Экспедиция на Марс не раз захватывала внимание человечества, еще со времен космической гонки в 1960-х годах. Сейчас это уже не фантазии, а вопрос времени и ресурсов. В 2020 году стартуют миссии нескольких организаций, которые продолжают подготовку к освоению новой планеты и приближают реализацию главной цели – колонизации Марса.
Миссия NASA «Марс-2020»
Проект «Марс-2020» (Mars 2020 rover mission) является частью продолжительной программы NASA по изучению «Красной планеты». Основной целью проекта является разведывательная миссия поверхности планеты, что позволит ответить на множество фундаментальных вопросов. Например, была ли жизнь на Марсе, остались ли на его поверхности следы обитаемых условий в прошлом, или признаки существования бактерий и других микроорганизмов.
Кроме того, в задачи Марс-2020 входит сбор информации и апробация технологий, которые в будущем будут использоваться колонизаторами. В рамках программы будет выполнено тестирование получения кислорода из местной атмосферы, поиск полезных ископаемых и ресурсов (например, подземных вод), урегулирование процессов посадки, определение погоды, концентрации пыли и пр.
Проект Марс-2020 представляет собой марсоход, который будет отправлен с Земли в июле/августе 2020 (о чем сообщалось на официальном сайте проекта). Марсоход будет передвигаться по поверхности необычным способом: с помощью встроенных вертолетных лопастей. Таки образом, он будет как бы «прыгать», поднимаясь вверх, пролитая определенное расстояние и приземляясь на грунт. Однако, вертолет может летать только 3-4 раза в сутки, поскольку марсоход оборудован небольшой солнечной батареей. Такое решение было принято для сохранения минимального веса устройства. В противном случае он не смог бы летать в условиях местной плотности воздуха.
Экспедиция на поверхности планеты будет длиться не менее одного марсианского года (687 дней). В этот период будет проводиться сбор необходимой информации, включая образцы грунта, которые в последующем планируется переправить на Землю для дальнейшего изучения в специализированной лаборатории.
ЭкзоМарс
Еще одной программой по изучению Красной планеты является EXOMARS 2016-2020. Она разрабатывается и контролируется Европейским космическим агентством и Российской государственной организацией Роскосмос. В рамках программы предусмотрены две миссии:
- Запуск орбитального аппарата Trace Gas Orbiter (TGO) в 2016 году.
- Полет на Марс марсохода в 2020 году.
Программа ExoMars направлена на разведку поверхности и демонстрацию новых технологий, которые будут использованы будущей экспедицией. Ее задачи включают:
- вход в атмосферу, спуск и посадка полезной нагрузки;
- тестирование мобильности на поверхности Марса;
- доступ к недрам и получение образцов.
Интересно: Одной из приоритетных целей ExoMars является участие в международной миссии по возвращению образцов обратно на Землю.
Орбитальный аппарат TGO был отправлен на еще в 2016 году. Он успешно прибыл на орбиту Марса и сейчас уже выполняет требуемые исследования. В задачи TGO входит изучение составляющих атмосферы: в частности, метана и других газов, водяного пара. Кроме того, он будет работать в качестве спутника-ретранслятора для осуществления связи с марсоходом, который будет запущен в 2020.
На марсоходе установлено оборудование для сбора грунта и других образцов планеты. В его задачи входит исследование экзобиологии и геохимии. Роскосмос предоставляет пусковую установку «Протон» для обеих миссий.
SpaceX
«Человеческую» экспедицию на Марс в 2024 году планирует Илон Маск. В данный момент ведется постройка космического корабля и ракеты, которая доставит корабль до орбиты. Эта задача будет возложена на ракету Falcon 9. Она представляет собой двухступенчатый ракетоноситель, который предназначен для многоразового использования.
Возможность возвращать первую ступень обратно и использовать ее повторно значительно сократило расходы космических полетов. Например, запуск Falcon Heavy обошелся SpaceX примерно в 90 млн долларов, а запуск подобной ракеты от компании ULA (предприятие Boeing) стоил бы не менее 400 млн долларов. Если ученым удастся возвращать и вторую ступень, то это еще больше сэкономит средств для освоения космических просторов.
В мае 2018 года Илон Маск презентовал дизайн пилотированного космического корабля Crew Dragon, который и доставит людей на Марс. В начале он пройдет тестовые полеты, среди которых перевозка полезной нагрузки на МКС. А в дальнейшем его испытают пилоты, которые также отправятся на МКС.
