Кто и как готовится лететь на Марс?

Марс – наиболее пригодная для колонизации планета во всей Солнечной системе. В ходе многочисленных миссий автоматических межпланетных станций, доставивших к Марсу искусственные спутники, посадочные модули и марсоходы, он стал и самой изученной планетой. Сегодня сразу несколько стран занимаются практической подготовкой отправки людей на Марс.

Можно выделить четыре основные цели пилотируемого полета на Марс.

Во-первых, ожидается, что экспедиция изучит возможность создания на Марсе постоянных поселений людей, чтобы земляне могли постепенно колонизировать красную планету и, в очень дальней перспективе, подвергнуть ее терраформированию.

Во-вторых, это поиск полезных ресурсов, добычей которых могли бы заняться поселенцы или автоматические фабрики. Естественно, о рентабельной доставке ресурсов на Землю в обозримой перспективе речь не идет – они могут быть использованы в процессе возможной колонизации.

Третья задача – поиск признаков жизни. Зонды и марсоходы дали почти однозначный ответ: признаков жизни на Марсе не обнаружено. Почти – потому что были найдены области с повышенным содержанием метана, который могут производить микроорганизмы. Но инструментальными средствами обнаружить их не удалось. Впрочем, поиск проводился только на поверхности планеты и касался только белковой жизни. Что же касается небелковых форм жизни, то они сами по себе являются гипотезой и непонятно даже, как их искать.

В-четвертых, поскольку человечество решило выйти на межпланетную тропу, ученым требуется изучить воздействие условий дальней экспедиции на организмы и психику людей. Здесь мало пригодится опыт длительных орбитальных экспедиций, поскольку в дальнем полете есть ряд принципиальных особенностей. В таком полете нет возможности доставлять с Земли какие-либо ресурсы или наоборот, эвакуировать космонавтов на родную планету. Даже связь с землей ограничена из-за задержки радиосигнала. Таким образом, экипаж почти полностью переходит на самоуправление и самоконтроль, в том числе при разделении на две группы, одна из которых будет высаживаться на планету, а другая останется на орбите.

Косвенной выгодой от экспедиции может стать инновационный подъем земной экономики, поскольку подготовка полета оживит прикладную науку, даст новые нужные на Земле технологии и создаст новые рабочие места (до 500 тысяч, по прогнозам ученых NASA).

Сложности

К Марсу были посланы десятки космических аппаратов, но хотя бы частично успешными можно считать лишь около половины запусков. В настоящее время на поверхности планеты работают два марсохода: Spirit и Opportunity (NASA), на орбите – три автоматические межпланетные станции: Mars Reconnaissance Orbiter (NASA), Mars Odyssey (NASA) и Mars Express (ESA). Планируются еще несколько полетов к Марсу и его спутникам, в том числе с доставкой образцов грунта на Землю.

Высокий процент аварий совершенно неприемлем для экспедиции с участием человека, поэтому пилотируемый полет на Марс отложен как минимум до 2030 года. Необходимо разработать технические решения, которые гарантируют защиту от основных угрожающих факторов: поломок и отказов техники, а также от опасной окружающей среды в космосе и на планете.

К этому стоит добавить такие проблемы как возможную психологическую несовместимость членов маленького коллектива и ослабление мышц, костей и системы кровообращения членов экипажа при длительном пребывании в невесомости, которое не компенсируется физическими нагрузками.

Влияние невесомости и космической радиации может быть компенсировано малым сроком полета. Но для этого нужны принципиально новые двигательные установки. Из существующих типов двигателей – жидкостных и твердотопливных, «выжато» уже все, что можно.

При современном развитии техники полет к Марсу займет полгода или больше и столько же обратно. На самой планете и ее орбите экспедиции придется пробыть около года, чтобы Марс и Земля вновь сблизились на минимальное расстояние.

Реальная альтернатива, позволяющая значительно сократить срок полета – ядерные двигатели. Как сказал о них руководитель Роскосмоса Анатолий Перминов: «Сейчас к Марсу надо лететь 1,5–2 года туда и обратно, а можно будет слетать за 2-4 месяца». Реальные сроки полета экспедиции на Марс он ставит в прямую зависимость от наличия новых двигателей. По его мнению, полет состоится не ранее 2030–2035 годов.

Помимо угроз во время полета для человека смертельную опасность представляют обычные условия на Марсе: средняя температура −63°C (на полюсах −140-160 зимней ночью, на экваторе +20 градусов летним днем), углекислотная атмосфера с плотностью 0,007 земной, гравитация 0,38 g, мощнейшие пылевые бури и почти полное отсутствие воды.

