Докато камерата на руско-европейския космически кораб ExoMars изпрати първото изображение на Червената планета на Земята, САЩ работят по изпращането на пълноценна пилотирана експедиция на Марс. Защо американците се нуждаят от него, колко ще струва такъв проект и дали Русия планира да участва в него, са въпроси, които изискват отговор.
Задачата за пилотиране на Марс е поставена от президента Барак Обама през 2010 г. След това той изготви следния план за действие пред НАСА: до 2025 г. направете пилотиран полет до астероид близо до Земята, в средата на 2030 -те - до Марс, след което ще последва мисия за кацане. Засега можем да кажем, че НАСА като цяло се вписва в планираната времева линия. В същото време агенцията планира не просто прелитане на Червената планета, а посещение на нейния естествен спътник Фобос.
Към днешна дата агенцията е идентифицирала шест основни елемента, необходими за полет до Марс, включително кацане. Това са тежки ракети-носители SLS, космически кораб Орион, жив модул Transheb (за полет по маршрута Земя-Марс-Земя), кацане, излитащ етап и слънчево-електрическа задвижваща система (SEP). Според една от предварителните оценки 15 до 20 тона товари и оборудване ще трябва да бъдат доставени на повърхността на Червената планета, за да се гарантира първото кацане на хора на нейната повърхност. Представители на НАСА обаче обявиха цифрата от 30 или повече тона, като се вземе предвид фактът, че теглото само на планираната излитаща сцена ще бъде 18 тона, а теглото на кацащия апарат ще бъде най-малко 20 тона. За изпращането на тези елементи в космоса ще са необходими поне 6 изстрелвания на тежък / свръх тежък носител SLS с товароносимост от 70 до 130 тона. В стремежа си да спести време и пари при разработването и производството на този „тежък камион“НАСА използва технология и оборудване, останало от совалки, включително двигатели, резервоари за гориво и „совалки“с твърдо гориво.
Елементите на марсианския комплекс ще се съберат в сноп не в околоземна орбита, а в точка Лагранж L-2. Той се намира на милион и половина километра от Земята, зад далечната страна на Луната, при 61 500 удара. НАСА нарича L-2 нищо повече от "тестова площадка", като по този начин подчертава, че не само сглобяването, но и тестването на марсианската технология ще се извършва там.
Американските и международни медии многократно, включително позовавайки се на някои източници от НАСА, споменаха възможността за завръщане на американците на Луната в подготовка за марсианската експедиция. Това обаче вече не е въпрос. Както каза един от водещите американски експерти в областта на космическата политика Джон Логсдън пред вестник VZGLYAD, създаването на лунен кацател не е включено в плановете на НАСА. Не е изключено обаче Европейската космическа агенция (ESA) да вземе решение за полета до Луната. И в случай, че ESA изгради кацане, САЩ могат да участват в европейския проект за луна, като евентуално предоставят SLS за доставка на този модул до естествен спътник на Земята.
Три стъпки до Марс
Най -мощните ракети -носители в историята на астронавтиката
НАСА нарече първата си стъпка „опиране на Земята“. Тя включва практикуване на необходимите операции и натрупване на необходимия опит в нискоземна орбита с помощта на МКС. Освен това, като част от тази стъпка, агенцията разработва начини и методи за използване на импровизирани марсиански ресурси (ISRU) за получаване на гориво и други необходими материали. Дейността е доста възнаграждаваща, като се има предвид, че 18-тоновият етап на излитане ще изисква 33 тона гориво, а НАСА възнамерява да го извлече от въглеродния диоксид и водата, налични на Червената планета.
Втората стъпка се нарича "тестова площадка", която, както вече беше отбелязано, се намира в точка L-2. С помощта на автоматично устройство се планира заснемане на близкия астероид, който ще бъде прехвърлен до тази точка, където той се изследва от екипажа на космическия кораб Орион.
Третата стъпка се нарича „независима от Земята“. Вече говорим за директното проучване и развитие на Червената планета. Тя включва живота на Марс, интензивното използване на марсианските ресурси и редовното предаване на научна информация на Земята с помощта на модерни комуникационни системи.
