan pembelokan cahaya yang berbeda diwarnai dengan warna yang sesuai.

Dalam kondisi tertentu, inti pusaran dapat runtuh, yang mengurangi daya angkat sayap. Proses ini, disebut vortex stripping, berkembang dalam jenis "gelembung" atau "spiral", perbedaan visual di antaranya ditunjukkan oleh foto yang diambil menggunakan suntikan cat fluoresen. Biasanya, rezim gelembung vortex stripping mendahului peluruhan spiral.

Informasi berguna pada spektrum aliran supersonik di sekitar pesawat memberikan Metode bayangan Toepler... Dengan bantuannya, ketidakhomogenan dalam aliran gas divisualisasikan, dan gelombang kejut dan gelombang penghalusan terlihat jelas.

Pemisahan langkah

Pemisahan tahap pembawa dan orbital adalah salah satu tugas tersulit yang dipertimbangkan selama pengerjaan proyek ELAC-EOS. Demi manuver yang aman, fase penerbangan ini membutuhkan studi yang sangat hati-hati. Studi numerik dari berbagai fase dilakukan di pusat SFB 255 di Universitas Teknik Munich, dan semua pekerjaan eksperimental dilakukan di Institut Mekanika Teoritis dan Terapan SB RAS. Pengujian di terowongan angin supersonik T-313 termasuk memvisualisasikan aliran di sekitar konfigurasi penuh dan mengukur karakteristik aerodinamis dan tekanan permukaan selama pemisahan tahap.

Model tahap bawah ELAC 1C berbeda dari versi asli ELAC 1 dengan kompartemen dangkal di mana tahap orbit harus ditempatkan selama lepas landas dan mendaki. Simulasi komputer dilakukan dengan freestream Mach number M = 4,04, Reynolds number Re = 9,6 10 6, dan zero angle of attack model EOS.

Kesepakatan yang baik diamati antara data yang dihitung dan eksperimental, yang menegaskan keandalan solusi numerik untuk memprediksi aliran hipersonik. Contoh pola perhitungan distribusi bilangan Mach (kecepatan) dalam aliran selama proses pemisahan disajikan pada halaman ini. Guncangan dan penjernihan lokal terlihat pada kedua tahap. Bagian belakang konfigurasi ELAC 1C sebenarnya tidak memiliki ruang hampa, karena akan menampung mesin ramjet hipersonik.

Secara umum, dapat dikatakan bahwa studi konsep aerodinamis sistem dua tahap ELAC – EOS yang diprakarsai oleh German Research Society DFG berhasil. Sebagai hasil dari serangkaian luas karya teoretis dan eksperimental, di mana pusat-pusat ilmiah Eropa, Asia, Amerika dan Australia berpartisipasi, perhitungan lengkap konfigurasi yang mampu lepas landas dan mendarat horizontal di bandara standar dilakukan, aerodinamis masalah penerbangan dengan kecepatan rendah, supersonik dan terutama hipersonik diselesaikan. ...

Sekarang jelas bahwa penciptaan transportasi kedirgantaraan yang menjanjikan memerlukan penelitian yang lebih rinci tentang pengembangan mesin jet hipersonik yang andal beroperasi dalam berbagai kecepatan penerbangan, sistem kontrol presisi tinggi untuk pemisahan tahapan dan pendaratan modul orbital. , bahan suhu tinggi baru, dll. Solusi dari semua masalah ilmiah dan teknis yang kompleks ini tidak mungkin tanpa menggabungkan upaya para ilmuwan negara lain... Dan pengalaman proyek ini hanya menegaskan: jangka panjang kerjasama internasional menjadi bagian integral dari penelitian kedirgantaraan.

literatur

Kharitonov A. M., Krause E., Limberg W. et al. // J. Eksperimen dalam Fluida. 1999. V. 26. P. 423.

Brodetsky M. D., Kharitonov A. M., Krause E. et al. // J. Eksperimen dalam Fluida. 2000. V. 29. P. 592.

Brodetsky M. D., Kharitonov A. M., Krause E. et al. // Prok. di X Int. Konferensi Metode Penelitian Aerofisika. Novosibirsk. 2000. V. 1. Hal. 53.

Krause E., Brodetsky M.D., Kharitonov A.M. // Prok. di Kongres WFAM. Chicago, 2000.

Brodetsky M.D., Krause E., Nikiforov S.B. dkk. // PMTF. 2001.Jil.42, hal.68.

Teknologi dan penemuan modern membawa eksplorasi ruang angkasa ke tingkat yang sama sekali berbeda, tetapi perjalanan antarbintang masih menjadi mimpi. Tetapi apakah itu sangat tidak nyata dan tidak dapat dicapai? Apa yang bisa kita lakukan sekarang dan apa yang bisa kita harapkan dalam waktu dekat?

11.10.2011, Sel, 17:27, waktu Moskow

Dengan teleskop Kepler, para astronom telah menemukan 54 exoplanet yang berpotensi layak huni. Dunia yang jauh ini berada di zona layak huni, yaitu. pada jarak tertentu dari bintang pusat, yang memungkinkan untuk mempertahankan air cair di permukaan planet.

Namun, jawaban atas pertanyaan utama, apakah kita sendirian di Alam Semesta, sulit diperoleh - karena jarak yang sangat jauh memisahkan tata surya dan tetangga terdekat kita. Misalnya, planet "menjanjikan" Gliese 581g berjarak 20 tahun cahaya — cukup dekat dalam istilah kosmik, tetapi terlalu jauh untuk instrumen Bumi.

Kelimpahan planet ekstrasurya dalam radius 100 tahun cahaya dan kurang dari Bumi dan minat ilmiah dan bahkan peradaban yang sangat besar yang diwakilinya bagi umat manusia membuat kita melihat kembali gagasan fantastis tentang perjalanan antarbintang hingga saat ini.

Bintang-bintang terdekat dengan tata surya kita

Terbang ke bintang lain, tentu saja, adalah masalah teknologi. Selain itu, ada beberapa kemungkinan untuk mencapai tujuan yang begitu jauh, dan pilihan yang mendukung satu atau lain metode belum dibuat.

Beri jalan untuk drone

Umat ​​manusia telah mengirim kendaraan antarbintang ke luar angkasa: wahana Pioneer dan Voyager. Saat ini, mereka telah meninggalkan batas tata surya, tetapi kecepatan mereka tidak memungkinkan kita untuk berbicara tentang pencapaian tujuan yang cepat. Jadi, Voyager 1, bergerak dengan kecepatan sekitar 17 km / s, bahkan ke bintang terdekat Proxima Centauri (4,2 tahun cahaya) akan terbang dalam waktu yang sangat lama - 17 ribu tahun.

Jelas, dengan mesin roket modern, kita tidak akan pergi ke mana pun di luar tata surya: untuk mengangkut 1 kg kargo, bahkan ke Proxima Centauri di dekatnya, diperlukan puluhan ribu ton bahan bakar. Pada saat yang sama, dengan bertambahnya massa kapal, jumlah bahan bakar yang dibutuhkan meningkat, dan bahan bakar tambahan diperlukan untuk mengangkutnya. Lingkaran setan yang mengakhiri tank dengan bahan bakar kimia - membangun pesawat ruang angkasa dengan berat miliaran ton adalah pekerjaan yang benar-benar luar biasa. Perhitungan sederhana menggunakan rumus Tsiolkovsky menunjukkan bahwa mempercepat pesawat ruang angkasa berbahan bakar roket berbahan bakar kimia menjadi sekitar 10% kecepatan cahaya akan membutuhkan lebih banyak bahan bakar daripada yang tersedia di alam semesta yang diketahui.

Reaksi fusi termonuklir menghasilkan energi per satuan massa rata-rata satu juta kali lebih banyak daripada proses pembakaran kimia. Itulah sebabnya, pada 1970-an, NASA menarik perhatian pada kemungkinan penggunaan mesin roket termonuklir. Proyek pesawat ruang angkasa tak berawak Daedalus melibatkan pembuatan mesin di mana pelet kecil bahan bakar termonuklir akan dimasukkan ke dalam ruang bakar dan dinyalakan oleh berkas elektron. Produk dari reaksi termonuklir dikeluarkan dari nosel mesin dan mempercepat kapal.

