Когда человечество полетит на марс: Космос: Наука и техника: Lenta.ru

Замечтались. Почему люди никогда не колонизируют Марс

В самом начале космической эры казалось, что после прорыва, сделанного Гагариным, Леоновым и Армстронгом, бурное развитие космонавтики будет продолжаться и дальше, и вскоре после первого полета в космос и высадки на Луну человечество доберется и до Марса. Интерес к Красной планете был здорово подогрет еще в конце XIX — начале XX века астрономом Скиапарелли, «открывшем» каналы на Марсе. Вслед за учеными Красной планетой заинтересовались писатели: благодаря «Войне миров» Герберта Уэллса и «Аэлите» Алексея Толстого в глазах общественности Марс стал давно и плотно обитаемым.

Старая идея

Первые пилотируемые экспедиции к ближайшему космическому соседу Земли разрабатывали задолго до Гагарина. Так, в 1960 году в СССР было принято решение о старте на Марс в 1971 году с возвращением в 1974-м. В США тоже планировали такой полет еще до миссии «Аполлонов». Однако лунная гонка положила конец этим планам, так что серьезные работы в этом направлении так и не начались. С тех пор о полетах на Марс регулярно говорят как государства, так и частные компании. Некоторые даже ведут набор будущих марсианских колонистов. К примеру, в феврале 2015 года проект Mars One провел третий тур набора будущих марсиан, отобрав из 660 кандидатов 100. Однако пока даже до испытаний марсианских кораблей дело не доходит. И, что вероятнее всего, в обозримом будущем — не дойдет. Почему человечество вряд ли доберется до Марса?

Большая масса

Марсианский корабль должен быть очень большим и тяжелым, дабы привезти не только космонавтов, но и много пищи, воды, топлива, воздуха, научные инструменты, запасные части и так далее. Первый советский проект отправки человека на Марс предполагал, что «марсианский пилотируемый комплекс» стартует с земной орбиты с массой более полутора тысяч тонн и вернется с массой в 15 тонн (большая часть массы — это как раз топливо, запас воздуха, еда, приборы, которые можно оставить на Марсе, так что обратно космонавты возвращаются налегке). Технологии не стоят на месте, поэтому стартовая масса потенциального марсианского корабля сильно уменьшилась. Компьютерная техника стала совсем миниатюрной, улучшились возможности по регенерации воздуха и воды, но все равно марсианский корабль нужно будет собирать на орбите Земли в несколько этапов. И только после сборки готовый корабль отправится к Марсу. Это обстоятельство намного усложняет (и удорожает) проект и увеличивает вероятность фатальной ошибки во время полета.

Радиация и пыль

Полет к Марсу длится в среднем шесть—девять месяцев. Вроде бы ничего сверхъестественного: рекорд непрерывного пребывания на орбите — более 400 суток (его установил россиянин Валерий Поляков). Однако между околоземной орбитой и трассой Земля—Марс есть огромная принципиальная разница. Людей на Земле и на орбите одинаково защищает магнитное поле Земли. Отправившись к Марсу, космонавты лишатся «купола», который закрывает их от солнечной и галактической радиации. Вроде бы доза, полученная на пути к Марсу, ниже верхней допустимой границы: за 15 месяцев полета на Красную планету и обратно космонавт получит около одного зиверта радиации. Это плохо, но не смертельно: ровно такая доза установлена в России и в США как предельно допустимая для космонавтов за всю карьеру. Но 15 месяцев — долгий срок, и за это время на Солнце может, например, произойти достаточно мощная вспышка (они весьма нередки). В этом случае доза вырастет на порядок и легко может убить экипаж: 3-5 зивертов приводят к смерти от лучевой болезни в течение 30—60 суток с вероятностью в 50%. Поэтому многие эксперты считают, что полет на Марс — недопустимый риск.

Отдельную опасность представляет канцерогенная пыль на Марсе. Красная планета буквально набита пылью, и пылевые бури на ней — нормальная погода. Как полагают в Национальном исследовательском совете США, марсианская пыль может вызывать рак, так как содержит много соединений хрома. Защититься от нее непросто: пыль настолько мелкая, что будет проникать на марсианскую станцию сквозь любые заслоны. О запыленности даже лунных модулей говорили американские астронавты, которые провели на спутнике гораздо меньше времени, чем планируется на Марсе. А ведь быстро улететь с планеты нельзя: нужно ждать около года, чтобы Земля и Марс расположились особым образом. Старт только в этом «окне» обеспечит минимальное время и, что куда важнее, минимальный расход топлива на дорогу до Земли.

Взято с Shutterstock

Психология против

Казалось бы, нет ничего сложного в том, чтобы провести с товарищами по экипажу два года — примерно столько занимает полет на Марс и обратно. Живут же люди вместе по 400 дней на орбите. Однако, как и в случае с радиацией, здесь все совсем иначе. На МКС всегда есть возможность сесть в спасательный «Союз» и удрать на Землю, которая всего в каких-то 400 километрах — столько же от Москвы до Нижнего Новгорода. Расстояние от Земли до Марса более 50 миллионов километров — даже радиосигнал идет до Красной планеты с опозданием более 10 минут. Случись что — спасения ждать неоткуда. Это в разы усиливает уровень стресса у космонавтов, что порождает множество дополнительных психологических проблем.

Самая очевидная, хотя для многих неожиданная: в экипаж нельзя взять женщину. Если это сделать, вероятность конфликта многократно возрастает — проверено экспериментально. Как рассказывают организаторы одного из опытов по длительному пребыванию людей в замкнутом пространстве, мужчины в буквальном смысле чуть не поубивали друг друга из-за женщин. А не брать дам на Марс в современном гендерно-толерантном мире чревато вечным остракизмом феминисток.

Но даже в чисто мужском экипаже будут серьезные проблемы при долгосрочной изоляции. Самое печальное, что полностью реальную ситуацию полета на Марс нельзя воспроизвести даже в самых добросовестных экспериментах. Никакой отбор на психологическую совместимость не сможет предусмотреть все стрессовые ситуации. Даже в уникальном эксперименте «Марс-500», в котором моделировались все условия полета и высадки на Марс, а команда (чисто мужская) из шести человек в течение 520 суток «работала» экипажем космического корабля, участники все равно подсознательно понимали: в случае чего — помощь за переборкой. Например, если у кого-то из экипажа станет плохо с сердцем — откроется дверь и придут врачи. В настоящем полете медики доступны только по телеметрии. А сверхстресс сам по себе может привести к сердечно-сосудистым заболеваниям. При этом тяжелая болезнь или даже смерть любого космонавта еще на порядок повысит уровень напряжения и внутреннего конфликта в команде.

«Героические образы покорителей космоса из фантастики не имеют ничего общего с реальными людьми. Люди не способны работать 24 часа в сутки, люди не способны прощать ошибки других, и даже при наличии сверхмотивации, в ситуации «мышеловки», в которой они окажутся, наверх выплывут не лучшие черты характера, а как раз наоборот, то, что при любом психологическом тестировании могут пропустить лучшие специалисты», — сказал автору в кулуарах один из специалистов, работавших над экспериментом «Марс-500».

Не жизнь

Хорошо известен (в основном, по шуму в прессе) голландский проект Mars One. Это частный проект выпускника Делфтского университета Баса Лансдорпа, который предусматривает отправку на Марс в 2024 году четырех колонистов «в один конец». Возврат на Землю не планируется, однако раз в два года будут подвозить новых колонистов, продовольствие и прочее необходимое для первых марсиан.

Однако в октябре 2014 года ученые из Массачусетского технологического института сильно разочаровали будущих поселенцев. Проанализировав данные проекта Mars One, специалисты в своем 35-страничном отчете, представленном на 65-м конгрессе по космонавтике в Торонто, указали: через два года миссия с пополнением не потребуется. Колонисты умрут «приблизительно на 68-й день» от асфиксии, то есть попросту задохнутся. В Массачусетсе считают: технология регенерации атмосферы при помощи растений, как это планируется делать на колонии, до сих пор несовершенна и не адаптирована к космическому полету. Растения не будут успевать поглощать весь CO₂ и восстанавливать кислород, который будут расходовать колонисты.

Политика и деньги

Еще две причины, по которым мы никогда не полетим на Марс, — деньги и политика. Ни одна страна самостоятельно не сможет осилить этот проект. Еще в 1992 году президент США Буш-старший поручил подсчитать стоимость полета на Марс. Вышло 400 миллиардов долларов — в тех деньгах. Даже для США это много. А в текущем мире договориться о таком сотрудничестве у ведущих стран не получится: все хотят иметь собственный приоритет.

Просто незачем

Взято с Shutterstock

Осенью 2014 года на экраны вышел фильм «Интерстеллар», в котором NASA отправляет на далекие планеты через «червоточину» (прокол в пространстве, позволяющий моментально попасть к далеким звездам) экипажи «смертников», которые должны определить пригодность планет для колонизации. Сразу же после премьеры эксперты в один голос начали хвалить очень правдоподобное изображение черной дыры, объяснения искривления пространства-времени. Одновременно все комментаторы удивлялись: зачем было отправлять людей в очень дорогие и рискованные миссии, когда с этим прекрасно могут справиться аппараты-роботы? С Марсом — такая же история. Сейчас Красную планету исследуют пять орбитальных аппаратов и два марсохода, готовится много новых миссий. Научная отдача от них очень большая — при нулевом риске для людей и заметно меньших затратах. К примеру, вышедший на околомарсианскую орбиту индийский зонд Mangalayaan обошелся всего в 70 миллионов долларов — дешевле, чем съемки фильма «Гравитация».

Единственная цель, которая может оправдать полет на Марс, это идеология. Объединиться всем человечеством ради общей благородной цели, забыв войны и разногласия, — достойный шаг. Но… это, пожалуй, куда более фантастично, чем «Интерстеллар».

 Алексей Паевский

Освоение Марса: зачем летят на Красную планету миссии США, Китая и ОАЭ | События в мире — оценки и прогнозы из Германии и Европы | DW

Американская ракета-носитель Atlas-V  с марсоходом на борту, стартовавшая 30 июля с мыса Канаверал во Флориде, стала третьей межпланетной эскпедицией к Марсу, отправленной в течение предшествующих десяти дней. До этого к Красной планете устремились летательные аппараты еще двух стран: Китая и Объединенных Арабских Эмиратов.

Старт трех миссий примерно в одно и то же время — не простое совпадение. Примерно раз в полтора-два года планеты Солнечной системы выстраиваются таким образом, что путешествие с Земли на Марс сокращается с девяти до семи месяцев — это позволяет сэкономить не только время, но и ракетное топливо. В середине июля снова открылось такое «окно».

В 2018 году миссия NASA Insight доставила на Марс посадочный аппарат с сейсмометром

Национальное управление по аэронавтике и исследованию космического пространства (NASA) традиционно пользуется этой возможностью — предыдущие американские миссии на Марс стартовали в шесть из последних восьми подобных «окон». Если NASA уже неоднократно отправляло миссии на Марс, то Китай и ОАЭ — новички в освоении этой планеты, но, несмотря на отсутствие многолетнего опыта, их программы также довольно успешные. О задачах трех марсианских миссий, их отличиях и технических деталях — в материале DW.

Миссия NASA: Есть ли жизнь на Марсе?

Марсоход миссии «Марс-2020» американского аэрокосмического агенства получил имя Perseverance («Настойчивость»). Оно было выбрано из 28 тысяч заявок, присланных американскими школьниками после того, как NASA в 2019 году объявило конкурс «Придумай имя роверу». Судьи-добровольцы отобрали пять вариантов для финала, и после этого за них можно было голосовать онлайн в течение пяти дней на сайте NASA. Победило название, которое предложил семиклассник Александр Мазер. Теперь он вместе со своей семьей получил возможность наблюдать за запуском космического аппарата с космодрома на мысе Канаверал. Имена 155 полуфиналистов нанесли на кремниевую микросхему, отправившуюся на Марс на борту ровера.

Испытания ровера Perseverance

На Красную планету ровер Perseverance должен сесть в начале февраля. Местом посадки выбран кратер Джезеро к северу от марсианского экватора. Основная задача экспедиции — выяснить, есть ли жизнь на Марсе, и понять, может ли атмосфера на планете в будущем измениться так, что она станет пригодной для жизни людей.

Говоря о целях предстоящей миссии, в NASA отметили, что марсоход Perseverance будет «следовать за водой». Этим объясняется и выбор места посадки — предполагается, что в районе кратера Джезеро находится высохшая речная дельта и дно озера. Оборудованный современными техническими приборами, в том числе 23 камерами, ровер весом в 1043 килограмма будет собирать образцы горных пород и почвы, которые могли образоваться в то время, когда на Марсе была вода, и содержать признаки древней жизни.

Ровер Perseverance оснащен новейшими техническими приборами

Perseverance оснащен усовершенствованной навигационной системой с панорамными и стереоскопическими камерами, а также экспериментальной установкой MOXIE, с помощью которой попытаются извлечь кислород из марсианской атмосферы, состоящей в основном из углекислого газа. Кроме того, он может запускать беспилотный летательный аппарат Mars Helicopter для более детального обследования местности. Аппарат снабжен и двумя микрофонами. В NASA надеются, что все это позволит Perseverance «потрогать, попробовать и, наконец, услышать звуки Марса».

Все образцы горных пород и грунта, которые соберет марсоход с помощью бура и роботизированной руки, будут помещены в стерильные металлические контейнеры и оставлены на поверхности планеты. Для их доставки на землю NASA планирует еще одну миссию в 2026 году.

Китай: догнать и перегнать Америку

Китайская экспедиция носит имя Tianwen-1 («Вопросы к небесам»). Так называется поэма поэта Цюй Юаня, жившего примерно в  340-278 гг. до н.э. и считающегося одним из величайших поэтов древнего Китая. Конкурс по выбору названия начался в конце августа 2016 года, победитель был определен из почти 36 тысяч заявок специальным жюри и с помощью онлайн-голосования и объявлен 24 апреля 2020 года — в этот день в Китае отмечается День космонавтики. Китайское национальное космическое управление (CNSA) заявило, что все предстоящие миссии по исследованию других планет также будут называться Tianwen.  

Тяжелая ракета-носитель «Чанчжэн-5»  («Великий поход — 5») стартовала 23 июля с космодрома Вэньчан на острове Хайнань на юге Китая. Местом посадки предварительно выбран район марсианской равнины Утопия, межпланетный зонд должен достичь его в феврале 2021 года.

