INFINITY (Вселенная Космос Земля)

​
19 ноя 2024

В чем основные различия между высадкой на Луну в XX и в XXI веках?

Хотя в XXI веке люди еще не высадились на поверхность нашего спутника, а только планируют в 2026 году, известны все технические подробности того, как будет происходить эта высадка. Разберем основные технические различия между миссиями «Аполлон» и современной программой «Артемида».
Посадочный лунный модуль «Орел» (LM-5) с Нилом Армстронгом и Баззом Олдрином на борту возвращается к командному модулю «Колумбия»
Посадочный лунный модуль «Орел» (LM-5) с Нилом Армстронгом и Баззом Олдрином на борту возвращается к командному модулю «Колумбия»
Основная цель высадки на Луну в XX веке («Аполлон» с 1969 по 1972 годы) — демонстрация технологического и политического превосходства США в условиях холодной войны. После запуска Советским Союзом аппарата «Спутник-1» и последующего полета Юрия Гагарина, США стремились не просто догнать, но и превзойти своих конкурентов. Миссия «Аполлон-11» 1969 года стала символом победы США в космической гонке. Так американцы стремились доказать, что человеку под силу покорить Луну, высадиться на ее поверхность и вернуться обратно на Землю.

Программа «Артемида» (2020-е годы) имеет гораздо более широкие цели. В XXI веке человечество рассматривает Луну как базу для дальнейших исследований Солнечной системы. Основные задачи:

* Создание долговременных обитаемых баз.
* Исследование водяного льда в полярных регионах Луны, который может использоваться для получения воды, кислорода и ракетного топлива.
* Тестирование технологий для пилотируемых миссий на Марс.
* Развитие международного и коммерческого сотрудничества в космосе.
Space Launch System — американская двухступенчатая сверхтяжелая ракета-носитель, разработанная для пилотируемых экспедиций за пределы околоземной орбиты, в том числе и на Луну / © NASA
Space Launch System — американская двухступенчатая сверхтяжелая ракета-носитель, разработанная для пилотируемых экспедиций за пределы околоземной орбиты, в том числе и на Луну / © NASA
Современные лунные миссии уже не носят ярко выраженного политического характера, а сосредоточены на решении глобальных задач человечества.

Программа «Аполлон», разработанная NASA, использовала технологии середины XX века. Компьютеры того времени были чрезвычайно простыми по современным меркам. Например, бортовой компьютер космического модуля имел мощность менее 64 килобайт оперативной памяти и работал с тактовой частотой около 1 МГц. Для сравнения, даже самые простые смартфоны сегодня превосходят этот уровень в миллионы раз.

Инженеры полагались на ручные расчеты, таблицы и аналоговые устройства для управления полетами. Отсутствие развитых компьютерных технологий делало управление полетом крайне сложным, что требовало высокого уровня подготовки астронавтов.
Бортовой управляющий компьютер КА Аполлон (Apollo Guidance Computer, AGC) проводил вычисления и контролировал движение, навигацию, и управлял командным и лунным модулями во время полетов по программе Аполлон
Бортовой управляющий компьютер КА Аполлон (Apollo Guidance Computer, AGC) проводил вычисления и контролировал движение, навигацию, и управлял командным и лунным модулями во время полетов по программе Аполлон
В XXI веке технологии кардинально изменились. Современные миссии опираются на сверхмощные компьютеры, искусственный интеллект и автоматизацию. Например, система автономной навигации позволяет выполнять сложные маневры без прямого вмешательства человека. Развитие 3D-печати делает возможным производство запчастей прямо в космосе, а передовые материалы, такие как углепластики, значительно улучшают характеристики космических аппаратов.

Системы связи также претерпели изменения. Если астронавты «Аполлон» использовали радиосвязь с минимальной скоростью передачи данных, то во время современных космических полетов астронавты обеспечены системой высокоскоростного обмена информацией, они могут прямо в космосе снимать видео высокой четкости и быстро передавать «тяжелые» видеофайлы на Землю.

В XX веке космические полеты были крайне рискованными. Катастрофа «Аполлон-1» в 1967 году, при которой трое астронавтов погибли во время наземных испытаний, стала горьким уроком. Высадка на Луну также сопровождалась серьезными рисками: на лунном модуле не было системы аварийного спасения, а возвращение на Землю зависело от работоспособности небольшого двигателя.
Панель управления корабля Dragon 2. Вся необходимая экипажу информация представлена на современных дисплеях / © SpaceX
Панель управления корабля Dragon 2. Вся необходимая экипажу информация представлена на современных дисплеях / © SpaceX
Современные технологии позволяют значительно повысить безопасность космических миссий. Лунный модуль программы «Артемида» оснащен резервными системами, а автоматизированные системы мониторинга могут заранее выявлять возможные сбои. Развитие технологий связи позволяет поддерживать постоянный контроль за состоянием экипажа и оборудования.