Pesawat Luar Angkasa Daedalus versus Empire State Building

Daedalus seharusnya membawa 50 ribu ton pelet bahan bakar dengan diameter 40 dan 20 mm. Granula terdiri dari inti dengan deuterium dan tritium dan cangkang helium-3. Yang terakhir hanya membuat 10-15% dari massa pelet bahan bakar, tetapi, pada kenyataannya, adalah bahan bakar. Helium-3 berlimpah di Bulan, dan deuterium banyak digunakan di industri nuklir... Inti deuterium bertindak sebagai detonator untuk memicu reaksi fusi dan memicu reaksi yang kuat dengan pelepasan jet plasma jet, yang dikendalikan oleh medan magnet yang kuat. Ruang bakar molibdenum utama dari mesin Daedalus seharusnya berbobot lebih dari 218 ton, ruang tahap kedua - 25 ton. Kumparan superkonduktor magnetik juga cocok dengan reaktor besar: yang pertama berbobot 124,7 ton, dan yang kedua - 43,6 ton Sebagai perbandingan: massa kering pesawat ulang-alik kurang dari 100 ton.

Penerbangan Daedalus direncanakan dalam dua tahap: mesin tahap pertama harus bekerja selama lebih dari 2 tahun dan membakar 16 miliar pelet bahan bakar. Setelah pemisahan tahap pertama, mesin tahap kedua bekerja selama hampir dua tahun. Jadi, dalam 3,81 tahun percepatan terus menerus, Daedalus akan mencapai kecepatan maksimum 12,2% dari kecepatan cahaya. Kapal seperti itu akan menempuh jarak ke Bintang Barnard (5,96 tahun cahaya) dalam 50 tahun dan akan mampu, terbang melalui sistem bintang yang jauh, untuk mengirimkan hasil pengamatannya melalui komunikasi radio ke Bumi. Dengan demikian, seluruh misi akan memakan waktu sekitar 56 tahun.

Stanford Thor adalah struktur kolosal dengan seluruh kota di dalam lingkaran

Terlepas dari kesulitan besar dalam memastikan keandalan berbagai sistem Daedalus dan biayanya yang sangat besar, proyek ini diimplementasikan pada tingkat teknologi modern. Apalagi, pada 2009, tim peminat menghidupkan kembali proyek kapal termonuklir. Saat ini, proyek Icarus mencakup 20 topik ilmiah tentang pengembangan teoretis sistem dan material untuk kapal antarbintang.

Dengan demikian, penerbangan antarbintang tak berawak hingga 10 tahun cahaya sudah dimungkinkan hari ini, yang akan memakan waktu sekitar 100 tahun penerbangan ditambah waktu bagi sinyal radio untuk melakukan perjalanan kembali ke Bumi. Jari-jari ini mencakup sistem bintang Alpha Centauri, Bintang Barnard, Sirius, Epsilon Eridani, UV Ceti, Ross 154 dan 248, CN Leo, WISE 1541-2250. Seperti yang Anda lihat, ada cukup banyak objek di dekat Bumi untuk dipelajari menggunakan misi tak berawak. Tetapi bagaimana jika robot menemukan sesuatu yang benar-benar tidak biasa dan unik, seperti biosfer yang kompleks? Akankah ekspedisi dengan partisipasi orang dapat pergi ke planet yang jauh?

Penerbangan seumur hidup

Jika kita sudah bisa mulai membangun pesawat ruang angkasa tak berawak hari ini, maka dengan pesawat ruang angkasa berawak situasinya lebih rumit. Pertama-tama, masalah waktu penerbangan sangat akut. Ambil bintang Barnard yang sama. Astronot harus bersiap untuk penerbangan berawak dari sekolah, karena meskipun peluncuran dari Bumi terjadi pada ulang tahun ke-20 mereka, pesawat ruang angkasa akan mencapai tujuan penerbangan pada ulang tahun ke-70 atau bahkan ke-100 (dengan mempertimbangkan perlunya pengereman, yang tidak memerlukan penerbangan tak berawak) ... Pemilihan kru pada masa remaja penuh dengan ketidakcocokan psikologis dan konflik interpersonal, dan usia 100 tahun tidak memberikan harapan untuk pekerjaan yang bermanfaat di permukaan planet ini dan untuk kembali ke rumah.

Namun, apakah masuk akal untuk kembali? Sejumlah penelitian oleh NASA mengarah pada kesimpulan yang mengecewakan: tinggal lama di gravitasi nol akan menghancurkan kesehatan astronot secara permanen. Misalnya, pekerjaan profesor biologi Robert Fitts dengan astronot ISS menunjukkan bahwa meskipun latihan fisik aktif di pesawat ruang angkasa, setelah misi tiga tahun ke Mars, otot-otot besar, seperti betis, akan menjadi 50% lebih lemah. Kepadatan mineral tulang menurun dengan cara yang sama. Akibatnya, kemampuan untuk bekerja dan bertahan hidup dalam situasi ekstrem berkurang secara signifikan, dan periode adaptasi terhadap gravitasi normal setidaknya satu tahun. Penerbangan dalam gravitasi nol selama beberapa dekade akan mempertanyakan kehidupan para astronot. Mungkin tubuh manusia akan dapat pulih, misalnya, dalam proses pengereman dengan gravitasi yang meningkat secara bertahap. Namun, risiko kematian masih terlalu tinggi dan membutuhkan solusi radikal.

Masalah radiasi juga tetap sulit. Bahkan di dekat Bumi (di kapal ISS), astronot tidak lebih dari enam bulan karena bahaya paparan radiasi. Kapal antarplanet harus dilengkapi dengan perlindungan berat, tetapi meskipun demikian, pertanyaan tentang efek radiasi pada tubuh manusia tetap ada. Secara khusus, tentang risiko penyakit onkologis, yang perkembangannya dalam gravitasi nol praktis belum dipelajari. Awal tahun ini, ilmuwan Krasimir Ivanov dari German Aerospace Center di Cologne menerbitkan hasil studi menarik tentang perilaku sel melanoma (bentuk paling berbahaya dari kanker kulit) di gravitasi nol. Dibandingkan dengan sel kanker yang tumbuh di bawah gravitasi normal, sel yang telah menghabiskan 6 dan 24 jam dalam gravitasi nol kurang rentan terhadap metastasis. Ini tampaknya menjadi kabar baik, tetapi hanya pada pandangan pertama. Faktanya adalah bahwa kanker "ruang" semacam itu mampu diam selama beberapa dekade, dan menyebar secara tak terduga dalam skala besar ketika sistem kekebalan tubuh terganggu. Selain itu, penelitian ini memperjelas bahwa kita masih tahu sedikit tentang reaksi tubuh manusia untuk tinggal lama di luar angkasa. Saat ini para astronot, orang-orang kuat yang sehat, menghabiskan terlalu sedikit waktu di sana untuk mentransfer pengalaman mereka ke penerbangan antarbintang yang panjang.

Proyek Biosphere-2 dimulai dengan ekosistem yang indah, dipilih dengan cermat dan sehat ...