Посадочный модуль китайского марсохода должен гарантировать ему мягкую посадку

Как и у программы NASA, задача китайской миссии — найти следы жизни на Марсе, а также понять, может ли атмосфера на планете в будущем стать пригодной для колонизации. Но гораздо важнее для Китая возможность утвердиться в статусе новой космической сверхдержавы, догнав — а, по возможности, и перегнав — своего основного конкурента: Соединенные Штаты.

Поэтому миссия Tianwen-1 амбициознее американской: она должна доставить к Марсу не только ровер, но и орбитальный аппарат, который будет исследовать планету с помощью камер и радаров, двигаясь вокруг нее по орбите. Посадочный модуль, в котором находится ровер, должен обеспечить его мягкую посадку на поверхность Марса с использованием парашютов и двигателей, замедляющих падение, а также надувных подушек.

«Марсианская база-1» — лагерь в пустыне Гоби для тренировки будущих астронавтов для полета на Марс

Китайский марсоход вчетверо легче американского ровера — он весит около 200 килограммов и оснащен радиолокационной станцией подповерхностного зондирования. Прибор позволяет проникнуть на глубину до 100 метров под поверхностью Марса и исследовать его геологическое строение, а также проводить химический анализ состава почвы и вести поиск биомолекул и биосигнатур.

Помимо этого ровер снабжен навигационной и топографическими камерами, прибором для метеорологических изменений и двумя детекторами: магнитного поля на поверхности и поверхностных соединений Марса. Наличие радиолокационной станции — одно из основных отличий китайской экспедиции: подобный прибор впервые будет доставлен на Красную планету.

ОАЭ: «Надежда» даст импульс экономике и вдохновит молодежь

Объединенные Арабские Эмираты стали первым арабским государством, отправившим космический зонд к Марсу. Орбитальный аппарат под названием «Аль-Амаль»  («Надежда») устремился к Марсу 20 июля с японского космодрома Танэгасима с помощью японской ракеты. Он был разработан в Космическом центре имени Мухаммеда бин Рашида в Дубае в партнерстве с лабораторией атмосферной и космической физики университета Колорадо. Предполагается, что зонд достигнет Марса в феврале 2021 года после семи месяцев полета.

Космический аппарат «Hope» будет наблюдать за атмосферой Марса с орбиты

В отличие от американской и китайской космических программ по освоению Марса, цель миссии ОАЭ более скромная: «Надежда» будет наблюдать за атмосферой Марса с орбиты, чтобы создать первую полную картину марсианского климата во всех регионах в течение года. Космический зонд также впервые проведет изучение нижних слоев атмосферы, где формируется марсианская погода, в том числе пылевые бури. Корабль оснащен тремя камерами, позволяющими вести наблюдение за атмосферой Марса в видимом, инфракрасном и ультрафиолетовом диапазонах.

Для ОАЭ чрезвычайно важно достичь орбиты Марса до 50-летия со дня основания страны, которое будет отмечаться 2 декабря 2021 года. Чтобы застраховаться от непредвиденных обстоятельств, вызванных пандемией коронавируса, космический аппарат и часть участников программы были доставлены в Японию уже в апреле 2020 года — гораздо раньше намеченного срока. Если запуск по какой-либо причине не состоится, следующего «окна» придется ждать еще два года.

Помимо космических амбиций Абу-Даби всеобщее удивление вызвал и тот факт, что публичным лицом и научным руководителем арабской миссии на Марс стала женщина  — 33-летняя Сара аль-Амири. «Мы — молодая страна, которая по глобальным меркам поздно вступила в космическую гонку. Совсем неудивительно, что многие считают это безумием», — заявила она в интервью британскому научному журналу Nature в преддверии запуска зонда.

Разработка и строительство зонда «Hope» длились шесть лет

В ОАЭ не скрывают, что, помимо научной задачи — изучения климата Марса и его влияния на атмосферу, — одна из основных целей миссии состоит не столько в освоении космоса, сколько в придании нового импульса экономике страны. «Правительство ОАЭ с первого дня ясно давало понять, что космос — это инструмент для достижения гораздо более масштабных целей. Речь идет о необходимости коренным образом изменить систему, интегрировав науку и технологии в экономику ОАЭ», — заявил в интервью журналу Forbes руководитель программы Омран Шараф.

Еще одна цель программы — вдохновить молодежь в регионе и повысить ее интерес к науке и исследованиям. По словам научного руководителя проекта Сары Амири, они получают огромное количество писем от студентов, в которых те интересуются научными аспектами миссии и спрашивают, могут ли они участвовать в ней. «Нам пришлось пересмотреть наше отношение к собраниям во время запуска», — отметила Амири.

Смотрите также:

• Все о Красной планете (инфографика)

  Суше самой сухой земной пустыни

  Кислорода на Марсе практически нет, зато много пыли и песка, которые разносят очень мощные ветра. Если когда-то на Марсе и была вода, то теперь ее поверхность суше любой пустыни на Земле.

• Все о Красной планете (инфографика)

  Сутки длиннее, радиация выше

  Сутки на Марсе немного длиннее земных. А вот уровень радиации значительно выше. За день, проведенный на Красной планете, космонавт получил бы дозу облучения, равную годовой на Земле.

• Все о Красной планете (инфографика)

  Нестабильная температура

  В хороший летний день на экваторе Марса может быть вполне приятная температура, скажем, 25 градусов по Цельсию. Но уже к вечеру она очень резко падает, до минус 80! А на полюсах могут быть и все минус 130.

• Все о Красной планете (инфографика)

  Красная планета — одна из самых маленьких в Солнечной системе

  Помимо вдвое меньшей длины экватора, Марс намного легче Земли, его масса составляет всего одну десятую земной. К тому же масса Красной планеты сильно меняется в течение года в зависимости от таяния полярных шапок, состоящих из углекислоты.

• Все о Красной планете (инфографика)

  Марс от Земли то далеко, то близко

  Планеты крутятся вокруг Солнца, поэтому расстояние от Земли до Марса сильно меняется. Когда Марс максимально близко подходит к Земле, то он становится самым ярким объектом ночного неба.

  Автор: Михаил Бушуев

Каким будет космос через 60 лет

Один из самых известных футуристов — Рэй Курцвейл — предсказал к 2045 году технологическую сингулярность. Искусственный интеллект станет быстрее человека и будет развивать технологии с такой скоростью, что мы не сможем в них разобраться. Что касается ситуации в космонавтике, тут все проще. Уже сейчас можно попытаться дать прогноз на ближайшие 60 лет. Будем смотреть, каких пределов достигнем по максимуму. Потому что минимум мы имеем сегодня: войны, пандемии и человечество, застрявшее на орбите.

Как писатели-фантасты поспешили с космическим оптимизмом

Когда Юрий Гагарин полетел в космос, человечество уже сфотографировало обратную сторону Луны и даже отправило первые аппараты на Венеру и Марс (пока еще неудачно). В 1962 году президент США Джон Кеннеди поставил цель высадить астронавтов на Луну до конца десятилетия. А в СССР под руководством Сергея Королева проектировали корабль для пилотируемой экспедиции на Марс. Фантасты и вовсе послали космонавтов на все планеты Солнечной системы и даже за ее пределы, а корабли в их книгах перемещались с помощью фотонного двигателя на антивеществе.

VICTOR HABBICK VISIONS/Getty Images

Действительность оказалась сложнее и скучнее оптимистических планов. Человек после шести полетов к Луне так и не выбрался за пределы земной орбиты, хотя беспилотные космические станции улетели за орбиту Плутона и даже забирались в межзвездное пространство.

Чтобы вырваться за земную орбиту, нужна мегаракета

В конце XIX века калужский ученый-любитель Константин Циолковский вывел формулу для движения тела с переменной массой. Чтобы ракета могла двигаться быстрее, нужно было либо увеличить скорость истечения газов, либо увеличить долю топлива в общей массе ракеты. Но если первое изменить почти невозможно — скорость истечения газов зависит от топливной пары и практически фиксированная, то второе очень затратно. Масса топлива в ракетах составляет около 90% от общего веса, увеличивать ее просто некуда — нужны еще баки, чтобы залить в них топливо и окислитель, жилой модуль для космонавтов, корпус ракеты, наконец.

TAKE 27 LTD/SCIENCE PHOTO LIBRARY/Legion Media

Компьютерная модель космического отеля на земной орбите

Например, американцам, чтобы слетать на Луну, пришлось создать ракету «Сатурн-5», масса которой была почти 3 тысячи тонн и высота — более 100 метров. Лунная программа обошлась США в $125 млрд по современному курсу. И если до Луны лететь три дня, то полет на Марс займет месяцев семь, — соответственно, увеличились бы и расходы. Стимул тратить такие деньги у США пропал, когда СССР не смог выполнить свою лунную программу.

Формула Циолковского с тех пор не изменилась, затраты на космос в таких масштабах уже не окупают политические и научные преимущества, получаемые в таких экспедициях. Зато появились новые технологии. Многие из них касаются усовершенствования систем управления, но есть и новые материалы, более мощные двигатели, а у SpaceX еще и возвращаемая первая ступень, благодаря которой снижаются затраты на миссии.

Лунные и марсианские надежды

Применение новых технологий и активное сотрудничество NASA с частными компаниями в разы снизило стоимость проектов. До 2030 года мы снова сможем увидеть человека на самой Луне и на ее орбите. Первоначально пилотируемые миссии планировались уже на ближайшие годы, но, скорее всего, немного сдвинутся. Если NASA и SpaceX затянут с посещением Луны, их могут опередить китайцы или «Роскосмос». Китай тратит на космос значительные ресурсы и может создать необходимые технологии за следующие десять лет. Россия уже имеет, пожалуй, лучшие ракетные двигатели в мире и продолжает их совершенствовать. К тому же наши страны недавно заключили меморандум о создании Лунной станции. Объединившись, они могут приблизить и высадку на Луну.

Пока Луна не представляет коммерческой ценности, но если возвращение к 2030 году удастся, то ее плотное изучение потребует постоянных лунных баз. А обнаруженные вода и полезные ископаемые, возможно, сделают выгодным коммерческое производство на Луне к 2081 году. Интересно, будет ли их видно с Земли?

Марс — более сложная цель. Но и при современных технологиях мы уже способны построить достаточно большие и мощные ракеты, чтобы обеспечить полет и возвращение людей на него. Расчеты показывают, что топливо, кислород и некоторые другие необходимые вещества можно будет добыть на Марсе, а значит, не придется их везти с Земли. По самым оптимистичным подсчетам — конечно, их сделал фанат Красной планеты Илон Маск, — астронавты смогут высадиться на Марс в 2028 году. Думаю, что более реальна высадка к 2040 году — все-таки сначала надо отработать все элементы пилотируемой миссии на Луне.

КЦ «Южный»/Роскосмос

Вывоз на стартовый комплекс «Союз-2.1б»

Не уверен, что действительно можно рассчитывать на создание колонии на Марсе, но если удастся, например, обнаружить на Красной планете жизнь или следы ее присутствия в прошлом, то планете будет обеспечен интерес и регулярные миссии, как пилотируемые, так и автоматические.

Увы, для человека это все. Высадка на Венеру практически невозможна — слишком тяжелым будет посадочный модуль для космонавтов, чтобы выдержать давление 90 атмосфер и температуру 470 градусов на поверхности соседней планеты. Да и передвигаться в таких условиях тяжело. Можно помечтать о высадке сразу в дирижабле в слои атмосферы с более привычными давлением и температурой, однако схема выглядит сложной и, главное, цель непонятна. На Луне и Марсе человек сможет использовать свои преимущества перед роботами, чтобы выполнять исследования или даже работать. На Венере слишком сложные условия, чтобы найти достойную цель для отправки туда человека.

Роботы в поисках жизни

Одним из самых чудесных открытий для человека было бы найти братьев по разуму, иные цивилизации. Желательно те, которые мы сможем понять и с которыми сможем общаться. Пока не обнаружено надежных признаков их существования, но за прошедшие 60 лет наши устройства стали в миллиард раз чувствительнее. Можно надеяться, что в следующие 60 лет они продолжат свой прогресс и мы сможем еще внимательнее слушать Вселенную.

Photon Illustration/Stocktrek Images/Getty Images

Пока мы стараемся найти жизнь в Солнечной системе. Текущий интерес к Марсу (его изучает больше аппаратов, чем все остальные тела Солнечной системы, кроме Земли) связан с тем, что на нем в прошлом были подходящие условия для жизни. Даже если эта жизнь вымерла, когда улетучилась с атмосферы Красной планеты, хотелось бы узнать, какой она была. Хорошие шансы найти жизнь и на спутниках Юпитера и Сатурна — Европе и Энцеладе. По современным данным, под их ледяной оболочкой находится водяной океан — тепла от недр достаточно, чтобы он не замерзал. Вполне подходящие условия, чтобы зародилась жизнь, пусть и простейшая.

Миссия Europa Clipper к Европе подтверждена, но год запуска пока не определили. Оптимистичный сценарий — это 2025 год, еще лет шесть уйдет на преодоление расстояния от Земли до спутника Юпитера. Уже в начале 2030-х мы можем узнать, существует ли там жизнь. Позднее отправят космический аппарат и для изучения Энцелада. Параллельно «Роскосмос» планирует к 2029 году запустить миссию на Венеру. Одной из ее задач также будет поиск признаков текущей или существовавшей ранее жизни. Возможно, этим поискам помогут и другие страны. Если в Солнечной системе есть или была жизнь за пределами Земли, то уже к 2040 году мы будем знать об этом.

Как мы будем искать следы жизни в альфа Центавре

Пока мы не можем отправиться искать жизнь за пределы Солнечной системы, но уже начали разведку: с помощью телескопов обнаружено около 5 тысяч экзопланет. Процесс их открытия ускоряется: запущенный в 2018 году телескоп TESS открывает их пачками, а наземные обсерватории помогают их подтвердить. Чем больше планет, тем больше шанс, что на какой-то из них будет жизнь. Для этого надо изучить и классифицировать экзопланеты, подобрав потенциально обитаемые миры.

