| Главная » Статьи » Космос и Вселенная |
Станут ли россияне первыми марсианами?
К ПОЛЕТУ ГОТОВЫ. ПОЧТИ Очень скоро мы сможем наконец точно сказать, есть ли жизнь на Марсе. И если даже ее нет сейчас, она там будет. На 16 октября 2018 года намечен старт первой марсианской экспедиции с участием человека: именно в этот день Марс и Земля окажутся в наиболее выгодном положении для перелета. Уже известно, что экспедиция продлится 2 года и обойдется человечеству в 100 миллиардов долларов. Но кто именно полетит? Готовятся американцы, готовятся россияне, готовятся западноевропейцы. Пока каждый сам по себе. ГИГАНТСКИЙ ВОЗДУШНЫЙ ЗМЕЙ На сегодняшний день у нас в стране рассматриваются два варианта экспедиции. Один разработан Ракетно-космической корпорацией (РКК) "Энергия". Межпланетный корабль в форме гигантского воздушного змея с двумя панелями солнечных батарей (размеры каждой - 350 х 350 м) будет состоять из трех частей - жилого модуля, взлетно-посадочного модуля со взлетной ракетой для посадки на Марс и возвращения на базовый корабль и солнечного модуля - буксира для переправки корабля с околоземной орбиты на околомарсианскую и обратно. Несколько сот небольших электрореактивных двигателей, связанных в соты, приведут корабль в движение. Даже при выходе из строя половины из них остальные создадут тягу, достаточную для продолжения полета. При этом звездолет будет иметь минимальную для межпланетного полета массу (600 тонн), и его можно будет достаточно просто собрать на околоземной орбите. После чего корабль отправится по коротким траекториям к Марсу. На околомарсианской орбите от него отделится посадочный модуль, в котором часть экипажа спустится на поверхность красной планеты. Там космонавты проведут 10-30 суток, после чего на взлетной ракете возвратятся на орбитальную базу и полетят к Земле. ПЕРВЫМ ОТПРАВЯТ ГРУЗОВИК Другой вариант марсианской экспедиции предлагают специалисты НИИ тепловых процессов. Сначала в космос уйдет грузовой корабль, который доставит на околомарсианскую орбиту взлетно-посадочный модуль. Космонавты же отправятся к планете на другом корабле, оснащенном комбинированной двигательной установкой (электрореактивной малой тяги на базе солнечных батарей и жидкостными реактивными двигателями). Пилотируемый корабль доставит к Марсу экипаж из четырех человек. На околомарсианской орбите они состыкуются со взлетно-посадочным модулем. Два космонавта высадятся на планету, проведут там две недели, возвратятся к пилотируемому кораблю и вместе со всеми полетят на Землю. Масса пилотируемого корабля не превысит 570 тонн, грузового - 120 тонн. Преимущество этого проекта состоит в меньшей продолжительности полета. Благодаря использованию комбинированной двигательной установки полет к Марсу и обратно займет немногим более года, а радиационные пояса Земли будут пройдены за короткое время. Возможно, космонавтам даже не потребуется специальной радиационной защиты. В ПРИНЦИПЕ, ВСЕ У НАС ЕСТЬ Носители, способные вывести отдельные части межпланетного корабля на орбиту, уже есть. Для этого потребуются шесть пусков давно апробированных ракет типа "Энергия" (несколько таких ракет законсервировано на космодроме Байконур). Система автоматической стыковки так же отработана в ходе полетов орбитальных станций "Салют" и "Мир" (к настоящему времени выполнено более 200 автоматических стыковок) - как и опыт развертывания ферм солнечных батарей. Созданы и неоднократно работали в космосе электрореактивные двигатели. Замкнутый цикл жизнеобеспечения прошел многократную проверку на орбитальных станциях. Вся вода, выделяемая человеком, полностью утилизуется и доводится до качества повторного использования ее для питья. Система электролиза воды для получения из нее кислорода много лет успешно эксплуатировалась на орбитальных станциях "Салют" и "Мир". Замкнутый цикл по пище, требующий больших площадей, оказался неприемлем для марсианского корабля. Не оправдались надежды и на хлореллу как основной вид питания: проще запасти еду на весь полет. Тем не менее эксперименты по выращиванию растений на орбитальных станциях, по разведению рыб и птиц показали перспективность получения в межпланетном полете свежих пищевых добавок. Обитаемый модуль марсианского корабля во многом будет напоминать базовый блок орбитальной станции. Нет пока марсианского посадочного корабля, но есть богатый опыт создания и эксплуатации автоматических посадочных планетных аппаратов, а также взлетных ракет, которые в свое время стартовали с поверхности Луны. Словом, техника практически готова. ГЕНЕРАЛЬНАЯ РЕПЕТИЦИЯ Но прежде чем посланцы Земли отправятся в первое межпланетное путешествие, надо экспериментально отработать все его этапы. Испытания будут проходить в три этапа. Сначала к Марсу полетит уменьшенная модель будущего межпланетного корабля. Затем испытания в полете должна пройти его точная копия, но в беспилотном варианте. И, наконец, заключительный этап - межпланетная экспедиция с человеком. Модель, так называемый "Марс-модуль", даст возможность проверить основные технические решения, заложенные в проекте. Ее части доставят на Международную космическую станцию грузовые корабли "Прогресс", а экипаж станции смонтирует их, установит и развернет солнечные батареи. В РКК "Энергия" уже разработаны два таких аппарата - "Модуль М" и "Модуль М2". Они находятся на разных стадиях изготовления. "Начинка" модулей будет состоять из научной аппаратуры весом более тонны. Основная задача второго этапа - отработка посадки на поверхность и взлета