Astronautika: misije


poster

Najranije studije sovjetskih naučnika o mogućnosti slanja misija iza Marsove orbite potiču sa kraja šezdesetih godina prošlog veka, i uglavnom su delo Odelenja № 12 CNIImaš, odn. Državnog naučno-istraživačkog instituta za mašinogradnju (rus. Федеральное Государственное Унитарное Предприятие „Центральный научно-исследовательский институт машиностроения", ЦНИИмаш), dugo godina glavne institucije sovjetske raketne industrije.

Ti radovi su koincidirali sa (a verovatno su bili i izazvani) Nasinim projektima[1], među kojima su najmakantnije bile misije „Pioneer 1 i 2" i „Voyager 1 i 2". U CNIImaš-u, za stvaranje takvih ideja koje bi njihova industrija i državni budžet mogli da isprate, bilo je zaduženo Odelenje 12[2], poznato i kao „odelenje za kosmičke letilice". Na njegovom čelu u to vreme bio je dr Lev G. Golovin.

U drugoj polovini šezdesetih i početkom sedamdesetih godina, Golovinova ekipa je osmislila brojne ambiciozne predloge za misije bez ljudske posade ka planetama, uključujući Merkur i Jupiter, a razrađivan je i složeni projekat sa ljudskom posadom na Marsu, baze na Mesecu, i velika orbitna stanica u Zemljinoj orbiti. U okviru tih radova, u CNIImaš-u je napravljeno mnogo modela letilica, njihovih modula i opreme. Uprkos uvreženom mišljenju da su ti modeli služili za mnogobrojna naučna testiranja, danas znamo da su ti modeli služili isključivo kao promotivni materijal prilikom poseta glavešina Naučno-istraživačkog instituta za mašinogradnju, koji je (institut) od 1966. nadgledao celokupnu sovjetsku raketnu industriju.

Lavočkinovi projekti

U toku periodа od 1986. do 1987. godine, Vladimir Perminov[3] (rus. Владимир Генадиевич Перминов), tada vodeći konstruktor međuplanetnih letilica u Lavočkinovim biroima u Moskvi, objavio je Naučni i tehnički izveštaj (NTO) i u njemu dao sve mogućnosti i prepreke letovima bez ljudske posade na Jupiter, Saturn i Sunce. Izveštaj je sadržavao moguće detaljne proračune i dizajne takvih letilica, njihove putanje i mnoge druge inženjerske detalje tih projekata.

Na osnovu tog rada, Lavočkinov naučno-konstruktorski biro (НПО имени С. А. Лавочкина) stvorio je preliminarnu studiju (NIR) pod šifrovanim nazivom „Циолковский"[4], čiji cilj je bio slanje jedne istraživačke sonde ka Suncu. Letilicu je trebalo da pokreću radioizoropski termoelektrični generatori (GPHS-RTG), koji bi kao pogonsko gorivo koristili izotop plutonijuma Pu-238[5]. Velika dupla parabolična antena prečnika 3,20 m služila bi ne samo za prenos naučnih podataka na Zemlju, već i kao štit od ubitačnog rendgenskog i toplotnog zračenja i kao radijator za odvođenje toplote.

Najveći zahtev projektantima bila je potreba da letilica kruži oko Sunca na udaljenosti od 4-7 njegovih prečnika[6]. U želji da se izbore sa ogromnom temperaturom koju bi dobijali iz pravca Sunca, inženjeri su razmatrali dva alternativna oblika svemirska sonde - jedna je bila konusnog oblika („Юc"), a druga u vidu diska. U oba slučaja kose stranice sondi bi bile tako okrenute ka Suncu, što bi znatno ublažavale pogubne efekte njegove blizine. Međutim, i pored svih zaštitnih mera, temperatura na površini sonde nikada ne bi padala ispod 2.500° C. Zato je bio projektovan specijalni vanadijumski pokrov koji bi štitio osetljive unutrašnje instrumente broda.