Практически все экзопланеты открыты за последние 20 лет, и темп их обнаружения ускоряется. А телескоп имени Джеймса Уэбба потенциально нам позволит проанализировать атмосферу экзопланет, находящихся в многих световых годах от нас, чтобы найти биомаркеры — вещества, которые обычно порождают живые существа: кислород, метан, фосфин и другие. Его ввод в строй ожидался в 2007 году и с тех пор постоянно переносится, но он может начать работать в ближайшие годы.

SpaceX/Getty Images

Запуск ракеты SpaceX Falcon-9 и капсулы Crew Dragon с мыса Канаверал, отправляющих астронавтов на Международную космическую станцию

Конечно, даже обнаружение планеты с живыми существами не гарантирует, что на ней разовьется разумная жизнь. Но и просто найти бактерии вне Земли будет большим открытием. Это позволит изучить принципы, по которым мы сможем предсказать, в каких условиях стоит искать жизнь, и сузить круг планет, на которых будем искать мыслящих существ.

В NASA уже готовят следующий совершенно фантастический шаг — попытаются разглядеть поверхность далеких экзопланет, очертания их континентов и свечения на поверхности (возможно, будет видно крупные города!). Миссия российского ученого Вячеслава Турышева с использованием солнечной гравитационной линзы прошла уже третью стадию отбора в конкурсе визионерских проектов. Это значит, что велика вероятность ее реализации. Идея в отправке телескопа в ту точку, где Солнце соберет лучи от выбранной планеты. Сначала с помощью таких инструментов, как TESS, телескоп Джеймса Уэбба и другие, выберут планеты, на которых с высокой вероятностью есть жизнь. После чего в противоположную от планеты сторону отправят телескоп, который в фокусе (области, где Солнце, как линза, соберет свет от этой планеты) рассмотрит ее увеличенное изображение. Вячеслав Турышев считает, что проект уже можно осуществить при нынешних технологиях, но потребуется развить их, выжать из них максимум. Подготовка может занять лет десять, еще 20−25 лет ракете понадобится, чтобы долететь до фокуса солнечного гравитационного телескопа. Значит где-то к 2060 году мы сможем увидеть поверхность далеких экзопланет.

Еще один амбициозный проект Breakthrough Starshot инициировал технологический инвестор Юрий Мильнер. Предлагается создать рой из небольших зондов и разогнать их до околосветовой скорости с помощью сверхмощных лазеров. Они могли бы примерно за 20 лет достичь соседней звездной системы и передать изображение планеты, которая может вращаться вокруг одного из трех светил звездной системы альфа Центавра. Этот проект требует решения множества технических проблем: нет достаточно мощных лазеров, не создан материал парусов, которые не сгорят под их светом, нет достаточно мощных чипов, чтобы передать сигнал на расстояние четырех световых лет, и антенн, способных его уловить.

Космический отель, космический лифт и огромная линза на земной орбите

Как ни странно, но самые заметные изменения могут произойти на орбите Земли. Кажется сегодня уже трудно удивить кого-то очередной съемкой Земли со спутников или запуском корабля на МКС, даже туристы на орбитальную станцию «Мир» летали.

Но что если на орбите откроют целый отель для космических туристов? Все-таки на МКС не так много места, а платить по $30−40 млн за билет покупатели будут с большим удовольствием, если у них будут просторные комнаты и большие иллюминаторы. Компания Voyager обещает начать строить его уже в 2025 году. Планы кажутся несколько оптимистичными, но опыт безопасного путешествия на орбиту и обратно у нас уже есть. Если приключение будет достаточно интересным, то появление отеля — просто вопрос времени.

Многие спутники работают на гелиосинхронной орбите, которая позволяет им никогда не заходить в тень Земли и постоянно вырабатывать электричество для своих бортовых схем. У Китая есть планы построить на орбите целую солнечную электростанцию к 2035 году. Ей не помешают работать ни ночь, ни пыль, ни снег. Однако выработанную энергию надо будет передавать на Землю, и тут еще предстоит поработать. Либо это будет сделано по лазерному лучу, но надо поработать над его мощностью и не спалить случайно какой-нибудь город. Либо пустить на Землю провод. А от этой идеи один шаг до создания космического лифта.

FP/AFP/Getty Images

Будущий лунный модуль во время эксперимента на базе «Эдвардс», 17 августа 1967 г.

Космический лифт — давняя инженерная идея. У нас уже есть геостационарные спутники — высота их орбиты подобрана так, чтобы они вращались строго над определенной точкой Земли. Опустим с них трос и будем передавать на орбиту грузы, не тратя тысячи тонн горючего. Однако ни сталь, ни другие существующие вещества не позволят сделать такой длинный трос, способный выдержать собственный вес. В ближайшем будущем изделия на основе графена или других метаматериалов вполне могут обеспечить нужную прочность. Тогда будет проще закидывать на орбиту научные аппараты или ту же солнечную станцию.

Светодиодные лампочки сэкономили энергии уже на миллиарды долларов, однако можно еще удешевить свет. Например, запускать на орбиту зеркала, которые будут отражать лучи Солнца. У такого подхода свои сложности — большая площадь зеркала будет испытывать трение об атмосферу, которая очень сильно разрежена, но отнюдь не заканчивается на 100 километрах. Надо еще научиться, с одной стороны, точно фокусировать «зайчик» от зеркала на выбранном месте, а с другой — постараться не превратить его в гигантскую линзу, которая выжжет все под собой.

Мы уже можем увидеть на небе вереницы спутников связи Starlink. Если опыт компании Илона Маска окажется удачным, то многие компании смогут реализовать свои проекты с тысячами аппаратов связи на орбите. Тогда у нас будет и хорошая связь в любой точке Земли, и недорогая энергия. Но вот чистым звездным небом уже можно будет полюбоваться только из отеля, расположенного на высокой орбите.

Спустя 120 лет со дня полета Гагарина

За 20−40 лет можно успеть реализовать практически все задачи, которые касаются исследования Солнечной системы. Человек вернется на Луну, видимо, высадится на Марс и, возможно, найдет способ спуститься в атмосферу Венеры. Это все займет два-три года. А вот добраться до пояса астероидов и дальше за это время не получится. Пусть эти пространства могут быть интересны и не только ученым. Мы писали, что такие небесные тела, как Психея, могут содержать миллионы тонн драгоценных металлов, которые пригодились бы для растущих потребностей Земли. Правда, лететь очень долго, и в лучшем случае полеты будут в рамках автоматических миссий.

А может, не зря упомянутый в начале Рэй Курцвейл прогнозирует технологическую сингулярность? Пусть нас заменят роботы. На самом деле, больше чем на 20 лет очень трудно прогнозировать: например, в 1990-е планировали через 20 лет запустить термоядерный реактор (энергия почти даром и почти отсутствие радиации при поломке) и полностью секвенировать геном человека. Сейчас полноценный термоядерный реактор мы по-прежнему планируем запустить через 20 лет, а вот секвенирование генома провели ударными темпами в начале XXI века — сложно было учесть все факторы.

NASA

Считается, что в бассейне Эридании на юге Марса около 3,7 миллиарда лет назад находилось озеро, а отложения на дне, вероятно, возникли из-за подводной гидротермальной активности. Здесь показана приблизительная глубина воды в этом озере

Для космоса одно из главный ограничений — время полета. Чтобы лететь быстрее, нужны новые двигатели. В проекте Вячеслава Турышева предлагается разгоняться, используя солнечный парус. При должных параметрах он позволит в разы сократить время путешествия.

Более сложный, но все еще возможный вариант — различные типы ядерных двигателей. Они разогревают топливо или ионизируют и ускоряют его электрическим полем и выбрасывают со скоростями, в разы превышающими таковые для существующих ракет. Помните о формуле Циолковского? Быстрее истечение газов, выше скорость ракеты!

А может быть, в будущем мы научимся создавать и применять антивещество в больших объемах для фотонных звездолетов за вменяемые деньги. Или нам удастся придумать новые принципы передвижения, не нарушая постулатов Общей теории относительности Эйнштейна, но обходя запрет на максимум в скорость света, проделывая кротовые норы в пространстве или находя короткие ходы через другие измерения.

Надеюсь, космос не ждет новая зима, как в 80-х годах XX века. И, учитывая развитие медицины, мы с вами вполне можем дожить до 120-летия со дня полета Гагарина, чтобы оценить точность этого прогноза.

Что едят в космосе? Каким будет рацион первых колонизаторов Луны и Марса

Это же касается и космической пищи. NASA и ­«Роскосмос» традиционно относились к еде практично: она должна быть физиологически полезной – питательной и легкоусвояемой. На заре первой космической гонки ученые переживали, что в условиях нулевой гравитации вообще невозможно потреб­лять пищу. Бытовало мнение, что пищеварительная система человека пригодна исключительно при земном притяжении, а продолжительное нахождение на МКС сулит приступы удушья, запоры и тому подобное. Но в 1955 году с этим мифом было покончено – аккурат с началом первых параболических полетов. И тогда перед шефами космической еды возникли другие проблемы: запахи и крошки.

На МКС нет окон, которые можно открыть, чтобы проветрить станцию, и даже с хорошей системой фильтрации воздуха космонавты вынуждены доедать все, что вздумали открыть на станции. «Если вы оставите недоеденное пюре, оно начнет гнить и пахнуть», – говорит Мэгги Кобленц, руководитель гастрономических исследований в Space Exploration Initiative. Она вспоминает, как космонавт Паоло Несполи упрашивал NASA выдать ему в полет кусок пармезана, но агентство отказалось: итальянские производители сыра не могли точно указать его срок годности, да и как, если сыр с плесенью – гордость европейцев?

Инцидент с пармезаном затрагивает проблему, которую на МКС прозвали space face. «Наше тело гонит жидкость вверх, – объясняет канадский астронавт Крис Хэдфилд. – Когда мы оказываемся в невесомости, системы организма продолжают работать, и поскольку они не встречают сопротивления в виде гравитации, ткани головы отекают».
В верхней части тела скапливается жидкость, и ощущения при этом напоминают заложенность носа при насморке. Как следствие, у космонавтов притупляется вкус. Поэтому большая часть экипажа МКС предпочитает пить кофе с сахаром. К примеру, Скотт Келли, автор книги «Стойкость. Мой год в космосе», пишет, что с самого детства был безразличен к десертам, но за 520 дней вне Земли стал кем-то вроде шоколадного наркомана.

В своей тарелке

Астронавт Скотт Келли в общей сложности провел вне Земли 520 дней 10 часов и 33 минуты. Вот чем он питался на борту МКС.

5 мая 2015-го

Космический тако на завтрак с восстановленными яйцами, котлетами и острым соусом. Со счастливым #СинкоДеМайо меня! #МКС

25 августа 2015-го

В буквальном смысле наслаждаюсь плодами трудов. #ГодВКосмосе #Гравитация0 #фрукты #свежие #космическаяеда

27 августа 2015-го

#Рецепт #Космического #Бургера – это дегидратированная говяжья котлета, плавленый сыр, кетчуп и горчица на космической лепешке. Вуаля!

Другая космическая война ведется с крошками­. На Земле их легко подберут воробьи или самый простенький пылесос, тогда как в условиях микрогравитации крошки могут оказаться где угодно – от важных систем жизнеобеспечения станции до легких членов экипажа. Поэтому большая часть космической еды – это тюбики с кашами или пюре, а также говядина, курица и рыба, утопленные в желатине. И хотя в космос можно протащить печенье­ или чипсы, их потребление строго регламентируется. Коробки и упаковки стоит вскрывать рядом с вентиляционным отверстием, а после перекуса тщательно избавляться от оставшихся крошек пылесосом. Но даже при такой маниакальной чистоплотности на МКС встречаются неопознанные летающие объекты. Так, в своей книге Келли вспоминает о случае с итальянкой Самантой Кристофоретти: она съела нечто, парящее в воздухе, приняв это за конфету, а на деле это был мусор.

«Вкусная еда, – говорит Мэгги Кобленц, – помогает нам не чувствовать себя одиноко. Так же как искусство, музыка, танцы. Еда всегда объединяла людей, благодаря пище мы собирались в группы, создавали языки и перемещались по планете. Как коротко выразился итальянский историк Массимо Монтанари, «еда – это культура».

Когда мы полетим на Марс и Венеру? Колонизация Солнечной системы | Будущее, Космос, Наука

В июле 1969 года едва ли кто-то мог усомниться в том, что маленький шаг Нила Армстронга — со ступени спускаемого аппарата на лунный грунт — стал огромным скачком для всего человечества. Самым смелым писателям уже грезились стеклянные купола лунных городов и новый Дикий Запад в поясе астероидов — с ордами старателей, добывающих минералы. Авторы менее романтичные, взяв за основу реальный опыт колонизации Антарктиды, описывали сеть исследовательских баз в лунных кратерах и ржавых пустынях Марса.

Аналогия с Антарктидой действительно казалась убедительной. Но что-то пошло не так.

Сравнивать Антарктиду с Луной — гиблое дело. И вовсе не потому, что Луна очень далеко и там совершенно нет воздуха. Связанные с этим затруднения считались преодолимыми ещё полвека назад. Просто большая часть исследований возле Южного полюса имеет прикладное, а в некоторых случаях даже стратегическое значение. Луна же пока представляет чисто академический интерес. И он настолько мал, что в середине 70-х годов прошлого века в её исследованиях наступил длительный перерыв. Рассматривая в сверх-чёткие телескопы поверхность ближайшего к нам небесного тела, астрономы не находили там решительно ничего интересного.

Не менее важна и разница в характере научной работы. В Антарктике исследуют в первую очередь процессы, протекающие в ледовом панцире, атмосфере и магнитосфере. Изучение процесса предполагает регулярные измерения, а для этого нужны постоянные базы. На Луне же вообще ничего не происходит. Слой реголита (спёкшейся под воздействием жёстких излучений космической пыли) растёт слишком медленно, чтобы наблюдать его в реальном времени.