Струва си да се спрем по -подробно на ролята на "Орион". Въпреки факта, че външно прилича на увеличена версия на класическия еднократен космически кораб от клас „Аполо“(понякога Орион на шега се нарича „Аполон на стероиди“), новото „такси“за астронавтите на НАСА ще се използва за многократна употреба - планира се използването на кораб с едно и също спускане до десет пъти. В същото време "Орион" ще се отличава с увеличен "пътнически капацитет" и ще може да вземе на борда до 7 членове на екипажа.
Но това не е основната характеристика на Орион. Според Чарлз Прекот, вицепрезидент на Orbital ATK, която разработва петсегментни усилватели на твърдо гориво за SLS, корабът ще стане част от междупланетния марсиански комплекс. Неговите системи, включително система за поддържане на живота (охлаждаща течност) и защита от радиация, ще бъдат интегрирани в този комплекс, за да се увеличи неговата надеждност.
Статистика за успеха на космическите изстрели в различни страни
Прогнозният ресурс на "Орион" е не по -малко от 1000 дни. Той е проектиран да навлиза в земната атмосфера с по-високи скорости, например при връщане от L-2 или Марс. Освен това корабът ще се превърне в допълнително убежище за екипажа в случай, че нещо се обърка. Прекот даде примера на Аполо 13, чийто екипаж, след експлозията на кислородния резервоар в командния модул по време на полета до Луната, беше спасен до голяма степен благодарение на охлаждащата течност и задвижващата система на лунния кацащ апарат. Този модул, въпреки че не е проектиран да работи по време на полета по маршрута Земя-Луна-Земя, в критична ситуация успешно изпълнява необичайни за него функции.
Първият изпитателен полет на Orion се състоя автоматично през декември 2014 г., когато беше изстрелян от ракетата -носител Delta IV Heavy. Следващият е насрочен за септември 2018 г., Орион (все още без екипаж) ще лети по окололунна орбита вече с помощта на носителя SLS, за който това, между другото, ще бъде първото изстрелване. Първият пилотиран полет на космическия кораб - директно до Луната - е планиран за 2021–2023 г.
Страхове и реалност
Екипажите, летящи на ниска околоземна орбита, са защитени от космическата радиация от магнитното поле на Земята. Астронавтите, които се насочват към Луната и Марс, по -специално са лишени от тази защита. Според Scientific American, позовавайки се на данни от марсохода Curiosity, опасността от радиация от дълбокия космос не е толкова голяма, че да се превърне в пречка за изпълнението на марсианската експедиция. Така че астронавтите, които прекарват 180 дни, за да стигнат до Марс, същото количество, за да се върнат от него, а също така прекарват 500 дни на повърхността на Червената планета, ще получат обща доза радиация в района на 1,01 сиверт. Според стандартите на ESA, астронавтът не трябва да получава повече от един сиверт по време на всичките си полети. Тази доза според лекарите увеличава риска от рак с 5%. НАСА има по -строги стандарти: рискът от рак на астронавт за целия период на професионалната му дейност не трябва да надвишава 3%. Според Дон Хасслер, един от членовете на изследователския екип на Curiosity, 5% са „напълно приемлива цифра“.
Говорейки на конференцията People to Mars (H2M) във Вашингтон този май, Скот Хъбард, който по -рано отговаряше за проектите на НАСА за Марс, а сега е професор в Станфордския университет, цитира главния лекар на НАСА Ричард Уилямс, че „в момента няма опасности за здравето на екипажа, които ще попречи на пилотирана мисия до Марс. Уилямс признава, че има известен риск за здравето на астронавтите, но НАСА е склонна да го приеме, особено след като агенцията непрекъснато разработва нови начини за смекчаване. Например, НАСА в момента експериментира с материал, направен от хидрогенирани нанотръби от борен нитрид (BNNT), който показва много обещаващи антирадиационни свойства.
Въпреки това, според Анди Вайер, автор на книгата "Марсианецът", въз основа на която е направен едноименният филм, неговият герой със сигурност ще се разболее от рак по време на престоя си на повърхността на Червената планета. Кой е по -близо до истината - учени или писател на научна фантастика, времето ще покаже.
Кога, за колко и с кого
В момента НАСА се придържа към следния график за пилотирано изследване и изследване на Марс. От 2021 до 2025 г. са планирани поне пет пилотирани мисии до лунното пространство, включително „улавяне“и проучване на астероида. През 2033 г. се очаква астронавтите да достигнат Фобос, а през 2039 г. се очаква да стъпят за пръв път на повърхността на Марс. Втора експедиция ще кацне на Марс през 2043 г.