Sayangnya, memecahkan masalah gravitasi nol pada pesawat ruang angkasa antarbintang tidak begitu mudah. Kemungkinan menciptakan gravitasi buatan dengan memutar unit hidup yang tersedia bagi kita memiliki sejumlah kesulitan. Untuk menciptakan gravitasi bumi, bahkan roda dengan diameter 200 m harus diputar dengan kecepatan 3 putaran per menit. Dengan putaran yang begitu cepat, kekuatan Karyolis akan menciptakan beban yang benar-benar tak tertahankan bagi alat vestibular manusia, menyebabkan mual dan serangan mabuk laut yang akut. Satu-satunya solusi untuk masalah ini adalah Stanford Tor, yang dikembangkan oleh para ilmuwan di Universitas Stanford pada tahun 1975. Ini adalah cincin besar dengan diameter 1,8 km, di mana 10 ribu astronot bisa hidup. Karena ukurannya, ia memberikan gravitasi pada tingkat 0,9-1,0 g dan kehidupan yang cukup nyaman bagi manusia. Namun, bahkan pada kecepatan rotasi yang lebih rendah dari satu rpm, orang masih akan mengalami sedikit ketidaknyamanan yang nyata. Terlebih lagi, jika kompartemen hidup raksasa seperti itu dibangun, bahkan pergeseran kecil dalam distribusi berat torus akan mempengaruhi kecepatan rotasi dan menyebabkan seluruh struktur bergetar.

... tetapi berakhir dengan bencana ekologis

Bagaimanapun, kapal untuk 10 ribu orang adalah ide yang meragukan. Untuk menciptakan ekosistem yang andal bagi sejumlah orang seperti itu, Anda membutuhkan sejumlah besar tanaman, 60 ribu ayam, 30 ribu kelinci, dan kawanan sapi. Ini saja bisa memberikan diet 2.400 kalori per hari. Namun, semua eksperimen untuk menciptakan ekosistem tertutup seperti itu selalu berakhir dengan kegagalan. Dengan demikian, selama eksperimen terbesar "Biosphere-2" oleh Space Biosphere Ventures, jaringan bangunan tertutup dengan luas total 1,5 hektar dengan 3 ribu spesies tumbuhan dan hewan dibangun. Seluruh ekosistem akan menjadi "planet" kecil yang mandiri di mana 8 orang tinggal. Percobaan berlangsung 2 tahun, tetapi setelah beberapa minggu masalah serius dimulai: mikroorganisme dan serangga mulai berkembang biak secara tidak terkendali, mengkonsumsi terlalu banyak oksigen dan tanaman, dan ternyata tanpa angin tanaman menjadi terlalu rapuh. Sebagai akibat dari bencana ekologis lokal, orang-orang mulai kehilangan berat badan, jumlah oksigen turun dari 21% menjadi 15%, dan para ilmuwan harus melanggar kondisi percobaan dan memasok delapan "kosmonot" dengan oksigen dan makanan.

Dengan demikian, penciptaan ekosistem yang kompleks tampaknya merupakan cara yang keliru dan berbahaya untuk menyediakan oksigen dan makanan bagi awak kapal antarbintang. Untuk mengatasi masalah ini, Anda memerlukan organisme yang dirancang khusus dengan gen yang diubah yang dapat memakan cahaya, limbah, dan zat sederhana. Misalnya, pabrik produksi alga chlorella modern yang besar dapat menghasilkan hingga 40 ton bubur per hari. Satu bioreaktor yang sepenuhnya otonom dengan berat beberapa ton dapat menghasilkan hingga 300 liter suspensi chlorella per hari, yang cukup untuk memberi makan kru yang terdiri dari beberapa lusin orang. Chlorella yang dimodifikasi secara genetik tidak hanya dapat memenuhi kebutuhan nutrisi kru, tetapi juga mendaur ulang limbah, termasuk karbon dioksida. Saat ini, proses rekayasa genetika untuk mikroalga telah menjadi hal yang biasa, dan ada banyak desain yang dikembangkan untuk pengolahan air limbah, produksi biofuel, dan banyak lagi.

Mimpi beku

Hampir semua masalah penerbangan antarbintang berawak di atas dapat diselesaikan dengan satu teknologi yang sangat menjanjikan - mati suri, atau disebut juga cryostasis. Anabiosis adalah perlambatan dalam proses kehidupan manusia setidaknya beberapa kali. Jika mungkin untuk membenamkan seseorang dalam kelesuan buatan seperti itu, yang memperlambat metabolisme 10 kali lipat, maka dalam penerbangan 100 tahun ia akan menua dalam mimpi hanya 10 tahun. Hal ini memudahkan pemecahan masalah nutrisi, suplai oksigen, gangguan mental, dan kerusakan tubuh akibat tidak berbobot. Selain itu, lebih mudah untuk melindungi kompartemen dengan ruang anabiotik dari mikrometeorit dan radiasi daripada zona layak huni bervolume besar.

Sayangnya, memperlambat proses kehidupan manusia adalah tugas yang sangat sulit. Tetapi di alam ada organisme yang dapat berhibernasi dan meningkatkan umurnya hingga ratusan kali lipat. Misalnya, kadal kecil yang disebut salamander Siberia mampu berhibernasi di masa-masa sulit dan bertahan selama beberapa dekade, bahkan dibekukan menjadi balok es dengan suhu minus 35-40 ° C. Ada kasus ketika salamander menghabiskan sekitar 100 tahun dalam hibernasi dan, seolah-olah tidak ada yang terjadi, mencair dan melarikan diri dari para peneliti yang terkejut. Selain itu, rentang hidup kadal "berkelanjutan" yang biasa tidak melebihi 13 tahun. Kemampuan luar biasa salamander disebabkan oleh fakta bahwa hatinya mensintesis sejumlah besar gliserin, hampir 40% dari berat tubuhnya, yang melindungi sel dari suhu rendah.

Bioreaktor untuk menumbuhkan mikroalga yang dimodifikasi secara genetik dan mikroorganisme lainnya dapat memecahkan masalah nutrisi dan daur ulang limbah

Hambatan utama untuk perendaman seseorang dalam cryostasis adalah air, yang 70% dari tubuh kita terdiri. Ketika dibekukan, ia berubah menjadi kristal es, volumenya meningkat sebesar 10%, yang memecahkan membran sel. Selain itu, saat membeku, zat terlarut di dalam sel bermigrasi ke air yang tersisa, mengganggu proses pertukaran ion intraseluler, serta organisasi protein dan struktur antar sel lainnya. Secara umum, penghancuran sel selama pembekuan membuat seseorang tidak mungkin hidup kembali.

Namun, ada cara yang menjanjikan untuk mengatasi masalah ini - hidrat klatrat. Mereka ditemukan kembali pada tahun 1810, ketika ilmuwan Inggris Sir Humphrey Davy menyuntikkan klorin ke dalam air di bawah tekanan tinggi dan menyaksikan pembentukan struktur padat. Ini adalah hidrat klatrat - salah satu bentuk es air di mana gas asing dimasukkan. Tidak seperti kristal es, kisi klatrat kurang keras, tidak memiliki tepi yang tajam, tetapi memiliki rongga di mana zat intraseluler dapat "bersembunyi". Teknologi animasi gantung klatrat akan sederhana: gas inert, seperti xenon atau argon, suhunya sedikit di bawah nol, dan metabolisme sel mulai melambat secara bertahap sampai seseorang memasuki cryostasis. Sayangnya, pembentukan hidrat klatrat membutuhkan tekanan tinggi (sekitar 8 atmosfer) dan konsentrasi gas terlarut dalam air yang sangat tinggi. Cara menciptakan kondisi seperti itu dalam organisme hidup masih belum diketahui, meskipun ada beberapa keberhasilan di bidang ini. Dengan demikian, klatrat mampu melindungi jaringan otot jantung dari penghancuran mitokondria bahkan pada suhu kriogenik (di bawah 100 derajat Celcius), serta mencegah kerusakan pada membran sel. Eksperimen anabiosis klatrat pada manusia belum dibahas, karena permintaan komersial untuk teknologi cryostasis kecil dan penelitian tentang topik ini dilakukan terutama oleh perusahaan kecil yang menawarkan layanan untuk membekukan mayat.

Terbang dengan hidrogen

Pada tahun 1960, fisikawan Robert Bassard mengusulkan konsep asli mesin ramjet fusi yang memecahkan banyak masalah perjalanan antarbintang. Intinya adalah menggunakan hidrogen dan debu antarbintang yang ada di luar angkasa. Sebuah pesawat ruang angkasa dengan mesin seperti itu pertama-tama berakselerasi dengan bahan bakarnya sendiri, dan kemudian membuka corong besar medan magnet, berdiameter ribuan kilometer, yang menangkap hidrogen dari luar angkasa. Hidrogen ini digunakan sebagai sumber bahan bakar yang tidak habis-habisnya untuk mesin roket termonuklir.