Сверхтяжёлые (массой 2–3 тысячи тонн) ракеты-носители вроде «Сатурна», на котором запускали «Аполлоны», сейчас практически вышли из употребления. Миниатюризация космических аппаратов приводит к тому, что и спрос на тяжёлые (500–800 тонн) РН тоже невелик

Тем не менее в истории освоения Луны и Антарктиды есть явные параллели. После «престижного» этапа, когда Южный полюс рассматривался только как точка, в которую любой ценой необходимо вонзить древко флага, к Антарктике надолго потеряли интерес. Затем наступила фаза первых научных экспедиций, совершивших неожиданные и громкие открытия: оказалось, что подо льдом по извилистым тоннелям текут реки, а в глубине континента есть таинственные каменные оазисы…

И Луна, сыграв роль приза в состязании великих держав, пережила десятилетия забвения. Но уже в XXI веке, когда за первым, крайне поверхностным этапом изучения последовал второй, более продуманный, поразительные открытия не заставили себя ждать. Оказалось, что на спутнике Земли в недоступных солнечным лучам приполярных кратерах есть вода! Причём древняя, ещё входившая в состав протопланетного диска, из которого образовалась Земля. Такая вода — помимо того, что она имеет огромную историческую ценность, — может многое рассказать о составе первичных океанов нашей планеты.

Полярные кратеры, температура в которых всегда остаётся близкой к абсолютному нулю, могут оказаться ещё и идеальным местом для размещения инфракрасного телескопа, способного «видеть» очень холодные и почти не освещённые космические тела на границе Солнечной системы. Вот и ответ на вопрос, зачем нам нужна база на Луне!

Мысль использовать лунную воду для нужд базы выглядит соблазнительно, но в этом едва ли есть смысл. Добыча и переработка содержащей лёд породы с помощью доставленного с Земли оборудования наверняка обойдётся дороже, чем доставка ресурсов с Земли для двух-четырёх человек (NASA/GSFC/Arizona State University)

Технологии не стоят на месте, и если в 1960-х для отправки астронавтов на Луну требовалась ракета массой почти 3000 тонн, то теперь можно обойтись ракетами в полтора раза легче. Сегодня возможен более быстрый, дешёвый и безопасный «прямой» перелёт — без разделения и последующей стыковки на лунной орбите посадочного и возвращаемого модулей, как делалось в рамках программы «Аполлон». И тяжёлых ракет понадобится совсем немного: база не должна быть более масштабным сооружением, чем давно и плодотворно работающая на орбите МКС. Затевать на Луне капитальное строительство нецелесообразно. Устройство форпоста будет модульным, как у орбитальной станции, — с той лишь разницей, что стыковать модули необходимости нет.

Если ограничиться отработанными в 1980-х годах 2000-тонными РН, то после посадки на Луну каждый модуль будет иметь массу около 20 тонн. Шестая её часть придётся на опоры, двигатели и опустошённые во время торможения топливные баки. Останутся 17 тонн полезной нагрузки — вполне хватит на двухместный корабль с достаточным для возвращения на Землю запасом горючего. В тесных пилотируемых модулях персонал будет прибывать на Луну и покидать её. А жить и работать космонавты смогут в относительно комфортных жилых модулях, по объёму (80–100 кубометров) сравнимых с первыми советскими орбитальными станциями «Салют».

Концепт лунной колонии, художник Pat Rawlings для NASA

Помимо одного-двух жилых модулей, базе понадобится ещё и модуль энергетический — с ядерным реактором. Солнечные батареи бесполезны на дне полярного кратера. Сажать этот модуль, конечно же, лучше подальше от остальных и за какой-нибудь естественной преградой.

Возможно, нужен будет специальный интеграционный модуль с катушками проводов, по которым электроэнергия будет передаваться от реактора к прочим модулям базы, в число которых непременно войдут инфракрасный телескоп и буровая установка. Ведь лёд должен залегать под слоем реголита толщиной от одного до восьми метров. Потребуются ещё грузовые модули для доставки припасов и техники и как минимум один межпланетный рефрижератор для отправки добытого льда на Землю.

Ценой четырёх-шести пусков тяжёлых РН в год деятельность базы можно будет поддерживать несколько лет. Потом в реакторе выгорит уран, телескоп устареет, а механизм буровой установки безнадёжно заклинит смятым тюбиком из-под борща. Конечно, можно доставить с Земли другую… только зачем? Первоначальная программа исследований наверняка будет выполнена, а если появятся новые идеи, то и базу разумнее создать новую — там, где нераскрытых пока тайн больше, а мусора, соответственно, меньше.

Сейчас, когда возможности автоматики стремительно растут, будущее пилотируемой космонавтики вызывает вопросы. Тем не менее в обозримой перспективе полёты с экипажем останутся экономически оправданными. На орбите космонавты выполняют функции наладчиков, ремонтников и лаборантов. Регулярное техническое обслуживание приборов, возможность настройки, устранения неполадок и многократного использования одного устройства в разных схемах позволяют сделать эксплуатацию оборудования более эффективной.

Вторая причина отправлять человека в космос связана со скоростью связи. Задержка сигнала между Землёй и Луной — меньше двух секунд. Но и это очень затрудняло управление луноходами. До Марса же даже в момент максимального сближения свет идёт три минуты. Кроме того, мощность передатчика межпланетной станции не может быть велика. Приходящий с космического расстояния сигнал слаб и тонет в шумах. Его восстановление и расшифровка требуют колоссальных вычислительных мощностей и занимают уйму времени. А находящийся поблизости оператор сможет с помощью дрона обследовать большую территорию и отсматривать приходящую с камер автомата «картинку» в реальном времени. Фокусируя аппаратуру на интересных деталях, человек соберёт в 10 или даже в 100 раз больше информации, чем робот.

Концепт марсианской колонии (NASA)

Пилотируемая экспедиция на Марс имеет смысл. Но сперва нужно создать электроядерный (плазменный) двигатель, разработки которого сейчас ведутся в РФ и США.

При наличии реактора мощностью 4 мегаватт можно доставить на Марс трёх человек за 140 суток на корабле массой около 150 тонн. На припасы и полезную нагрузку придётся 20–25 тонн, а на гелий, который будет служить рабочим телом двигателя, всего 40 тонн. Расходуя по 140 килограммов газа в день, плазмолёт сможет двигаться с крошечным, но постоянным ускорением. Причём увеличивать скорость, сокращая общую массу корабля или повышая мощность двигателя, смысла нет. Оптимальная с точки зрения небесной механики продолжительность миссии — 14 месяцев — останется прежней.

Корабль массой 150 тонн, в принципе, можно полностью подготовить к полёту на Земле и вывести на орбиту уже с экипажем на борту. Но это едва ли оправданно, так как рассчитанный на 10 или 20 лет эксплуатации (реактор потребуется периодически обслуживать) аппарат должен быть приспособлен именно к заправке и погрузке в космосе.

Чем легче газ, тем выше скорость реактивной струи. Но «выхлоп» ЖРД состоит преимущественно из водяного пара (энергия выделяется в процессе окисления водорода) — достаточно тяжёлого газа (на фото — «Союз TMA-13M», фото NASA/Joel Kowsky)

Из-за более сильной гравитации и наличия атмосферы взлететь с Марса значительно сложнее, чем с Луны. Но если лунный пилотируемый модуль направится сразу на Землю, то марсианскому достаточно выйти на низкую орбиту, где его подберёт корабль. С учётом этого можно создать посадочный модуль массой не более 25 тонн — а значит, доставка человека на Марс вполне осуществима. Хотя программу исследований придётся сократить до минимума: посадка, произнесение исторических реплик, установка флага, фотосессия, сбор камешков на память и поспешный отлёт. Едва ли стоит строить электроядерный крейсер только для этого.

Как минимум первая экспедиция (а единственный плазмолёт позволит отправить не меньше пяти) должна полететь не на Марс, а к Марсу. Полезную нагрузку при этом составит кассета с орбитальными и спускаемыми аппаратами. Спутники займутся разведкой, определяя точки, куда стоит высадить марсоходы и куда затем отправятся миниатюрные челноки — для подъёма на орбиту капсул с собранными образцами грунта.

Большинство тел Солнечной системы лишены ионосферы, отражающей радиосигнал. А значит, для дистанционного управления аппаратами, кроме базы на поверхности, необходимы спутники на орбите

Поскольку экипаж из трёх человек не сумеет эффективно управлять большим количеством дронов, после первой экспедиции в околомарсианском пространстве останется сколько-то неиспользованных аппаратов. Задействовать их, пусть и с куда меньшим эффектом, можно будет и с Земли. Если стратегической целью останется именно высадка человека, в последующих миссиях полезную нагрузку составит сначала обитаемый модуль, потом грузовой — с припасами и оборудованием. И только в последнюю очередь на орбиту Марса будет доставлен посадочный аппарат.

Предварительная разведка дронами, управляемыми с орбиты, и создание временной базы как минимум из двух служебных модулей позволят произвести высадку там, где найдётся нечто интересное и требующее особой аккуратности при изучении. Выполнять тонкие манипуляции киркой и лопатой, слишком ответственные для того, чтобы поручить их роботам, космонавты смогут в течение нескольких недель.

Главным недостатком плазменного двигателя, пожалуй, окажется его бесполезность для чего-либо, кроме исследований Марса. Можно ещё слетать к Венере, даже к Меркурию, если кондиционеры позволят, но Юпитер уже слишком далеко. Экспедиция продлится около четырёх лет и потребует огромных затрат.

На земной орбите к кораблю придётся стыковать дополнительные баки с гелием и ядерные ускорители для разгона. Да и самих кораблей понадобится минимум два: первый доставит экипаж на место, второй, заранее отправленный к краю гравитационной ямы Юпитера, эвакуирует экспедицию. А если ставить перед миссией серьёзные исследовательские цели — изучение атмосферы Юпитера с низкой орбиты и получение образцов льда с Европы и Ганимеда, — потребуется ещё и третий корабль: транспортёр автоматических станций.

Ближайшая к Земле планета — Венера. Но создать базу на её поверхности (при давлении 90 атмосфер и температуре 400 градусов) не получится. Трудно представить и базу, парящую в атмосфере. Как стыковать к ней транспортные ракеты, не уничтожив аэростаты реактивной струёй?

Предпосылки для детального исследования, а затем и колонизации всей Солнечной системы появятся лишь после разработки термоядерного двигателя. Его появление ожидается только через 50–100 лет: пока что есть целый ряд неразрешимых препятствий к созданию этого устройства. Но когда их преодолеют, оборудованный ТЯД космолёт уже будет полностью отвечать ожиданиям нынешних фантастов. Исключая разве что гиперпространственные скачки и наличие искусственной гравитации на борту. Масса корабля, во всяком случае, станет вполне фантастической — от 1000 тонн без груза. Собирать его придётся уже на орбите.

Динамические характеристики, несмотря на относительно медленный разгон тоже окажутся вполне достойными. С полезной нагрузкой 2000 тонн термоядерный корабль достигнет орбиты Луны за двое суток (как и ракета с ЖРД), Марса за 40–90 суток (в зависимости от взаимного расположения с Землёй), Юпитера за 120, Сатурна за 180, а Нептуна — за 380 суток. Причём почти вся нагрузка действительно будет полезной: даже на рейс к Нептуну и назад потребуется израсходовать не более 150 тонн лития и 25 тонн водорода. Если же принять на борт вместо груза 1500 тонн гелия для разгона на холодной тяге, полёт до самой дальней из планет Солнечной системы продлится всего 100 дней.

Не будет соответствовать фантастическим ожиданиям только внешний вид корабля. «Хребтом» его станет 100-метровая труба двигателя, состыкованная из доставленных с Земли отрезков. Всё прочее — груз, обитаемые отсеки, кабина управления — будет представлять собой набор из десятков 30–50-тонных модулей, крепящихся к стыковочным узлам. Максимальные габариты и масса модулей будут зависеть от вместимости воздушно- космических самолётов, доставляющих грузы на орбиту. Назначение же модуля может оказаться любым — от бака с гелием до капитанской рубки корабля или купейного вагона.

Пробурить 100-километровый ледяной панцирь спутника Юпитера, Европы, чтобы убедиться в наличии жизни в её океанах, разумеется, не выйдет. Но кора Европы периодически обновляется в результате извержений, и обнаружить микроорганизмы (вполне вероятно, даже сохранившие жизнеспособность) можно, взяв пробы льда из свежих трещин с глубины всего 50–100 метров

В термоядерную эпоху туры на Луну будут осуществляться массово, прогрессивным контейнерным способом. Герметичный модуль с туристами, внутренняя поверхность которого представляет собой сплошной экран наружного обзора, запечатывается в космопорту, после чего транспортёром доставляется на борт орбитального самолёта с прямоточными двигателями.

На орбите манипулятор извлекает модуль из грузового отсека шаттла и стыкует к лунному лайнеру. Потом — полёт на термоядерной тяге до орбиты Луны и доставка модуля ядерным буксиром до поверхности, где электрический шагоход, подняв пассажирский контейнер и включив электронного гида, проведёт экскурсию к месту посадки Армстронга… Если прогулка в скафандрах не включена в программу и никому в салоне не потребуется срочная операция, то туристический модуль можно вообще не распечатывать до возвращения на Землю.

* * *

Появление термоядерного двигателя откроет новую эпоху, когда немыслимое станет реальным. В течение 20–30 лет вблизи Земли станет не продохнуть от космолётов, заполонивших парковочные и погрузочные орбиты. Ведь на доставку одной тонны груза из кольца астероидов до поверхности Земли придётся потратить лишь 20 килограммов лития-6. А он стоит недорого. Сожжённый челночными самолётами водород вообще ничего не будет стоить, так как энергия для его получения электролизом воды будет добыта ценой неразличимо малых затрат того же лития.

Когда расходы на строительство космофлота и создание баз, добывающих и исследовательских (ведь внеземные сокровища прежде всего нужно найти), превратятся в прибыльное вложение средств, планеты Солнечной системы сразу станут намного ближе.

Колонизация Марса: кто, как, когда и почему?

Год назад FuturistIQue Club начал череду открытых еженедельных встреч в IQOS Space дискуссией на тему колонизации Марса.  Напоминаем вам лучшие моменты встречи.

Мы пригласили политического эксперта, экономиста, психолога, футуролога, инженера и человека, который полетит в первой сотне покорять красную планету. В дискуссии участвовали: Аэлита Шакала (психолог), Андрей Музыченко (участник проекта Mars Hopper), Валерий Пекар (преподаватель KMBS, соучередитель “Нова Країна”),  Андрей Длигач (Advanter Group), Андрей Заблоцкий (политический эксперт) и Сергей Якимов (участник частного международного проекта колонизации Марса «Mars One»).

Специалисты из разных областей обсуждали вопросы дня послезавтрашнего, а мы записывали и запоминали.