На Земле существуют ледовые и песчаные пустыни, где условия по ряду параметров схожи с марсианскими. Тем не менее, участникам экспедиции для сколько-нибудь длительного пребывания на Марсе придется строить убежище для защиты от ионизирующего излучения, которое на Марсе вдвое сильнее, чем на МКС. Более дешевый вариант, но вместе с тем предполагающий меньшую свободу в выборе места – поиск естественных пещер, в которых можно устроить базу экспедиции.

СССР и Россия

Теоретически СССР мог запустить космонавтов к Марсу 8 июня 1971 года (в великое противостояние) с возвращением на Землю 10 июня 1974 года в случае успешного исхода экспедиции. Назначение этой даты было политическим решением ЦК КПСС от 23 июня 1960 года, то есть еще до полета Юрия Гагарина, когда никто не осознавал в полной мере сложностей, связанных с пилотируемыми космическими полетами.

Для полета на Марс в Советском Союзе разрабатывались специальные космические корабли: сверхмассивный Марсианский пилотируемый комплекс (МПК) со стартовой массой 1630 тонн и возвращаемой массой 15 тонн, а также два корабля меньшего размера: тяжелые межпланетные корабли (ТМК) конструкций Максимова и Феоктистова.

Создание Советским Союзом орбитальных станций укладывалась в проект подготовки полета на Марс, так как предусматривало изучение поведения людей, техники, животных и растений в условиях невесомости. С началом лунной гонки приоритеты сместились на изучение Луны и проект марсианской экспедиции был закрыт.

Пока же на Земле Россия проводит важнейший научный эксперимент – имитацию полета на Марс в рамках проекта «Марс-500». В ноябре 2011 г. должен завершиться самый ответственный этап, предусматривающий 520-суточную работу экипажа в полной изоляции.

США

Первые попытки утвердить программу пилотируемой миссии на Марс в США относятся к 1992 году. Тогда предложение президента Дж. Буша-старшего не было принято из-за высокой стоимости – около 400 млрд. долл.

Повторно на государственном уровне к этой идее вернулся в 2004 году Дж. Буш-младший. Программа, названная «Созвездие», предусматривала постепенную переориентацию космической программы с шаттлов и МКС на освоение Луны и Марса. В 2010 году в связи с пересмотром подхода к реализации космических миссий и финансовыми проблемами программа была свернута.

В настоящее время одним из перспективных проектов с технической и финансовой точек зрения является Hundred Years Starship, экипаж которого попрощается с Землей навсегда и отправится колонизировать Красную планету или ее спутники. Несмотря на кажущуюся фантастичность идеи, озвученной только осенью 2010 года, желание отправиться в полет уже высказали сотни добровольцев, а Национальный научный фонд и Пентагон выделили на нее 600 млн. долл. – чуть меньше 10% планового бюджета. Остальное планируется добрать за счет пожертвований от компаний и частных лиц.

Европа

Европейское космическое агентство с 2001 года разрабатывает программу «Аврора», основная цель которой – изучение и освоение Солнечной системы. Первоначально основными целями назывались Луна, Марс и астероиды. Пилотируемый полет на Марс по этому плану состоит из двух этапов: подготовительного – доставка грузов для будущих астронавтов (2030 год) и собственно экспедиция с участием людей (2033 год). Частью «Авроры» являлся проект «ЭкзоМарс», который в настоящий момент совместно ведут EKA и NASA. В настоящий момент в рамках программы готовится испытание необходимых технологий на Земле.

Совместные планы

Наиболее реальным выглядит международный проект экспедиции на Марс, декларацию о котором подписали в ноябре 2010 года все 26 космических агентств мира.

«Конечно, подобный полет в одиночку могут осуществить США, Россия, Китай в настоящее время тоже может. Но исходя из стоимости и целесообразности, все высказались за совместную программу», – прокомментировал Анатолий Перминов. Экспедиция, организованная «всем человечеством», может состояться после 2030 года.

Совместный проект, который пока еще не разработан, поможет решить не только финансовые вопросы, но и технологические проблемы, работа над которыми затормозила бы отдельные страны на годы и десятилетия. Например, в создании тяжелых ракет-носителей дальше всех продвинулись США, в строительстве жилых модулей – Россия, в разработке спускаемых аппаратов – Россия и Европа. Кооперация значительно ускорит старт экспедиции.

Павел Притула / CNews