Mesin Bassard menawarkan manfaat yang luar biasa. Pertama-tama, karena bahan bakar "bebas", dimungkinkan untuk bergerak dengan akselerasi konstan 1 g, yang berarti bahwa semua masalah yang terkait dengan bobot hilang. Selain itu, mesin memungkinkan Anda untuk berakselerasi ke kecepatan yang luar biasa - 50% dari kecepatan cahaya dan bahkan lebih. Secara teoritis, bergerak dengan percepatan 1 g, sebuah kapal dengan mesin Bassard dapat menempuh jarak 10 tahun cahaya dalam waktu sekitar 12 tahun Bumi, dan untuk kru, karena efek relativistik, hanya membutuhkan waktu 5 tahun waktu kapal.

Sayangnya, dalam perjalanan membuat kapal dengan mesin Bassard, ada sejumlah masalah serius yang tidak dapat diselesaikan pada tingkat teknologi saat ini. Pertama-tama, perlu untuk membuat perangkap hidrogen yang besar dan andal, menghasilkan medan magnet dengan kekuatan luar biasa. Pada saat yang sama, harus memastikan kerugian minimal dan transportasi hidrogen yang efisien ke reaktor fusi. Proses reaksi termonuklir dari transformasi empat atom hidrogen menjadi atom helium, yang diusulkan oleh Bassard, menimbulkan banyak pertanyaan. Faktanya adalah bahwa reaksi yang paling sederhana ini sulit untuk diterapkan dalam reaktor sekali lewat, karena berlangsung terlalu lambat dan, pada prinsipnya, hanya mungkin terjadi di dalam bintang.

Namun, kemajuan dalam studi fusi termonuklir memberikan harapan bahwa masalah tersebut dapat diselesaikan, misalnya, menggunakan isotop "eksotis" dan antimateri sebagai katalis untuk reaksi.

Salamander Siberia bisa mati suri selama beberapa dekade

Sejauh ini, penelitian tentang mesin Bassard adalah murni teoritis. Perhitungan berdasarkan teknologi nyata diperlukan. Pertama-tama, perlu untuk mengembangkan mesin yang mampu menghasilkan energi yang cukup untuk memberi daya pada perangkap magnet dan mempertahankan reaksi termonuklir, menghasilkan antimateri dan mengatasi hambatan media antarbintang, yang akan memperlambat "layar" elektromagnetik besar.

Antimateri untuk membantu

Ini mungkin terdengar aneh, tetapi hari ini umat manusia lebih dekat untuk menciptakan mesin yang ditenagai oleh antimateri daripada mesin ramjet Bassard yang intuitif dan tampaknya sederhana.

Reaktor fusi berdasarkan deuterium dan tritium dapat menghasilkan 6x1011 Joule per gram hidrogen - terlihat mengesankan, terutama jika Anda menganggapnya 10 juta kali lebih efisien daripada roket kimia. Reaksi materi dan antimateri menghasilkan kira-kira dua kali lipat lebih banyak energi. Ketika sampai pada pemusnahan, perhitungan ilmuwan Mark Millis dan hasil kerja kerasnya selama 27 tahun tidak terlihat begitu menyedihkan: Millis menghitung biaya energi untuk meluncurkan pesawat ruang angkasa ke Alpha Centauri dan menemukan bahwa itu akan berjumlah 10 18 J , yaitu konsumsi listrik hampir tahunan oleh seluruh umat manusia. Tapi itu hanya satu kilogram antimateri.

Probe Hbar Technologies akan memiliki layar serat karbon tipis yang dilapisi dengan uranium 238. Saat menyentuh layar, antihidrogen akan memusnahkan dan menciptakan dorongan jet.

Sebagai hasil dari pemusnahan hidrogen dan antihidrogen, fluks foton yang kuat terbentuk, laju aliran yang mencapai maksimum untuk mesin roket, mis. kecepatan cahaya. Ini adalah metrik yang ideal untuk mencapai kecepatan mendekati cahaya yang sangat tinggi untuk pesawat ruang angkasa bertenaga foton. Sayangnya, sangat sulit untuk menggunakan antimateri sebagai bahan bakar roket, karena selama pemusnahan ada semburan radiasi gamma yang kuat yang akan membunuh astronot. Juga, sejauh ini tidak ada teknologi untuk menyimpan antimateri dalam jumlah besar, dan fakta akumulasi berton-ton antimateri, bahkan di luar angkasa yang jauh dari Bumi, merupakan ancaman serius, karena pemusnahan bahkan satu kilogram antimateri setara. hingga ledakan nuklir dengan kapasitas 43 megaton (ledakan kekuatan seperti itu dapat mengubah sepertiga wilayah Amerika Serikat). Biaya antimateri adalah faktor lain yang memperumit penerbangan antarbintang bertenaga foton. Teknologi modern untuk produksi antimateri memungkinkan untuk memproduksi satu gram antihidrogen dengan harga puluhan triliun dolar.

Namun, proyek besar dalam studi antimateri membuahkan hasil. Saat ini, fasilitas penyimpanan positron khusus, "botol magnetik", telah dibuat, yang merupakan wadah yang didinginkan dengan helium cair dengan dinding yang terbuat dari medan magnet. Pada bulan Juni tahun ini, ilmuwan CERN berhasil menyimpan atom antihidrogen selama 2000 detik. Di Universitas California (AS), fasilitas penyimpanan antimateri terbesar di dunia sedang dibangun, di mana lebih dari satu triliun positron dapat disimpan. Salah satu tujuan para ilmuwan di University of California adalah membuat wadah portabel untuk antimateri yang dapat digunakan untuk tujuan ilmiah jauh dari akselerator besar. Proyek ini didukung oleh Pentagon, yang tertarik pada aplikasi militer antimateri, sehingga susunan botol magnetik terbesar di dunia tidak mungkin kekurangan dana.

Akselerator modern akan mampu menghasilkan satu gram antihidrogen dalam beberapa ratus tahun. Ini adalah waktu yang sangat lama, jadi satu-satunya jalan keluar adalah mengembangkan teknologi baru produksi antimateri atau menyatukan upaya semua negara di planet kita. Tetapi bahkan dalam kasus ini, dengan teknologi modern, tidak ada yang bisa diimpikan untuk memproduksi puluhan ton antimateri untuk penerbangan berawak antarbintang.

Namun, semuanya tidak begitu menyedihkan. Pakar NASA telah mengembangkan beberapa proyek pesawat ruang angkasa yang bisa pergi ke luar angkasa hanya dengan satu mikrogram antimateri. NASA percaya bahwa peningkatan peralatan akan memungkinkan untuk memproduksi antiproton dengan harga sekitar $ 5 miliar per gram.

Perusahaan Amerika Hbar Technologies, dengan dukungan NASA, sedang mengembangkan konsep untuk pesawat tak berawak yang digerakkan oleh mesin antihidrogen. Tujuan pertama dari proyek ini adalah untuk membuat pesawat ruang angkasa tak berawak yang bisa terbang ke sabuk Kuiper di pinggiran tata surya dalam waktu kurang dari 10 tahun. Saat ini, tidak mungkin untuk mencapai titik terpencil seperti itu dalam 5-7 tahun, khususnya, wahana New Horizons NASA akan terbang melalui sabuk Kuiper 15 tahun setelah peluncuran.

Sebuah probe menempuh jarak 250 AU. dalam 10 tahun, itu akan sangat kecil, dengan muatan hanya 10 mg, tetapi juga membutuhkan sedikit antihidrogen - 30 mg. Tevatron akan menghasilkan jumlah itu dalam beberapa dekade, dan para ilmuwan dapat menguji konsep mesin baru selama misi luar angkasa yang sebenarnya.

