Кто сегодня участвует в марсианской гонке? На марс


Экспедиции на Марс. Первая экспедиция на Марс

Космос всегда манил человечество, люди стремились покорить звездные вершины и узнать, что таит небесная бездна. Были первые шаги на Луне, которые провозгласили о великом прогрессе всего мира. Каждая страна стремится совершить особенно значимое открытие, которое обязательно запечалится в истории. Однако уровень научных достижений и современное техническое оснащение не позволяют покорить далекие и загадочные небесные тела. Сколько раз в теории проводились экспедиции на Марс, осуществление которых на практике в настоящее время является делом весьма затруднительным. Но ученые считают, что в ближайшее десятилетие нога человека ступит на красную планету. И кто знает, какие сюрпризы ожидают нас там. Надежда на наличие внеземной жизни будоражит многие умы.

Пилотируемая экспедиция на Марс когда-нибудь обязательно состоится. И сегодня даже известны примерные сроки, установленные учеными.

Перспектива полета

экспедиции на марс

Сегодня экспедиция на Марс планируется на 2017 год, но неизвестно, осуществится это или нет. Эта дата обуславливается тем, что именно в это время орбита Земли будет максимально приближена к орбите Марса. Полет займет два или даже два с половиной года. Корабль будет иметь массу около 500 тонн, именно такой объем требуется, чтобы космонавты чувствовали себя по минимуму комфортно.

Основными создателями программы "Миссия на Марс" являются США и Россия. Именно эти державы совершили значительные открытия в области покорения космического пространства. Концепция развития охватывает деятельность до 2040 года.

Всем заинтересованным лицам хотелось бы отправить первых астронавтов на дальнюю планету в 2017, но в действительности эти планы трудно осуществить. Очень сложно создать единый огромный летательный аппарат, поэтому решено работать комплексами. Они будут доставляться ракетами-носителями частями к орбите планеты. При этом рассчитывается создать полностью автоматизированный процесс, чтобы минимизировать затраты энергии космонавтов. Так постепенно создастся необходимая инфраструктура в космосе.

Уже около полувека планируется пилотируемая экспедиция. "Марс" - потерянная станция СССР еще в 1988 году, которая впервые передала на землю фотографии поверхности красного грунта и одного из спутников планеты. С тех пор разные страны запускали межпланетарные станции для изучения Марса.

Проблемы с марсианской экспедицией

Экспедиция на Марс займет продолжительное время. На сегодняшний день у человечества есть опыт длительного пребывания в космосе. Валерий Поляков – врач, который провел на орбите Земли год и шесть месяцев. При правильных расчетах этого времени может быть достаточно для достижения Марса. Весьма вероятно, что оно может увеличиться еще примерно на полгода. Большая проблема и в том, что немедленно после приземления на стороннюю планету астронавтам необходимо будет приступать к разведывательным работам. У них не будет возможности для адаптации и привыкания.

Сложные условия осуществления полета

пилотируемая экспедиция на марс

Для полета на Марс требуются совершенно новые технологии. Необходимо соблюдение ряда немаловажных условий. Только в этом случае максимально увеличивается вероятность того, что первая экспедиция на Марс все-таки будет успешно проведена. Необходимо учитывать ряд факторов при разработке проекта по покорению марсианского пространства. Один из самых основных - это жизнеобеспечение экипажа. Оно будет осуществлено в том случае, если создать замкнутый цикл. На орбиту необходимые резервы воды и еды подаются с поддержкой особых кораблей. В случае с Марсом пассажирам космического корабля нужно будет надеяться только на личные силы. Ученые создают методы регенерации воды и получения кислорода с помощью метода электролиза.

Другим немаловажным фактором является излучение. Это серьезная проблема для человека. Различные исследования способны дать ответы на вопросы, связанные с влиянием электромагнитной энергии на организм в целом. Такое воздействие, вероятно, приведет к катаракте, изменению генетического состава клеток и быстрому росту раковых клеток. Разработанные медицинские препараты не могут полностью оградить людей от вредных последствий радиационного излучения. Следовательно, нужно продумать создание некого убежища.

Невесомость

для полета на марс требуются

Невесомость - тоже важная проблема. Отсутствие гравитации приводит к изменениям в организме. Особенно проблематично бороться с возникающей иллюзией, которая приводит к появлению неправильного восприятия расстояния. Происходит и серьезная гормональная перестройка, чреватая неприятными последствиями. Проблема еще в том, что идет сильная потеря кальция. Разрушается костная ткань и провоцируется мышечная атрофия. Врачи очень озабочены всеми этими неблагоприятными влияниями невесомости. Обычно после возврата на Землю команда космического экипажа занимается активным восстановлением истощенных запасов минеральных веществ в организме. Уходит на это около года и даже больше. Для снижения неблагоприятного воздействия отсутствия гравитации разработаны специальные короткорадиусные центрифуги. Опытные работы с ними ведутся и сегодня, поскольку ученым трудно определиться, сколько такая центрифуга должна работать для создания благоприятных условий для космонавтов.

Все это сложно не только с научной и технической точки зрения, но и стоит невероятно дорого.

Медицинские проблемы

Медицина требует особого внимания. Нужно создать такие условия, чтобы при необходимости во время осуществления экспедиции на Марс можно было провести несложную хирургическую операцию. Существует высокая вероятность того, что на красной планете живет неизвестный вирус или микроб, который может уничтожить весь экипаж за считаные часы. На борту обязательно должны присутствовать медики нескольких специализаций. Очень хорошие терапевты, психологи и хирурги. Необходимо будет периодически брать анализы у членов экипажа, контролировать состояние всего организма. Этот момент требует наличия на борту необходимого медицинского оборудования.

Сбои ощущения суток приведут к неправильному обмену веществ и появлению бессонницы. Это необходимо будет максимально контролировать и устранять приемом специальных препаратов. Работа ежедневно будет вестись в очень сложных и экстремальных технологических условиях. Мимолетная слабость неминуемо приведет к серьезным ошибкам.

Психологические нагрузки

провал экспедиции на марс

Психологическая нагрузка на весь экипаж корабля будет колоссальной. Вероятность того, что для астронавтов полет на Марс может стать последней экспедицией, неминуемо приведет к возникновению страхов, подавленности, чувства безнадежности и депрессивных состояний. И это еще не все. Под негативным психологическим прессом во время экспедиции на Марс люди неизбежно начнут вступать в конфликтные ситуации, которые могут спровоцировать непоправимые последствия. Поэтому отбор на шаттлы всегда ведется очень и очень тщательно. Будущие космонавты проходят очень много психологических тестов, выявляющих их слабые и сильные стороны. Важно создать на корабле иллюзию привычного мира. Например, продумать смену года, наличие растительности и даже имитацию голосов птиц. Это облегчит пребывание на чужой планете и смягчит стрессовые ситуации.

Выбор экипажа

экспедиция марс потерянная станция

Вопрос номер один: "Кто полетит на далекую планету?" Космическое сообщество здраво понимает, что такой рывок должен производить экипаж международного назначения. Нельзя всю ответственность возложить на одну страну. Чтобы не случился провал экспедиции на Марс, необходимо продумать каждый технический и психологический момент. В состав экипажа должны входить настоящие специалисты во многих областях, которые окажут необходимую помощь в экстренных ситуациях и смогут легко адаптироваться в новой обстановке.

Марс – это далекая мечта многих космонавтов. Но не каждый стремится выдвинуть свою кандидатуру на этот полет. Потому что такое путешествие очень опасно, таит множество загадок и может стать последним. Хотя есть и отчаянные смельчаки, которые жаждут, чтобы их имена попали в заветные списки участников программы "Экспедиция на Марс". Добровольцы уже подают заявки. Их не останавливают даже мрачные прогнозы. Ученые открыто предупреждают, что для астронавтов это - вполне возможно - последняя экспедиция. На Марс современные технологии смогут доставить космический корабль, но вот удастся ли стартовать с планеты - неизвестно.

Мужской шовинизм

Все ученые единодушны в том мнении, что женщин необходимо отстранить от первой экспедиции. В пользу этого приводятся такие доводы:

  • женский организм недостаточно хорошо изучен в зоне космоса, неизвестно, как в условиях длительной невесомости поведет себя его сложная гормональная система,
  • физически дама менее вынослива, чем мужчина,
  • многочисленные тесты и научные исследования подтверждают, что психология женщины от природы менее приспособлена к экстремальным ситуациям, они больше подвержены депрессии в состоянии безнадежности.

Зачем вообще лететь на эту планету?

первая экспедиция на марс

Все ученые в один голос заявляют, что эта планета очень похожа на нашу Землю. Считается, что когда-то по ее поверхности протекали такие же реки и росли растения с деревьями. Чтобы установить причины, по которым жизнь на Марсе оборвалась, необходимо проводить исследовательские мероприятия. Это сложные изучения почвы и воздуха. Марсоходы уже много раз брали образцы, и эти данные подробным образом изучались. Однако материала очень мало, потому общую картину составить не удалось. Было лишь установлено, что на Красной планете при некоторых условиях можно жить.

Считается, если существует возможность организации колонии на Марсе, то этим необходимо воспользоваться. Жить на нашей плане потенциально рискованно. Например, при вхождении в атмосферу Земли огромного метеорита произойдет полное уничтожение всей жизни. Но при освоении марсианского пространства можно надеяться на спасение части человеческой расы.

В современных условиях перенаселения нашей планеты освоение Марса поможет преодолеть демографический кризис.

Многим политическим лидерам интересно, что таят недра Красной планеты. Ведь природные ископаемые заканчиваются, а значит, новые источники были бы весьма кстати.

Изучение звезд, которые дальше от Земли, но ближе к Марсу, желание заглянуть дальше в таинственные глубины космоса - еще одна из причин стремления покорить Красную планету.

В перспективе Марс можно будет использовать как полигон для экспериментов (например, атомных взрывов), которые очень опасны для Земли.

Схожесть и отличия голубой и красной планет

экспедиция на марс добровольцы

Марс во многом похож на Землю. Например, его сутки всего на 40 минут длиннее, чем земные. На Марсе тоже меняются времена года, здесь есть похожая на нашу атмосфера, которая защищает планету от космической и солнечной радиации. Исследования НАСА подтвердили, что на Марсе есть вода. Марсианский грунт по своим параметрам схож с земным. На Марсе есть места, ландшафт и природные условия которых схожи с земными.