Системы посадки на Луну.
«Аполлон»: Лунный модуль (LM)
Конструкция: Двухступенчатый аппарат. Посадочная ступень оставалась на поверхности, а взлетная возвращала экипаж на орбиту Луны;
Навигация и посадка: основывалась на примитивных бортовых компьютерах (Apollo Guidance Computer), которые выполняли ограниченное число операций. Большая часть работы зависела от ручного управления астронавтов, которые корректировали посадку в режиме реального времени;
Простота конструкции: лунный модуль был рассчитан только на кратковременное пребывание (до трех суток) и не предусматривал сложных маневров или автономности.
Интерфейс бортового управляющего компьютера КА Аполлон, установленный в командном модуле. Над интерфейсом виден индикатор FDAI / © NASA
Интерфейс бортового управляющего компьютера КА Аполлон, установленный в командном модуле. Над интерфейсом виден индикатор FDAI / © NASA
«Артемида»: Human Landing System (HLS)
* Многоцелевые системы: используются современные аппараты, такие как Starship HLS от SpaceX, с возможностью длительного пребывания на поверхности и повторного использования;
* Автоматизированная посадка: новые системы оснащены высокоточными лидарными и оптическими датчиками, которые обеспечивают мягкую посадку даже в сложных условиях. Эти технологии минимизируют зависимость от человеческого фактора;
* Большая грузоподъемность: современные системы могут доставлять больше оборудования и материалов (например, модуль Starship HLS рассчитан на перевозку нескольких тонн полезной нагрузки).

Системы жизнеобеспечения.
«Аполлон».
* Замкнутый цикл: экипаж использовал кислородные баллоны и систему удаления углекислого газа на основе гидроксида лития;
* Ограниченный комфорт: малое пространство и отсутствие возможностей для автономной поддержки экипажа (например, переработки воды).
Сатурн-5 — американская сверхтяжtлая ракета-носитель семейства Сатурн. Использовалась для реализации пилотируемой посадки на Луну / © NASA
Сатурн-5 — американская сверхтяжtлая ракета-носитель семейства Сатурн. Использовалась для реализации пилотируемой посадки на Луну / © NASA
«Артемида».
* Замкнутые экосистемы: используются системы переработки воздуха и воды, что позволяет значительно снизить массу доставляемых ресурсов;
* Улучшенный комфорт: разработка лунных баз предусматривает создание герметичных модулей с регулируемой температурой, влажностью и пространством для работы и отдыха.


Средства передвижения на поверхности.
«Аполлон».
* Лунный ровер (LRV): Простой электрический транспорт с запасом хода до 35 км. Использовался только в последних миссиях (Аполлон-15, 16 и 17). Ровер мог перевозить двух астронавтов и ограниченное количество оборудования.
«Артемида»
* Лунные транспортные системы нового поколения: планируются как автономные и управляемые человеком. Используются технологии с большей дальностью хода, аккумуляторы нового типа и возможность автоматического возврата на базу;
* Цель — долговременное использование: луноходы XXI века можно будет использовать не в одной миссии, а в нескольких экспедициях, а значит такие аппараты будут вполне ремонтопригодные.
Планируемая траектория пилотируемого полета на Луну «Артемиды-3» / © NASA
Планируемая траектория пилотируемого полета на Луну «Артемиды-3» / © NASA
Системы связи и навигации.
«Аполлон».
* Ограниченная связь: использовалась радиосвязь через станции Deep Space Network. Скорость передачи данных составляла всего несколько килобит в секунду, что ограничивало возможность прямой передачи изображений и видео;
* Ориентация на звезды: навигация осуществлялась вручную с помощью звездного визира, а также с использованием данных с Земли.

«Артемида».
* Высокоскоростная связь: современные системы обеспечивают передачу данных на скорости до нескольких мегабит в секунду, включая видео в HD-качестве. Используются лазерные системы связи для минимизации задержек;
* Спутниковые сети: планы по созданию орбитальной сети спутников (например, Lunar Gateway) обеспечивают непрерывную связь с экипажем на поверхности Луны.

Материалы и технологии.
«Аполлон».
* Традиционные материалы: использовались алюминиевые сплавы и композиты того времени, которые ограничивали легкость и долговечность конструкций;
* Ограниченные технологии сборки: конструкции были разработаны для одноразового использования, что повышало затраты.

«Артемида».
* Современные материалы: используются углеволокно, титаново-алюминиевые сплавы и высокотемпературные композиты. Они делают аппараты легче, прочнее и устойчивее к суровым условиям Луны;
* 3D-печать: современные технологии позволяют изготавливать детали прямо на Земле или даже в космосе, что снижает затраты на доставку и повышает ремонтопригодность.

Энергетические системы.
«Аполлон».
* Аккумуляторы: применялись серебряно-цинковые аккумуляторы с ограниченным ресурсом, они не могут работать при температуре выше +63°C.

«Артемида».
* Солнечные панели и топливные элементы: энергосистемы нового поколения обеспечивают долгосрочную автономность миссий;
* Реакторы на основе деления: в будущем планируется использование компактных ядерных реакторов для обеспечения лунных баз необходимой энергией.

Технические различия между высадками на Луну в XX и XXI веках отражают значительный прогресс в науке и инженерии. Миссии «Аполлон» были выполнены в условиях высокой степени риска и технологической ограниченности, что подчеркивает уникальность этих достижений. Современная программа «Артемида» — шаг к устойчивому присутствию человечества на Луне, основанный на передовых технологиях и международном сотрудничестве.

Источник: severniymayak,,,
#космонавтика

Комментарии

  • 19 ноя 2024 19:49
    Демонстрация "Аполлонов" не всех устроит!
  • 21 ноя 2024 08:03
    не было никакой высадки в 20-м веке, это ложь на весь мир и продажная верхушка СССР играла в эту игру, но люди-то всё понимают.