În articolul meu anterior, am descris câteva dintre particularitățile viitoarelor misiuni cu echipaj pe Marte, dar acest lucru nu a epuizat subiectul. Iată un alt lot de provocări marțiene:

- Factorul psihologic - ceva care este ignorat sau cel puțin pus în fundal. Imaginați-vă - aproape doi ani de viață cu alte persoane într-o „casă” de mărimea unui autobuz, un coșmar departe de casă, fără niciun spațiu personal. Și toate acestea pe fondul deteriorării lente a sănătății și a degradării stării mentale datorate radiațiilor. Poate cineva chiar să depășească depresia și tulburările de personalitate în astfel de condiții? Probabil ați auzit de experimentul Mars-500. A avut loc în urmă cu câțiva ani, cu scopul de a selecta „echipaje” din șase voluntari pentru a trăi 520 de zile izolate complet într-o „navă marțiană” (cu un spațiu de locuit de 3,6 m x 20 m) aici pe pământ.

În același timp, viața lor a fost monitorizată constant de specialiști. Deși a fost imposibil să se reproducă condițiile de imponderabilitate și radiații în acest mediu, experimentul a arătat câteva rezultate interesante care ar fi utile pentru viitoarea misiune marțiană. La suprafață este ceasul biologic perturbat - percepția corpului asupra zilei și a nopții se amestecă, ducând la insomnie sau somnolență. Și, la rândul său, acesta declanșează stresul, ceea ce duce la unele modificări fiziologice - temperatura corpului scade la 0,4 grade, iar sistemul imunitar slăbește semnificativ.

Aceste efecte sunt destul de deranjante, deoarece astronauții nu sunt protejați de infecțiile navelor spațiale. Deși totul este sterilizat înainte de a fi permis la bord, unele microorganisme și bacterii reușesc încă să trăiască ca colegi de cameră suplimentari în interiorul navei. Rezultatul este că coloniile de mucegai se formează în cele mai neașteptate locuri (așa cum s-au găsit în mod repetat la stațiile de navetă Mir, ISS și americane), care pot deteriora tehnic echipamentele sau pot avea un efect fatal asupra sănătății umane.

marte

Mucegai pe pereții ISS. În acest caz, este un experiment controlat, dar realitatea dintr-o navă spațială poate să nu difere prea mult. Imagine: NASA

Oricum, vorbeam despre schimbările psihologice în timpul unei misiuni pe Marte. În acest sens, Mars-500 aduce vești bune - în timpul izolării sale de 540 de zile, în ciuda tuturor greutăților, cei șase locuitori ai „navei” și-au menținut spiritul înalt și armonia unii cu alții. Cel puțin asta spun organizatorii programului ...

Dar, în ceea ce privește colonizarea Marte în sine, imaginea este departe de a fi roz. Oamenii care merg acolo vor fi supuși unor greutăți și privațiuni nesfârșite. La fel ca colonizatorii europeni ai Lumii Noi acum câteva secole. Cu diferența că America arăta atunci ca raiul pe pământ, iar Marte astăzi acoperă majoritatea noțiunilor de iad. Locuitorii Planetei Roșii vor trebui să trăiască în roci (din cauza radiațiilor), vor putea ieși doar cu costume spațiale și vor trebui să aibă grijă în permanență de alimentația lor, oxigen și apă, dar cel mai dificil lucru pentru ei va fi izolarea lor definitivă de oameni și civilizație în general. Peisajul stâncos roșu al Marte pare inspirat, dar sunt dispus să pariez că nimeni nu ar vrea să înlocuiască veșnic munții verzi și mările albastre. Poate înainte de a trăi pe Marte trebuie să-l schimbăm puțin, astfel încât să nu ne fie atât de străin. Și acest lucru ar întârzia colonizarea timp de secole sau chiar milenii.

Panorama de toamnă a lui Marte, realizată de roverul Opportunity. Imagine: NASA/JPL-Caltech/Cornell/Arizona State University

De asemenea, este clar că Marte va avea nevoie de o rachetă mare și puternică. Ceea ce în prezent nu există, dar nu este o problemă de creat în scurt timp. Încă din anii 1970, la apogeul misiunilor Apollo pe Lună, arhitectul programului spațial american Werner von Braun a propus dezvoltarea unei misiuni pe Marte, care va începe într-un deceniu. Pentru a face acest lucru, trebuie lansată o versiune modificată a rachetei Saturn V - cea mai puternică rachetă lansată vreodată, iar nava spațială către Marte va fi echipată cu un motor nuclear de tip NERVA. Însă președintele Nixon a ales programul spațial american pentru a se concentra pe utilizarea spațiului apropiat, astfel încât bugetul NASA s-a îndreptat către stația Skylab și navetele spațiale.

Prototipul motorului de rachetă nucleară NERVA. Imagine: NASA

Au fost create mai multe motoare nucleare cu rachete cu o capacitate cuprinsă între 1.000 și 4.000 MW, care au fost testate cu succes în diferite moduri până la sfârșitul programelor din 1972. Dar lansarea efectivă a unei rachete nu a fost niciodată realizată.

Principiul propulsiei nucleare nu este complicat - reactorul descompune uraniu-235, unde temperatura din interior ajunge la 2.600 K. Combustibilul nuclear solid este răcit de hidrogen lichid, care este substanța de lucru care creează forța rachetei, iar reacția este controlate de tije de grafit ca în reactoarele standard. Avantajele acestei propulsii se concentrează în principal asupra faptului că o rachetă nucleară este de cel puțin două ori mai eficientă decât o rachetă chimică convențională. În plus, este mai ușor și poate efectua un număr semnificativ de porniri și opriri ale motorului său. Ca urmare, s-ar putea atinge o viteză finală ridicată a rachetei (aproximativ 30 km/s cu tehnologia NERVA), ceea ce ar scurta semnificativ timpul de zbor către o destinație spațială îndepărtată. Astfel, Marte va fi atins în cel mult 2-3 luni, în loc de 7 standard.