Естественно, что отличий между планетами намного больше, и они несравнимо более существенны. Краткий перчень отличий - в 2 раза меньше сила тяжести, низкая температура воздуха, недостаточность солнечной энергии, низкое атмосферное давление и слабое магнитное поле, высокий уровень радиации - свидетельствует о том, что привычная для землян жизнь на Марсе пока невозможна.

fb.ru

Какая компания первой отправит человека на Марс

Высадка человека на Марс сегодня перестала быть фантастикой. Ребята из американского космического агентства NASA с уверенностью говорят, что колонизация Красной планеты однозначно начнется в середине 21 века. Но вот касательно того, кто первым отправит человека на Марс, они не так уверены. NASA собираются это сделать ориентировочно в 2030-х годах, а вот некоторые частные компании обещают их переплюнуть и устроить пилотируемый полёт на Марс значительно раньше, а самое главное, для астронавтов это будет не обязательно путешествие в один конец. В этой статье мы рассмотрим самых вероятных кандидатов на первых колонизаторов Марса.

Зачем вообще нам лететь на Марс?

Текущие исследования Красной планеты проводятся посредством орбитальных телескопов, межпланетных станций, космических аппаратов и марсоходов. Всё это позволило сделать немало интересных открытий, таких как марсианские каналы и наличие воды на Красной планете, но появилось и немало теорий, для подтверждения которых целесообразно оправить туда человека.

Земные исследователи должны будут отыскать на Марсе признаки наличия микробов в прошлом, а возможно даже их сегодняшний день. А это подтвердит наличие жизни на ещё одной планете солнечной системы.

Изучение космоса неизбежно, так почему бы не начать прямо сейчас?

Одной из приоритетных задач изучения Марса является проверка его на пригодность для будущего переселения туда человека. Ведь даже Стивен Хокинг уверен, то рано или поздно мы не сможем жить на нашей Земле из-за мировой войны или глобального катаклизма.

Как ни парадоксально, на Марсе мы сможем узнать много нового не только о Земле, но и далёких уголках космоса.

СССР и Марс

По всем известным причинам СССР уже ничего не сможет отправить к Марсу, но советские планы в отношении этой планеты заслуживают внимания.

О высадке человека на Марс в те времена говорили лишь фантасты, а вот возможность создания космического корабля для пилотируемого полёта учёные всерьёз рассматривали.

Одним из первых серьёзных проектов был марсианский пилотируемый комплекс (МПК). Его должны был собрать на околоземной орбите из разных блоков. Изначальный корабля вес оставил бы 1650 тон (!). По возвращению на Землю осталась бы только часть корабля весом 15 тон. Общее время полёта должно было составить 2,5 года.

Но вскоре советские инженеры представили более прогрессивные проекты тяжёлого межпланетного корабля. Было несколько вариантов таких кораблей, которые могли уместить до 4 человек экипажа.

Так бы мог выглядеть Тяжёлый межпланетный корабль

Дошло до того, что ЦК КПСС в 1960 году даже назначил старт полёта ещё не построенного корабля на 8 июня 1971 года. Но проект пришлось прикрыть, ведь началась так называемая «лунная гонка».

Кто знает, не случись развала СССР, не исключено, что первые колонисты поставили бы на Красной планете именно красный флаг…

Inspiration Mars Foundation

Для разнообразия рассмотрим претендентов на обычный полёт к Марсу без высадки. Ведь впервые увидеть эту планету собственными глазами, а не на экране или через объектив телескопа, тоже многого стоит.

Некоммерческая организация Inspiration Mars Foundation имеет в своих планах уже в 2018 году совершить первый пилотируемый облёт Марса.

Всё путешествие займёт 501 день. Облётная траектория рассчитана таким образом, чтобы потратить наименьшее количество топлива. Экипаж будет состоять из мужчины и женщины. Эта парочка должна благополучно долететь до Красной планеты, облететь её и вернуться на Землю.

Такой полёт имеет немалое значение в плане изучения физиологического и психологического состояния человека в межпланетном пространстве. Полученные данные будут очень кстати, когда мы отправимся к Марсу с целью высадки.

Программа «Аврора»

Свой план марсианской миссии есть и Европейского космического агентства. Эти товарищи хотят высадить человека на Марсе ближе к 2033 году.

В руководстве агентства говорят, что из-за малого финансирования, они вынуждены будут прибегать к международному сотрудничеству. Например, к одному из этапов программы под названием «Экзомарс» привлечена Россия.

Пока в рамках «Авроры» проводятся запуски аппаратов для исследования Красной планеты, планируется пилотируемый полёт к Луне (2024 год) и непилотируемый полёт к Марсу (2026 год). И если с финансированием всё будет в порядке, вполне возможен и пилотируемый полёт к Марсу. Есть вероятность, что к этому будет привлечена Россия.

NASA

Ребята из NASA постоянно жалуются на недостаток финансирования. Если задуматься, то каждая организация мира, которая живёт за счёт своего государства, имеет такие проблемы. Но ведь NASA – американское агентство! Эта страна без зазрения совести заявляет, что она рулит миром. Так почему же вы, ребята, не можете поддержать такое важное мероприятие как покорение других планет, предоставляя это частным компаниям? А, ну да, нужно же устраивать экономические войны с Медведем… Правительство США уже несколько раз обламывало своему космическому агентству планы относительно Марса.

Как бы там ни было, в NASA решительно настроены на скорую высадку человека на Марсе, что должно произойти в течение ближайших 20 лет. Точные сроки пока не сообщаются. Полёт состоится, когда всё аппараты будут готовы, а провизия с водными и кислородными запасами предварительно доставлены на Красную планету.

Сегодняшний план NASA хорошо детализирован и состоит из трёх этапов:

  1. «Опора на Землю». На этом этапе предполагается изучение условий жизни на других планетах. Это необходимо для создания систем жизнеобеспечения для людей на Марсе. К тому же требуется проработать технологии, которые смогут уберечь астронавтов в межпланетном пространстве.
  2. «Испытательный полигон». Испытательным полигоном должна будет стать Луна. Пока в NASA не уверенны, что будут в обязательном порядке высаживаться на спутник Земли и оборудовать там базу, дабы «потренироваться» перед Марсом. Возможно, вполне достаточно будет пребывания на орбите Луны. В любом случае эти мероприятия планируется провести до 2020 года.
  3. «Полная независимость от Земли». После проведения тщательной подготовки люди должны будут отправиться на околомарсианскую орбиту. Далее рассматриваются такие варианты:
    • Временная база оборудуются на одном из спутников Марса. А уже от туда люди вместе с оборудованием будут отправляться на планету;
    • Астронавты сразу высадятся на Марс и организуют постоянную колонию.

Специалисты NASA возлагают большие надежды на технологию 3D-печати в плане создания устойчивой и автономной среды обитания.

Интересен и тот факт, что на одной из пресс-конференций представители агентства отметили, что полёт на Марс должен быть международным. Никакие распри между Россией и США не должны отображаться на научных исследованиях, а в особенности на изучении других планет.

Настоятельно рекомендуем вам почитать: 7 наиболее пригодных для колонизации планет

Одним словом, ребята из NASA уверенны, что если всё пойдёт по плану, то к концу этого столетия будут решены все проблемы касательно возможности проживания на Марсе.

Столетний космический корабль

Проект с таким названием разработал один из научных центров NASA. Он гораздо дешевле основного плана космического агентства, т. к. колонисты будут отправлены на Марс безвозвратно.

Если проект осуществится то, отобранные добровольцы полетят к Красной планете уже в 2030 году. При себе они будут иметь небольшой ядерный реактор, необходимую аппаратуру и средства для производства пищи, воды и кислорода.

Роскосмос

Россия, как было сказано раннее, принимает участие в совместном проекте с европейским космическим агентством. Называется этот проект «Экзомарс». Но его задачей является лишь доставка исследовательских модулей на орбиту и поверхность Красной планеты. Конечно, у Рокосмоса есть планы к середине столетия отправить на Марс человека, но он явно не будет там первым…

Для миссии «Экзомарс» была использована ракета Протон-М

К слову, в России в 2015 году завершилась программа «Марс-500», в рамках которой повелась имитация пилотируемого полёта на Марс. Результаты эксперимента способствуют дальнейшей подготовке участников экспедиции на Марс.

Свой вклад Россия может внести и в сокращение времени полёта к Красной планете. Сейчас Роскосмос совместно с Росатомом работает над принципиально новым ядерным энергодвигателем и транспортным модулем, который будет с ним совместим. С таким двигателем от земли до Марса можно будет добраться всего за несколько месяцев.

Mars One

Ориентировано к 2026 году голландская компания Mars One планирует отправить на Красную планету 4 колониста без возможности их возвращения обратно на Землю, как и в случае с проектом «Столетний космический корабль». Примечательно, что в число колонистов должны войти добровольцы из разных стран.

Так должна выглядеть колония Mars One

Если задумка осуществится, то уже в 2027 колонисты произведут высадку. Однако прежде необходимо успеть отправить на Марс жилые блоки, системы жизнеобеспечения и грузовые контейнеры. Всё это добро там должен ждать марсоход, который займётся предварительной разгрузкой.

Данный проект периодически компрометируется тем, что он попросту несостоятелен. Даже некоторые кандидаты на полёт говорят, что организаторы вей этой движухи не собрали нужных денег, а продолжают надеяться на спонсирование.

SpaceX

В сентябре 2016 года руководитель компании SpaceX Илон Маск, которого многие отождествляют с самим Тони Старком, презентовал программу ускоренного освоении Марса. Первую высадку человек уже сможет осуществить в 2024 году, а в течение последующих 30 лет марсианская колония должна возрасти до 1 миллиона человек. Илон делает акцент на том, что землянам пора срываться с места и становиться межпланетной цивилизацией.

Подробнее о космическом корабле, который доставит людей на Марс можно узнать из видео, представленного SpaceX:

Реализация проекта космического корабля «Межпланетная транспортная система» позволит снизить стоимость перелёта одного человека до 200 тыс. долларов. При нынешних технологиях эта цифра составляет 10 миллиардов долларов. Значительно сэкономить можно будет и на возможности многоразового использования компонентов системы, и на специально подобранном топливе, производство которого планируется осуществлять прямо на орбите Марса.

На сегодняшний день ведущие космические агентства признают программу SpaceX самой перспективной в плане освоения Марса. Во многом всё благодаря их ракете-челноку Falcon 9, которая сегодня доставляет грузы на МКС. Её особенностью является возможность приземления первой ступени для повторного использования. Подобная технология прекрасно подходит для марсианских миссий.

Посадочный модуль SpaceX

Многие называют Илона Маска мечтателем, ведь конечным итогом своей затеи он видит переселение (или даже эвакуацию) землян на Марс, когда другие видят эту планету или как объект научных исследований, или как возможность заработать на космическом туризме.

Тем не менее, проект Маска имеет большую поддержку общественности и знаменитых людей. Так недавно Леонардо Ди Каприо упомянул о том, то записался в претенденты полёта на Марс. Было это после того, как SpaceX опубликовало свой план колонизации.

Boeing

В начале октября 2016 года компания Boeing сделала громкое заявление о том, что составит конкуренцию SpaceX в высадке человека на Марс.

