Будущее космических исследований включает в себя как телескопические, так и физические исследования космоса с помощью космических аппаратов-роботов и пилотируемых космических полётов. Краткосрочные физические исследовательские миссии, направленные на получение новой информации о Солнечной системе, планируются и анонсируются как государственными, так и частными организациями.

Предварительные планы пилотируемых орбитальных и посадочных миссий на Луну и Марс для создания научных аванпостов позволят в дальнейшем создать постоянные и самодостаточные поселения. Дальнейшие исследования потенциально будут включать экспедиции на другие планеты и поселения на Луне, а также создание горнодобывающих и топливных аванпостов, особенно в поясе астероидов. В обозримом будущем физические исследования за пределами Солнечной системы будут проводиться с помощью роботов.

Преимущества освоения космоса

Инвестиции в освоение космоса резко изменились с 20-го века «космической гонки». Освоение космоса в конце 20-го века было обусловлено соперничеством между СССР и США за право совершить первый космический полёт. Сейчас частный сектор и национальные правительства снова инвестируют в освоение космоса. Однако на этот раз они мотивированы защитой человеческой жизни от катастрофических событий и использованием ресурсов космоса.

Космическая колонизация

Утверждается, что колонизация космоса — это способ обеспечить выживание человеческой цивилизации в случае планетарной катастрофы. Колонизация других планет позволяет рассредоточить людей и тем самым повышает вероятность выживания в случае планетарной катастрофы. Наличие дополнительных ресурсов, которые можно добывать в космосе, потенциально может расширить возможности людей и принести большую пользу обществу. Использование этих ресурсов и перенос загрязняющих окружающую среду производств в космос может сократить выбросы на Земле и в конечном итоге привести к поиску более чистых источников энергии.

Основными препятствиями для колонизации космоса являются технологические и экономические проблемы.

Многие частные компании работают над повышением эффективности космических путешествий в надежде снизить общую стоимость космических полётов и, следовательно, колонизации космоса. Компания SpaceX стала лидером в этой борьбе за эффективное освоение космоса, выпустив многоразовую ракету Falcon 9.

Космические исследования

Уникальные свойства космоса позволяют астронавтам проводить исследования, которые невозможно было бы провести на Земле, а вид Земли из космоса позволяет учёным лучше понять её природную среду. Исследования, проводимые на Международной космической станции, направлены на то, чтобы принести пользу человеческим цивилизациям на Земле и расширить знания человека о космосе и космических исследованиях. В настоящее время исследования НАСА на МКС включают биомедицинские исследования, материаловедение, развитие технологий и методы, позволяющие продолжить космические исследования.

Антигравитация и микрогравитация позволяют астронавтам проводить медицинские исследования, которые невозможно провести на Земле. Например, исследования НАСА по новым методам лечения сложных заболеваний, таких как мышечная дистрофия Дюшенна, требуют использования среды с микрогравитацией, чтобы микрочастицы в лечебном растворе оставались устойчивыми. НАСА также сообщило об инвестициях в исследования по разработке микробных вакцин и микрокапсулированию лекарств для целенаправленной и более эффективной доставки препаратов.

Беспилотные миссии

Прорывной Звездный Выстрел

Breakthrough Starshot — это научно-исследовательский и инженерный проект Breakthrough Initiatives по разработке экспериментального флота космических кораблей с солнечными парусами под названием StarChip, способных совершить путешествие к звёздной системе Альфа Центавра, находящейся на расстоянии 4,37 световых лет. Он был основан в 2016 г. Юрием Мильнером, Стивеном Хокингом и Марком Цукербергом.

Марс

Розалинда Франклин

«Розалинд Франклин», ранее известная как марсоход «ЭкзоМарс», — это планируемый роботизированный марсоход, часть международной программы «ЭкзоМарс», возглавляемой Европейским космическим агентством и российской госкорпорацией «Роскосмос».

Первоначально запуск был запланирован на июль 2020 г., но с тех пор его отложили из-за проблем с испытаниями посадочного механизма марсохода. По состоянию на май 2022 г. запуск марсохода ожидается не раньше 2028 г. из-за необходимости в новой нероссийской посадочной платформе. После безопасной посадки марсоход с солнечными батареями начнёт семимесячную (218-сол) миссию по поиску следов жизни на Марсе. Орбитальный аппарат Trace Gas Orbiter (TGO), запущенный в 2016 г., будет работать как спутник-ретранслятор данных «Розалинд Франклин»' и посадочного модуля.

Мангальян 2

Миссия «Марсианский орбитальный аппарат-2» (MOM 2), также называемая «Мангальян-2», — это вторая межпланетная миссия Индии, запланированная к запуску на Марс Индийской организацией космических исследований (ISRO). Согласно некоторым сообщениям, миссия должна была представлять собой орбитальный аппарат для Марса, запуск которого был запланирован на 2024 г. Однако в записанном в октябре 2019 г. интервью директор VSSC указал на включение посадочного модуля и марсохода. Орбитальный аппарат будет использовать аэродинамическое торможение, чтобы снизить свой начальный апоапогей и выйти на орбиту, более подходящую для наблюдений.