За да подкрепят пилотираното „нападение“на Червената планета от 2018 до 2046 г., ще трябва да бъдат пуснати поне 41 превозвача от типа SLS. Не е изключено, че към това ще е необходимо да се добавят изстрелвания на вече експлоатирани превозвачи от типове Delta-4 и Atlas-5 (ако последният получава американски двигатели вместо руски и все още е в експлоатация). Те ще се използват главно за изстрелване на автоматични превозни средства до Марс и Марс, на които ще бъде възложена функцията на „миньори“на научна информация, за да подпомагат експедициите с пилотиран персонал.
Разбира се, броят на превозвачите и техните видове могат да варират в зависимост от промените, направени в конфигурацията на марсианските пилотирани мисии. Има вариант, при който са необходими само 32 носители от типа SLS (без да броим пет за гореспоменатите окололунни експедиции): десет за поддържане на пилотирана мисия до Фобос, дванадесет за първото кацане на астронавти на Марс и още десет за втория.
Въпросът е: колко ще струва всичко това и ще „издърпат“ли САЩ само тези разходи? Изпращането на астронавти на Марс ще струва само част от това, което е било изразходвано за разработването и производството на изтребител шесто поколение F-35, според група експерти от НАСА, както и представители на индустрията и академичните среди в САЩ. управление на САЩ, в крайна сметка програмата F-35 може да струва трилион долара) и няма да надхвърли 100 милиарда долара. Това е същото, което САЩ досега са харчили за програмата МКС. До 2024 г. полетът на станцията ще бъде завършен и НАСА вече няма да харчи близо 4 млрд. Долара годишно за нейната работа. Така през десетте години, разделящи края на орбитата на станцията около Земята и началото на мисията до Фобос, размерът на спестените средства ще възлиза на около 40 милиарда долара, а САЩ ще трябва да намерят допълнителни 60 долара милиарда, за да изпълни своите планове на Марс.
Говорейки за цената на мисията на Марс, експертите подчертават, че тя може да бъде намалена още повече, ако в проекта участват международни участници. Очевидният въпрос е: Русия ли е сред тях, която в момента е един от най -големите партньори на САЩ в космическото поле и има сериозен космически потенциал (особено в областта на пилотирани полети)? Но ако САЩ имат такива планове за Русия, те засега се пазят в тайна.
В края на май тази година вестникът Space News изложи вижданията на ръководителя на НАСА Чарлз Болдън относно бъдещето на международното сътрудничество в космоса. Той говори за важността на взаимодействието извън атмосферата с Европа, Япония и Китай. По отношение на КНР Болдън спомена, че ще го посети в края на лятото, подчертавайки, че рано или късно САЩ и Китай определено ще започнат тясно сътрудничество в областта на космоса. Списъкът на потенциалните космически партньори дори включва държави като Израел, Йордания и Обединените арабски емирства. Но Болдън не каза и дума за Русия. Може би просто нямаше причина за това, но е възможно и друго обяснение: рязко изостряне на отношенията между Москва и Вашингтон, както и липсата на Русия на технологии и технологии за дълбокия космос (за да получат достъп до тях, САЩ биха могли да поставят освен общите политически различия) не допринасят за интереса на Америка да продължи партньорството си с нашата страна след края на полета на МКС.
Остава да добавим, че в допълнение към американската държавна програма за Марс има и частна, която SpaceX възнамерява да реализира. Ръководителят на тази компания Илон Мъск обяви плановете си да кацне кораба Dragon на повърхността на Червената планета през 2018 г. и да изпрати хора там през 2026 г.
Говорейки на конференцията People to Mars и говорейки защо Америка се стреми към Червената планета, Чарлз Прекот каза: „Скоковете в космоса се случват само когато стратегическите интереси на страната са зад тях. Отиваме на Марс, защото искаме да покажем на света способността си да правим нещо, което никой досега не е правил, да демонстрираме космическото си лидерство и да гарантираме достъпа си до световния космически пазар, който достига 330 млрд. Долара годишни приходи. Както можете да видите, обяснението е съвсем просто. И неволно възниква въпросът: наистина ли Русия няма такива стратегически интереси, които да бъдат реализирани с помощта на проект, струващ две олимпийски игри в Сочи?