Prema tom planu, trebalo je da 1995-96. godine raketa Протон"[7] ponese ka Jupiteru dvotonsku svemirsku sondu, koja bi u gravitacionom polju džinovske planete izvela, kako Rusi vole dakažu, „perturbacioni manevar[8]". Dok bi sonda nastavila svoje putovanje ka Suncu, kamere na njoj bi snimale a instrumenti sakupljali podate o velikoj planeti i njenim satelitima, dok bi jedna mala kapsula sa naučnim instrumentina bila upućena u guste oblake Jupiterove atmosfere.

Kapsula, maksimalne mase oko 500 kg, tokom poniranja kroz Jupiterovu atmosferu bila bi izložena ubrzanju od 1.500 g. Nakon prolaska pored Jupitera, kosmička sonda bi nastavila svoj višegoišnji put ka Suncu. Postojala je verzija letilice koja bi se uputila ka Saturnu, a možda i dalje.

Da bi simulirali opterećenja koja ih očekuju tokom ulaska u jovijansku atmosferu, Lavočkinov biro je u predgrađu Moskve konstruisao specijalnu centrifugu. Nažalost, zbog nedostatka sredstava tokom previranja u SSSR-u tokom devedesetih, svemirska letilica nikada nije otišla dalje od projektne faze.

ciolkovski

Sunčana sonda projekta „Ciolkovski". Masa sonde- 460 kg; masa instrumenata - 60 kg, max. rastojanje od Sunca - ~4 mil. km; brzina prenosa naučnih podataka iz korone Sunca - 2 KB.

 

Post-sovjetski deep-space planovi

Nakon duge pauze i sušnih godina uzrokovanih ekonomskim problemima posle raspada SSSR-a, konačno su inženjeri НПО „Лавочкин" ponovo počeli da sanjaju o svojim deep-space misijama. Već 2001. počeli su da projektuju misiju Фобос-грунт" za dopremanje uzoraka sa ovog Marsovog meseca na Zemlju, a u avgustu 2007. menadžeri kompanije su obelodanili brojne planove za ekspedicije izvan Zemljine orbite. Tu spadaju misije koje treba da posete satelite Jupitera, Saturna i Urana, ali i misije Астероид-грунт" i Комета-грунт", koje se baziraju na tehnoogiji misije za Fobos. Za sada, ova skupa misija, čije lansiranje je nekoliko puta odlagano, krenuće ka svom odredištu sledeće godine.

fobos

Фобос-грунт" treba da krene tek 2011/12 godine. Ako uspe da donese uzorke sa Fobosa, većeg Marsovog satelita, biće to prvi uzorak sa nekog planetnog tela još od 1976. i misije „Луна 24".

 

Iako Rusi trenutno rade prema odobrenom (i financijski pokrivenom) Ruskom saveznom svemirskom programu do 2020., u kompaniji НПО „Лавочкин" već poseduju planove za misije koje će se baviti spoljnim delovima Sunčevog sistema. Preliminarni planovi za lender ili misiju sa penetratorom na Jupiterov mesec Evropu još uvek su predmet dogovora evropskih i ruskih kosmičkih stručnjaka[9]. Kako god bilo, prema dosadašnjim planovima, lansiranja ovih misija sigurno neće biti pre 2020. Ipak, Lavočkinovi dokumenti opisuju još nekoliko mogućih koncepata planetnih misija, uključujući:

-     Юпитер-Ганимед": misija usredsređena na Jupiterov mesec Ganimed;

-     Гиперсат": misija usredsređena na Saturnove mesece Hiperion i Japet;

-     Обертур": misija okrenuta Uranu i njegovim mesecima Oberonu i Titaniji;

-     Нетрит": misija ka Neptunu i njegovom satelitu Tritonu.