Руководство Boeing уверило общественность, что у них есть всё для этих целей. Они точно уверенны, что именно их ракета доставит первого человека на Красную планету, хотя подробных аргументов пока предоставлено не было. Разве что упомянуты новые гиперзвуковые двигатели, которые превысят скорость звука в три раза.

Кстати, ракеты Boeing многократно доставляли людей на Луну.

Судя по всему, сегодня эти ребята в первую очередь делают ставку на космический туризм, а не на исследования Марса в научном плане.

Заключение

Явное первенство на сегодняшний в марсианской гонке держат частные компании. Самые большие надежды подаёт SpaceX с их довольно амбициозными планами. Эта компания владеет передовыми технологиями в плане космических перелётов и не так ограничена в средствах, как NASA, Роскосмос или Европейское космическое агентство. Конечно, если бы все ведомства объединили усилия, наверняка земляне начали бы покорять Марс гораздо раньше, но так уж ложилась ситуация в мире, что в политические распри важнее прогресса.

topor.info

Когда мы отправим людей на Марс?

Солнечная система > Система Марс > Планета Марс > Когда мы отправим людей на Марс?

Астронавты НАСА планируют посетить Красную планету в 2030-х гг. Но им нужно разработать защиту от радиации, приводящей к раку

В 1969 году произошел важный космический прорыв, когда Нилу Армстронгу и Баззу Олдрину удалось пройтись по лунной поверхности. Это была кульминация десятилетий работы и множества жертв и неудачных попыток. Какая следующая ступень?

Сейчас наша цель – Марс! Уже несколько лет обсуждают будущие миссии и перспективу создания колонии. Но эта задача кажется еще более сложной, поэтому нужен четкий план.

Предложения

Концепцию первой экипажной миссии разработал Вернер фон Браун. Он был бывшим нацистским ученым и возглавлял проект Меркурий НАСА. В 1952 году предложил создать 10 аппаратов (по 7 человек), которые смогли бы доставить 70 человек к планете.

Между запуском V-2 и созданием ракет Браун успел вывести проект по Марсу

Частично его разработки основывались на американском проекте Operation Highjump, где хотели использовать несколько многоразовых шаттлов. Он считал, что можно было добиться постройки корабля до 1965 года (позже отодвинул к 1980-му) и за три года выполнить потел в оба конца.

Далее при помощи самолетов с лыжными опорами можно было бы опуститься на поверхность и провести на Красной планете 443 дня. Экипаж использует те же корабли для возврата.

Юджин Сернан во время миссии Аполлона-17 (1972 год) проверяет лунное транспортное средство

Браун не только вычислил размер и вес кораблей, но и определил количество необходимого топлива для осуществления маневров. Но миссию так и не запустили. Более того, с 1972 года не было возврата к спутнику. Последним там побывал Юджин Сернан.

В 1990 году свой проект Mars Direct предложил Роберт Зубрин, который ориентировался на колонизацию. Первые миссии должны были построить площадку для будущего поселения. Позже можно было бы спуститься под землю и разрабатывать среду обитания уже там.

Художественное представление марсианской колонии и роверов

На последнем этапе можно было бы разместить специальные геодезические купола. В такой среде есть возможность для выращивания растительности на основе местных ресурсов. Зубрин знал, что колонисты все же будут зависеть от земных доставок. Но со временем они смогут добиться автономии. На Марсе огромная концентрация драгоценных металлов, к тому же там много дейтерия – источник ракетного топлива.

В 1993 году появился план Mars Design Reference от НАСА, который редактировали 5 раз до 2009 года. Но проект так и не вышел за пределы расчетов и разговоров.

Современные идеи

Все началось с президентских заявлений. В 2004 году Джордж Буш посчитал, что нужно забыть о шаттлах и придумать новые аппараты, способные доставить человека снова на спутник в 2020-х гг. Потом Барак Обама в 2010-м сказал, что необходимо ориентироваться на Марс и посетить его уже в 2030-х гг.

В 2015-м году появился детальных план, где доставка основывалась на использовании корабля Орион и системы запуска SLS. Проект основывается на 3-х этапах и 32-х запусках в 2018-2030-х гг. За это время получится перевезти необходимое оборудование и обустроить подготовительную площадку. До 2024-го года необходимо протестировать Орион и SLS.

Также в НАСА планируют поймать ближайший астероид и притащить его к лунной орбите, чтобы протестировать новое оборудование. Это важная миссия, которая поможет не только уберечь Землю от падения опасной космической скалы, но и использовать их для трансформации планет (создания благоприятной среды для человека).

Первый экипажный полет на Орионе должен состояться в 2021-2023-х гг. На втором этапе запустится череда доставки оборудования на Красную планету. Третья стадия включает создание необходимой защитной среды и проверка всех необходимых приборов.

Но виды на Марс есть не только у НАСА. ЕКА также заинтересовано в изучении и колонизации чужого мира. Программа Аврора рассчитывает в 2030-х гг. отправить людей на ракете Ariane-M. В 2040-2060-х гг. Красную планету может посетить Роскосмос. Еще в 2011 году в России проводили успешные симуляции миссии. Китай определил для себя те же сроки.

Проект MarsOne глазами художника

В 2012 году голландские предприниматели заявили, что собираются в 2023-м году создать на Марсе человеческую базу, которая позже расширится в колонию.

Миссия MarsOne планирует разместить телекоммуникационное орбитальное устройство в 2018 году, ровер – в 2020-м и базу для поселенцев – в 2023-м. Она будет питаться за счет солнечных батарей с протяжностью в 3000 м2. Доставят 4-х астронавтов на ракете Falcon-9 в 2025-м году, где они проведут 2 года.

Свое рвение к Марсу не скрывает и генеральный директор SpaceX Илон Маск. Он собирается создать колонию на 80000 человек. Для этого ему нужна специальная система транспортировки, которая бы работала в режиме конвейера. Он уже преуспел в создании системы повторного использования ракет.

В 2016 году Маск заявил о том, что первый беспилотный полет осуществят в 2022 году, а экипажный – 2024 год. Он считает, что на все потребуется 10 млрд. долл. и можно будет запустить 100 пассажиров. Это будут туристические поездки, отправляемые каждые 26 месяцев (окно, когда Земля и Марс расположены на максимальной близости).

Первые миссии могут потребовать жертвы. Но уже многие выразили желание отправиться в один конец. Когда же люди поедут на Марс? Точной даты нет, но факты свидетельствуют о том, что это случится в ближайшие десятилетия. Конечно, у нас все еще есть сомнения. Но никто не верил в успех американцев на Луне. И все же там стоит их флаг.

Читайте также:

Положение и движение Марса

Строение Марса

Поверхность Марса

v-kosmose.com

Зачем лететь на Марс? Экспедиции на Марс.

Подробно:

© Владимир Каланов,сайт "Знания-сила".

Одним-двумя словами на этот вопрос ответить невозможно. Конечно, не для того, чтобы убедиться, так сказать, на месте, что никакой жизни, а тем более разумной, на Марсе нет. И не для того, чтобы полюбоваться марсианскими рассветами или разобраться в непонятных оптических явлениях, периодически наблюдаемых над поверхностью Марса в виде светящихся точек и ярких вспышек. Нет, тут задачи серьёзнее.

Так в НАСА представляют возможное устройство базы на Марсе, которая будет состоять из обитаемых модулей.

Дело в том, что Марс очень похож на Землю. Можно предположить, что в далёком прошлом на Марсе была такая же атмосфера, как и на Земле, поверхность его покрывали такие же реки и моря́, поля́ и леса́. А вот почему всё это исчезло и исчезло без следа? Может быть, подобное произойдёт и на Земле? Может быть, судьба Земли станет такой же, как и судьба Марса? Может быть, правы те плането́логи, которые говорят, что Марс - это будущее нашей Земли? Ответить на эти вопросы, не посетив Марс, невозможно. На Марсе есть возможность провести грандиозные эксперименты, целью которых может стать постепенное создание атмосферы, пригодной для жизни, и смягчение сурового климата этой планеты. Такие цели оправдали бы любые средства.

В настоящее время у человечества имеются научные и технологические возможности отправить на Марс космонавтов и возвратить их на Землю. Теперь специалисты-исследователи космоса считают, что вопрос о том, нужно ли лететь на Марс или нет, не стои́т. Вопрос стои́т так: кто полетит и когда? Каков должен быть состав экипажа космического корабля, отправляемого на Марс?

Реально мыслящие люди должны понимать, что полёт на Марс не может и не должен быть осуществлён одним, даже самым могущественным в научно-техническом и экономическом отношениях государством. Такой полёт должен стать делом всего человеческого сообщества. Подготовка и осуществление такого полёта дадут толчок дальнейшему развитию науки и техники на Земле, поднимут технологический уровень всей человеческой жизни. Конечно, полёт на Марс - предприятие очень дорогое. Но не всё в человеческой жизни оценивается деньгами. Было бы разумно направить на подготовку полёта на Марс необходимые средства за счёт решительного сокращения расходов на гонку вооружений, которая до сегодняшнего дня не только не остановилась, но даже не сбавила свой темп.

У участников будущих марсианских экспедиций работы хватит на долгие годы. Точную дату старта к Марсу вряд ли кто может назвать. В период активного исследования этой планеты с помощью автоматических аппаратов у многих энтузиастов закружилась голова от успехов, и многие из них, в том числе учёные и политики, предсказывали, что полёт Человека на Марс состоится уже в первом десятилетии XXI века. И такой полёт действительно планировался на указанный период. Тот факт, что такой полёт ещё не состоялся, совсем не означает, что от него отказались. Для подготовки и осуществления такого грандиозного проекта требуется ещё многое изучить на Марсе с помощью беспилотных аппаратов, безошибочно выбрать хорошо изученное место посадки, представляющее интерес для исследований, удобное и безопасное для экипажа спускаемого модуля. Предстоит решить десятки и сотни сложных вопросов, связанных с созданием небывалых межпланетных космических кораблей, с их навигацией, с подготовкой космонавтов и обеспечением их всем необходимым в длительном полёте. Уровень техники и её надёжность должны безусловно гарантировать безопасную высадку людей на Марс и возвращение их на Землю.

Дорога на Марс нелегка. Но о полётах на Марс учёные думали уже давно. Фридрих Артурович Цандер, горячий пропагандист идей К.Э. Циолковского, создатель первых в СССР жидкостно-реактивных двигателей, в трудные, голодные 20-е годы, начиная каждый свой рабочий день, обращался к сотрудникам ГИРДа (группа по изучению реактивного движения) с шутливым приветствием-призывом:"Вперёд, на Марс!"

В трудах С.П. Королёва, главного конструктора ракетно-космических систем, много внимания уделено проблемам межпланетных полётов, в том числе полётов на Марс.