Зачем нам это нужно?

Колонизация Марса — это создание резервной копии человечества. Мы овладели такими технологиями и энергиями, что нам становится все проще себя уничтожить. Не стоит забывать и о внешних факторах: метеориты, взрыв неподалеку или даже глобальное изменение климата. Дальше уровень океана повысится и всем не будет хватать места. Человечество должно задуматься о том, чтобы не погибнуть в следствии какой-то катастрофы. Нам нужна живущая колония где-то далеко.

Есть и другая точка зрения. Если быть честными, то Илону Маску нужно продавать какую-то идею. Вполне возможно, что Марс всплывает заново как тема исключительно потому, что нужно же чем-то увлечь гигантскую массу интеллектуального капитала и финансовых ресурсов.

То, что было продумано фантастами, мы уже сделали. У человечества не рождаются новые идеи. Для того, чтобы совершить какой-то последующий шаг, нам нужна новая цель — духовная или мысленная.

Человечество всегда развивалось через экспансию, завоевывая новые территории, открывая Америки, острова и океаны. Сейчас мы подошли к точке, когда глобализация закончилась. Всё, земной шарик обжит, McDonald’s открыт везде. Это ведёт к исчерпанию смыслов. Человек не знает, куда деваться.

Всё, земной шарик обжит, McDonald’s открыт везде. Это ведёт к исчерпанию смыслов. Человек не знает, куда деваться.

Колонизация Марса позволит, во-первых, утилизировать энергию, направить куда-то всех тех пассионариев, которым нечем заняться, всех тех, кто открывал Америку, дальние страны, прокладывал торговые пути. Им нечего делать. Это опасно. Когда пассионарии ничего не делают, это всегда плохо заканчивается для той страны, в которой они живут. Они находят себе занятие, не приносящее никому радости.

Почему этим занимаются частные, а не государственные структуры? 

Государство — это оператор стабильности, но не оператор развития. Оно никогда не будет таковым. Им становятся пассионарные люди. Этим людям обязательно нужно что-нибудь открыть: или в смысле изобретений, или в смысле новых земель. Умное государство создает условия, глупое закручивает крышку и прибивает гвоздями для того, чтобы потом все это discount viagra cialis с грохотом взорвалось.

Умное государство создает условия, глупое закручивает крышку и прибивает гвоздями для того, чтобы потом все это с грохотом взорвалось.

Как добраться? Какие проблемы могут возникнуть? 

Все технологии, чтобы добраться на Марс, уже существуют и испытаны. У нас есть системы жизнеобеспечения. Единственное, что нужно доработать — это радиационная защита.

В ближайшие 10 лет на Марс будут отправляться только грузовые беспилотные корабли, которые должны отвозить разное оборудование, необходимые материалы. После чего, отработав на этих грузовых беспилотных кораблях посадку — она является самым сложным элементом высадки на Марс — будут отправляться и люди. Примерно через 10 лет начнутся первые пилотированные полёты.

Mars Colonial Transporter — это корабли на 100 человек, они будут отправляться целым флотом на Марс  (по 5-6 штук). Там из них будут вываливаться маленькие капсулы с людьми. Потом эти капсулы в случае необходимости будут поднимать наверх и отправлять назад на том же корабле. Сам огромный Colonial Transporter не будет садиться ни на Марс, ни на Землю. Их скорее всего даже соберут на орбите. То есть эти корабли никогда не будут входить в атмосферу или приземляться.

Как будет выглядеть поселение на Марсе? 

На самой поверхности существовать довольно таки проблематично. Нужно либо достаточно сильное бетонное основание, либо какая-то альтернатива для защиты от радиации, либо нужно сразу высаживаться и закапываться под землю. План — сделать город, который рассчитан на миллион человек.

Кто должен лететь?

Это как минимум очень стрессоустойчивые люди. Должна быть сверхмотивация и сверхзадачи, в первую очередь исследовательские. Наука дает нам таких представителей. Ожидание того, что я еду в командировку и когда-нибудь вернусь на Землю, и понимание того, что я лечу навсегда, — это две разные задачи, две разные реальности. Даже при таком высокотехнологическом подходе организм ставится в режим выживания. Будет очень долгий период адаптации.

Будет важна работа психолога, чтобы эти люди оказались комплементарны. Потому что, как показывает история, в длительных экспедициях возникают конфликты — и доживают не все до счастливого конца.

Будет ли в колонии работать Facebook? 

Задержка коммуникации 20 световых минут в одну сторону. Не будет связи, когда солнце будет между нами, но можно запустить ретранслятор на орбиту вокруг солнца. Вопрос решаемый, Facebook и YouTube будет.

Какая может быть экономическая система в колонии? 

Экономика колонии полностью привязана материалам метрополии и к людям, которые там обитают. Поэтому экономика Марса будет какая же, как экономика Австралии, когда там появились первые каторжники. Люди будут работать и что-то создавать своим трудом, а все остальное привезут из метрополии. Понадобится достаточно много времени, чтобы появилось несколько поселений, между которыми начал бы происходить обмен. Создание города — это серьезная ошибка. Нужно два поселения, чтобы в футбол могли играть.

Создание города — это серьезная ошибка. Нужно два поселения, чтобы в футбол могли играть.

Если мы говорим о колониях, то они создавались вокруг какого-то дефицитного ресурса. Сейчас самый дефицитный ресурс — смыслы. Люди на Марсе будут производить новые смыслы для Земли. Если это случится, значит мы нашли новый уголь.

Что произойдет с религией, когда мы колонизируем Марс? 

Атеизм — это момент, когда религия перестает отвечать на вопрос современного человека. И современный человек говорит, что она ему не нужна, потому что ничего не дает. Лучше я не буду верить ни во что. Не верить ни во что — это тоже религия. В ситуации с колонизацией Марса у человека есть только 3 выбора: первый — стать атеистом, то есть сказать, что я верю в религию, которая говорит мне, что Бога нет; второй — продолжать верить в старую религию, которая ничего не может дать, а значит человек вынужден жить с двойным сознанием; третий — стать агностиком, то есть просить, чтобы не задавали таких вопросов.

Не верить ни во что — это тоже религия.

Появится ли принципиально новая религия? Всё может случиться. Леонид Каденюк, первый украинский космонавт, когда впервые увидел Землю из иллюминатора шаттла «Колумбия», подумал, что это не могло быть создано без участия высших сил, ведь это настолько прекрасно, что не могло само собой появится.

В завершение хочется сказать, что во всём этом есть вещь, которая  удивляет и даже радует. Сегодня мы говорим о колонизации Марса как о деле решённом. Человечество обсуждает, что же будет дальше, не сомневаясь в реальности этого события. Пожалуй, так и должно быть, ведь будущее гораздо ближе, чем нам кажется.

 

Справка:

Система нагревания табака IQOS – менее вредная и более гигиеничная альтернатива сигаретам. IQOS нагревает табак, а не поджигает его. Благодаря этому выделяется на 90-95% меньше вредных веществ по сранению с обычными сигаретами. Зубы не темнеют, на волосах и коже не остается запах дыма. Самый удобный способ заказать гаджет – на сайте iqos.ua или в фирменном магазине IQOS Space (бул. Леси Украинки, 7Б), где можно бесплатно устроить тест-драйв девайса.

«На Марс мы полетим, но не сегодня…»

Так НАСА представляет себе будущий полет на Марс. NASA

Елена Кондакова провела в космосе пять месяцев, Чарли Дьюк совершил прогулку по Луне, а Клод Николье — это пока единственный швейцарский астронавт. Недавно они встретились в Берне и обсудили перспективы пилотируемого полета на Марс.

Этот контент был опубликован 29 апреля 2014 года — 11:00 29 апреля 2014 года — 11:00

Марк-Андре Мизере

Начав журналистскую карьеру в региональных франкоязычных швейцарских СМИ (печатных и на радио), в 2000 году я присоединился к команде Швейцарского Международного Радио как раз в момент его превращения в международный информационный портал SWI swissinfo.ch. С тех пор я пишу, а порой снимаю и монтирую небольшие видео на целый ряд тем, который простирается от политики до экономики, захватывая также культуру и науку.

Больше материалов этого / этой автора | Франкоязычная редакция

Марк-Андре Мизере (Марк-Андре Мизере), swissinfo.ch

Лететь на Марс? А зачем? Клод Николье (Claude Nicollier), единственный пока швейцарский астронавт, может привести как минимум три аргумента в пользу пилотируемого полета к Красной планете, и это помимо желания удовлетворить одну из фундаментальных потребностей человека разумного, а именно, любопытство.

По его мнению, полет человека к Марсу «поможет по-настоящему понять этот удивительный мир, он научит нас жить в совсем иных условиях с использованием ограниченного количества ресурсов, и, наконец, такой полет станет возможностью изучить наше собственное отдаленное будущее».

«Планета есть колыбель разума, но нельзя вечно жить в колыбели», — сказал, цитируя К. Э. Циолковского, Марио эль-Кури (Mario el-Khoury), директор расположенного в городе Невшатель, столице одноименного кантона, Швейцарского центра электроники и микротехники («CSEM»), открывая симпозиум под романтичным названием «Mars Event». Мероприятие это прошло 9 апреля по случаю 30-летия со дня основания «CSEM».

Участие в нем приняли почти 250 гостей, представлявших научные, политические и экономические круги Швейцарии. В тот вечер «CSEM», институт, регулярно занимающийся вопросами, в той или иной степени связанными с космосом, решил поставить в центр всеобщего внимания перспективы освоения ближайшего околоземного пространства, включая планету Марс.

CSEM – Joëlle Neuenschwander

Конечно, Марс и полеты к нему не являются пока приоритетными для структур, занимающихся на Земле вопросами освоения космоса. В 2004 году тогдашний президент США Дж. Буш-мл. пообещал, что еще до полета на Марс человечество обязательно вернется на Луну. Однако в 2010 году администрация Барака Обамы сочла новый лунный проект НАСА слишком дорогим и поставила на нем крест.

Что касается Марса, то в списках самых насущных задач Национального управления по воздухоплаванию и исследованию космического пространства США он находится на самых последних позициях, пусть даже поиски решений технических проблем, напрямую связанных с полетом к Марсу, агентство вовсе не прекратило.

Космическая держава Швейцария

Швейцария является одним из основателей Европейского космического агентства (ESA). До 2015 года Швейцария вместе с Люксембургом будет занимать пост председателя этой организации. Начиная с 1975 года Швейцария принимала участие во всех важнейших миссиях и проектах Агентства. В год Швейцария выплачивает в его бюджет 150 миллионов франков.

Часть бюджета Агентства уходит на финансирование фундаментальных и прикладных научных разработок, что позволяет швейцарским ученым на равных участвовать в проектах Агентства. С другой стороны, экономика Швейцарии получает непосредственную пользу от сотрудничества с ESA, поскольку фирмы и компании страны имеют возможность выступать в роли поставщиков комплектующих или авторов разработок, заказанных Агентством.

В настоящее время в швейцарской космической отрасли, выполняющей также заказы из США и России, заняты примерно 800 человек, общий торговый оборот отрасли составляет примерно 200 миллионов франков в год. Особое «ноу-хау» Швейцария накопила в сфере космической техники в качестве производителя обтекателей, защищающих спутники при старте ракет-носителей.

Кроме того, Швейцария производит так называемые «шасси» (часть летательного аппарата, служащая для его передвижения по аэродрому при взлёте и посадке и для смягчения ударов в момент приземления) для космического корабля серии «ATV» («Automated Transfer Vehicle» — «автоматическое [грузо]переносящее транспортное средство»).

Этот корабль разработан Агентством и предназначен для доставки топлива, научного оборудования, продуктов, воздуха и воды на Международную космическую станцию (МКС/ISS). Швейцарские «шасси» используются также в конструкции американских марсоходов.

End of insertion

Не сидят сложа руки и россияне. В Берне космонавт Елена Кондакова выразила надежду, что однажды Россия в сотрудничестве в европейцами сможет обратиться к реализации проекта полета на Марс. Поддерживая такую позицию и мечтая, по сути, о том же самом, Франко Онгано (Franco Ongaro), один из руководителей Европейского космического агентства (ESA), подчеркнул, что «с технической точки зрения мы находимся к полету на Марс куда ближе, чем людям кажется», и если чего-то сейчас и не хватает, то это только «политической воли и денег».

Радиоактивное одиночество бытия

Как могло бы выглядеть расписание полета на Марс? По имеющимся расчетам такой полет должен продлиться от 640 до 910 дней, включая время, проведенное на поверхности. Такое путешествие будет связано со значительными психологическими нагрузками — астронавты будут вынуждены все это время находиться на более чем ограниченном пространстве, бок о бок с другими участниками полета.

Поэтому огромную роль будет играть фактор психологической совместимости членов экипажа и ментальной устойчивости каждого из них. Елена Кондакова в этом смысле могла бы поделиться уникальным опытом, потому что она была первой женщиной-космонавтом, проведшей в космосе на борту станции «Мир» довольно длительное время — 168 дней в период с 1994 по 1995 гг. Для нее психологическая совместимость, способность не впадать в истерику и гасить конфликты на ранней стадии являются важнейшими слагаемыми успеха такой миссии.

«Если на корабле вдруг возникнет конфликт, то невозможно будет, как это мы делаем на земле, просто хлопнуть дверью и выйти на улицу с тем, чтобы перевести дух. Конечно, полет на Марс не состоится раньше 2030 года, однако члены экипажа, который будет состоять как из мужчин, так и женщин, должны уже сейчас начинать работать над проблемой психологического климата», — отметила она.

Вместе со своими коллегами по программе «Апполон» Чарли Дьюк (Charlie Duke) принадлежит к небольшому числу землян, имевших возможность покинуть пределы так называемого «радиационного пояса Ван Аллена», долететь до Луны и совершить тот самый «маленький шаг для человека, но огромный — для всего человечества».

Напомним, что радиационный пояс — это область магнитосферы нашей планеты, в которой накапливаются и удерживаются проникшие в магнитосферу высокоэнергичные заряженные частицы (протоны и электроны), и которая, тем самым, защищает нас от космической радиации, источником которой является наше Солнце, да и вообще звезды в целом. Его полет до Луны длился 10 дней, и за все это время он получил дозу радиации, сравнимую с той, что получает пациент, который был вынужден сделать рентгеновский снимок. При этом Чарли Дьюк прекрасно понимал, что незапланированное повышение степени солнечной активности может привести к облучению, в результате которого, вполне возможно, возникло бы опасное, если не смертельное, раковое заболевание.

