Пилотируемая миссия на Марс

Планета Марс больше других похожа на Землю. Сутки на Марсе составляют 24,5 часа, а сила притяжения – одну треть земного. Дневная температура достигает 27 °С, но ночью она падает до -126 °С. На Марсе есть вода, а его тонкая атмосфера дает некоторую защиту от космического излучения. Есть немало причин для полета на Марс. Ученые смогут заняться поисками следов жизни и изучением строения, состава и истории марсианской коры. Они также могли бы разведывать месторождения полезных ископаемых и начать подготовку к колонизации. Хотя до пилотируемой миссии остается еще пара десятилетий, ученые уже знают, как ее провести.

При максимальном сближении расстояние от Марса до Земли – 60 млн км. Стоимость топлива для отправки припасов и аппаратуры на такое расстояние чрезмерно велика. Поскольку маршрут с самым низким расходом топлива будет также и самым медленным, экипаж может провести большую часть миссии в пути.

ДАЛЬНИЙ РЕЙС

Путешествовать по глубокому космосу не только скучно. Это еще и самая рискованная часть миссии – из-за космической радиации и таких пагубных последствий невесомости, как потеря костной массы и мышечная атрофия.

Предложения по решению этих проблем НАСА изложило в опубликованной в 1997 году книге «Освоение человеком Марса: Справочник по миссии НАСА для исследовательской группы», в основе которой лежит план «Прямо на Марс» доктора Роберта Зубрина из Марсианского общества.

Соотносимые орбиты Марса и Земли позволяют делать запуски раз в 26 месяцев. План НАСА заключается в том, чтобы во время одного окна для запуска отправить беспилотные грузовые корабли, а во время другого – пилотируемый космический корабль. Грузовые корабли будут лететь на Марс по медленному маршруту, потратив 7,5 месяца. Для экономии топлива они приблизятся к Венере, чтобы получить ускорение за счет ее гравитации. Этот маневр не подходит для пилотируемого корабля из-за сильной радиации вблизи Солнца.

После подтверждения НАСА, что грузовой корабль достиг Марса, пилотируемый корабль полетит по быстрому маршруту. Он известен как траектория «долгого пребывания, быстрого транзита». Время нахождения экипажа в космосе будет минимальным. На путешествие уйдет 5 месяцев, а на возвращение домой – 4, при этом 2,5 года будет отведено на исследование планеты.

ЭКОНОМЯ ЭНЕРГИЮ

Пилотируемый космический корабль будет питаться термоядерной реакцией на жидком кислороде, для которой требуется вдвое меньше реактивного топлива, чем для обычных двигателей ракет. Дальнейшая экономия топлива будет достигнута за счет аэрозахвата – замедления корабля при его входе в плотные слои марсианской атмосферы.

На поверхности Марса электричество будет генерироваться ядерными генераторами и панелями солнечных батарей. Для дальнейшей экономии жидкий кислород и метановое ракетное топливо можно бы было добывать на самой планете согласно программе НАСА по использованию местных ресурсов.

КОСМИЧЕСКИЙ КОНВОЙ

По плану НАСА потребуется три грузовых корабля. На первом будет полностью подготовленный для возвращения на Землю аппарат (ERV), который 4 года прождет экипаж на орбите Марса. В ERV есть капсула, которая катапультирует экипаж в море при возвращении на Землю.

Во втором грузовом корабле будут находиться космический аппарат, выводимый на орбиту Марса (MAV), модуль для производства реактивного топлива для MAV, запас водорода, легкий грузовик и герметичный вездеход для исследования Марса. По окончании миссии экипаж стартует в MAV с планеты навстречу ERV для возвращения домой.

Третий грузовой корабль доставит лабораторный модуль и резервный генератор, второй легкий грузовик и вездеход, запасные инструменты и оборудование, а также продукты. Лаборатория предназначена для научной работы, но может служить и жилым помещением.

Затем на транзитном/жилом корабле отправится экипаж из 6-7 человек. Этот корабль будет служить им домом на поверхности Марса, а также складом провизии и других припасов. Со временем грузовые корабли доставят на Марс большой запас продуктов и оборудование для последующих миссий по его исследованию.

ОБУСТРОЙСТВО

Технология, разработанная для Международной космической станции, позволит экипажу рециркулировать большую часть кислорода и воды с минимальными отходами. Возможно, удастся даже выращивать растения по методу гидропоники (в искусственных средах) для получения кислорода и свежих продуктов. Сначала экипаж будет жить в жилом модуле, соединенном с лабораторией. Оттуда они будут отправляться в поездки на герметичном вездеходе и других транспортных средствах, доставленных грузовым кораблем.

В НАСА уже ищут варианты добычи железной руды, окрашивающей поверхность Марса в ржаво-коричневый цвет, из-за которого его называют Красной планетой, и использования ее для строительства.