Астероиды

В статье, опубликованной в научном журнале Nature, предлагалось использовать астероиды в качестве отправной точки для исследования космоса, конечной целью которого является Марс. Чтобы сделать такой подход жизнеспособным, необходимо выполнить три требования: во-первых, "тщательное исследование астероидов для поиска тысяч близлежащих тел, подходящих для посещения астронавтами"; во-вторых, "увеличение продолжительности полета и дальности полета до постоянно увеличивающихся расстояний до Марса"; и, наконец, "разработка более совершенных роботизированных транспортных средств и инструментов, позволяющих астронавтам исследовать астероид независимо от его размера, формы или вращения". Кроме того, использование астероидов обеспечило бы астронавтам защиту от галактических космических лучей, а экипажи миссий смогли бы приземляться на них без большого риска радиационного облучения

Траектория космического аппарата (зелёный цвет) показана в системе отсчёта, в которой Юпитер остаётся неподвижным. Прежде чем добраться до своих троянских целей, «Люси» дважды пролетит близко от Земли. После 2033 г. «Люси» будет каждые шесть лет перемещаться между двумя троянскими облаками.

Газовые Гиганты

Прорыв на Энцеладе

Breakthrough Enceladus — это концепция космического зонда астробиологов, целью которой является изучение возможности существования жизни на спутнике Сатурна Энцеладе. В сентябре 2018 г. НАСА подписало соглашение о сотрудничестве с Breakthrough для совместного создания концепции миссии. Эта миссия станет первой частной миссией в дальний космос. Он изучил бы состав шлейфов, выбрасываемых из тёплого океана Энцелада через его южную ледяную кору. Считается, что толщина ледяной коры Энцелада составляет от двух до пяти километров, и зонд мог бы использовать радар, проникающий сквозь лёд, чтобы определить её структуру.

Космические телескопы

ПЛАТОН

«Планетарные транзиты и колебания звёзд» (PLATO) — это космический телескоп, разрабатываемый Европейским космическим агентством для запуска в 2026 г. Цели миссии – поиск планетарных транзитов у миллиона звёзд, а также обнаружение и характеристика каменистых экзопланет вокруг жёлтых карликов (таких как Солнце), субгигантов и красных карликов. Основное внимание в миссии уделяется планетам, похожим на Землю, в обитаемой зоне вокруг звёзд, похожих на Солнце, где вода может находиться в жидком состоянии. Это третья миссия среднего класса в рамках программы ESA «Космическое видение», названная в честь влиятельного греческого философа Платона, основоположника западной философии, науки и математики. Второстепенной целью миссии является изучение звёздных колебаний или сейсмической активности звёзд для измерения их массы и эволюции, а также для точной характеристики звезды-хозяина планеты, включая её возраст.

Миссии с экипажем

Космический корабль SpaceX

SpaceX Starship планируется использовать в качестве космического корабля, запускаемого в качестве второй ступени многоразовой ракеты-носителя. Эта концепция разрабатывается компанией SpaceX в рамках проекта частных космических полётов. Он разрабатывается как космический корабль для перевозки грузов и пассажиров на длительные расстояния. Хотя изначально он будет тестироваться самостоятельно, он будет использоваться для орбитальных запусков с дополнительной ступенью ускорителя, Super Heavy, где Starship будет служить второй ступенью двухступенчатой ракеты-носителя. Сочетание космического корабля и ускорителя также называется Starship.

Boeing Starliner 1

Полет Boeing Starliner 1 станет первым оперативным полетом Boeing Starliner с экипажем и первой миссией по повторному использованию космического корабля Starliner. Ожидалось, что миссия стартует не ранее декабря 2021 г. с использованием ракеты Atlas V с экипажем из четырех астронавтов, трех астронавтов НАСА и, вероятно, одного международного партнера-астронавта из Японии, Канады или Европейского космического агентства. Эта миссия станет четвертым космическим полетом США с женщиной-командиром.

Гаганьяан

Будущая миссия ISRO «Гаганьян», которая является первой индийской программой пилотируемых космических полётов, включает в себя модуль экипажа, представляющий собой полностью автономный космический корабль массой 5,3 тонны (12 000 фунтов), предназначенный для вывода на орбиту экипажа из трёх человек и безопасного возвращения на Землю после миссии продолжительностью до семи дней. Его служебный модуль массой 2,9 тонны (6400 фунтов) оснащён двигателями на жидком топливе. Его планировали запустить с помощью ракеты-носителя GSLV Mk III не ранее 2022 г. Примерно через 16 минут после старта из Космического центра имени Сатиша Дхавана (SDSC), Шрихарикота, ракета выведет космический аппарат на орбиту на высоте 300-400 км (190-250 миль) над Землёй. Перед посадкой служебный модуль и солнечные батареи будут отделены. Капсула должна была вернуться для приземления на парашюте в Бенгальском заливе.