Cu toate acestea, dezavantajele nu trebuie nici subestimate - jetul de gaze de eșapament este radioactiv, așa că cu greu vom vedea niciodată lansarea unei astfel de rachete aici pe pământ. Dar asta nu-l împiedică să fie folosit în spațiu. Probabil nu vi se pare o idee bună să stați la câțiva metri distanță de un reactor nuclear care funcționează și cu siguranță aveți dreptate. Dar, în realitate, estimările arată că echipajul unei nave cu propulsie nucleară va fi expus la un total de radiații mai mici decât echipajul unei nave cu propulsie chimică, întrucât ținta va fi atinsă de multe ori mai repede și slăbi.

În prezent, în bine sau în rău, propulsia nucleară nu este luată în serios, așa că hai să analizăm alternative mai realiste pentru transportul pe Marte. Am menționat la început programul Constelației, care urma să-i aducă pe americani înapoi pe Lună și să-i mute pe Marte. Racheta care ar fi făcut acest lucru a fost Ares V (amintiți-vă Ares -> Marte). Acesta trebuia să fie un adevărat mastodont printre rachete, capabil să transporte 71 de tone pe lună (pentru comparație - Saturn V poate suporta „doar” 45 de tone de sarcină utilă pentru aceeași destinație). Ares V ar „lua” din configurația decolării navetei rezervorul extern de combustibil lichid echipat cu motoare navetă, plus cele două acceleratoare de combustibil solid - toate într-o versiune „umflată”. Etapa superioară ar fi un succesor direct al gradului S-IVB utilizat în Saturn IV și V. Lucrarea efectivă asupra proiectului a fost oprită într-o etapă relativ timpurie, dar nu înainte ca subcontractanții să colecteze un total de jumătate de miliard de dolari. Ilustrații incitante ale lui Ares V, cum ar fi acesta, au fost făcute pentru acești bani:

Cea mai recentă aventură a NASA, succesorul programului Space Shuttle, se numește Space Launch System (SLS). De fapt, este succesorul proiectului de rachetă Ares suspendat, dar cea mai puternică versiune a SLS va putea aduce cu 33 până la 50% mai puțină sarcină pe orbita terestră joasă decât Ares V. Cu toate acestea, se susține că această ipotetică încă mai multe rachete ar putea trimite oameni pe Lună, asteroizi și Marte. La fel ca Ares V, SLS se va baza și pe o versiune modificată a rezervorului de combustibil lichid, atât acceleratoare, cât și motoare navetă. Cu toate acestea, ambiguitățile umple conceptul de gradul al doilea. Există mai multe opțiuni pentru motorul său - să pună în aplicare cea a etapei superioare a Delta IV (RL-10B2, care la fel ca motoarele navetei folosește combustibil criogen - oxigen lichid și hidrogen) sau să utilizeze motoare criogene J-2X - cel mai Pratt & Noua dezvoltare a lui Whitney, destinată inițial pentru Ares I. A doua opțiune se va materializa aproape sigur în viitoarea etapă de rachetă pentru misiuni spațiale pe distanțe lungi - Etapa de plecare a Pământului.

Compararea SLS cu naveta spațială. Imagine: HowStuffWorks

Lucrul bun este că întregul program, spre deosebire de nefericitul său predecesor, Constelația, va avea șansa să avanseze într-o etapă în care nu poate fi oprit de următorul președinte al Statelor Unite. Vor exista noi alegeri prezidențiale acolo doar în patru ani, iar NASA, oricât de birocratic ar fi, va construi ceva până atunci. De fapt, primul zbor al rachetei va avea loc în 2017, când nava lunară fără pilot Orion va zbura în jurul lunii. Dacă lucrurile merg conform planului, în 2024 va exista o misiune fără pilot pe Marte și înapoi, care va aduce solul marțian pentru prima dată. Dar misiunile cu echipaj sunt încă învăluite în ceața viitorului incert, în care, printre altele, există un motiv - să nu punem tigaia înainte să prindem peștele, adică. înainte de a construi racheta.

Este de așteptat ca racheta Falcon Heavy să fie gata pentru primul său zbor anul viitor sau mai târziu anul acesta! S-a anunțat în 2018 o intenție de a lansa și de a returna pe Marte o navă spațială fără pilot creată pe baza Dragonului și numită Dragonul Roșu. Cu toate acestea, până acum nu s-a anunțat nimic specific despre Red Dragon - proiectul nici măcar nu a început încă.

Poate observați că vorbesc doar despre planurile americane pentru Marte. Acest lucru nu se datorează faptului că cer o mare simpatie pentru Statele Unite - doar că celelalte puteri spațiale Rusia, Europa, China și Japonia au viziuni și mai vagi ale prezenței umane pe Marte, care nici nu merită menționate. Agenția Spațială are un plan pentru programul Marte), la care se lucrează și care are în vedere trimiterea oamenilor în 2032. Dar aceasta este mai degrabă o dorință optimistă decât un obiectiv realist. China planifică o misiune echipată pe Marte la mijlocul secolului 21, iar Rusia nu are dreptul la nicio ambiție înainte de a șterge rușinea eșecurilor sale marțiene.