Конструктор баллистических ракет ФАУ-2 (V-2) Вернер фон Браун в своих работах также обращался к проблеме полёта на Марс.

С середины XX века полёты беспилотных автоматических аппаратов к Марсу стали реальностью. В США и СССР стали разрабатываться планы полёта Человека на Марс.

С.П. Королёв в 1961 году писал: "Проблема обеспечения жизнедеятельности в таком полёте может быть разрешена лишь путём создания на борту межпланетного корабля замкнутой экологической системы с постоянным кругооборо́том веществ для обеспечения жизни космонавтов".

Для создания такой системы подбираются соответствующие химические реагенты, а также растительные и животные организмы. Здесь может идти речь о водорослях, участвующих в регенерации атмосферы за счет фотосинтеза, о рыбах, птицах и даже некоторых млекопитающих, которые частично смогли бы удовлетворить потребность экипажа в животном белке.

Непростой задачей будет защита людей от радиоактивной опасности. Полёт на Марс будет проходить в условиях, когда космический корабль, а значит, и экипаж будут лишены защитного эффекта Земли. При околоземных полётах Земля закрывает космический корабль своей массой, а также воздействует магнитным полем, что в определённой мере снижает воздействие космических излучений. Полёт на Марс, кратковременное, в несколько суток, пребывание на Марсе и возвращение на Землю будут означать примерно двухлетнее пребывание людей в космосе. По предположению учёных, в течение столь длительного пребывания в космосе человек может потерять около 0,1% нервных клеток - нейронов в коре головного мозга от воздействия излучения, состоящего из атомных ядер. Это излучение так называемого релятивистского, или галактического, фона. Последствием воздействия такого излучения могут быть различные патологические изменения в организме человека. Поэтому создание на межпланетном корабле надёжного радиационного убежища является одним из главных условий безопасного полёта.

Дальше возникают проблемы психологической подготовки экипажа, поскольку межпланетный полёт, а тем более, первый неизбежно связан с большим риском. Специалисты предполагают для снижения риска запустить к Марсу сразу два корабля, чтобы их экипажи при необходимости могли подстраховать друг друга.

О профессиональной подготовке участников полёта и говорить не нужно: она должна быть высочайшей. Каждый член экипажа должен быть хорошо подготовлен в нескольких научно-технических областях.

В состав экипажа должен быть обязательно включен врач, обладающий высокой квалификацией в области терапии, хирургии и психотерапии. Известно, как отрицательно действует невесомость на мышечный тонус и в целом на здоровье человека. А ведь полёт на Марс - это несколько лет в невесомости.

В зависимости от типа корабля численность экипажа может быть от 4 до 8 человек.

Ещё одна проблема вызывает споры: кого посылать на Марс - мужчин или женщин? Проблема эта совсем не простая и вовсе не надуманная. По всей вероятности, наиболее работоспособным и психологически устойчивым был бы смешанный экипаж. Если говорить о будущих марсианских поселениях колонистов, которые прибудут на Марс для его освоения, то в таких поселениях, разумеется, должны быть и мужчины, и женщины, а позднее - и дети. Но до этого ещё очень далеко, поэтому не будем больше фантазировать.

Что касается космической техники и систем управления, то они должны быть эффективны и надёжны, чтобы гарантировать бесперебойную работу всех механизмов и систем космического корабля на всех этапах длительного полёта. И начинать нужно с ракет-носителей. По мнению специалистов, запуски космических аппаратов до сего времени осуществляются практически при помощи таких же двигателей, которые вывели на орбиту первый искусственный спутник Земли 4 октября 1957 года. Полёт на Марс может быть осуществлён только при помощи мощных ракет следующего поколения. И вообще необходим качественный скачок в области технологий. Ведь при межпланетных полётах расстояния от Земли до космического корабля могут достигать таких величин, когда радиосвязь с кораблём и управление с Земли станут невозможными. Поэтому потребуются такие аппараты, которые смогли бы решать возникающие на борту космического корабля проблемы без подсказки с Земли.

Такие "умные" аппараты уже разрабатываются в США, Европе и в России. Примером может служить американский аппарат «Deep Space-1» («Глубокий космос-1»), запущенный в 1988 г. по программе НАСА "Новое тысячелетие". На этом аппарате установлено современное автоматическое оборудование с программным обеспечением управления всеми системами, которое по ряду своих характеристик приближается к искусственному интеллекту. Оборудование этого аппарата без вмешательства человека выполняет три основные функции: подробное планирование (текущее и долговременное, до нескольких недель) полёта, защита от отказов приборов и систем на базе моделирования неисправностей и адаптивное выполнение программы полёта. Система защиты от отказов выполняет по существу функции виртуального главного инженера экспедиции. В ней заложена компьютерная модель поведения космического аппарата, которая идентифицирует неисправность и подбирает способ её устранения.

В конце 2011 года (старт запланирован на промежуток 25 ноября - 18 декабря 2011, т.е прибытие к Марсу возможно 6-20 августа 2012 года) НАСА планирует высадку на Марсе большого марсохода «Mars Science Laboratory» («Марсианская научная лаборатория»). Работа такого марсохода рассчитана на 2 года (т.е. на один марсианский год). Энергопитание марсохода будет осуществляться не от солнечных батарей, как у других марсоходов, а от изотопного плутониевого генератора. Поэтому марсоход может работать и днём, и ночью. В разработке некоторых приборов для этого марсохода участвуют специалисты многих стран, в том числе и России. Название этому марсоходу НАСА выберет по итогам конкурса, объявленного среди школьников США.

Планы экспедиций на Марс разрабатывались в США и СССР очень подробно, в разных вариантах. Предусматривалось использование околозе́мной и окололу́нной орбит для сборки межпланетных кораблей, разрабатывались разные типы стартовых и посадочных аппаратов, систем жизнеобеспечения и управления полётом и т.д. Это были планы двух сверхдержав, соперничавших между собой в космической гонке, но не сотрудничавших. Нет сомнения, что сотрудничество двух держав, обладающих огромным научно-техническим потенциалом, привело бы к значительно более крупным успехам в космической науке, в том числе в решении проблем межпланетных полётов. Теперь, когда холодная война ушла в историю, перспективы делового сотрудничества между государствами увеличились. Значит, увеличились и шансы человечества на то, что здравый смысл победит во всех сферах жизни: в политике, экономике, культуре и науке. А если так, то и до старта ракеты на Марс не так уж и далеко. Мы верим, что такой старт состоится!

© Владимир Каланов,"Знания-сила"

znaniya-sila.narod.ru

Когда на Марс - ЭкспертРУ

Полет людей на Марс в течение столетия оставался лишь красивой мечтой, но время идет, технологии эволюционируют и проекты фантастов превращаются в марсианские программы и планы полетов, намеченных на ближайшие годы. Вот только для межпланетной экспедиции и уж тем более для колонизации Солнечной системы нам все еще не хватает ряда важнейших вещей. Марсианская гонка началась, но заполнять «чемодан технологий» для успешного полета придется всем миром. Конечно, не останется в стороне и Россия

В начале нового века сразу несколько гигантов космической индустрии взяли курс на покорение Красной планеты. Речь не только о пилотируемых полетах, но и о роботизированных миссиях, которые добудут необходимые знания и создадут условия для безопасных человеческих экспедиций.

Пожалуй, самая комплексная и продуманная стратегия разработана NASA. Она включает множество исследований человеческого организма и создание технологий, которые будут последовательно уводить нас от Земли все ближе к Марсу. Американское космическое агентство делает уверенные шаги: например, уже проведено изучение длительного влияния невесомости на человека на примере астронавтов МКС Михаила Корниенко и Скотта Келли, поддержан эксперимент по имитации жизни в марсианской колонии и разработан аппарат для посадки грузов на планету.

Еще более амбициозными планами славится компания SpaceX, владелец которой Илон Маск грезит созданием автономного города-миллионника на Красной планете. Для этого как минимум требуется создать сверхтяжелую ракету и флот из многократно используемых кораблей. Маск над этим вовсю работает: например, в начале февраля его компанией была запущена одна из самых грузоподъемных ракет в истории — Falcon Heavy, две из трех ступеней которой успешно возвратились на Землю.

Совместный проект по исследованию Марса уже несколько лет реализует и альянс Европейского космического агентства с «Роскосмосом». Проект ExoMars («Экзомарс») главным образом ориентирован на поиск признаков жизни на планете, но в его задачи также входит выявление опасностей для будущих пилотируемых миссий. Помимо этого Россия при участии многих международных организаций несколько лет назад провела эксперимент «Марс 500», имитировавший основные особенности пилотируемого полета на Марс в условиях изоляции экипажа.

Планы на освоение Красной планеты есть и у многих других стран — Индии, Китая, Объединенных Арабских Эмиратов, а также у частных организаций (например, проект Mars One). В целом это более десяти инициатив по всему миру, зачастую реализующихся не первый год. И все-таки стоит признать, что мы по-прежнему еще очень далеки от пилотируемых миссий межпланетного масштаба. Чего же не хватает в «чемодане технологий» человечества для того, чтобы отправиться на Марс и приступить к его освоению?

1. Ракета небывалой грузоподъемности

Миссия на Красную планету займет годы — только лететь до Марса не меньше 200 дней. Людям понадобится взять с собой огромное количество техники и ресурсов. На борту нужно будет перевезти систему жизнеобеспечения для поддержки экипажа, инфраструктуру для жизни на планете, спусковую и подъемную платформы и многое другое. В сумме это выльется в необходимость перемещения массы намного большей, чем в любую предыдущую человеческую миссию в космос. По подсчетам NASA, минимально может потребоваться несколько полезных нагрузок в 20–30 тонн. На Земле такой груз не пугает, а вот его запуск в космос и доставка на марсианскую орбиту — настоящий технологический вызов. Причем в случае полезной нагрузки особенно актуален принцип «чем больше, тем лучше».

Что уже есть

Сверхтяжелые ракеты-носители разрабатывались уже в прошлом веке. Например, для запусков пилотируемых кораблей Apollo на Луну американцы построили Saturn V грузоподъемностью до 140 тонн, а СССР для запуска многоразовых орбитальных кораблей «Буран» создали «Энергию» грузоподъемностью до 105 тонн. Но эти ракеты были ориентированы на околоземное пространство, и при их разработке не учитывались особенности марсианского полета.

Грузоподъемность ракеты зависит от ее цели — по мере удаления от Земли она уменьшается. Даже если проектная грузоподъемность на низкую околоземную орбиту достигает 100 тонн, на марсианскую ракеты смогут доставить уже в разы меньше груза. Именно поэтому важно, чтобы ракеты смогли возвращаться за нашим «багажом» по несколько раз. Здесь на передовом рубеже Илон Маск со своими разработками: в его арсенале Falcon Heavy с грузоподъемностью 63 тонны и возможностью частично-повторного использования. А ее сестра, находящаяся в разработке многоразовая ракета-носитель Big Falcon Rocket, сможет выводить до 150 тонн груза на орбиту Земли. NASA не отстает и планирует запускать многоразовый космический корабль «Орион» на ракете Space Launch System, способной вывезти на орбиту 130 тонн полезной нагрузки.