Uspešna implementacija navedenih misija najviše će da zavisi od početnih ruskih pokušaja pokretanja planetnog istraživačkog programa, nivoa finansiranja ruskog svemirskog programa i spremnosti njihovih naučnika da uspostavljaju kooperativne dogovore sa inostranim kolegama i kompanijama.

letelica

Umetnička vizija sovjetske svemirske letilice za istraživanje Jupitera. Sa obe strane letilice vide se radioizotopski generatori.

 

Obeležavanje opasnih asteroida

Bilo bi šteta da u kontekstu ovog teksta ne pomenem i jedno mišljenje ruskih naučnika, iznešeno pre jedno 2-3 godine. Naime, oni su smatrali da kao što se danas potencijalni kriminalci obeležavaju GPS narukvicama (pa čak i implantatima!) tako bi i različito svemirsko kamenje opasno po Zemlju trebalo opremiti uređajima za praćenje, što bi pomoglo praćenje njehovog orbitnog kretanja sa velikom preciznošću.

U to vreme, ruska novinska agencija „Новости" je javila da НПО „Лавочкин" planira da pokrene jednu misiju bez ljudske posade koja bi na asteroid (99942) Apophis postavila radio-predajnički uređaj. Da podsetim, očekuje se da će ova kanenčuga prečnika 270 metara, koja je otkrivena 2004., proleteti u aprilu 2029. na samo 36.000 km od Zemlje, a gravitaciona sila naše planete dovešće do takve promene u njegovom skretanju da će 2036. godine doći do potencijalnog sudara sa Zemljom ili Mesecom.

http://en.wikipedia.org/wiki/File:2004MN4_Sormano.gif

Kompanije НПО Лавочкин" je ovaj predlog pripremila za Moskovsku konferenciju koja je obeležavala stogodišnjicu Tunguske eksplozije (30. jun 1908.), najjačeg sudara Zemlje sa nekim nebeskim objektom u njenoj novijoj istoriji. Na konferenciji, ruski naučnici su se složili da je asteroid Apophis potrebno redovno pratiti sa preciznošću od samo nekoliko metara. To bi bilo moguće jedino uz pomoć predajnika usidrenog na asteroidu, jer čak ni najjači zemaljski radio-teleskopi ne mogu dovoljno precizno da prate jedan tako mali objekat.

Za pokretanje misije, Lavočkinovi konstruktori su predložili platformu („bus") koju su razvili za pomenuti projekat „Фобос-грунт", a koja bi za novu namenu trebala da pretrpi tek minimalne promene. Predviđeni scenario sadržao je lansiranje planirano za 13. maj 2012. godine, a randevu sa Apophisom bi bio nekih 330 dana (ili 11 meseci) kasnije. Zbog velikog međunarodnog prestiže koji bi ovaj program imao, autori projekta su zahtevali da misija Apophis uđe i u već zaključeni Savezni svemirski program.

Ali, iako se Apophis misija oslanjala na postojeću tehnologiju i zahtevala relativno skromna sredsta, neki posmatrači su smatrali da je datum lansiranja u 2012. godini prilično nerealan. Prema izvorima bliskim materiji, u vreme predlaganja ove misije, tehnološki daleko zahtevniji „Фобос-грунт" projekat suočavao se sa odlaganjem lansiranja makar do kraja 2011. godine. Kao ključna ruska planetna misija o kojoj se govori još od kraja prošlog veka, znači da bi „Фобос-грунт" trebalo da sačeka da bi se Apophis lansirao 2012. godine. Kritičari su uglavnom odbacivali Apophis misiju, bilo zbog straha da bi mogla da otkaže „Фобос-грунт", bilo kao još jednu misiju neostvarivu u zadatom terminu. 30. juna 2008. Ruska svemirska agencija Роскосмос је objavila da je misija Apophis „nezavisni i odvojeni" projekat i odbacila sve glasine da će doći do promene ciljeva „Фобос-грунт" misije.

