Дорога на Марс: Задачи и проблемы
«Сегодня мы видим пилотируемые миссии к Марсу одной из важнейших своих задач, — говорит исследователь Брет Дрейк (Bret Drake), — Получить возможность впервые ступить на другую планету будет одним из величайших достижений человечества и одним из главных свершений в его истории». Однако сложности, связанные с реализацией подобного проекта, лежат у самых границ доступного современным технологиям — а зачастую и за ними. Несмотря на это, NASA продолжает разработку миссии.
Дорога до Марса должна занять около 180-ти дней. И для путешествия в настоящий момент рассматриваются два варианта кораблей — с ракетными двигателями, которые питает традиционное ракетное топливо, либо ядерная реакция (кстати, о возможностях ядерного ракетного двигателя (ЯРД) подробно мы рассказывали в статье «К Марсу на реакторе»).
Разработка проектов ЯРД активно началась в 1960—1970-х гг. Суть такого двигателя выглядит простой и очевидной: струю перегретого газа создает в нем не экзотермическая химическая реакция, а ядерный распад. «Это весьма производительный двигатель, — поясняет Дрейк, — и, по нашему мнению, она безопасна, запуск ее не приводит к выбросу радиоактивных отходов — но, все-таки, это ядерная реакция». Что же до двигателя на химическом топливе, то здесь планируется использовать новую версию уже использующегося на шаттлах, работающего на смеси жидких кислорода и водорода. Технология эта многократно проверенная, однако совсем не так эффективная, как ЯРД.
Кроме того, чтобы достичь самой поверхности Марса, требуется посадочный модуль с целым набором реактивных двигателей, которые обеспечат его управляемость, мягкую посадку, а впоследствии — и возвращение на орбиту, к основному кораблю. Скорее всего, эти двигатели будут работать на смеси жидкого водорода и метана. Тем более что, как замечает Дрейк, «кислород имеется в атмосфере Марса, в составе углекислого газа, так что его можно получить прямо на месте».
Но еще прежде чем отправлять людей к Красной планете, туда отправится огромное количество полезного груза. Во-первых, это — лучший способ апробировать все решения и технологии на практике. Во-вторых, это позволяет подготовиться к разным неожиданностям. Дрейк поясняет: «Марсианская миссия совсем непохожа на лунную, откуда вы в любой момент можете отправиться домой и скоро оказаться тут. Люди, отправляясь к Марсу, отправляются в путешествие, которое продлится не один год». На Красную планету должен заранее отправиться жилой модуль. Возможно, заранее будут установлены и включены установки для выделения и хранения некоторых жизненно важных ресурсов — скажем, того же кислорода, а может быть, и воды.
По последним расчетам экспертов NASA, для запуска пилотируемой миссии к Марсу в космос потребуется вывести вдвое больше массы, чем для МКС — около 800 тонн. Для этой цели планируется использовать самую тяжелую версию разрабатываемой ракеты Ares V, которая будет способна поднимать на низкую орбиту 188 т за раз. Добавим — если все пойдет нормально, поскольку разработка семейства носителей Ares сталкивается со столь большими трудностями, что многие специалисты сомневаются в будущем этого проекта (читайте: «Ракетные альтернативы»).
По планам разработчиков пилотируемой миссии к Марсу, тяжелый носитель выведет на орбиту необходимые компоненты, которые в автоматическом режиме состыкуются, образовав корабль для межпланетного перелета. Команда прибудет к нему на более легкой ракете Ares I. Скорее всего, она будет состоять из 6-ти человек. «Именно столько различных специалистов требуется, — говорит Дрейк, — помимо командира, нужны ученый, инженер, врач, и каждый должен дублировать другого».
Текущий проект миссии подразумевает, что на Красной планете они пробудут больше года — целых 500 дней. Поэтому жизненно важной становится полная автономность существования всей команды. Связь с Марсом из-за огромного расстояния осуществляется с задержкой, в среднем, 40 минут. А уж о возможности своевременной отправки дополнительных грузов, инструментов и запасов и вовсе лучше не думать. Команда должна, как улитка, «все свое носить с собой».
Воздух и вода должны тщательно собираться и восстанавливаться для повторного употребления. В этом смысле неоценимую помощь разработчикам проекта оказывает опыт, который получают они в работе с МКС. «Впрочем, — добавляет Дрейк, — на Марсе хорошо хотя бы то, что в атмосфере есть углекислый газ. С его помощью мы сможем получить на месте и кислород, и воду». Что же до еды, ученые рассматривают возможности выращивания небольших питательных растений в удобных инкубаторах. Свежая пища — прекрасное подспорье не только для тела, но и для разума. Обычный, но настоящий помидор может всерьез улучшить психологическое состояние экипажа.
А психология выступает в подобном полете едва ли не на первый план. Шестеро людей, запертых в тесном помещении на 2,5 года, могут буквально «съехать с катушек», и опасность этого недооценивать нельзя. В России, чтобы подробнее изучить все эти аспекты, проводится знаменитый и масштабный эксперимент «Марс-500», о котором мы рассказывали в заметке «Сложности имитации». Его результатами надеются воспользоваться и американцы.
Еще одной серьезной опасностью является космическая радиация и солнечный ветер. Даже работающие на орбитальной станции космонавты неплохо защищены от этих воздействий магнитным полем нашей планеты. Путешественникам же на Марс на это рассчитывать не приходится. Это — пока что одна из основных проблем, которую предстоит решить разработчикам проекта, и для нее предлагаются самые разные решения (об одном из них читайте: «В магнитном коконе»).
Со всеми этими большими планами и большими проблемами, неудивительно, что никаких твердых планов по отправке пилотируемой экспедиции на Марс официально пока не озвучено. Однако интерес к этому проекту огромен, и проявляет не только США, но и Китай, который сообщил о своем намерении заняться этим вопросом. Возможно, такая конкуренция только ускорит реализацию проекта — но Россия, увы, за столь масштабную задачу браться и не дерзает.
По публикации Space.Com