Помимо потери костной массы, атрофии мышц, ослабления зрения, человека подстерегает нарушение циркадного ритма, ведь марсианский день на 40 минут длиннее земного. Из-за джетлага космонавты будут чувствовать себя измученными

2. Новая энергия

Решающее влияние на продолжительность миссии и груз, который мы можем взять с собой, оказывают вид и объем топлива. Поскольку пилотируемый полет на Марс — априори долгое путешествие, топлива понадобится очень много и обеспечить дозаправку будет сложно. Потребуется модернизация существующих решений или переход на солнечную энергию, которую можно пополнять во время всего полета.

Что уже есть

NASA планирует частично уйти от химического топлива к системам, которые будут преобразовывать солнечное излучение в энергию. Путешествие с подпиткой от Солнца займет больше времени, но предоставит инженерам гибкость в выборе траектории полета. Она будет менее зависимой от 26-месячного планетарного выравнивания Марса с Землей, на которое ориентируются все традиционные космические аппараты на химическом топливе.

Существуют и более экзотические идеи: так, группа из Массачусетского технологического института (MIT) обнаружила, что «крюк» через Луну для дозаправки может снизить массу на этапе запуска на 68%. Учитывая это, в качестве альтернативного варианта ученые предлагают построить на Луне завод по созданию топлива и еще до запуска основной экспедиции отправлять в сторону Марса танкеры — на опережение.

3. «Парашют» для посадки на планету

Вход в атмосферу, спуск и посадка корабля занимают одну из первых строчек в рейтинге технологических вызовов: атмосфера Марса настолько разреженная, что ее плотности не хватает для мягкой посадки, парашюты и крылья не могут «зацепиться» за нее. Многие марсианские миссия провалились именно на этом этапе; в частности, в октябре 2016 года разбился зонд «Скиапарелли», отрабатывавший посадку на поверхность планеты в рамках космической программы «Экзомарс». А как посадить на порядок более тяжелый корабль с колонистами и оборудованием для базы? Специалистам еще только предстоит разработать новый подход для миссий такого масштаба.

Что уже есть 

Пока самой успешной системой посадки признана SkyCrane, которая использовалась для спуска марсохода Curiosity. Она оставляла ракетные двигатели высоко наверху, за счет чего ей удалось доставить чуть менее одной тонны полезной нагрузки на поверхность Марса. Но NASA уже работает над сверхзвуковой тормозной двигательной установкой, которая должна обеспечить безопасную и, что не менее важно, точную посадку для корабля, весящего в 20–30 раз больше.

 

4. Космическая связь нового поколения

Экипажам первых марсианских миссий потребуется постоянная связь с наземной командой. Поскольку путь на Марс и обратно займет многие месяцы, системы связи должны совершить большой скачок в развитии. Для комфортного путешествия на планету может потребоваться до миллиарда битов в секунду в тысячу раз большем диапазоне частот, чем на МКС. Кроме того, чтобы корабль точно следовал траектории, связь должна быть устойчивой.

Что уже есть

Маленький одинокий марсоход Curiosity прямо сейчас передает научные данные и полноценные изображения с Марса. Этот процесс обеспечивается тремя ключевыми элементами: самим марсоходом, искусственным спутником Марса и одним из центров космической связи на Земле. Непрерывность сигнала обеспечивается несколькими точками приема-передачи данных, которые доступны 24 часа в сутки. Связь пилотируемой миссии, скорее всего, будет обеспечиваться по схожей схеме, но объем данных увеличится на порядок.

5. Умные скафандры

Перед путешествием на Марс в «чемодан» обязательно нужно положить «прогулочную одежду» — скафандры для выхода в открытый космос и передвижения по планете. Их задача — не только удовлетворять базовые биологические потребности человека, но и обеспечивать комфорт, ловкость и защиту от агрессивных условий. Например, в конструкции скафандра должно быть учтено, что Марс обладает очень разреженной атмосферой, давление на поверхности планеты составляет менее 1% от земного, а слабое магнитное поле практически не защищает от частиц солнечного ветра и радиации.

Что уже есть 

Скафандры, которые используются для выхода в открытый космос на МКС, обеспечивают высокую мобильность только верхней части тела. При этом они чувствительны к загрязнениям и расходным материалам, нуждаются в частом техобслуживании. Это сильно ограничивает время работы в открытом пространстве — сегодня рекорд составляет 8 часов 13 минут. Для исследований глубокого космоса ученые планируют модернизировать существующие разработки и увеличить возможное время работы скафандра хотя бы на четверть. Испытательным полигоном для новых костюмов может стать миссия The Asteroid Redirect Crew, экипаж которой должен будет собирать образцы с астероидного валуна.

А прототипы скафандров для работы на поверхности Марса есть, например, у лаборатории Массачусетского технологического института. BioSuit основан на концепции «второй кожи», когда ткань скафандра обжимает непосредственно тело космонавта. За счет этого обеспечиваются меньший объем костюма, лучшая подвижность и отсутствие отдельной системы вентиляции, поскольку испарения идут непосредственно через ткань.

6. Слуги и кареты

Человек любит комфорт. Впрочем, дело не только в нем — без помощи роботов большого поселения в безвоздушной пустыне не создать: у людей не получится самостоятельно развернуть инфраструктуру колонии. Поэтому инженерам предстоит разработать устройства, которые выполнят предварительную рутинную работу, соберут системы, а также обеспечат их техническое обслуживание. Они должны быть достаточно самостоятельными, чтобы делать все это и в отсутствие человека.

Что уже есть 

Марсоходы разрабатывались СССР и США еще с 70-х годов. За всю историю на Марсе функционировали четыре планетохода, и два из них остаются активными по сей день — Curiosity и Opportunity. Запуск еще двух намечается на 2020 год. Конечно, их целью остается исследование планеты, а не попытка возведения сооружений. Но вот их «потомки» смогут стать строителями, которые возьмут часть задач по созданию инфраструктуры и обслуживанию людей на себя. Для этого, конечно, придется «скрестить» марсоходы с земными сервисными и индустриальными роботами, которые тем временем тоже стремительно эволюционируют.

7. Инопланетная индустрия

Поскольку каждая поставка дополнительных ресурсов будет стоить баснословных денег, люди должны стремиться разорвать зависимость от поставок с Земли. Для этого необходимо научиться использовать ресурсы, встречающиеся в ходе космического путешествия, будь то солнечная энергия или вода в виде кристаллов льда на планете. По оценкам специалистов NASA понадобятся десятилетия, чтобы колония начала сама обеспечивать себя необходимыми ресурсами. Главное, что нужно для этого сделать, — построить многофункциональный роботизированный завод по переработке марсианских ресурсов в полезные вещи.

Что уже есть 

NASA разрабатывает технологию In-Situ Resource Utilization and Surface Power, которая позволит использовать местные ресурсы и получать из них топливо для полета, воду, материалы для радиационной защиты и расходные материалы для систем жизнеобеспечения. А в земной индустрии как раз происходит «революция роботов», появляются первые полностью роботизированные заводы — возможно, когда дойдет дело до марсианской колонии, такой завод для нее не будет большой проблемой.

 

8. Система жизнеобеспечения

Существующие сегодня системы жизнеобеспечения в значительной степени полагаются на расходные материалы. Они очень ограничивают время, в течение которого экипаж может оставаться в космосе, и требуют постоянных дорогостоящих поставок новых запасов воды, кислорода и оборудования. Для полета на Марс нужна система, которая сможет работать годами с минимальными запасными частями и расходными материалами.

Что уже есть

Система жизнеобеспечения на МКС сейчас может работать без замены компонентов менее полугода, а уровень извлечения кислорода и возобновления воды составляет 42% и 90%. NASA планирует объединить системы МКС и многоразового космического корабля Orion, чтобы получить надежную долговременную систему жизнеобеспечения. В результате инженеры планируют достичь до 75% извлечения кислорода из углекислого газа, 98% уровня возобновления воды и более 30 месяцев автономной работы без запчастей.

В России тоже занимаются этой задачей. Еще в 1980-х годах Институт медико-биологических проблем РАН смог одним из первых в мире создать биологическую систему жизнеобеспечения на фотобиореакторах, позволяющих производить кислород с помощью одноклеточных водорослей. Сегодня эту идею совершенствуют: в начале марта сообщество гражданской космонавтики «Твой сектор космоса» презентовало прототип фотобиореактора 435nm, который использует высокоэффективные источники света и современные средства автоматизации. В ближайшее время исследователи планируют испытать фотобиореактор на человеке, а затем запустить в космос на микроспутнике, где вместо пассажиров вырабатываемым кислородом будут питаться другие микроорганизмы.

9. Космическая медицина

Длительные полеты в невесомости чреваты для космонавтов потерей костной массы, атрофией мышц, ослаблением зрения и другими проблемами. К тому же человека подстерегает нарушение циркадного ритма, ведь марсианский день на 40 минут длиннее, чем земной. Из-за такого джетлага космонавты постоянно будут чувствовать себя измученными, а выполнение миссии может оказаться под угрозой. Для преодоления этих рисков требуется разработка новых диагностических и лечебных инструментов.

Что уже есть 

МКС — идеальная испытательная площадка для моделирования многих аспектов межпланетного путешествия, и научные группы по всему миру этим пользуются. В недавнем исследовании ученые из России и Канады проанализировали влияние условий космического полета на белковый состав крови 18 российских космонавтов. Выяснилось, что при полетах в космос в организме человека происходят множественные изменения на уровне клеток, тканей и органов, помогающие приспособиться к новым условиям. Организм как бы находится «в растерянности» и пытается менять все сразу.

NASA провело похожий эксперимент под названием Twin Study — «Исследование близнецов». Скотт Келли пробыл на околоземной орбите почти год, в то время как его брат-близнец Марк Келли находился на Земле. После возвращения Скотта ученые сравнили физическое состояние братьев. Первые результаты показывают, что ДНК Скотта действительно подверглось частичным изменениям. С громкими выводами пока не спешат, но, по предварительным данным, для ДНК пребывание в космосе было скорее полезным — теломеры, участки на концах хромосом, разрушающиеся по мере старения, оказались у Скотта в лучшем состоянии, чем у его брата. Кто знает, быть может, в будущем под «космической медициной» будут понимать прежде всего отправку людей на орбиту с целью омоложения?