Iako lansiranje misije ka Apophisu u 2012. zbilja nije bilo realistično, ruski naučnici još od maja 2009. tu opasnu stenu i dalje držali na kratkoj listi potencijalnih meta za istraživanje. Međutim, od tog vremena njeno lansiranje je pomereno na mnogo komotniji termin - za 2024. godinu.

bepi

Tokom Pariskog sajma aeronautike 2009. Putin i ESA su se dogovorili o dugoročnoj saradnji. Iako su planovi o lansiranju evropsko/japanske misije „BepiColombo" na Merkur sovjetskom raketom „Союз-2" otpali, izgleda da će ipak Rusi baš tom sondom poslati deo svoje opreme na Merkur, prvi put u istoriji.

 

 



[1] Ovo je klasična Američka priča, u kojoj su oni UVEK lideri i rodonačelnici svih kosmičkih planova u to vreme. Istina je malo drugačija. Recimo, još 1959-1960. u Koroljevljevom birou ОКБ-1, u odelenju № 9 M.K. Tihonravova, započeti su radovi na projektima putovanja čoveka na Veneru, Mars i Mesec. Takođe, državnom odlukom od 1962., sve raketne firme (Koroljev, Jangel, Čelomej) su počele da projektuju rakete-nosače koje bi trebale da odnesu posade na Mesec, Mars odn. Veneru.

 

[2] Preciznije, za te poslove je bila zadužena grupa inž. Jurija Pronina (rus. Ю.С.Пронин), koja je radila u sektoru dr A. Jeviča (rus. Анатолий Филиппович Евич), a svi oni u Odelenju № 12.

[3] V. Perminov je рadio u Lavočkinovim biroima u 15-članom timu konstruktora svemirskih aviona, ali je nakon Lavočkinovljeve smrti 1960. taj program prekinut. Perminov kasnije aktivno učestvuje u konstruisanju sondi od „Mарса 2" do „Mарса 7", i od „Венере 4" do „Венере 16". Bio je direktor („tehnički rukovodilac") misija „ВЕГА 1" i „ВЕГА 2".

[4] Radilo se o velikom brodu na atomski pogon, čiji tvorci su Vjačeslav Kovtunenko Daj link na taj text (Вячеслав Михайлович Ковтуненко), Roaljd Kremnjov (Роальд Саввович Кремнёв), Nikolaj Morozov (Николай Александрович Морозов), О.В. Папков, Г.Н. Роговский i Б.Д.Яковлев, sve sami akademici i doktori nauka, najveća imena tadašnje sovjetske kosmonautike.

[5] Ova vrsta generatora se više ne proizvodi, već se prešlo na MMRTG (Multi-Mission Radioisotope Thermoelectric Generator), koje je NASA razvila za sledeće misije kao što su Mars Science Laboratory (planirana za kraj 2011.) i Jupiter Europa Orbiter. Stari RTG su koristili termoelektrične pretvarače od sililicijuma/galijuma, a ovi novi koriste olovo/tehnicijumske bimetalne pretvarače, koji u početku misije daju 125 W, a nakon 14 godina leta oko 100 W.

[6] To je na 1/6-1/10 rastojanja od Sunca do Merkura.

[7] Misli se na četvorostepenu raketu „Proton-K" od 700 tona, koja je mogla da u LEO orbitu ponese 19,76-20,7 tona. Prvo uspešno lansiranje je bilo 1967. [satelit Космос-146 КК „Союз 7К-Л1" (сер.№ 2П)], a poslednji 28. februara ove godine (vojni satelit). Od 2001. postoji i jača verzija, „Proton-M", koji može da u orbitu podigne 22 tone, po ceni po kg od 5 do 10 puta nižoj od cene američkih šatlova.

[8] Radi se o poznatoj gravitacionoj "gravitacionoj praćki", manevru koji korišćenjem gravitacije neke planete povećava heliocentričnu brzinu letilice. Ovaj manevar prvi je primenio sovjetski kosmički aparat Е-2А" № 1 (od 1963. - „Луна-3"), mada svuda piše da su takav manevar prvi iskoristili Amerikanci i njihov „Mariner 10", koristeći Veneru da „savije" svoju putanju, koja ga je kasnije (u perihelu) odvela do Merkurove orbite.