Perhitungan awal juga menunjukkan bahwa dimungkinkan untuk mengirim probe kecil ke Alpha Centauri dengan cara yang sama. Pada satu gram antihidrogen, ia akan terbang ke bintang yang jauh dalam 40 tahun.

Tampaknya semua hal di atas adalah fantasi dan tidak ada hubungannya dengan masa depan yang dekat. Untungnya, ini tidak terjadi. Sementara perhatian publik terpaku pada krisis dunia, kegagalan bintang pop dan peristiwa terkini lainnya, inisiatif pembuatan zaman tetap berada dalam bayang-bayang. Badan antariksa NASA telah meluncurkan proyek Starship 100 Tahun yang ambisius, yang melibatkan penciptaan bertahap dan jangka panjang dari landasan ilmiah dan teknologi untuk penerbangan antarplanet dan antarbintang. Program ini tak tertandingi dalam sejarah umat manusia dan harus menarik para ilmuwan, insinyur, dan penggemar profesi lain dari seluruh dunia. Dari 30 September hingga 2 Oktober 2011, sebuah simposium akan diadakan di Orlando, Florida, di mana berbagai teknologi penerbangan luar angkasa akan dibahas. Berdasarkan hasil acara tersebut, spesialis NASA akan mengembangkan rencana bisnis untuk memberikan bantuan industri tertentu dan perusahaan yang sedang mengembangkan teknologi yang masih hilang, tetapi diperlukan untuk perjalanan antarbintang di masa depan. Jika program ambisius NASA dimahkotai dengan sukses, dalam 100 tahun umat manusia akan dapat membangun kapal antarbintang, dan kita akan menavigasi tata surya dengan mudah seperti kita terbang dari daratan ke daratan saat ini.

Mikhail Levkevich

Mencetak

DASAR ILMU

luar angkasa

transportasi ke VL VI11R GP

Dengan dorongan kuat, roket naik secara vertikal dari landasan peluncuran dan naik ... Ini adalah hal yang akrab sejak tahun 1960-an. gambar itu mungkin akan segera terlupakan. Sistem ruang sekali pakai dan "pesawat ulang-alik" harus diganti dengan kendaraan generasi baru - pesawat luar angkasa, yang akan memiliki kemampuan lepas landas dan mendarat secara horizontal, seperti pesawat konvensional

H -. , "Л *" -, (/

3. KRAUS. A. M. Kharitonov

KRAUSE Egon - Profesor Emeritus, SP 973 hingga 1998 - Direktur Institut Aerodinamis Sekolah Teknik Rhine-Westphalia (GOASh ^ "(Ax ^ n, Jerman). Pemenang Penghargaan Masyarakat Max Dlanck, Ph.D. Doktor Cabang Siberia dari Akademi Ilmu Pengetahuan Rusia ~

XAPMTOHCJP Anatoly. Mikhailovich - Doktor Ilmu Teknik, Peneliti Profesor di Institute of Theoretical and Applied Mechanics dinamai S.A. Khristianovich SB RAS (Novosibirsk). Ilmuwan Terhormat Federasi Rusia, peraih Penghargaan Dewan Menteri Uni Soviet (1985). Penulis dan rekan penulis sekitar 150 makalah ilmiah dan 2 paten

Perkembangan lebih lanjut dari kosmonotika ditentukan oleh kebutuhan untuk operasi intensif stasiun ruang angkasa, pengembangan komunikasi global dan sistem navigasi, dan pemantauan lingkungan pada skala planet. Untuk tujuan ini, negara-negara terkemuka di dunia sedang mengembangkan pesawat ruang udara (VKS) yang dapat digunakan kembali, yang secara signifikan akan mengurangi biaya pengiriman barang dan orang ke orbit. Ini akan menjadi sistem yang dicirikan oleh kemampuan, [yang paling relevan adalah sebagai berikut:

Penggunaan ganda untuk meluncurkan produksi dan kargo ilmiah dan teknis ke orbit dengan interval waktu yang relatif singkat antara penerbangan berulang;

Kembalinya bangunan yang rusak dan bekas yang mengotori ruang;

Penyelamatan awak stasiun orbit dan pesawat ruang angkasa dalam situasi darurat;

Pengintaian mendesak daerah bencana alam dan bencana di mana saja di dunia.

Di negara-negara dengan kedirgantaraan maju

teknologi telah membuat langkah besar di bidang kecepatan penerbangan tinggi, yang menentukan potensi untuk menciptakan berbagai pesawat jet udara hipersonik. Ada banyak alasan untuk percaya bahwa di masa depan pesawat berawak akan menguasai kecepatan dari angka Mach M = 4-6 hingga M = 12-15 (sementara rekor M = 6,7, dibuat pada tahun 1967 oleh pesawat eksperimental X-15 Amerika dengan mesin roket).

Jika kita berbicara tentang penerbangan sipil, pengembangan kecepatan tinggi sangat penting untuk intensifikasi lalu lintas penumpang dan ikatan bisnis. Pesawat penumpang hipersonik dengan Mach 6 akan mampu memberikan durasi penerbangan yang rendah kelelahan (tidak lebih dari 4 jam) pada rute internasional dengan jangkauan sekitar 10 ribu km, seperti Eropa (Paris) - Amerika Selatan (Sao Paulo ), Eropa (London) - India , AS (New York) - Jepang. Ingatlah bahwa waktu penerbangan Concorde supersonik dari New York ke Paris sekitar 3 jam, dan Boeing 747 menghabiskan sekitar 6,5 jam di rute ini. Pesawat masa depan dengan Mach 10

KAMUS ISTILAH AERODINAMIKA

Angka Mach adalah parameter yang mencirikan berapa kali kecepatan pesawat (atau aliran gas) lebih besar dari kecepatan suara Kecepatan hipersonik adalah istilah longgar untuk kecepatan dengan angka Mach melebihi 4 5 Angka Reynolds adalah parameter yang mencirikan hubungan antara gaya inersia dan gaya viskos dalam aliran

Sudut serang - kemiringan bidang sayap ke jalur penerbangan Kejutan pemadatan (gelombang kejut) - wilayah aliran sempit di mana terjadi penurunan tajam dalam kecepatan aliran gas supersonik, yang mengarah pada peningkatan kepadatan yang tiba-tiba. daerah aliran di mana penurunan tajam dalam kepadatan media gas

Skema model sistem kedirgantaraan dua tahap E1_AS-EOE. Kendaraan ini akan lepas landas dan mendarat secara horizontal, sama seperti pesawat konvensional. Diasumsikan bahwa panjang konfigurasi skala penuh adalah 75 m, dan lebar sayap - 38 m.Po: (Reybl, Yakobe, 2005)

dalam 4 jam mereka akan dapat menempuh 16-17 ribu km dengan melakukan penerbangan nonstop, misalnya dari Amerika Serikat atau Eropa ke Australia.

GTaya mao Tai

Pesawat hipersonik membutuhkan teknologi baru yang benar-benar berbeda dari yang melekat pada pesawat modern dan pesawat ruang angkasa lepas landas secara vertikal. Tentu saja roket

mesin menghasilkan banyak daya dorong, tetapi mengkonsumsi bahan bakar dalam jumlah besar, dan selain itu, roket harus membawa oksidator di dalamnya. Oleh karena itu, penggunaan roket di atmosfer terbatas pada penerbangan jangka pendek.

Keinginan untuk memecahkan masalah teknis yang kompleks ini telah menyebabkan pengembangan berbagai konsep untuk sistem transportasi ruang angkasa. Arah utama, yang secara aktif diselidiki oleh perusahaan kedirgantaraan terkemuka dunia, adalah V CS satu tahap. Pesawat luar angkasa semacam itu, yang lepas landas dari lapangan terbang konvensional, dapat memberikan muatan sekitar 3% dari berat lepas landas ke orbit rendah bumi. Konsep lain untuk sistem yang dapat digunakan kembali adalah peralatan dua tahap. Dalam hal ini, tahap pertama dilengkapi dengan mesin air-jet, dan yang kedua adalah yang orbital, dan pemisahan tahap dilakukan dalam kisaran angka Mach dari 6 hingga 12 pada ketinggian sekitar 30 km.