10. Радиационный зонтик

При нынешнем уровне развития технологий участники миссии на Марс в лучшем случае останутся тяжелыми инвалидами, а в худшем — погибнут из-за сильной радиации. Воздействие пронизывающих космос потоков заряженных частиц огромной энергии повреждает биологические молекулы, поэтому должны быть созданы технологии по повышению радиорезистентности человека.

Что уже есть

В начале февраля консорциум исследователей из 29 мировых организаций, включающий NASA и МФТИ, составил стратегию по повышению радиорезистентности человека. В ней рассматривается несколько направлений будущих исследований по защите космонавтов от облучения: разработка лекарств-радиопротекторов, направленное изменение генома человека, медицинский отбор радиорезистентных космонавтов. Есть и совсем непривычные для нас методы — например, технология гибернации, способная замедлить все процессы в организме, или регенеративные технологии, которые позволят полностью заменить поврежденные органы новыми.

expert.ru

ПОЛЕТ ЧЕЛОВЕКА НА МАРС | Наука и жизнь

Мечта о полете человека на планету Марс имеет давнюю историю, но только сегодня мы подошли к возможности ее исполнения очень близко. Во многом интерес к Марсу был связан с ожиданием встречи братьев по разуму. И хотя рассчитывать на обнаружение на Марсе разумных существ не приходится, какие-то формы жизни там, вероятно, можно отыскать. Но значение полета человека на Марс выходит далеко за пределы поиска жизни вне Земли. Важно, что Марс - единственная планета, перспективная с точки зрения ее колонизации. Существует мнение, что на Марс следует отправлять не экипаж, а автоматические станции, которые способны заменить человека-исследователя (см. "Наука и жизнь" № 4, 2006 г.; № 1, 2007 г.). Несмотря на это, работы по осуществлению полета ведутся, а в Институте медико-биологических проблем начинается эксперимент по моделированию полета. О проекте готовящейся марсианской экспедиции рассказывает Леонид Алексеевич Горшков, главный научный сотрудник РКК "Энергия", доктор технических наук, профессор, лауреат Государствен ной премии, действительный член Академии космонавтики. Один из руководителей работ по марсианской программе в РКК "Энергия". Принимал непосредственное участие в проектировании и разработке кораблей "Союз", станций "Салют", "Мир" и российского сегмента Международной космической станции (МКС). В 1994-1998 годах Л. А. Горшков был заместителем директора программы Международной космической станции с российской стороны.

Схема марсианской экспедиции.

Так устроен электроракетный двигатель.

Конструкция первого служебного модуля Международной космический станции "Звезда" послужила основой для межпланетного экспедиционного комплекса.

Внутреннее устройство жилого модуля межпланетного орбитального корабля.

Взаимодействие элементов модуля солнечного буксира.

Ферменные конструкции составляют основу двигательной установки межпланетного экспедиционного комплекса.

Общий вид межпланетного экспедиционного комплекса. На ажурных фермах установлены панели солнечных фотопреобразователей и два пакета электрореактивных двигателей.

Схема работы взлетно-посадочного комплекса, обеспечивающего доставку космонавтов-исследователей на поверхность Марса и возвращение их на орбитальный корабль.

Как выглядит полет человека на Марс

Перелет с орбиты Земли на орбиту Марса займет 2-2,5 года. Корабль, в котором все это время должен жить и работать экипаж, имеет массу 500 тонн, и топлива ему требуется сотни тонн. Именно масштабность задачи отличает полет человека на Марс от полетов сравнительно небольших автоматических аппаратов. Общая масса всего пилотируемого комплекса становится значительно больше, чем могут вывести на орбиту даже самые мощные ракеты-носители. Поэтому создавать гигантскую ракету для выведения с Земли всего межпланетного комплекса не имеет смысла. Проще отправлять его на околоземную орбиту по частям, из этих частей и собирать там комплекс, используя уже отработанные технологии сборки на орбите.

Полет произойдет следующим образом. За несколько месяцев комплекс соберут, и межпланетная экспедиция по гелиоцентрической орбите перелетит в окрестности Марса. Так как опускать весь межпланетный корабль на поверхность Марса нецелесообразно, в составе комплекса будет взлетно-посадочный модуль. После выхода межпланетного экспедиционного комплекса на круговую орбиту вокруг Марса в нем экипаж или его часть совершит посадку на поверхность планеты. После окончания работы на поверхности космонавты вернутся на корабль. Межпланетный экспедиционный комплекс стартует с околомарсианской орбиты к Земле и выйдет на орбиту, с которой стартовал к Марсу. На корабле возвращения экипаж спустится на Землю.

Таким образом, межпланетный экспедиционный комплекс состоит из четырех основных функциональных частей: корабля, в котором работает экипаж и размещается все основное оборудование; межпланетного буксира, обеспечивающего перелет по межпланетной траектории; взлетно-посадочного комплекса и корабля возвращения на Землю.

Основная проблема организации полета человека на Марс - обеспечить высокую вероятность благополучного возвращения экипажа. Уровень безопасности экипажа должен соответствовать российским стандартам, то есть марсианская экспедиция должна быть не опаснее, чем, например, полет на орбитальную станцию. Выполнить это требование чрезвычайно сложно.

Одним из принципиальных технических решений по межпланетному комплексу стал выбор буксира, по существу - большой ракеты с многократным включением двигателей.

Сегодня самой надежной ракетой, выводящей человека в космос, остается ракета-носитель "Союз", прекрасно работавшая всю многолетнюю историю пилотируемых полетов. Но даже и она, хоть и редко, отказывает. На этот случай предусмотрена система аварийного спасения, когда при выходе из строя ракеты-носителя пороховые двигатели уводят спускаемый аппарат с экипажем от ракеты и космонавты приземляются на поверхность Земли. Эту систему спасения уже приходилось применять при эксплуатации орбитальных станций.

Ракету "Союз" соберут на Земле и испытают с участием множества специалистов, включая группы контроля качества работ, а межпланетную ракету соберут и испытают на орбите. И она должна иметь значительно более высокую надежность, чем "Союз", так как невозможно создать систему аварийного спасения экипажа в случае отказа в процессе ее выхода на гелиоцентрическую орбиту. Поэтому для обеспечения необходимой безопасности экипажа нужны принципиально новые технические решения при выборе межпланетного буксира.

Работы над концепцией полета человека на Марс ведутся с 1960 года (см. "Наука и жизнь" № 6, 1994 г.). Первый отечественный проект корабля для посадки человека на поверхность Марса был выполнен в ОКБ-1, возглавляемом Сергеем Павловичем Королевым. Ныне это Ракетно-космическая корпорация "Энергия" им С. П. Королева. В проекте 1960 года было принято принципиально новое техническое решение: использовать для межпланетной экспедиции электроракетные двигатели (см. "Наука и жизнь" № 9, 1999 г.). Это решение РКК "Энергии" осталось неизменным для всех последующих модификаций проекта полета человека на Марс, и именно оно позволило во многом решить проблему безопасности.

Принцип работы электроракетных двигателей заключается в том, что реактивная струя, обеспечивающая тягу, создается не вследствие теплового расширения газа, как в жидкостных ракетных двигателях (ЖРД), а с помощью разгона ионизированного газа в электромагнитном поле, создаваемом бортовой электростанцией. Топливом, а точнее, "рабочим телом" станет газ ксенон.

В качестве электростанции, питающей электроракетные двигатели, в 1960 году собирались использовать ядерный реактор мощностью 7 МВт. Отдельные части корабля предполагали доставлять на орбиту тяжелой ракетой-носителем (в это время еще только начинались работы по ракете Н-1). Экипаж планировался из шести человек. После посадки на поверхность Марса оборудование собрали бы в виде "поезда", который должен был пересечь планету от одного ее полюса до другого.

В 1969 году этот проект был переработан. Мощность реактора увеличена до 15 МВт. Для повышения надежности двигательной установки вместо одного реактора запланировали три. В ходе переработки проекта пришлось умерить "аппетиты": число посадочных аппаратов с пяти сократили до одного, членов экипажа стало четверо. В качестве ракеты-носителя решили использовать модификацию новой тяжелой ракеты Н-1 (см. "Наука и жизнь" №№ 4, 5, 1994 г.).

В 1988 году вследствие большого прогресса в создании пленочных фотопреобразователей и успехов в разработке трансформируемых ферменных конструкций ядерный реактор заменили на солнечные батареи. Одним из мотивов этого решения стало стремление сделать межпланетный экспедиционный комплекс экологически чистым. Основным достоинством такого решения была возможность многократного дублирования двигательной установки. Для доставки деталей корабля на орбиту Земли предполагалось использовать новую ракету-носитель "Энергия".

Элементы экспедиционного комплекса и состояние их разработки

Первый элемент международного комплекса - корабль, в котором работает экипаж. Он называется межпланетным орбитальным кораблем. Орбитальным - потому, что его главная функция связана с работой на орбитах межпланетного перелета. Создание этого корабля в сравнительно короткие сроки вполне реально. По своим задачам он, по существу, - аналог российского модуля "Звезда" Международной космической станции, только несколько больший по размерам. Дело в том, что на космическую станцию требуемое оборудование можно доставить на корабле "Прогресс" через два-три месяца, а у марсианской экспедиции такой возможности не будет два-два с половиной года. Поэтому все, что может понадобиться в течение всего полета, в том числе при возникновении нештатных ситуаций, нужно взять с собой и разместить на корабле.

Основные системы межпланетного корабля уже отработаны на орбитальных станциях "Салют" и "Мир". Поэтому для его постройки планируется использовать готовую документацию на многие конструктивные элементы, а главное - заводскую оснастку и технологии, имеющиеся на заводе - изготовителе корпуса модуля "Звезда" (завод Центра им. Хруничева).

Второй элемент межпланетного экспедиционного комплекса - солнечный буксир, обеспечивающий перелет по межпланетной траектории. Он состоит из двух пакетов электроракетных двигателей с системами управления, баков с рабочим телом и больших панелей с пленочными солнечными фотопреобразователями, снабжающими энергией двигатели.

Солнечный буксир также включает много уже разработанных агрегатов, конструкций и систем. Электроракетные двигатели широко используют в космической технике, и для полета на Марс требуется только несколько усовершенствовать их характеристики. Пленочные солнечные фотопреобразователи изготавливают в России для наземных нужд. А для проверки стойкости в условиях космического пространства их образцы размещали на внешней поверхности станции "Мир". Трансформируемые конструкции, на которых должны размещаться фотопреобразователи, также отрабатывали при полетах орбитальных станций. В солнечном буксире предполагается взять за основу конструкцию фермы "Софора", установленной на станции "Мир". Чтобы соединения не имели люфтов, использовали так называемый "эффект памяти формы", то есть способность некоторых материалов после нагревания принимать форму и размеры, какие были у соответствующих деталей до специально проведенной деформации.