Inspiration Mars Foundation
О своем намерении организовать полет на Марс в 2018 году заявляла некоммерческая организация Inspiration Mars Foundation (фонд), основанная Деннисом Тито в 2013 году. Компания планировала воспользоваться особым орбитальным периодом в январе 2018, который позволяет добраться до орбиты Марса с минимальным расходом топлива. Дополнительное окно запланировано на 2021 год, если миссию не удастся реализовать в 2018.
Предложение было основано на траектории свободного возвращения. Пилотируемый корабль должен был выйти на орбиту Марса через орбиту Венеры и Земли, и вернуться обратно на Землю через 501 день. Данная кампания подвергалась значительной критике со стороны государственных и независимых организаций.
На данный момент актуальной информации о деятельности фонда нет, так как их официальный сайт заблокирован.
Mars One
– это частный проект голландской организации Mars One and Interplanetary Media Group под руководством Баса Лансдорпа. Программа предполагает экспедицию на Марс в один конец. Компания позиционирует себя как некоммерческая организация. Однако, она предлагает способ получения дохода от экспедиции в виде съемок и дальнейшей продажи документальных фильмов о подготовке и осуществлении миссии.
Реализация проекта предполагает поэтапное осуществление. С 2020 года на поверхность планеты будет запущен первый посадочный модуль, для сбора информации для экспедиции. До 2026 года на Марсе с помощью робототехники будут выстроены жилые модули, перевезено оборудование и другие полезные грузы. Полет первого корабля с людьми запланирован на 2026 год. Следующие корабли с людьми будут отправлены в 2028 и 2029 годах. До 2035 года организация рассчитывает построить колонию для 20 человек.
Тем не менее, организация Mars One неоднократно подвергалась жесткой критике и обвинялась в неправомерных действиях с целью получения материальной выгоды. В российском документальном фильме «Обретение Марса» ее руководители прямолинейно были названы мошенниками.
Илон Маск мечтает колонизировать Марс: видео
По материалам: 2020-god.com
Мечта об освоении Марса уже давно вышла из моды. При этом абсолютно неясно, чего же человек там хочет добиться.
Астронавты пробираются по песку ржаво-красного цвета - в эйфории от исторического момента и низкой силы притяжения. Конечно, у них есть с собой камера. На то, чтобы первое видео попало на Землю, нужна четверть часа. И вот оно здесь, послание с расстояния в 270 миллионов километров - «Марс приветствует человечество».
Это вскоре произойдет? Люди в ближайшем времени окажутся на Марсе? Такое впечатление может возникнуть в эти дни. За последнюю неделю завершившийся эксперимент НАСА вызвал бурную реакцию. Шесть молодых исследователей на протяжении одного года жили в условиях изоляции в высокогорье на Гавайах для моделирования жизни на Марсе. Несколько месяцев назад глава компаний Space X и Tesla Элон Маск заявил, что уже в 2025 году он планирует начать колонизацию нашей соседней планеты.
Мерцающий рубин
Мечтать, конечно, можно спустя 40 лет после того, как робот впервые совершил высадку на мягкий песок Марса. Но пока еще это не более чем мечта - управляемая посадка на Марс. В целом, эта мечта должна разочаровать всех своих поклонников. Ведь за прошедшие десятилетия человечество практически не приблизилось к ее реализации. И пока нет оснований говорить об изменениях в ближайшее время.
Со стороны Земли Марс выглядит многообещающе - мерцающий рубин на ночном небе, на который мечтатели и фантасты давно проецируют свою тягу к дальним странствиям. Место, в котором хотели бы побывать многие, не зная при этом точно, почему именно.
Управляемая высадка на Марсе - мечта, которая разочаровывает
Если рассматривать Марс с близкого расстояния, то он теряет свое очарование. Это ледяная пустыня со средней температурой порядка минус 50 градусов, где на протяжении долгих месяцев могут бушевать песчаные бури. Поверхность Марса испещрена солями, на нем нет как магнитного поля, так и озонового слоя, который ограждал мы живые существа от излучения из космоса.
Люди смогли бы здесь выжить при помощи высоких технологий, в ограниченных местах обитания, где климатические установки превращали бы углекислый газ из атмосферы Марса в кислород. Колонисты должны выдержать 500 дней. Лишь затем Марс вновь приблизится к Земле на расстояние, достаточное для обратного полета. Так, по крайней мере, выглядит концепция исследователей.