1980-1990 Proyek VKS dikembangkan di AS (NASP), Inggris (HOTOL), Jerman (Snger), Prancis (STS-2000, STAR-H), Rusia (VKS NII-1, Spiral, Tu-2000). Pada tahun 1989, atas prakarsa German Research Society (DFG), penelitian bersama dari tiga pusat Jerman dimulai:

Sekolah Teknik Rhine-Westphalia di Aachen, Universitas Teknik Munich dan Universitas Stuttgart. Pusat-pusat ini, disponsori oleh DFG, melakukan program penelitian jangka panjang yang mencakup studi tentang masalah mendasar yang diperlukan untuk desain sistem transportasi ruang angkasa, seperti teknik umum, aerodinamika, termodinamika, mekanik penerbangan, mesin, bahan, dll. bagian dari pekerjaan pada aerodinamika eksperimental dilakukan bekerja sama dengan Institute of Theoretical and Applied Mechanics. S.A. Khristianovich SB RAS. Organisasi dan koordinasi semua pekerjaan penelitian dilakukan oleh sebuah komite, yang selama sepuluh tahun dipimpin oleh salah satu penulis artikel ini (E. Krause). Kami memberikan perhatian kepada pembaca beberapa materi visual paling ilustratif yang mengilustrasikan beberapa hasil yang diperoleh dalam kerangka proyek ini di bidang aerodinamika.

Penerbangan sistem ELAC-EOS dua tahap harus mencakup rentang kecepatan terluas: dari mengatasi penghalang suara (M = 1) hingga pemisahan tahap orbital (M = 7) dan masuknya ke orbit rendah bumi ( M = 25). Untuk: (Rable, Jacobe, 2005)

Penghalang suara Nomor Mach

DASAR ILMU

Model besar ELAC 1 (panjang lebih dari 6 m) di bagian uji DNW terowongan angin kecepatan rendah Jerman-Belanda. Untuk: (Rable, Jacobe, 2005)

Aaóóñóó "i áí ^ áóáy eñóálá ELAC-EOS

Untuk penelitian, konsep kendaraan kedirgantaraan dua tahap diusulkan (tahap pembawa disebut ELAC dalam bahasa Jerman, orbital - EOS). Bahan bakarnya adalah hidrogen cair. Diasumsikan bahwa konfigurasi ELAC skala penuh akan memiliki panjang 75 m, lebar sayap 38 m dan sapuan tinggi r / kepala. Panjang panggung EOS adalah 34 m, dan lebar sayap 18 m. Tahap orbit memiliki hidung elips, lambung pusat dengan sisi atas setengah silinder dan satu lunas di bidang simetri. Di permukaan atas tahap pertama ada ceruk di mana tahap orbital terletak selama pendakian. Meskipun dangkal, pada kecepatan hipersonik selama pemisahan (M = 7) memiliki pengaruh yang signifikan terhadap karakteristik aliran.

Untuk studi teoretis dan eksperimental, beberapa model tahap pembawa dan orbital pada skala 1: 150 dirancang dan diproduksi. Untuk pengujian pada kecepatan rendah di terowongan angin DNW Jerman-Belanda, model besar dari konfigurasi yang diselidiki dibuat pada skala 1:12 (panjang lebih dari 6 m, berat sekitar 1600 kg).

Aegóáeegáóey aáSógaóeá

Penerbangan dengan kecepatan supersonik sangat sulit bagi seorang peneliti, karena disertai dengan pembentukan gelombang kejut, atau gelombang kejut, dan pesawat dalam penerbangan semacam itu melewati beberapa rezim aliran (dengan struktur lokal yang berbeda), disertai dengan peningkatan fluks panas.

Masalah dalam proyek ELAC-EOS ini diselidiki baik secara eksperimental maupun numerik. Sebagian besar eksperimen telah dilakukan di bidang aerodinamika.

Pola arus jelaga minyak pada permukaan model ELAC 1, diperoleh di terowongan angin T-313 dari Institute of Theoretical and Applied Mechanics, SB RAS. Menurut: (Krause et al., 1999)

Perbandingan hasil simulasi numerik struktur vortex pada sisi bawah angin model E1.AC 1 (kanan) dan visualisasi eksperimental dengan metode pisau laser (kiri). Hasil perhitungan numerik diperoleh dengan menyelesaikan persamaan Navier-Stokes untuk aliran laminer pada bilangan Mach M = 2, bilangan Reynolds Je = 4 10e, dan sudut serang a = 24 °. Pola pusaran yang dihitung mirip dengan yang diamati secara eksperimental; terdapat perbedaan bentuk transversal dari vortisitas individu. Perhatikan bahwa aliran masuk tegak lurus terhadap bidang gambar. Po: (EKOTERD e? A /., 1996)

cerobong asap T-313 ITAM SB RAS di Novosibirsk. Angka Mach freestream dalam eksperimen ini bervariasi dalam kisaran 2< 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.

Hasil yang diperoleh dengan jelas menunjukkan, antara lain, pembentukan vortisitas di sisi bawah angin. Pola panorama arus pada permukaan model divisualisasikan dengan pelapisan dengan cairan khusus atau campuran minyak dan minyak. Dalam contoh pencitraan minyak / minyak yang khas, garis arus permukaan terlihat melengkung ke dalam dari tepi terdepan sayap dan mengalir ke dalam garis yang berorientasi kira-kira ke arah aliran. Ada juga garis-garis lain yang diarahkan ke garis tengah model.

Jejak yang jelas di sisi bawah angin ini mencirikan aliran silang, struktur tiga dimensi yang dapat diamati dengan menggunakan metode pisau laser. Dengan peningkatan sudut serang, aliran udara mengalir dari permukaan sayap ke arah bawah angin, membentuk sistem pusaran yang kompleks. Perhatikan bahwa vortisitas primer dengan tekanan yang berkurang di inti memberikan kontribusi positif terhadap pengangkatan pesawat ruang angkasa. Metode pisau laser itu sendiri didasarkan pada pemotretan radiasi koheren yang tersebar

Gelembung pusaran dalam keadaan transisi

Spiral pusaran yang berkembang penuh

Peluruhan vortisitas di sisi bawah angin dari konfigurasi ELAC 1 divisualisasikan dengan menyuntikkan cat fluoresen. Untuk: (Stromberg, Limberg, 1993)

¡AKU ADALAH CAKAPAN ILMU ILMU

pada mikropartikel padat atau cair yang dimasukkan ke dalam aliran, distribusi konsentrasinya ditentukan oleh struktur aliran yang diteliti. Sumber cahaya koheren terbentuk dalam bentuk bidang cahaya tipis, yang, pada kenyataannya, memberi nama pada metode ini. Menariknya, dari sudut pandang memberikan kontras gambar yang diperlukan, mikropartikel air biasa (kabut) sangat efektif.

Dalam kondisi tertentu, inti pusaran dapat runtuh, yang mengurangi daya angkat sayap. Proses ini, yang disebut gangguan pusaran, berkembang

jenis "gelembung" atau "spiral", perbedaan visual di antaranya ditunjukkan oleh foto yang diambil menggunakan suntikan cat fluoresen. Biasanya, rezim gelembung vortex stripping mendahului peluruhan spiral.

Informasi yang berguna tentang spektrum aliran supersonik di sekitar pesawat disediakan oleh metode bayangan Topler. Dengan bantuannya, ketidakhomogenan dalam aliran gas divisualisasikan, dan gelombang kejut dan gelombang penghalusan terlihat jelas.

Lensa lensa utama Lensa proyeksi Layar (kamera)

Sumber cahaya V g H Ketidakhomogenan Pisau Foucault "I

METODE TEPLER BAYANGAN

Kembali pada tahun 1867, ilmuwan Jerman A. Tepler mengusulkan metode untuk mendeteksi ketidakhomogenan optik dalam media transparan, yang masih belum kehilangan relevansinya dalam sains dan teknologi. Secara khusus, ini banyak digunakan untuk mempelajari distribusi kerapatan aliran udara saat mengalir di sekitar model pesawat di terowongan angin.