Третий элемент межпланетного комплекса - взлетно-посадочный комплекс, в котором часть экипажа совершает посадку на поверхность Марса и возвращается обратно в корабль. Взлетно-посадочный комплекс в отличие от предыдущих элементов - совершенно новая разработка. Его аналогов в российских программах еще не было. Однако подобные задачи в российской космонавтике решались, и каких-то серьезных проблем по его созданию не видно.

И, наконец, четвертый элемент комплекса - корабль возвращения к Земле. Он имеет реальный прототип - корабль "Зонд", который разрабатывали в СССР для облета человеком Луны с входом в плотные слои атмосферы со второй космической скоростью. "Зонд-4"-"Зонд-7" совершили полеты в 1968-1969 годах с животными в кабине экипажа. Правда, от полетов человека в этих кораблях впоследствии отказались.

В чем же особенность проекта РКК "Энергия"? Почему он представляется вполне реальным? Прежде всего, из-за выбора двигательной установки межпланетного перелета. Электроракетные двигатели имеют сравнительно малую тягу, но высокую скорость истечения струи, что существенно снижает необходимые запасы топлива для межпланетных перелетов. Но самое главное состоит в том, что в отличие от всех других двигателей они позволяют обеспечить многократное резервирование. Что имеется в виду?

Для межпланетного комплекса с начальной массой порядка 1000 тонн нужно примерно 400 электроракетных двигателей тягой около 80 гс (0,8 Н) каждый. Все эти двигатели или группы двигателей работают независимо друг от друга, каждая группа имеет свою секцию баков с рабочим телом, свою систему управления, свою секцию солнечных батарей. И отказ даже нескольких групп двигателей не повлияет на межпланетный перелет. Такая двигательная установка практически не подвержена отказам. Это что-то вроде той стаи гусей, которая возила барона Мюнхаузена на Луну: любой гусь по дороге имел право устать и сойти с дистанции без вреда для всего полета.

Суммарная тяга всех двигателей составляет 32 кгс, или 320 Н. В открытом космосе корабль массой около 1000 тонн под действием этой силы приобретает ускорение 32x10-5 м/с2. Этого мизерного ускорения достаточно, чтобы при длительной работе двигателей набрать необходимую для межпланетного перелета скорость. Время движения корабля по спиральной траектории вокруг Земли составляет около трех месяцев. На этом участке траектории двигатели не работают непрерывно, они выключаются при затенении Солнца Землей. После перехода корабля на гелиоцентрическую орбиту работа двигателей продолжится.

В России уже пройден большой путь к организации первого полета человека на Марс. На орбитальных станциях "Салют" и "Мир" проверены многие элементы будущего межпланетного комплекса, проведена огромная работа по отработке систем и технологий обеспечения длительных полетов человека в космос. Ни в одной стране не накоплено такого опыта.

В настоящее время в Институте медико-биологических проблем готовится эксперимент "500 дней" по исследованию медицинских аспектов будущего полета человека на Марс. В качестве основы макета марсианского комплекса используется конструкция, созданная в 1960-х годах по инициативе С. П. Королева, на которой уже проводились исследования по программе отработки межпланетных полетов.

Название эксперимента связано с тем, что, хотя время полета человека на Марс составляет 700-900 суток в зависимости от года проведения экспедиции, первый экспериментальный "полет" на Земле будет длиться 500 дней. Первый экипаж наземного "полета" составит шесть человек, и будет он международным, из представителей разных стран.

Представляется, что американцы окончательно еще не определились с концепцией полета человека на Марс. Но, судя по публикациям, докладам на международных конференциях, они склоняются к использованию ядерных двигателей. Российские специалисты не разделяют этого подхода по многим причинам. Во-первых, испытания таких двигателей на Земле связаны с истечением мощной радиоактивной струи. Несмотря на то что существуют технические способы защиты от нее земной атмосферы, стенды отработки таких двигателей все-таки представляют определенную опасность для окружающей территории. Но самое главное заключается в том, что для ядерных двигателей недостижим такой уровень надежности, какой можно достичь, применяя многократно резервируемые электроракетные двигатели. Кроме того, использование для межпланетного перелета экологически чистых двигателей позволяет сделать межпланетный корабль многоразовым. Многоразовость очень привлекательна, когда речь идет не о единственном полете, а о программе освоения Марса.

Этап посадки на поверхность Марса наиболее критичен с точки зрения обеспечения безопасности экипажа. В отличие от солнечного буксира и межпланетного орбитального корабля взлетно-посадочный комплекс имеет гораздо меньше возможностей использовать резервные комплекты оборудования: процессы идут быстро, и подключить дублирующее оборудование не всегда возможно. Поэтому главным фактором обеспечения необходимой надежности взлетно-посадочного комплекса становится его тщательная отработка, в том числе в беспилотном режиме в реальных марсианских условиях. Никто не решится послать на Марс человека до того, как взлетно-посадочный комплекс не осуществит посадку и взлет с планеты в автоматическом режиме. Поэтому первые полеты человека к Марсу будут без посадки экипажа на его поверхность.

При первых полетах к Марсу экипаж останется на околомарсианской орбите, на поверхность спустится только телеуправляемый автоматический аппарат. Следует особо обратить внимание на этот этап исследования Марса человеком. По существу, на поверхность "спускаются" глаза и руки космонавта. В этом полете хорошо сочетаются и безопасность экипажа, и использование в полной мере опыта и интуиции ученого-планетолога, который будет проводить исследования с борта межпланетного орбитального корабля. Получается полное виртуальное присутствие человека на реальной поверхности Марса. С Земли это сделать невозможно из-за большого расстояния и запаздывания сигнала на несколько десятков минут.

Трудно найти разницу с точки зрения эффективности работы, присутствует ли человек на поверхности физически или виртуально. Разве только не остается на грунте следа подошвы ботинок космонавта. При виртуальной посадке на Марс космонавт ведет наблюдение не через иллюминатор скафандра, а через весьма совершенные видеосредства. Работает не руками в перчатках скафандра, а с помощью более тонких инструментов. Учитывая, что одна из целей экспедиций на Марс - подготовка к его колонизации, полет с виртуальной посадкой экипажа станет только первым этапом в этом процессе.

Таким образом, российский проект полета человека на Марс обладает очень важными особенностями. Во-первых, технические решения, заложенные в проект, и наличие большого задела делают полет на Марс самым дешевым из всех известных вариантов экспедиций; во-вторых, безопасность экипажа в этом полете очень высока.

Зачем лететь на Марс?

И здесь уместен вопрос: а нужен ли вообще полет человека на Марс? С одной стороны, казалось бы, все ясно: полет человека на Марс стоит дорого. Каких-то более или менее заметных благ для землян он не сулит. А на самой Земле есть много проблем, на решение которых требуются средства. Даже просто обеспечение земного населения пищей представляется более приоритетной задачей, чем полет человека на Марс.

Но, к счастью, хотя жизнь населения Земли во все времена не была благополучной, человечество никогда не руководствовалось очевидным на первый взгляд принципом "сиюминутной выгоды". Именно поэтому мы сегодня не сидим в звериных шкурах у костра возле пещеры. Исследование окрестностей собственного "дома", от Мирового океана до космического пространства, всегда было и остается одним из элементов развития цивилизации.

Но существует ли какая-нибудь прагматичная мотивация полета на Марс? Первая очевидная задача экспедиции - изучение нашей соседней планеты. Исследования Марса помогут в значительной степени прогнозировать развитие Земли, продвинуться в понимании проблемы происхождения жизни и многом другом. Они находятся в одном ряду с изучением звезд, галактик, окружающей нас Вселенной, проникновением в существо материи, изучением структуры микромира, строения атомного ядра… Все это непосредственной выгоды в ближайшее время не сулит.

Мы все живем на одной планете, и она подвержена различным глобальным опасностям, которые могут уничтожить все человечество. Например, столкновение с астероидом достаточно большой массы, безусловно, будет означать конец истории Homo sapiens. Да и сами земляне представляют опасность для самих себя. "Яйца не должны лежать в одной корзине", и организация поселений на других планетах Солнечной cистемы, и в первую очередь на Марсе, служит выходом из этой ситуации. Несмотря на то что вероятность глобальной катастрофы невелика, цена, которую может заплатить человечество за беспечность, максимальна из всего, что только можно представить. Процесс освоения планет длительный, но откладывать его начало неразумно, учитывая эту цену. Казалось бы, вполне прагматичная цель. Тем не менее многие считают вероятность глобальной катастрофы слишком низкой, чтобы признать программу освоения планет вполне обоснован ной для развертывания работ по полету человека на Марс. Но следует иметь в виду, что совокупность интересов членов общества никогда не соответствует интересам всего общества в целом.

Важен вопрос о мотивации работ по марсианской программе в России. Есть ли практические задачи, которые решит Россия, взявшись за организацию полета человека на Марс? Оказывается, есть.

Несмотря на то что динамика развития экономики России позитивна, у нее существует весьма уязвимое место - ресурсная направленность (производство и экспорт углеводородов, металлургия и т. д.), на что неоднократно обращал внимание президент Российской Федерации. Восстановить промышленность России после кризиса 1990-х годов пока не удалось. А какую промышленность надо восстанавливать прежде всего? Наверное, ту, которая использует передовые технологии, востребованные на мировом рынке. И авиакосмические технологии относятся именно к таким. По многим из них у нашей страны есть безусловный приоритет.

Восстановление промышленности имеет и социальный аспект. В создании орбитальных станций "Салют", "Мир", российского сегмента Международной космической станции, например, участвовали тысячи предприятий, работающих в самых различных регионах и городах страны. Для создания космической техники нужны не только чисто "космические" производства. Необходимы различные приборы и агрегаты, материалы и многое другое. А это все рабочие места для специалистов, использующих передовые технологии, что всегда очень важно для любой страны.

Мы уже привыкли к понятию "утечка мозгов". Утечка мозгов идет, но вроде бы ничего страшного не происходит. В действительности это только так кажется. Процесс, когда наиболее ценные кадры покидают Россию, опасен для страны, грозит самому ее существованию. Ученые покидают страну не потому, что за рубежом они получают больше денег, а прежде всего потому, что в нашей стране нет программ, в которых они нашли бы себе применение. России как воздух нужны крупные научные программы. В частности, в программе полета человека на Марс будут востребованы ученые самых различных специальностей - биологи, медики, материаловеды, физики, программисты, химики и многие, многие другие.

Можно по-разному относиться к понятию престижа страны. Но авторитет государства - это понятие в том числе и экономическое. Вспомним, как вырос авторитет США после программы "Аполлон". Полет человека на Марс, что бы ни говорили по этому поводу скептики, всегда волновал и будет волновать человечество. Реализация этой мечты многих поколений предельно престижна. Так что проект полета человека на Марс для России имеет особое значение.