Ova letilica je takođe prva iskoristila pritisak solarnog vetra na tanjir parabolične antene i solarne panele radi kontrole kretanja i orijentaciju letilice.

Za navedeni perturbacioni manevar mogu da se koriste sve planete, a teorijski, i sve zvezde. Recimo, najveće ubrzanje koje može da obezbedi gravitacija Merkura je 3,005 km/s, Venera 7,328 km/s, Zemlja 7,910 km/s, Mesec 1,680 km/s, Mars 3,555 km/s, Jupiter 42,73 km/s, Saturn 25,18 km/s itd. Sunce može da dâ nekoj sondi impuls od nekoliko stotina km/s, beli patuljci nekoliko desetina km/s, a neutronske zvezde i crne rupe i na stotine hiljada km/s.

Ruski izvori kažu da se tim problemima prvi u svetu bavio njihov inženjer i jedan od osnivača kosmonautike, Jurij Kondratjuk (Ю́рий Васи́льевич Кондратюк, 1897-1942), mada svi zapadni izvori pominju jedino Talijana Giuseppea Colomba (1920-84).

[9] Tokom 2007. započeto je u Nasi proučavanje četiri moguća koncepta misije „Outer Planets Flagship 1" (OPF-1). Dva poslednja koncepta koja su razrađivana, dobila su nazive „Titan Saturn System Mission" (TSSM) i „Europa Jupiter System Mission" (EJSM) (JPL, 2009). Odlučeno je da će EJSM imati dva modula: Nasin „Jupiter Europa Orbiter" (JEO), koji će se napajati pomoću RPS, i evropski „Jupiter Ganymede Orbiter" (JGO), koji će koristiti klasične solarne panele. Saturn je skoro dvaput dalji od Sunca od Jupitera, te će misija TSSM trajati najmanje 13 godina, malo duže od misije EJSM (9 godina).

Misija EJSM, sa radnim imenom „Laplace", imaće cilj da podrobno istraži Evropu i Ganimed i Jupiterovu magnetosferu. U februaru 2009. NASA/ESA su objavile da ova misija ima prioritet u odnosu na TSSM. Što se tiče finansiranja, ESA treba da do 2013. odluči da li će evre dati ovoj misiji ili misijama Laser Interferometer Space Antenna (LISA) i International X-ray Observatory (IXO). Zainteresovani su i Rusi ( sa projektom „Jupiter Europa Lander", JEL) i Japanci (sa projektom Jupiter Magnetospheric Orbiter, JMO). Bez njih, cena projekta će biti $4,45 mld, od čega Amerikanci daju $3,8 mld, a ESA $650 miliona.

Draško Dragović
Author: Draško Dragović
Dipl inž. Drago (Draško) I. Dragović, napisao je više naučno popularnih knjiga, te više stotina članaka za Astronomski magazin i Astronomiju, a učestvovao je i u nekoliko radio i TV emisija i intervjua. Interesuje ga pre svega astronautika i fizika, ali i sve teme savremenih tehnologija XXI veka, čiji detalji i problematika često nisu poznati široj čitalačkoj publici. Izgradio je svoj stil, lak i neformalan, često duhovit i lucidan. Uvek je spreman na saradnju sa svojim čitaocima i otvoren za sve vidove komunikacije i pomoći. Dragovićeve najpoznatije knjige su "KALENDAR KROZ ISTORIJU", "MOLIM TE OBJASNI MI" i nova enciklopedija "NEKA VELIKA OTKRIĆA I PRONALASCI KOJA SU PROMENILA ISTORIJU ČOVEČANSTVA"

Zadnji tekstovi:


Dodaj komentar


Sigurnosni kod
Osveži