Skema optik dari salah satu implementasi metode ditunjukkan pada gambar. Seberkas sinar dari sumber cahaya celah diarahkan oleh sistem lensa melalui objek yang diteliti dan berfokus pada tepi layar buram (yang disebut pisau Foucault). Jika tidak ada ketidakhomogenan optik pada objek yang diselidiki, maka semua sinar ditunda oleh pisau. Di hadapan ketidakhomogenan, sinar akan menyebar, dan beberapa di antaranya, setelah menyimpang, akan melewati tepi pisau. Dengan menempatkan lensa proyeksi di belakang bidang pisau Foucault, Anda dapat memproyeksikan sinar ini ke layar (langsung ke kamera) dan mendapatkan gambar ketidakteraturan.

Skema yang dianggap paling sederhana memungkinkan untuk memvisualisasikan gradien kepadatan media yang tegak lurus dengan tepi pisau, sedangkan gradien kepadatan di sepanjang koordinat lainnya menyebabkan perpindahan gambar di sepanjang tepi dan tidak mengubah iluminasi layar . Ada berbagai modifikasi metode Toepler. Misalnya, alih-alih pisau, filter optik dipasang, terdiri dari garis-garis paralel dengan warna berbeda. Atau bukaan melingkar dengan sektor berwarna digunakan. Dalam hal ini, dengan tidak adanya ketidakhomogenan, sinar dari titik yang berbeda melewati tempat diafragma yang sama, sehingga seluruh bidang diwarnai dalam satu warna. Munculnya ketidakteraturan menyebabkan pembelokan sinar yang melewati sektor yang berbeda, dan gambar titik dengan pembelokan cahaya yang berbeda diwarnai dengan warna yang sesuai.

Kejutan kepala

Penggemar gelombang penghalusan

Kejutan pemadatan

Pola bayangan aliran di sekitar model EbAC 1 ini diperoleh dengan metode optik Toepler di terowongan angin supersonik di Aachen. Po: (Nepe! E? A /., 1993)

Foto bayangan aliran di sekitar model E1.AC 1 dengan pemasukan udara dalam tabung kejut hipersonik (M = 7,3) di Aachen. Pelangi yang indah berkedip di bagian kanan bawah gambar mewakili arus kacau di dalam saluran masuk udara. Untuk: (Olivier et al., 1996)

Distribusi teoritis bilangan Mach (kecepatan) untuk aliran di sekitar konfigurasi dua tahap E1_AC-EOE (nomor Mach freestream M = 4,04). Oleh: (Breitsumter et al., 2005)

Kesepakatan yang baik diamati antara data yang dihitung dan eksperimental, yang menegaskan keandalan solusi numerik untuk memprediksi aliran hipersonik. Contoh pola perhitungan distribusi bilangan Mach (kecepatan) dalam aliran selama proses pemisahan disajikan pada halaman ini. Guncangan pemadatan dan penghalusan lokal terlihat pada sumpah. Pada kenyataannya, bagian belakang konfigurasi EbAC 1C tidak akan memiliki penghalusan, karena akan ada mesin ramjet hipersonik.

Memisahkan tahap pembawa dan orbit adalah salah satu tugas tersulit yang ditangani selama proyek ELAC-EOS. Demi manuver yang aman, fase penerbangan ini membutuhkan studi yang sangat hati-hati. Studi numerik dari berbagai fasenya dilakukan di pusat SFB 255 di Universitas Teknik Munich, dan semua pekerjaan eksperimental dilakukan di Institut Mekanika Teoritis dan Terapan SB RAS. Pengujian di terowongan angin supersonik T-313 termasuk memvisualisasikan aliran di sekitar konfigurasi penuh dan mengukur karakteristik aerodinamis dan tekanan permukaan selama pemisahan tahap.

Model tahap bawah ELAC 1C berbeda dari versi ELAC 1 asli dengan kompartemen dangkal di mana tahap orbit harus ditempatkan selama lepas landas dan mendaki. Simulasi komputer dilakukan dengan freestream Mach number M = 4,04, Reynolds number -Re = 9,6 106, dan zero angle of attack model EOS.

Secara umum, dapat dikatakan bahwa studi konsep aerodinamis dari sistem dua tahap iELAC-EOS, yang diprakarsai oleh German Research Society DFG, telah berhasil. Sebagai hasil dari serangkaian luas karya teoretis dan eksperimental, di mana pusat-pusat ilmiah Eropa, Asia, Amerika dan Australia berpartisipasi, perhitungan lengkap konfigurasi yang mampu lepas landas dan mendarat horizontal di bandara standar dilakukan, dan aerodinamis

tugas penerbangan pada kecepatan rendah, supersonik dan terutama hipersonik.

Sekarang jelas bahwa penciptaan transportasi kedirgantaraan yang menjanjikan memerlukan penelitian yang lebih rinci tentang pengembangan mesin jet udara hipersonik yang andal beroperasi dalam berbagai kecepatan penerbangan, sistem kontrol presisi tinggi untuk pemisahan tahapan dan pendaratan pesawat. modul orbital, bahan suhu tinggi baru, dll. ... Solusi dari semua masalah ilmiah dan teknis yang kompleks ini tidak mungkin tanpa menggabungkan upaya para ilmuwan dari berbagai negara. Dan pengalaman proyek ini hanya menegaskan: kerjasama internasional jangka panjang menjadi bagian integral dari penelitian kedirgantaraan.

literatur

Kharitonov A.M., Krause E., Limberg W. dkk. // J. Percobaan Fluida. - 1999. - V. 26. - P. 423.

Brodetsky M. D., Kharitonov A. M., Krause E. et al. // J. Percobaan Fluida. - 2000. - V. 29. - P. 592.

Brodetsky M. D., Kharitonov A. M., Krause E. et al. // Prok. di X Int. Konferensi tentang Metode Penelitian Aemfisika. Novosibirsk. - 2000. -V.1.- Hal. 53.

Krause E., Brodetsky M.D., Kharitonov A.M. // Prok. di Kongres WFAM. Chicago, 2000.

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

Keajaiban itu tidak terjadi, seperti pada awal milenium ketiga, ketika kita, menurut Ray Bradbury, seharusnya menjajah Mars. Mereka sering berbicara tentang ramalan fiksi ilmiah, tetapi orang tidak boleh melupakan ramalan yang gagal - sangat indah, tetapi masih gagal.

Di mana mobil terbang?

Ada teknik di bawah nama ini, tetapi pada kenyataannya itu hanya hibrida dari mobil dengan pesawat terbang. Dan meskipun desain terbaru terlihat futuristik, mereka sangat, sangat mahal dan memiliki sedikit kemiripan dengan transportasi anti-gravitasi di "Elemen Kelima". Lebih jauh dari dia perkembangan lain yang mirip dengan desain helikopter, atau sama sekali dilengkapi dengan parasut dan baling-baling belakang... Di sini fantasi lain muncul di benak - Carlson, yang tinggal di atap. Menarik, tetapi tidak ada bau inovasi di sini.

Dalam film dan permainan komputer, versi lain dari transportasi individu muncul - jetpack. Misalnya, dia ditampilkan di " perang bintang"Dan" Robocop ". Tetapi bahkan di sini itu tidak digunakan secara massal, dan kecil kemungkinannya akan segera mencapai - hanya ada bahan bakar yang cukup untuk setengah menit penerbangan, dan volume ini membutuhkan biaya yang bulat.

Kami sendiri, tampaknya, tidak terlalu mengharapkan keajaiban sehingga kami bersukacita bahkan pada ciptaan jenius inovatif Cina seperti "bus portal". Tapi itu nyata, seperti monorel di Moskow atau Kereta api Jepang dengan kecepatan hingga 603 km / jam.