Но ведь полет на Марс будет длиться куда дольше, а потому проблема космической радиации может превратиться в очень серьезный фактор риска. Эта же проблема ожидает космонавтов и на поверхности Марса, планеты, которая не обладает спасительным «радиационным поясом Ван Аллена». Поэтому сейчас ученые думают над вариантом создания специальной капсулы, стенки которой будут укреплены слоем свинца, способного задерживать радиоактивное излучение. В случае резкого ухудшения радиационной ситуации космонавты могли бы укрыться в этой капсуле и оставаться там до стабилизации и нормализации обстановки.

Космическое реалити-шоу

Нидерландская фирма «Mars One», одним из спонсоров которой является Пауль Рёмер (Paul Römer), изобретатель телевизионного формата «Big Brother» («Большой Брат»), намерена уже в 2023 году послать людей на Марс и устроить из этой экспедиции одно большое «реалити-шоу».

Для участия в первом отборочном туре кастинга в период с апреля по август 2013 года записались сразу 200 тыс. человек. Из них для второго тура были отобраны 1 058 человек, включая пятерых граждан Швейцарии. В финале шоу, которое продлится несколько лет, телезрителям предстоит отобрать кандидатов, из которых и будет составлена первая команда космических переселенцев на Марс.

ПЛАН: Начиная с 2016 года в сторону Марса будет отправлена группа автоматических транспортных кораблей с тем, чтобы с их помощью доставить на Красную планету все необходимое для жизни. В 2023 году на Марс должны улететь четверо первых отобранных кандидатов, в 2029 году — еще одна группа, потом через два года — еще одна. Общая цена вопроса — 6 миллиардов долларов. Финансирование будет обеспечено исключительно за счет продажи телевизионных прав на трансляцию шоу. Возвращение на Землю первых марсиан не предусмотрено. Цель всего предприятия — не просто слетать на Марс, но закрепиться там и начать освоение Красной планеты.

ДА, НО… Данный проект вызвал огромную волну интереса во всем мире, однако специалисты относятся к нему с большим скепсисом. В частности, многие технические решения, представленные компанией «Mars One», либо совершенно не годятся для полетов на такие расстояния, либо еще не прошли все необходимые проверки и тесты.

Кроме того, для жизни и выживания на Марсе переселенцам понадобятся кислород и вода. Добывать их нужно из почвы, и такие технологии уже есть, но пока они находятся на экспериментальной стадии. Наконец, речь идет о психологических проблемах и о защите от космической радиации, для чего, правда, участникам экспедиции предлагается использовать… пыль, недостатка которой на Марсе вот уж точно не наблюдается.

End of insertion

Понятно, также, что защитить свинцом весь корабль просто невозможно, потому что в этом случае он станет слишком тяжелым, а вес корабля и объем так называемого «полезного груза» станет одной из важнейших и серьезнейших проблем в рамках не только марсианской миссии, но вообще, любого межпланетного полета в будущем.

Триста двенадцать к одному

Согласно подсчетам НАСА для того, чтобы обеспечить полет к Марсу, пребывание на нем и возвращение астронавтов на Землю требуется в целом около 80 тонн материалов, включая полетные модули туда и обратно, жилые модули, запасы еды и кислорода и топливо для двигателей.

С учетом того, что вес обычной ракеты-носителя на 90% слагается из веса ракетного топлива, то для старта, выхода на расчетную орбиту до Марса и для возвращения обратно на Землю нам потребуется 312 килограмм топлива на один килограмм полезного груза, доставленного к Марсу, что в сумме составляет ракету общим весом в невероятные 25 тыс. тонн.

Понятно, что ракета-носитель такого масштаба не существует сейчас даже в фантастических снах самых смелых конструкторов. Стартовая масса одной из самых мощных ракет, когда либо создававшихся в мире, ракеты «Энергия», составляла около 2 400 тонн. Эта ракета была способна вывести на орбиту около 100 тонн полезного груза

Ракета «Сатурн-5», которая использовалась в ходе реализации лунной программы «Апполон», обладала стартовой массой в 3 тыс. тонн, что даже чуть меньше ракеты класса «Ares V», с помощью которой президент Дж. Буш-мл. мечтал вернуться на Луну. Для того, чтобы смонтировать на орбите корабль для полета к Марсу, необходимо иметь примерно семь таких ракет, как «Ares V», и это еще без учета того факта, что данный носитель существует пока исключительно в чертежах.

И все-таки, предположим, что НАСА, россиянам и даже может быть —а почему нет? — европейцам с китайцами удастся договориться и объединить все свои ресурсы и бюджеты, и представим себе миссию к Марсу в целом. Некоторые проблемы мы уже обрисовали (психология членов экипажа, радиация, проблема полезного груза), однако остается еще проблема посадки космонавтов на поверхность Марса. Атмосфера Красной планеты в сто раз более разрежена, чем атмосфера Земли. Поэтому использовать при посадке парашюты не имеет никакого смысла. Можно, конечно, использовать что-то вроде надувных подушек (аэрбэгов), но для на сто процентов надежной и мягкой посадки нам нужны будут тормозные ракетные двигатели, что означает — еще больше топлива, и еще больший вес «полезного груза».

Внешний контент

Полет на Марс становится реальностью?

Этот ролик был создан Европейским космическим агентством с использованием фотографий марсианского зонда «Экспресс».

Поехали!

Сейчас успех марсианской миссии совершенно не гарантирован. Если проанализировать все полеты к Марсу, произведенные начиная с 1960-х гг., то есть посмотреть, как развивался полет, как проходили выход на орбиту вокруг Марса и посадка объектов, запущенных к Марсу с Земли, то мы увидим, что квота успешных миссий находится ниже отметки в 50%. В общей сложности из 15-ти зондов, садившихся на поверхность Марса, только десять сумели сохранить свою работоспособность. Самый тяжелый из таких автоматов, американский марсоход «Curiosity», весил чуть меньше одной тонны. При этом самая скромная капсула для проживания людей на Марсе должна будет весить по меньшей мере дюжину тонн.

Прилетев на Марс, астронавты окажутся посреди каменистой пустыни, температура которой ночью будет опускаться до −130° по Цельсию, а днем не будет подниматься выше +10°. Гигантские пылевые бури являются на Марсе делом самым обычным. Находиться на поверхности Марса без скафандра невозможно, так как атмосфера Красной планеты для дыхания совершенно не пригодна. Сила тяжести на Марсе в три раза меньше, чем на Земле. На поверхности Марса находятся не только самые высокие в Солнечной системе вулканы, но и русла высохших миллиарды лет назад рек, а также гигантские каньоны глубиной до семи километров, что говорит о том, что когда-то здесь существовала жидкая вода, причем в гигантских объемах.

«Однажды, может быть, в 2020 или в 2030 году, но человек все-таки вступит на поверхность Марса и обоснуется там», — говорит Клод Николье. Ему сейчас 69 лет, и он понимает, что этим человеком будет уже не он. И тем не менее, если бы только это было возможно, он уже сегодня полетел бы к Марсу. Тоже самое, несмотря на все риски, сделали бы и его коллегии Елена Кондакова (57 лет) и Чарли Дьюк (79 лет), просто потому, что для них интересы науки стоят превыше всего. На Марс человечество полетит обязательно… Но – увы – не сегодня. И даже не завтра.

Статья в этом материале

Ключевые слова:

Эта статья была автоматически перенесена со старого сайта на новый. Если вы увидели ошибки или искажения, не сочтите за труд, сообщите по адресу [email protected] Приносим извинения за доставленные неудобства.

Когда мы наконец ступим на Марс?

Еще с 1960-х годов, когда мы предприняли первые шаги, чтобы освободиться от гравитационного колодца Земли, мы слышали такие фразы, как «Марс — наш пункт назначения на горизонте», «Зачем спешить на Марс?» и «Через двадцать лет люди могут ходить по Марсу!»

Но «через двадцать лет» приходило и уходило несколько раз, и мы, кажется, не приблизились к «конечной точке горизонта». Когда мы наконец ступим на Марс?

Раньше для таких расплывчатых заявлений было какое-то основание и оправдание, учитывая, что до ввода в действие систем запуска и поддержки экипажа еще оставались годы.

Но это уже не так. Сегодня у нас гораздо больше возможностей для отправки людей на Марс, чем когда-либо прежде. В течение нескольких месяцев запланирована миссия НАСА Artemis 1 по запуску космической пусковой системы (SLS) с ее экипажем Orion (без экипажа в этой испытательной миссии) на орбиту Луны и выполнение всех ключевых аспектов миссии по возвращению людей в окрестности Луны. , а Starship SpaceX скоро совершит свой первый орбитальный полет.

Между тем частные суборбитальные полеты (Virgin Galactic и Blue Origin) и частные орбитальные полеты (такие как миссия Inspiration4) ускоряются впечатляющими темпами.

Марс больше не является исключительной прерогативой сверхдержав и крупных промышленных компаний. Многие развивающиеся страны, а также малые, средние и крупные компании (и организации) по всему миру вкладывают свои собственные усилия и средства, чтобы участвовать в этом невероятном предприятии и помогать решать бесчисленные задачи и внедрять инновации, необходимые не только для обеспечения долгосрочной перспективы Mars. / освоение космоса, но также для того, чтобы принести пользу жизни на Земле и создать новые потенциальные рынки.

Есть повод для оптимизма и в политической сфере.Человеческие миссии на Луну и Марс пользуются последовательной и сильной поддержкой обеих партий со стороны нескольких администраций и изменений в управлении Конгресса. Несмотря на такое сочетание политической поддержки и технического прогресса, наш путь к Марсу все еще кажется неопределенным и недостаточно определенным.

Администрация Байдена, Конгресс, НАСА и коммерческие и международные партнеры должны воспользоваться этим историческим сочетанием технологий и поддержки, подтвердив и далее очертив путь, который вернет нас на Луну в середине 2020-х годов и отправит людей на поверхность. Марса к середине 2030-х гг.

После более чем 18 месяцев мировых потрясений и социальной изоляции в результате пандемии COVID-19 люди жаждут оптимистичных, амбициозных, доступных и достижимых программ, которые могут помочь нам преодолеть негатив и разделение, которые нам мешают. Четко сформулированная программа «Люди на Марс», которая выполняет эти задачи, может существенно и неизмеримо стимулировать национальный моральный дух и международное сотрудничество.

Несмотря на распространенные заблуждения, такая программа может быть реализована по доступной цене, поскольку стоит лишь небольшой процент затрат на социальные программы, вооруженные силы или предлагаемый счет за инфраструктуру.Действительно, весь годовой бюджет НАСА составляет менее половины 1 процента от общего федерального бюджета. Относительно скромное увеличение бюджета НАСА позволило бы нам выйти в Солнечную систему за счет разработки нескольких дополнительных технологий, которые остаются недоказанными, таких как системы посадки с большой полезной нагрузкой и места для перемещения на Марс.

Некоторые эксперты возразят, что мы не должны устанавливать твердые сроки для высадки людей на Марс. В конце концов, утверждается, что если мы установим конкретный целевой срок, мы вполне можем пропустить этот добровольно установленный срок.Несоблюдение такого срока вполне может произойти, но это не веская причина для неспособности установить амбициозные цели. Даже если мы в конечном итоге не сможем высадить членов экипажа на поверхность Марса к середине 2030-х годов, мы почти наверняка продвинемся вперед в достижении этой цели, чем если бы в противном случае.

Сроки и крайние сроки существуют не зря. Они помогают мотивировать и поддерживать динамику и производительность, как это происходит каждый день в коммерческом секторе, и блестяще преуспели в программе Apollo 1960-х годов.

Есть несколько тем общественного обсуждения с такой широкой поддержкой и с потенциалом исцеления многих социальных и политических разногласий, которые мы испытали за последние несколько лет, таких как наша космическая программа и усилия всего человечества по ее достижению. Красная планета.

Крис Карберри — генеральный директор Explore Mars, Inc. и автор книги «Алкоголь в космосе: прошлое, настоящее, будущее». Рик Цукер — вице-президент по политике компании Explore Mars, Inc.

Mars One’s Journey (2011-2021)

Путешествие на Марс (2011-2021)

Человечество изучает Марс с 1960 года, и мы никогда не были ближе к нему.Следующим логическим шагом для исследования Марса является постоянное поселение, где экипажи, отправляющиеся на Марс, останавливаются и строят новое общество. Поселение людей на Марсе вдохновит всех нас на то, чтобы сделать Землю лучше. Технологии, научное понимание, сотрудничество — чего мы не можем достичь?

Mars One была основана в 2011 году с целью отправить людей на Марс, чтобы остаться. Вместо того, чтобы пытаться вернуть их, каждые два года будут отправляться новые экипажи, создавая постоянное, постоянно растущее поселение на Красной планете.

Постоянные миссии по расселению предъявляют еще более высокие требования к экипажу, чем обратная миссия. Первый постоянный экипаж поселения будет на Марсе в течение двух лет, прежде чем к ним присоединится второй экипаж. Они смогут общаться с друзьями и семьей на Земле, но только с задержкой по времени. Для того, чтобы убедиться, что они справятся с этим, потребуются отбор, обучение и тестирование экипажа на Земле. Кроме того, им нужно будет изучить все навыки, чтобы выжить на Марсе без поддержки с Земли, кроме информации.Им нужно будет уметь решать все технические и медицинские проблемы, выращивать еду и расширять поселение оборудованием для будущих команд. Подбор экипажа — самая сложная задача постоянной поселенческой миссии на Марс.

У Mars One был бизнес-план такой миссии на Марс, который можно кратко охарактеризовать как монетизацию медиа-ценности приключений людей, отправляющихся на Марс. Стоимость Олимпийских игр в виде прав на трансляцию и спонсорство превышает 4 миллиарда долларов. Посадка на Луну в 1969 году по-прежнему является телепрограммой с самой высокой плотностью зрителей за всю историю.Представьте себе ценность миссии на Марс в нынешнюю эпоху СМИ. Mars One собрал средства, пригласив инвесторов вложить средства в медиа-компанию Mars One, которая владела правами на миссию.