Теперь о ситуации с международным сотрудничеством при организации полета человека на Марс. Очень часто можно слышать, что этот полет возможен только в широкой международной кооперации. Действительно, освоение Марса - длительный процесс, и в нем на определенных этапах станут участвовать практически все страны, обладающие соответствующими технология ми. В программе полетов на Марс будут востребованы самые различные корабли, базы, средства исследований и строительства. Национальные программы различных стран будут решать отдельные задачи освоения Марса. И каждая страна пройдет свою часть пути к этой программе.

Пока существуют разные государства, неизбежно наличие национальных программ. Каждая страна заинтересована в развитии своих передовых технологий, основанных на собственном опыте и разработках. Особенно если эти технологии востребованы на мировом рынке. Поэтому в космонавтике всегда будут соседствовать и международные и национальные программы.

Сегодня в США полет человека на Марс объявлен национальной программой. Американцы, в принципе, могут пригласить участвовать в ней и другие страны, однако за их собственные средства. Но собственные средства следует тратить с максимальной выгодой для себя. Вряд ли целесообразно делать за свои деньги какие-то элементы американской программы. Более выгодно разрабатывать ключевые технологии при полете человека на Марс, которые позволят развивать национальные программы и в дальнейшем. Например, многоразовые солнечные буксиры, ставшие одним из элементов российской концепции полета на Марс, позволят решать многие другие задачи, стоящие перед человечеством. Дело в том, что эффективные космические буксиры в перспективе во многом определят космическую стратегию, как когда-то ракеты-носители. Иными словами, Россия должна иметь собственную программу развития, а не обслуживать чужие интересы. Это ни в коей мере не мешает сотрудничеству. Системы, созданные в России, будут важны для обеспечения более широких возможностей, в том числе и американских полетов. И кооперация с различными странами по созданию отдельных элементов экспедиций, безусловно, будет.

Сотрудничество с США в первом полете человека на Марс имеет и чисто технические аспекты. Мы уважаем квалификацию американских инженеров. Но принятая американцами концепция может нас не устроить. Известен ряд американских программ, которые технически неприемлемы для российских специалистов, в том числе с точки зрения обеспечения безопасности экипажа.

Предположим, что американцы захотят осуществить какой-нибудь грандиозный марсианский ядерный проект наподобие "Фридом"* и, хотя это маловероятно, предложат России участвовать в этом проекте на паритетной основе. Ну и что нам делать? Участвовать? Или практически за те же деньги разрабатывать проект, основанный на российских технологиях, более дешевый, менее амбициозный и, как мы рассчитываем, более результативный. Представляется, что второй путь естественен: интеллектуальный потенциал и опыт разработок пилотируемых программ, особенно связанных с длительными полетами человека, у российских специалистов, во всяком случае, не меньший, чем у американцев.

Работа над марсианской экспедицией в США и в России не будет какой-то "марсианской гонкой". Каждая из стран станет разрабатывать свои ключевые технологии, которые позволят развивать свою национальную передовую промышленность и науку. Например, для организации очень результативного пилотируемого полета на орбиту Марса с виртуальной посадкой экипажа на марсианскую поверхность Россия уже имеет огромный технический и технологический задел. И очень важно использовать его в крупной научно-технической программе.

Таким образом, в России есть все для осуществления полета человека к Марсу: необходимый интеллектуальный потенциал, уникальный опыт работ по пилотируемым программам, работоспособная промышленная кооперация, необходимость инвестиций в наукоемкую промышленность с передовыми технологиями. Есть все основания рассчитывать, что в ближайшие десятилетия давняя мечта землян о полете человека на Марс наконец осуществится!

Комментарии к статье

* "Фридом" - неосуществленный, весьма амбициозный американский проект огромной орбитальной станции. Многие инженерные разработки этого проекта были использованы при создании МКС.

См. в номере на ту же тему

Марсианская экспедиция на земле. Об эксперименте "Марс-500".

www.nkj.ru

Кто летит на Марс | theRunet

2 декабря 2014 года НАСА объявило, что планирует отправить людей на Марс в 2030-х годах. По предварительным расчетам, миссия займет около 1100 суток. Предусмотрено возвращение астронавтом на Землю.

В 2015 году НАСА запустило отбор кандидатов для полета на Красную планету. В нем могли участвовать граждане США с образованием не ниже бакалавриата в инженерии, биологии, физике или математике и соответствующим опытом работы от трех лет. Либо они должны предоставить документы о наличии не менее тысячи часов налета в качестве командира реактивного самолета. Кандидаты проходили тестирование на физическую выносливость и переносимость длительных полетов.

Имена астронавтов объявят в середине 2017 года. После 2020 года они начнут участвовать в пилотируемых испытаниях корабля Orion. В рамках подготовки агентство планирует вывести астероид на стационарную орбиту Луны с помощью беспилотного космического аппарата, а затем высадить на него астронавтов до 2025 года.

В августе 2015 года НАСА успешно провело шестые испытания двигателя RS-25 для ракеты SLS (Space Launch System), которая разрабатывается для пилотируемых полетов в дальний космос, и в частности к Марсу. Созданием жидкостных ракетных двигателей (на кислороде и водороде) занимается американская компания Aerojet Rocketdyne. На ракету-носитель SLS будут установлены четыре таких двигателя.

Ракета SLS будет иметь длину больше 100 метров и массу около трех тысяч тонн. Её первые испытания запланированы на 2017 год, а первый тестовый полет — на 2018 год. В 2030-х годах НАСА планирует запустить на Марс эту ракету с многоразовым космическим кораблем «Орион», на борту которого будут находиться астронавты.

Разработкой многоцелевого транспортного космического корабля «Ориона» занимается компания Lockheed Martin с середины 2000-х годов в рамках программы «Созвездие». Корабль предназначен для доставки людей и грузов на Международную космическую станцию (МКС) и для полетов к Луне и Марсу. Первый беспилотный испытательный полет Orion состоялся 5 декабря 2014 года.

Экзомарс

«Экзомарс» — это совместная программа Европейского космического агентства (ЕКА) и Роскосмоса по исследованию Марса. В ее рамках 14 марта с космодрома Байконур был запущен искусственный спутник TGO (Trace Gas Orbiter) и спускаемой аппарат с автоматической марсианской станцией «Скиапарелли». Они нужны для наблюдений атмосферы и поверхности Марса, а также для демонстрации возможности входа в атмосферу, спуска и посадки.

В состав TGO входит аппарат ФРЕНД, с помощью которого будет изучаться глобальное распределение водяного льда в верхнем слое грунта Марса и радиационная обстановка на орбите и по пути к Красной планете. Данные о радиации необходимы для планирования будущих миссий на Красную планету, как автоматических, так и пилотируемых. Космический аппарат прибудет к Марсу ориентировочно 19 октября 2016 года.

Второй космический аппарат в рамках «Экзомарса» планируется запустить в 2018 году. Он будет состоять из перелётного модуля, спускаемого аппарата с автоматической станцией и марсоходом, и адаптера с системой отделения спускаемого аппарата от перелётного модуля.

Марс-500

«Марс-500» — это эксперимент по имитации пилотируемого полёта на Марс, который проводился Роскосмосом, Российской академией наук и Европейским космическим агентством в 2010–2011 году. Во время эксперимента шесть добровольцев находились в замкнутом комплексе 519 дней. Эксперимент был максимально приближен к реальному пилотируемому полёту на Марс с возвращением на Землю.

Основная цель проекта — собрать данные о здоровье членов команды и их работоспособности. Для этого были сымитированы основные особенности пилотируемого полёта на Марс: высокая длительность, автономность, задержка связи с Землей, ограниченность расходуемых ресурсов. Эксперимент был проведен успешно.

Mars One

SpaceX — не единственная частная компания, которая планирует пилотируемый полет на Марс. Из громких проектов стоит также отметить нашумевший Mars One и чуть менее известный Inspiration Mars Foundation.

Mars One — это частный голландский проект, который предполагает полет на Марс без возвращения на Землю. Mars One не является аэрокосмической компанией, и все работы по разработке, производству и запуску космических аппаратов планируется передать субподрядчикам. Реализация проекта назначена на 2011–2029 годы. Отбор астронавтов начался в 2013 году. Добровольцами могли стать люди обоего пола от 18 до 65 лет из любых стран. Приоритет отдавался кандидатам с научно-техническим образованием и хорошим здоровьем. Заявки на участие подали более 203 тысяч человек из 140 стран мира. К 2015 году были отобраны 24 кандидата. Началась их техническая и психологическая подготовка.

На 2020 год назначена демонстрационная миссия — отправка посадочного модуля для проверки солнечных батарей, технологии извлечения воды из марсианского грунта, а также запуск коммуникационного спутника для передачи изображений, видео и других данные с поверхности Марса. Планируется, также, провести эксперимент с выращиванием растений на поверхности Марса в специальных защитных контейнерах.

В 2022 планируется отправить на Марс оборудование для строительства колонии и беспилотный марсоход с прицепом, который выберет лучшее место для поселения и подготовит поверхность Марса для прибытия груза и размещения солнечных панелей.

В 2025 Mars One собирается доставить на Красную планету два жилых блока и два блока с системами жизнеобеспечения. После этого марсоход начнет доставлять блоки на выбранное место, активирует системы энергопитания и жизнеобеспечения, создающие запасы воды и кислорода.

В 2026 планируется запустить на Марс первый пилотируемый корабль с экипажем из 4 человек. Затем каждые два года планируется отправлять новый экипаж из четырех человек. К 2035 году население колонии должно достигнуть 20 человек. Компания Mars One планирует транслировать жизнь колонистов на Землю круглые сутки, как в реалити-шоу.

Многие эксперты и даже участники выражали сомнения в реализуемости проекта. В марте 2015 года один из 100 финалистов, ирландский физик Джозеф Рош, заявил о финансовой и организационной несостоятельности проекта. Он сообщил, что процедура отбора была проведена очень некачественно, а также о том, что организаторы проекта принуждают кандидатов постоянно жертвовать деньги на их программу.

Inspiration Mars Foundation

Inspiration Mars Foundation — это американская некоммерческая организация, которая планирует отправить в январе 2018 года пилотируемую экспедицию для облёта Марса. Она должна продлиться 501 день. Именно в 2018 году представится возможность облететь Марс по такой короткой траектории, следующий раз это можно будет сделать только в 2031 году. Полет не предполагает ни вход в атмосферу Марса, ни сближение, ни стыковку.

Фонд планирует отправить в полет женатую пару. Миссия должна стать рекордным по дальности и по продолжительности пребывания в космосе.

По мнению генерального конструктора ракетно-космической корпорации «Энергия» Виталия Лопоты, пилотируемый облёт Марса с использованием существующих технологий вряд ли возможен. Он также считает, что полёт людей к Марсу представляет собой недопустимый риск, так как до сих пор нет точных данных о воздействии космической радиации на человеческий организм.

therunet.com