Namun, untuk imajinasi manusia, batasan tidak dapat diterima. Fiksi ilmiah masa lalu, dan hanya fantasi nenek moyang kita tentang masa depan telah memperoleh pesona khusus dan nama baru - "retrofuturisme". Kecintaan yang romantis dan antusias terhadap teknologi dan keinginan untuk mengantisipasi penemuan di masa depan - ini dapat menyentuh dan menginspirasi hari ini.

Menemukan kembali roda

Bahkan sebelum mobil ingin "mengangkat di udara", ada ide untuk memperbaikinya. Dan yang paling penting adalah menemukan kembali roda dengan cara baru! Sebuah majalah Jepang pada tahun 1936 memperkenalkan mobil konsep dengan bola, bukan ban biasa: menurut penulis, ide ini akan memberikan perjalanan yang mulus untuk transportasi. Bukan ide yang sia-sia, bahkan menurut para insinyur modern. Pada tahun 2016, perkembangan serupa disajikan oleh perusahaan Amerika Goodyear , produsen terbesar ban.

Gigantomania melahirkan keajaiban teknologi imajiner lainnya - sebuah kapal di atas roda besar, yang, menurut penemunya, seharusnya membajak pasir Sahara dan menyelesaikan masalah transportasi di wilayah tersebut. Perjuangan melawan samum dan bencana gurun lainnya, termasuk panas, telah diramalkan oleh desainnya, dan insinyur itu menjanjikan "perjalanan yang akan berubah menjadi perjalanan yang menyenangkan melalui tempat-tempat di mana ribuan generasi bertempur sia-sia dengan kekuatan alam dan mati dalam perjuangan yang tidak seimbang.” Beginilah cara majalah "Vokrug Sveta" menulis tentangnya pada tahun 1927. Tidak diketahui seberapa sukses ide itu - itu tidak sampai pada implementasi. Meskipun dapat diasumsikan bahwa AC yang dijanjikan dari mesin seperti itu, dan bahkan mengatasi pasir dengan roda gigi, akan membutuhkan banyak sumber daya.

Untuk penggunaan umum, bagaimanapun, hanya model kompak yang ditawarkan. Pada tahun 1947, insinyur Eduard Vereiken dari Brussel mematenkan sepeda, kereta self-propelled yang terdiri dari dua roda besar dan kokpit terbuka di tengahnya. Penemunya sendiri mengklaim bahwa transportasi dapat berakselerasi hingga 185 km / jam - tetapi sulit dipercaya. Dan keselamatan penumpang tetap dipertanyakan. Hanya dalam analog Swedia tahun 1999, oleh Jonas Bjerkholtz, semua masalah desain diperhitungkan. Tetapi gunakan sekarang hanya untuk hiburan masyarakat.

Kereta api adalah tema favorit lainnya bagi para insinyur dan pemimpi. Banyak harapan disematkan pada monorel, meskipun disajikan dengan cara yang agak tidak biasa - misalnya, dengan cara ini atau cara ini. Tetapi kereta api biasa terlihat jauh lebih maju di masa depan - nyaman, luas, dan bahkan dengan pemandangan bintang-bintang.

"Kapal Gurun" menurut versi 1927.

Helikopter untuk setiap orang!

Di mana fantasi terbuka sepenuhnya - itu adalah kendaraan terbang. Imajinasi nenek moyang kita memunculkan pesawat seperti piring, dan pesawat dengan sayap di bawah dan mesin turbo di haluan, dan bahkan pesawat bawah laut. Belum lagi, Anda juga dapat menelusuri galeri di Reddit atau koleksi kata kunci di Pinterest sendiri.

Namun yang sangat menyentuh dalam semua proyek ini adalah keyakinan akan ketersediaan umum transportasi masa depan. Seorang pria baru saja menaklukkan udara, dan majalah-majalah Amerika menulis: "Helikopter untuk Semua Orang!" ("Helikopter ke setiap rumah!"). Dan di antara semua kliping pers ini hampir seabad yang lalu, Anda dapat melihat gambar pesawat pribadi. Saat itu, mereka benar-benar mengharapkan dari masa depan hanya berjuang ke atas, dan kemajuan ilmiah, dan kualitas hidup setiap orang.

Apakah Anda percaya sekarang, ketika Anda berdiri di kemacetan lalu lintas selama jam sibuk? Atau ketika Anda bergoyang di tempat tidur atas gerbong kursi yang dipesan? Memegang smartphone di tangan Anda, kekuatan pemrosesan yang diketahui lebih tinggi dari peralatan NASA pada tahun 1969?

Abad XXI belum terjadi - itu tentu saja tidak terjadi seperti yang diharapkan oleh para penggemar kemajuan teknis. Tetapi masa depan, ternyata, tidak dapat diprediksi. Dengan langkah lambat, tetapi datang - kami mengundang Anda untuk membiasakan diri dengan transportasi masa kini yang futuristik.

Masa depan hari ini

Segway telah menjadi salah satu tipe yang paling modis transportasi pribadi akhir-akhir ini, pesaing berteknologi maju untuk sepeda dan skuter. Apa yang membuatnya futuristik? Anda harus "mengarahkan" secara eksklusif dengan tubuh Anda: giroskop dan sensor lain di perangkatnya bereaksi terhadap kemiringan. Dan hanya Anda yang harus memutarnya dengan pegangan atau kolom khusus. Kontrol skuter gyro dan monocycle sepenuhnya intuitif - harus dikatakan bahwa varietas inilah yang populer saat ini.

Di Naberezhnye Chelny dan Moskow, bahkan polisi menggunakan segway. Di banyak kota, kantor persewaan telah muncul di mana Anda dapat sementara menjadi pemilik "kereta self-propelled" atau unicycle roda dua. Di pasaran, sebuah sepeda roda satu dapat berharga hingga setengah juta rubel, tetapi untuk 20-30 ribu sangat mungkin untuk membeli sepeda roda satu yang dapat bertahan 15 kilometer tanpa mengisi ulang.

Perwakilan lain dari transportasi listrik modern adalah mobil listrik. Telah ditemukan bahkan lebih awal dari mobil berbahan bakar bahan bakar biasa, itu masih tetap menjadi simbol masa depan. Ada banyak alasan untuk ini: penghematan sumber daya, dan keramahan lingkungan, dan kemandirian dari konjungtur pasar minyak. Hari ini paling mudah mengendarai mobil listrik, terutama bagi penduduk Moskow dan St. Petersburg: hubungi saja layanan taksi, yang memiliki model seperti itu dalam armadanya. Di Yandex.Taxi, misalnya, belum lama ini salah satu mobil listrik tercanggih muncul, Tesla Model S. Kemampuannya luar biasa: hanya dalam beberapa detik dapat berakselerasi hingga 100 km / jam, sementara jalannya praktis diam.

Transportasi paling inovatif yang dikenal orang Rusia, tentu saja, monorel Moskow, "jalur metro ketiga belas". Itu mulai berfungsi secara penuh pada tahun 2008, tetapi bahkan sekarang tidak semua penduduk di daerah itu mendengarnya. Seakan diturunkan dari kliping retro-futuristik yang sama dari majalah, namun disesuaikan dengan kenyataan, monorel menjadi favorit masyarakat. Lokasi jalan memukau imajinasi - ini adalah jalan layang, yaitu rute kereta melewati Moskow sepenuhnya. Rute berjalan dari stasiun Timiryazevskaya ke Jalan Sergei Eisenstein. Benar, baru-baru ini ada pembicaraan tentang pembongkaran trek, meskipun kata terakhir masih merupakan usulan untuk menjadikannya "objek wisata". Payback, ternyata, adalah masalah serius untuk jalan percontohan ini.

Jadi, mengatasi kesulitan tatanan dunia modern, masa depan perlahan-lahan mendekat. Akankah mobil melayang dan bilik teleportasi di setiap halaman menunggu kita dalam beberapa dekade mendatang? Tidak sepertinya. Akankah transportasi masa depan serupa dengan apa yang dapat kita bayangkan? Juga tidak mungkin. Dan itu tidak terlalu buruk.