В 2011 году Mars One встретился с аэрокосмическими компаниями по всему миру, чтобы обсудить план, включая SpaceX, Hamilton Sundstrand, ILC Dover, корпорацию MDA, Paragon Space Development Corporation и Thales Alenia Space. На основе их отзывов компания Mars One разработала план, который был осуществимым, доступным и сопряженным с приемлемым риском.В 2012 году план был объявлен, а затем была открыта вакансия для поселенцев Марса. Более 200 000 человек зарегистрировали свой интерес на сайте Mars One. Более 10 000 кандидатов завершили процесс подачи заявления на вакансию, и Mars One сузила список кандидатов, сначала до 1058 кандидатов в раунде 2, а затем до 100 кандидатов в раунде 3.

В 2013 и 2014 годах компания «Локхид Мартин» провела технико-экономическое обоснование для компании Lockheed Martin для первой роботизированной миссии и совместно с Paragon Space Development Corporation для марсианских костюмов и систем жизнеобеспечения.

В 2016 году у Mars One закончились средства, и она не смогла продолжить программу отбора и технические исследования. В последующие годы было предпринято несколько попыток привлечь дополнительные средства, но они не увенчались успехом.

Будет ли безопасно для людей полететь на Марс? Международная исследовательская группа заключает, что миссия будет жизнеспособной, если она не превысит четырех лет — ScienceDaily

Отправка путешественников на Марс потребует от ученых и инженеров преодоления ряда технологических препятствий и проблем безопасности.Одна из них — серьезный риск, связанный с излучением частиц Солнца, далеких звезд и галактик.

Ответ на два ключевых вопроса будет иметь большое значение для преодоления этого препятствия: будет ли излучение частиц представлять слишком серьезную угрозу для жизни человека во время путешествия к красной планете туда и обратно? И может ли сам момент полета на Марс защитить космонавтов и космический корабль от радиации?

В новой статье, опубликованной в рецензируемом журнале Space Weather , международная группа ученых-космонавтов, включая исследователей из Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе, отвечает на эти два вопроса «нет» и «да».«

То есть, люди должны иметь возможность безопасно путешествовать на Марс и обратно при условии, что космический корабль имеет достаточную защиту, а путь туда и обратно короче примерно четырех лет. И время полета человека на Марс действительно будет иметь значение: ученые определили, что лучшее время для полета с Землей будет, когда солнечная активность находится на пике, известном как солнечный максимум.

Расчеты ученых показывают, что можно было бы защитить космический корабль, летящий на Марс, от энергичных частиц Солнца, потому что во время солнечного максимума наиболее опасные и энергичные частицы из далеких галактик отклоняются повышенной солнечной активностью.

Поездка такой длины была бы возможна. В среднем полет на Марс занимает около девяти месяцев, поэтому, в зависимости от времени запуска и доступного топлива, вполне вероятно, что человеческая миссия может достичь планеты и вернуться на Землю менее чем за два года, согласно исследованию Юрия Шприца, исследователя Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе. геофизик и соавтор статьи.

«Это исследование показывает, что, хотя космическое излучение накладывает строгие ограничения на то, насколько тяжелым может быть космический корабль и время запуска, а также представляет технологические трудности для полетов людей на Марс, такая миссия жизнеспособна», — сказал Шприц, который также возглавляет физики космоса и космической погоды в Исследовательском центре наук о Земле GFZ в Потсдаме, Германия.

Исследователи рекомендуют миссию продолжительностью не более четырех лет, потому что более длительное путешествие подвергнет астронавтов опасно высокому количеству радиации во время полета туда и обратно — даже если предположить, что они отправились, когда это было относительно безопаснее, чем в другое время. Они также сообщают, что главную опасность для такого полета будут представлять частицы за пределами нашей Солнечной системы.

Шприц и его коллеги из Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе, Массачусетского технологического института, Московского Сколковского института науки и технологий и GFZ Potsdam объединили геофизические модели излучения частиц для солнечного цикла с моделями того, как излучение повлияет на обоих пассажиров-людей, включая его различное воздействие на различные органы тела. — и космический корабль.Моделирование показало, что корпус космического корабля, построенный из относительно толстого материала, может помочь защитить астронавтов от радиации, но если экранирование слишком толстое, оно может фактически увеличить количество вторичного излучения, которому они подвергаются.

Два основных типа опасного излучения в космосе — это частицы солнечной энергии и галактические космические лучи; интенсивность каждого зависит от солнечной активности. По словам Шприц, активность галактических космических лучей является самой низкой в ​​течение шести-12 месяцев после пика солнечной активности, в то время как интенсивность солнечных энергетических частиц является максимальной во время солнечного максимума.

История Источник:

Материалы предоставлены Калифорнийским университетом — Лос-Анджелес . Оригинал написан Стюартом Вольпертом. Примечание. Содержимое можно редактировать по стилю и длине.

Сколько времени нужно, чтобы долететь до Марса?

Мы еще на месте? Этот вопрос заставляет родителей съеживаться во время поездки. Если вы когда-нибудь ездили в отпуск в другой штат, вы знаете, что длительные поездки в машине могут быть немного скучными.Через несколько часов вы просто захотите уже быть там!

Но если вам скучно в дальних поездках, возможно, вы не захотите быть космонавтом. Путешествие в космос требует гораздо большего терпения, чем обычное путешествие на пляж.

Соединенные Штаты отправили астронавтов на Луну и на орбиту вокруг Земли. Многие любители космоса мечтают о том дне, когда состоится пилотируемый полет к «Красной планете» Марса.

Землю иногда называют «третьей скалой от Солнца», что делает Марс четвертой скалой от Солнца.Несмотря на то, что это следующая планета, до нее еще далеко.

Подобно Земле, Марс вращается вокруг Солнца, хотя и по другому пути, чем Земля. Каждые 26 месяцев Марс достигает точки, в которой он максимально приближается к Земле. Эта точка называется оппозицией, и в ней Марс находится на расстоянии от 34,6 до 63 миллионов миль, в зависимости от года.

Через тринадцать месяцев после противостояния Марс достигает соединения, что означает, что Марс и Земля находятся на противоположных сторонах Солнца и настолько далеко друг от друга, насколько это возможно.В соединении Марс находится почти в 250 миллионах миль от Земли.

Очевидно, что если вы хотите отправиться на Марс, лучше всего сделать это в точке противостояния, когда Марс находится «всего в» 35-63 миллионах миль. Вот почему ракетологи рассчитывают время своих беспилотных полетов на Марс так, чтобы они совпадали. с окнами оппозиции каждые 26 месяцев. Последнее окно возражений было в мае 2016 года, следующее будет в 2018 году.

Если вы мечтаете однажды стать космонавтом во время первого полета человека на Марс, будьте готовы к длительному путешествию.По оценкам ученых, путешествие на Марс и обратно займет 400-450 дней. Хотели бы вы провести больше года в космическом корабле, чтобы добраться до Марса и обратно? Вы могли бы месяцами говорить: «Мы уже здесь?»! Плюс, что бы вы взяли с собой?

Помимо долгого путешествия, пилотируемый полет на Марс сопряжен со многими другими трудностями. Ученые опасаются, что космонавты будут подвергаться воздействию космических лучей и другого излучения во время долгого путешествия. Они также обеспокоены физическими эффектами, которые космонавты испытают в результате длительного пребывания в условиях низкой гравитации и слабого освещения.

Возможно, труднее всего предсказать психологический эффект, который космонавты могут испытать в результате изоляции от Земли. Никто точно не знает, какой психологический стресс будет вызван отсутствием контакта с друзьями и семьей, которых космонавты оставят позади.

Другие препятствия для такой пилотируемой миссии на Марс включают топливо для такого длительного путешествия, а также кислород, воду и пищу для астронавтов в такой продолжительной миссии. К сожалению, у Марса очень тонкая атмосфера, которая обычно не поддерживает человеческую жизнь.

Несмотря на эти трудности, страны всего мира планируют в будущем пилотируемые миссии на Марс. В 2004 году США определили пилотируемую миссию на Марс как долгосрочную цель. В 2007 году НАСА заявило, что надеется отправить человека на Марс к 2037 году.

Готовы ли вы к будущей миссии на Марс? Никогда не знаешь, какая технология будет разработана в ближайшее время. Некоторые ученые считают, что современные двигатели, работающие на ядерной энергии, могут сократить путешествие на Марс всего до 39 дней.Вы можете представить, как быстро будет лететь этот космический корабль?

Сможем ли мы когда-нибудь ступить на Марс?

Эти условия испытаний были смоделированы на Земле, чтобы оценить их влияние на людей. Марс 500 был российским / европейским / китайским проектом в период с 2007 по 2011 год в изоляторе на московской автостоянке. Кульминацией этого мероприятия стало 520-дневное пребывание шестерых мужчин-добровольцев. Они утверждали, что все время находятся в добром здравии, но некоторые избегали упражнений и прятались от коллег, а четверо испытывали трудности со сном.

Последнее моделирование — «Аналоговое моделирование и моделирование космических исследований Гавайев», проведенное для НАСА Гавайским университетом — имело место на похожем на Марс ландшафте Гавайев, на высоте 2500 метров над вулканом Мауна-Лоа. Команда из шести человек вышла из года в изоляции там 28 августа 2016 года. Им разрешили выйти на имитацию прогулки по Марсу, но только в полном скафандре; все остальное время они жили в стесненных условиях под геодезическим куполом площадью 100 кв. м. Европейское космическое агентство также проводит регулярные оценки экипажа на удаленной станции Конкордия в Антарктиде, чтобы оценить последствия заключения в течение долгой темной полярной зимы.

У президента

Марсианского общества Роберта Зубрина есть план миссии, который, по его мнению, будет безопаснее и дешевле, чем любой другой. Сначала запускается беспилотный аппарат для возврата на Землю (ERV), который приземлится на Марс и будет использовать солнечную или ядерную энергию и импортный водород для производства метана и кислорода из марсианского CO2. Другими словами, ракетное топливо. Это означает, что люди отправятся в путь только тогда, когда они узнают, что на Марсе их будет ждать заправленный обратным транспортным средством. У президента космического общества Марса Роберта Зубрина есть план миссии, который, по его мнению, будет безопаснее и дешевле, чем любой другой.Сначала запускается беспилотный аппарат для возврата на Землю (ERV), который приземлится на Марс и будет использовать солнечную или ядерную энергию и импортный водород для производства метана и кислорода из марсианского CO2. Другими словами, ракетное топливо. Это означает, что люди отправятся в путь только тогда, когда они узнают, что на Марсе их будет ждать заправленный обратным транспортным средством. По его словам, корабль, на котором они летают, останется на Марсе, чтобы обеспечить себе жилье в будущем. Второй ERV будет запущен в то же время, чтобы обеспечить поддержку и, если все пойдет хорошо, будет готов привести следующую команду домой два года спустя.Таким образом, серия обратных поездок создаст на Марсе ряд жилых пространств для более длительного проживания в будущем. И поскольку большая часть топлива для обратного путешествия будет производиться на Марсе, Зубрин считает, что можно добиться огромной экономии энергии и затрат.

Илон Маск

Собственные планы НАСА более осторожны. Они включают в себя перемещение долгосрочных человеческих миссий с МКС на орбиту Луны в течение следующих 13 лет при продолжении научных исследований Марса; за ним последовала доставка груза и беспилотная миссия по возврату проб в конце 2020-х годов.Но, по их словам, люди будут вращаться вокруг Марса не раньше начала 2030-х годов, не говоря уже о высадке на планету. Между тем у Илона Маска, бывшего предпринимателя PayPal и основателя SpaceX, есть свои планы. У него уже есть контракт с НАСА на доставку материалов на МКС, и он надеется, что сможет доставить грузы на Марс в 2018 году в рамках подготовки к человеческой миссии в 2020-х годах. «Марс — это то, что мы можем делать в нашей жизни», — говорит он.

Почему люди не достигли Марса?

В более ранней версии этой истории мы заявляли, что Марс находится на расстоянии 34 миллиардов миль, тогда как на самом деле он находится всего в 34 миллионах миль.С тех пор мы исправили эту ошибку и приносим извинения за ошибку.

---

Когда дело доходит до межпланетных направлений в нашей солнечной системе за пределами Земли, не так много отличных вариантов, когда речь идет о погоде, условиях или даже просто о твердом грунте. Наша ближайшая соседка Венера настолько горячая, что мы бы сгорели, не дойдя до твердой земли. Плутон и разбивает градусник в противоположном направлении, когда температура достигает -400 градусов по Фаренгейту. Между тем, Нептун, Уран, Сатурн и Юпитер в основном состоят из токсичных газов, которые убили бы нас, даже если бы у них была твердая почва, по которой можно было бы ходить.И это даже без упоминания штормов.

Марс — единственная планета, которая находится на пригодной для жизни орбите вокруг нашего Солнца. Спустя более полувека люди ходили по Луне и доставили космические корабли, которые долетели до Плутона и даже покинули границы нашей солнечной системы. Мы даже посадили на Марс несколько космических кораблей, в том числе марсоход НАСА Perseverance и китайский марсоход Zhurong, который в настоящее время перемещается по планете и передает фотографии и другую ценную информацию, пока мы говорим.

Так почему же люди еще не побывали на Марсе?

По данным НАСА, существует ряд препятствий, которые нам все еще необходимо преодолеть, прежде чем отправлять человеческую миссию на планету, включая технологические инновации и лучшее понимание человеческого тела, разума и того, как мы можем адаптироваться к жизни на другой планете. .

Короче говоря, эти препятствия можно свести к трем основным проблемам, говорят Мишель Ракер, руководитель группы NASA по архитектуре человека на Марсе в Космическом центре Джонсона НАСА, и Джеффри Шихи, главный инженер Управления космических технологий НАСА: «Доберитесь, приземлитесь там». , живи там и уходи.

Долгое путешествие

«Первое препятствие — это просто огромное расстояние», — говорит Ракер. Красная планета находится примерно в 34 миллионах миль от ближайшей точки. Но расстояние до Марса не всегда одинаковое. Земля и Марс вращаются вокруг Солнца на разных расстояниях и скоростях, а это означает, что есть определенные более оптимальные периоды для путешествия между ними, особенно учитывая, что идея состоит в том, чтобы не просто быстро добраться до Марса, но и вернуться обратно.