Уставшие от жизни пионеры Марса
Другой вариант, который предлагают такие частные инициативы, как Mars One, - путешествие без обратного полета. Тысячи людей подали заявки через интернет, чтобы войти в историю в качестве уставших от жизни пионеров Марса. Эксперты сходятся во мнении, что добровольцы никогда не полетят на Марс. Слишком велики финансовые риски частных инициатив.
Планы НАСА выглядят намного более продуманными. С 90-х годов разработки миссии лежат на столах исследователей и постоянно актуализируются. Так, в 2030-ые годы впервые может быть отправлен на Марс небольшой космический корабль с жилыми модулями, запасами и атомным мини-реактором. Через два года за ними могут последовать астронавты и после своего пребывания на красной планете вернуться назад на Землю.
Однако пока что НАСА движется по этому плану обходными путями. Сейчас разрабатывается новая ракета-носитель SLS и космический аппарат Orion. Оба аппарата ориентированы на исследование Луны. В 2020-ые годы астронавты планируют навести астероид, который прежде будет зафиксирован космическими аппаратами и размещен на орбите Луны. Проходит ли тем самым эффективная подготовка американцев к полету на Марс - вопрос спорный.
Быстрее, чем НАСА
Элон Маск планирует долететь до Марса быстрее. Уже в 2018 году на планете должна высадиться космическая капсула Spase X весом от восьми до десяти тонн. Таким образом, она будет в десять раз тяжелее, чем самый тяжелый груз, который НАСА когда-либо отправляло на Марс. В конце концов, Маск таким образом планирует наладить регулярные доставки грузов на Марс - для создания инфраструктуры для Людей, который могут высадиться на Марсе в 2025 году.
НАСА может сбить с толку эти планы. Для агентства высадка на пустынной планете - непростая тема. С одной стороны планы НАСА по отправки человека на Марс придают ей популярность. Марс фигурирует в общественной работе НАСА и других космических агентств. С другой стороны, слишком конкретные высказывания таят в себе опасность. Каждый подробный план имеет свою цену. И слишком дорогой бюджет может быстро привести к пробуксовке проекта в политических дебатах. С этим НАСА столкнулось, когда Джордж Буш в 1989 году объявил о планах отправки человека на Марс до 2018 года. На это должно было уйти до 540 миллиардов долларов, что тут же подверглось критике со стороны противников проекта.
До сегодняшнего дня основной причиной скептических настроений среди политического руководства является тот факт, что полет на Марс не принесет четко определяемой прибыли. Это может оказаться проблемой и для Маска. Почему нужно отправлять людей за огромные деньги через весь космос и при этом рисковать их жизнью?
Новый континент
У сторонников проекта наготове три аргумента. Во-первых, высадка на Марсе придаст импульс поиску внеземной жизни. Соседняя с Землей планета, возможно, миллиарды лет назад была теплой, обильной водой, не похожей на Землю. Возможно, там зародилась жизнь, возможно, она продолжилась в форме микробов. Люди способны искать такие организмы лучше, чем роботы.
Вторая причина - Марс может обеспечить выживание человечества. В случае падения кометы, ядерной войны или техногенной катастрофы Земля станет непригодной для жизни - пустынная планета может стать доступным убежищем.
Но самый излюбленный аргумент связан с тягой человека к находкам. При помощи высадки на Марс человечество в определенной степени вступит на новый континент, неизведанную Америку 21-го века. С этим, конечно, связаны и лишения. Но все же подобные начинания стоят того, ведь они расширяют горизонт человека, считают сторонники проекта.
Стоимость космических полетов невероятно возрастает, когда вместо роботов в космос летают люди
Работа на службе науке, страхование жизни, колоссальные культурные находки - эти причины, к сожалению, несостоятельны. Так, многие исследователи относятся к проекту высадки человека на Марсе со смешанными чувствами. Стоимость космических полетов значительно возрастает, когда вместо роботов в космос отправляют людей. Возможно, этих денег не будет хватать на строительство телескопов или новых исследовательских спутников. И на самом деле, люди не настолько нужны для поиска микробов на Марсе. В качестве следующего крупного проекта НАСА планирует при помощи специального внедорожника собрать на поверхности Марса образцы грунта и отправить их обратно на Землю. Чего-то более существенного люди на Марсе сделать не могут.