«Поезда на Марс отправляются каждые 26 месяцев», — говорит Шихи, добавляя, что последнее такое окно имело место в июле 2020 года.Этот последний поезд был, пожалуй, самым загруженным периодом для межпланетных путешествий: прошлым летом в течение двух недель были запущены три беспилотные миссии на Марс.

Однако все 26-месячные окна не совпадают. Шихи отмечает, что помимо этого существует более крупный примерно 15-летний цикл, когда это окно даже более благоприятно, чем другие. Но Шихи говорит, что транспортное средство, оптимизированное для достижения планеты в самый благоприятный момент, не обязательно будет тем же, что нам понадобится в другие годы.Сосредоточение всех наших усилий на достижении Марса в этом окне будет означать, что у нас будет шанс только каждые 15 лет — другими словами, это будет что-то вроде «пони с одним трюком».

Технологии, конечно же, играют во всем этом свою роль. Большинство ракет, которые мы запускали из атмосферы, приводились в движение ракетным топливом. Но это топливо для полностью химической двигательной установки заняло бы много места и не было бы оптимальным для самого длительного времени в пути. «Чтобы быстрее и чаще достигать Марса, система, основанная на ядерной тепловой силовой установке или ядерной электрической силовой установке, была бы более эффективной — и это, если мы ограничим наши цели с точки зрения размеров корабля», — говорит Шихи.Его организация работает над несколькими различными технологиями ядерного деления, включая систему питания на поверхности деления ядер. Один из них планируют продемонстрировать на Луне.

Человеческая проблема

Помимо технологий, нам также необходимо больше узнать о том, как люди — существа, которые эволюционировали, чтобы жить в атмосфере Земли с гравитацией Земли, — будут справляться с пребыванием в условиях низкой гравитации, в непосредственной близости, в непосредственной близости. обстановка на космических кораблях за несколько месяцев перехода.

Работа над этим ведется уже некоторое время: изучают, как астронавты, живущие на Международной космической станции, справляются с изоляцией и низкой гравитацией там, и как они справляются, возвращаясь на Землю.Различные лунные миссии также показали, как астронавты справились с ситуацией с низкой гравитацией. люди за долгую миссию. Другие текущие исследовательские миссии в Антарктиде также могут помочь нам узнать, чего ожидать. Такие вопросы важны для определения того, сколько времени и сколько людей нужно для выполнения основных задач.

Другая проблема заключается в том, как люди могут жить в небольших замкнутых пространствах в течение длительного времени без значительного внешнего контакта. «Если вы устали от еды, вы не можете сказать:« Давай закажем пиццу », — говорит Ракер.

Но еще одним инструментом, который поможет нам научиться справляться с неожиданными проблемами, будет миссия Артемиды, которая работает над сохранением устойчивого населения на Луне. Многие технологии повседневной жизни на Луне, а также то, как условия жизни могут повлиять на людей, помогут сообщить информацию о будущей миссии на Марс.

Посадка

Добраться до орбиты Марса — это только половина дела. Другая проблема — благополучно приземлиться на Красной планете, хотя и не обязательно целым. Шихи говорит, что НАСА работает над созданием надувного замедлителя — что-то вроде реверсивного парашюта, который защищал бы и замедлял посадочное судно, проникая в атмосферу. Чтобы действительно приземлиться, кораблю потребуется что-то вроде сверхзвуковой ретропульсии — в основном реактивные двигатели на дне, которые изменяют массивную тягу, достаточную для безопасного опускания корабля на землю.

Чтобы решить эту проблему, Шихи говорит, что НАСА планирует запустить такую ​​систему на нашу орбиту, а затем посадить ее обратно на Землю, чтобы проверить, работает ли она.

Оказавшись на земле, еще одно потенциальное препятствие — это пыльные бури. Пыль оказалась главным раздражителем астронавтов на Луне. Поскольку ни ветер, ни другие силы не разрушают частицы, пыль была острой и натирала части скафандров космонавтов. Он проникал повсюду и раздражал глаза.

Марсианская пыль может быть не такой резкой, поскольку там есть эрозионные силы, но пыльные бури могут быть огромными — в 2018 году марсоход Opportunity отключился после одной сильной бури.Ракер говорит, что исследователи многое узнали об этих марсианских пыльных бурях, но они все еще не совсем уверены, были ли они свидетелями худших из них.

Помимо риска для космонавтов или оборудования на планете, штормы также поднимают достаточно пыли, чтобы блокировать солнечный свет, а это означает, что любое солнечное оборудование может не работать должным образом в течение определенного периода времени.

Оборудование также вызывает серьезную озабоченность на планете. Шихи говорит, что любой миссии человека на Марс, скорее всего, должна предшествовать доставка груза.

«Эти вещи будут помещены туда и проверены еще до того, как мы отправим астронавтов», — говорит он.

Другими препятствиями, которые необходимо преодолеть, может стать постройка корабля для путешествия туда. Шихи и Ракер подсчитали, что она должна быть размером как минимум с футбольное поле в длину, в зависимости от технологии силовой установки, с которой мы работаем, и того, сколько людей мы в конечном итоге решим отправить. Примерно что угодно, от немного меньшего по размеру, чем Международная космическая станция, до значительно большего.

Оба считают, что мы можем достичь этого в 2030-х годах. Следующее наиболее благоприятное окно для отправки людей в относительно быстрое путешествие на Марс будет в 2033 году, но неясно, будут ли к тому времени готовы политика, бюджет и технологии.

А пока мы узнаем больше каждый день.

«Мы закладываем фундамент для полета на Марс», — говорит Ракер.

В независимом отчете сделан вывод о том, что миссия человека на Марс в 2033 году неосуществима

ВАШИНГТОН. В независимом отчете сделан вывод, что у НАСА нет шансов отправить людей на Марс к 2033 году, при этом самая ранняя такая миссия может быть осуществлена ​​в конце 2030-х годов.

Отчет, который был завершен до выступления 26 марта, в котором вице-президент Майк Пенс поручил НАСА вернуть людей на Луну к 2024 году, действительно дает представление о том, сколько может стоить возвращение на Луну и как оно вписывается в долгосрочные планы отправки. людей на Марс.

НАСА заключило контракт с Институтом научно-технической политики (STPI) на подготовку отчета, который Конгресс поручил НАСА выполнить в акте о разрешении НАСА 2017 года. В этом законопроекте содержится конкретная техническая и финансовая оценка «космического полета человека на Марс, который должен быть запущен в 2033 году.”

STPI, по указанию НАСА, использовал стратегию, изложенную агентством в его отчете «Исследовательская кампания», в котором прогнозируется дальнейшее использование системы космического запуска и Ориона и разработка лунных шлюзов в 2020-х годах. За этим последует Deep Space Transport (DST), космический корабль с экипажем, который будет путешествовать из окололунного пространства на Марс и обратно. НАСА также разработало бы лунные посадочные устройства, связанные с системой для поддержки пилотируемых миссий на поверхность Луны, а также работало бы над системами для более поздних миссий на поверхность Марса.

Эта работа, как говорится в отчете STPI, займет слишком много времени, чтобы завершить ее вовремя, чтобы поддержать миссию 2033 года. «Мы обнаружили, что даже без бюджетных ограничений орбитальную миссию на Марс 2033 нельзя реально запланировать в рамках текущих и условных планов НАСА», — говорится в отчете. «Наш анализ предполагает, что орбитальная миссия на Марс может быть выполнена не ранее, чем в 2037 году, без принятия крупных технологических разработок, задержек с графиком, перерасхода средств и нехватки бюджета.”

Этот график обусловлен технологическими рисками, связанными, в частности, с дальним космическим транспортом, включая системы жизнеобеспечения и двигательные установки, для которых требуется длительное время выполнения заказа. В отчете говорится, что для запуска миссии на Марс в 2033 году необходимо будет протестировать критически важные технологии к 2022 году, что маловероятно. В отчете говорится, что продвижение вперед без предварительной доработки этих технологий «резко увеличит технологические и запланированные риски для DST и может вынудить пересмотреть дизайн DST, если какая-либо из этих программ тестирования технологий обнаружит проблемы.”

Кроме того, начальные студенты «Фазы А» общего DST должны будут начать в 2020 финансовом году, что также маловероятно, потому что торговые исследования по дизайну DST еще не начались. В отчете STPI также предупреждается, что попытка сократить графики, не используя существующие стандартные методы НАСА для разработки программ, «приведет к очень высоким технологиям, графику и риску перерасхода средств».

«Таким образом, — заключает отчет, — миссия на орбиту Марса в 2033 году невозможна с точки зрения развития технологий и графика.«Следующее окно запуска в 2035 году также было сочтено невозможным из-за работ по развитию технологий, что перенесло самую раннюю возможную дату запуска миссии на следующее окно запуска в 2037 году.

STPI также оценил стоимость выполнения этой первой миссии на Марс в 2037 году. В отчете оценивается общая стоимость только тех элементов, которые необходимы для миссии на Марс, включая SLS, Orion, Gateway, DST и другую логистику, в 120,6 миллиарда долларов в течение финансового года. 2037. Из этой суммы 33,7 миллиарда долларов на сегодняшний день израсходовано на разработку SLS и Orion и связанных с ними наземных систем.

Эта сумма включает 29,2 миллиарда долларов на DST, цифра, которая, как признается в отчете, является очень приблизительной оценкой, учитывая некоторые детали конструкции, которые могут быть использованы для прогнозирования затрат на ее разработку. Вместо этого STPI использовала стоимость разработки Orion в качестве прокси для DST. В отличие от этого, в отчете оценивается стоимость шлюза менее чем в 6 миллиардов долларов для различных модулей, отчасти потому, что некоторые из модулей будут предоставлены международными партнерами без каких-либо затрат для НАСА.

Стоимость посадки на Луну

Эта миссия на Марс является частью общей программы пилотируемых космических полетов, общая стоимость которой до 2037 года составит 217,4 миллиарда долларов. Сюда входят расходы на миссию на Марс, а также операции на низкой околоземной орбите и разработку поверхностных систем Марса, необходимых для будущих миссий.

Он также включает в себя серию миссий по высадке на Луну. В отчете прогнозировалось, что первая посадка человека состоится в 2028 году, к дате, к которой НАСА нацеливалось перед выступлением Пенса в марте.Еще четыре миссии, по одной в год, будут выполняться до 2032 года.

В отчете используется трехступенчатый подход к посадке на Луну, который НАСА изучало в прошлом году, с многоразовой ступенью подъема и транспортным средством и одноразовыми ступенями спуска. Только разработка посадочных устройств и систем дозаправки обойдется почти в 8 миллиардов долларов, чтобы покрыть эту серию из пяти посадок с экипажем, а также предыдущее испытание без экипажа. Дополнительные 12 миллиардов долларов покрывают расходы на SLS и Orion, а также на другие запуски для транспортировки посадочных устройств, топлива и других грузов.Эти итоги не включают другие расходы, такие как разработка SLS, Orion и Gateway.

Отчет, датированный февралем 2019 года, был завершен до объявления о цели высадки на Луну в 2024 году, и поэтому в нем не рассматриваются затраты на такие усилия. В докладе подсчитано, что первая миссия по высадке на Луну обойдется примерно в 2,44 миллиарда долларов на запуск и затраты на оборудование, плюс несколько миллиардов затрат на разработку посадочных устройств.

Реакция Конгресса

Отчет получил относительно сдержанную реакцию на Капитолийском холме, отчасти потому, что его настигли события, а именно планы ускорить высадку первого человека до 2024 года, что повлияет на другие элементы в общем плане разведки.

Член палаты представителей Кендра Хорн (штат Оклахома), председатель космического подкомитета Палаты представителей, действительно упомянула в нем в подготовленных замечаниях к слушанию 2 апреля научным комитетом Палаты представителей по бюджетному запросу НАСА.

«Согласно отчету ясно, что добраться до поверхности Марса в 2030-х годах невозможно при нынешнем подходе администрации к исследованиям», — написала она в своих комментариях. «Более того, в отчете признается то, о чем многие в этом Комитете предполагали во время прошлых слушаний, а именно, что нет реального Плана для полета человека на Марс.”

Хотя со времени выступления Пенса НАСА сосредоточилось на том, как оно будет разрабатывать архитектуру для высадки на Луну в 2024 году, оно не полностью игнорировало Марс. «Почему мы летим на Луну? Почему это так важно? » — спросил администратор НАСА Джим Бриденстайн в речи 9 апреля на 35-м космическом симпозиуме в Колорадо-Спрингс. «Ну, потому что мы не спускаем глаз с горизонта. Луна — испытательный полигон. Это лучшее место для нас, чтобы жить и работать в другом мире, чтобы в конечном итоге мы могли отправиться на Марс.”

В этой речи он процитировал как текущие миссии на Марс, так и будущие, такие как марсоход «Марс 2020», в качестве прелюдии к полетам людей на эту территорию. Он также утверждал, что полет на Луну в 2024 году позволит осуществить более раннюю миссию человека на Марс. «Люди говорят:« Почему вы ускоряете полет на Луну? »Ну, потому что это ускоряет полет на Марс», — сказал он.

Он привел аналогичный аргумент на слушании 2 апреля. «Мы хотим совершить посадку на Марс в 2033 году», — сказал он. «Для этого мы должны ускорить другие части программы.Луна — большая часть этого ».

Он также сослался на отчет STPI в своих показаниях. «Мы можем продвинуться на посадку на Марс, поднявшись на посадку на Луну», — сказал он. Агентство не раскрывает подробностей о том, как это будет возможно, в том числе о проблемах развития технологий для дальнего космического транспорта, независимо от высадки на Луну, что, как было сказано в отчете STPI, помешало завершению полета на Марс к 2033 году.

Эти комментарии, однако, успокоили конгрессмена Эда Перлмуттера (D-Colo.), член комитета и активный сторонник миссии на Марс 2033 года, который регулярно демонстрирует наклейку на бампере «Марс 2033» на слушаниях, подобных этому.

«Первоначально, когда я вошел, я был разочарован отчетом, который вернулся на путь к Марсу», — сказал Перлмуттер на том слушании, имея в виду вывод отчета STPI о том, что миссия на Марс в 2033 году невозможна. «Это меня действительно разочаровало».

Однако он сказал, что его обнадежили комментарии Бриденстайна о том, что миссия на Марс в 2033 году возможна, если высадка на Луну состоится в 2024 году.