Кроме того, не следует направлять слишком большую часть исследовательского бюджета на Марс. Возможно, он и не был никогда такой жизнерадостной планетой, каким его рисуют PR-специалисты космических организаций. Возможно, это была просто покрытая коркой изо льда планета, на которой из-за извержений вулканов и падений метеоритов периодически таяли ледники.
Последнее убежище
В этом случае главной причиной для постоянного заселения Марса является страх глобальной катастрофы на Земле. Можно ли будет действительно спасти человечество при помощи внешнего убежища на Марсе, непонятно. Шансы на выживание колонии без регулярного снабжения со стороны Земли очень невелики.
Но то, что никак нельзя подвергнуть сомнению, так это историческая важность путешествия к красной планете. Фотографии людей, поднимающих в воздух марсианскую пыль, останутся в памяти целого поколения. Но достаточно ли этого для наличия необходимой политической воли?
Марсианское приключение будет стоить сотни миллиардов франков. И более дешевые запуски ракет компании SpaceX не слишком сильно снизят эти расходы. Так, финансирование становится большим испытанием, даже для невероятной на сегодняшний день коалиции из США, ЕС, России и Китая. На сегодняшний день, годовой бюджет НАСА, задающей, как и прежде, тон в космонавтике, составляет 18 миллиардов долларов. В период своего расцвета при реализации программы «Аполлон» в 60-ые годы он был в два раза больше.
Чтобы залатать эти дыры, нужна новая, весомая причина для отправки человека на Марс. Бизнес-модель, которая привлечет государственных и частных инвесторов. Или другой импульс, помимо сбора геологических проб. Пока такого мотива нет, высадка на Марс остается тем, чем она и была ранее - мечтой с большим потенциалом разочарования.
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.
Марс давно манит к себе людей. Красная планета породила немало домыслов, особенно на тему наличия на ней жизни. И вот, наконец-то момент истины настал. Первая пилотируемая экспедиция на Марс должна состояться в 2023 году. К ее подготовке приступили в Нидерландах.
Проект под названием Mars One предлагает принять участие в нем всем желающим. Правда, как предупреждает администрация проекта, возврата на Землю не будет.
Как объясняют основатели проекта, сегодня на Земле отсутствуют технологии, позволяющие обеспечить возвращение космонавтов.
Как рассказал один из руководителей Mars One Бас Лансдорп, в 2023 году с Земли к Марсу отправится ракета с четырьмя людьми на борту.
Накануне, в 2016 и 2022 годах туда же вылетят планетная база и запасы пищи, воды и воздуха.
По прибытию на Марс, люди будут заниматься научными експериментам, а также вести поиск следов присутствия внеземной жизни.
Ожидается, что будущая миссия не будет легкой. Придется решить множество проблем. Например, добывать кислород планируется из воды, что находится под поверхностью Марса, но пока достоверных водяных месторождений на планете обнаружено не было.
Кроме того, из-за сильных ветров на Марсе, спусковые аппараты могут оказаться друг от друга на значительном расстоянии. Смогут ли космонавты дойти к ним пешком, пока неизвестно.
Организаторы полета планируют провести его финансирование за счет реалити-шоу, которое будет транслироваться по телевидению.
Как ожидается, публике будет интересно наблюдать за путешествием и бытом первых «марсонавтов». Однако трансляция окончания жизни экипажа в космосе во многих странах может оказаться противозаконной.
Есть и другая строна полета. Космонавтам, которые отправятся на Марс, придется удалить или заменить на искусственные некоторые органы, чтобы защитить их от негативного влияния радиации и тяжелых заряженных частиц.
«Человек, как вид, сформировался на Земле, поэтому для дальних космических полетов он не подготовлен всем ходом своей эволюции. Для полетов к другим планетам, как бы это грешно ни казалось, организм человека следует немного доработать, усовершенствовать. У человека есть критические органы, наиболее подверженные влиянию радиации, которые перед полетом на Марс следует удалить, заменить искусственными», — сообщил заведующий лабораторией Института медико-биологических проблем РАН Вячеслав Шуршаков.
По его словам, обыденным в современном мире стала установка имплантатов на место вырванных зубов. Для участников длительных межпланетных полетов в будущем таким же естественным станет операция, например, на глазах и на мозге.
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 был 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.
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:
- «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.
- «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.
- «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.
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.
По состоянию на февраль 2019 года стало известно, что проект Mars One обанкротился, поэтому отдаём все лавры нашему победителю.
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.
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.