с поверхности в автоматическом режиме. Причем для полной гарантии благополучного возвращения экипажа придется это сделать неоднократно. На этом этапе к Марсу будут отправлены точные копии кораблей. Во время пробных пусков могут проводиться и исследования Марса. Например, на его поверхность может быть доставлено несколько больших марсоходов-лабораторий, которые пройдут по различным трассам и изучат самые интересные области планеты, а также определят районы, наиболее подходящие для посадки человека. Взлетные ракеты вернутся к орбитальному модулю с образцами марсианского грунта. КТО ПОЛЕТИТ? Пока не определен состав участников марсианской экспедиции. Но ясно, что для уменьшения стоимости проекта численность экипажа должна быть минимальной. Каков же этот минимум? При спуске на поверхность планеты экипаж должен разделиться на две группы - одна пойдет на посадку, другая останется на орбите. По чисто психологическим соображениям и с точки зрения взаимопомощи в каждой группе должно быть не менее двух человек. В течение всего полета экипаж корабля должен полагаться только на себя. Примером тому - рейс американского "Аполлона-13", на борту которого при полете к Луне взорвались топливные элементы. Космонавты спаслись благодаря своим знаниям, мужеству и взаимовыручке. В идеале в составе экипажа марсианского корабля должны быть не только врачи и инженеры разного профиля, но и ученые различных направлений, иначе это будет только полет ради полета. ЛЕТЕТЬ ИЛИ НЕ ЛЕТЕТЬ? Освоение космоса - дорогое удовольствие. На эти деньги можно было бы существенно улучшить жизнь на Земле - накормить голодных, вылечить больных, оздоровить экологию. Зачем нужно посылать на Марс пилотируемую экспедицию, высаживать космонавтов? Будут ли оправданы огромные затраты и, конечно, риск, который всегда сопутствует космическим полетам? Мнения российских ученых не однозначны. ПОЛЕТ НА МАРС НЕ ОПАСНЕЕ ПОЛЕТА ВОКРУГ ЗЕМЛИ Леонид ГОРШКОВ, профессор, ведущий разработчик марсианского проекта. Основное условие любого космического проекта - благополучное возвращение экипажа на Землю. Одно из главных достоинств марсианского проекта - практически полная безопасность для космонавтов. С точки зрения возможности отказа техники экипаж корабля подвергнется не большему риску, чем при полетах на околоземную орбиту. В течение многих лет работы орбитальных станций при всей многочисленности отказов за счет резервирования систем и функций жизнь экипажа оставалась вне опасности. На нынешнем этапе развития космонавтики полет человека на Марс - не более сложное предприятие, чем в свое время экспедиция на Луну по сравнению с пилотируемыми полетами на околоземных орбитах. Длительное пребывание в невесомости, гиподинамия, изоляция и хронический стресс от воздействия враждебной окружающей среды не приведут к каким-то серьезным изменениям в организме человека. Это доказал полет российского врача-космонавта Валерия Полякова, который провел на орбите 438 суток. Серьезной проблемой во время полета может стать поддержание устойчивой связи с экипажем. Поэтому важно обеспечить максимальную автономность корабля и самостоятельность экипажа. РАДИАЦИЯ НАМ НЕ СТРАШНА Игорь МИТРОФАНОВ, заведующий лабораторией Института космических исследований РАН, доктор физико-математических наук, руководитель эксперимента. Основная проблема, которая возникнет в полете к Марсу, - защита космонавтов от галактического и солнечного космического излучения, которые значительно возрастут за пределами радиационных поясов Земли. За два года марсианской экспедиции суммарная доза радиации может в два раза превысить допустимую. Для защиты космонавтов на борту космического корабля будут созданы радиационные убежища. Разрабатываются методы активной электромагнитной защиты, изучается действие фармакологических средств. Эксперименты по защите живых организмов от ионизирующих излучений уже проводились на автоматических спутниках "Бион", и их результаты обнадеживают. В радиационном убежище космонавты будут находиться при прохождении радиационных поясов Земли. Особенность полета на двигателях с малой тягой состоит в том, что они занимают много времени. Виток за витком по раскручивающейся спирали корабль движется примерно в течение двух месяцев, набирая необходимую скорость для перехода на межпланетную траекторию. Чтобы исключить столь длительный полет космонавтов в радиационных поясах, они могут быть доставлены на корабль уже после их прохождения. Буквально пару месяцев назад выяснилось, что космонавты могут серьезно облучиться и на поверхности Марса. В начале ноября 2001 года на околомарсианской орбите начал работать американский аппарат Mars Odyssey. Первые же наблюдения, выполненные его научной аппаратурой, принесли сенсационный результат. "Автором" стал российский прибор Hand. Во время очередной солнечной вспышки он показал, что интенсивность потока нейтронов, отраженных от поверхности планеты, возросла в 400 раз! Естественный марсианский фон составляет 1 нейтрон с 1 кв.см в секунду, что значительно больше земных показателей. И вдруг скачок до 400 нейтронов! Это означает, что под возбужденным Солнцем за один день на поверхность Марса может выплеснуться годовая доза радиации. Поэтому космонавтам придется появляться на поверхности Марса только в периоды солнечного затишья. АФЕРА ВЕКА? Владимир СУРДИН, научный сотрудник Государственного астрономического института им. П.К.Штернберга (МГУ), член Международного астрономического союза и Европейского астрономического общества. С точки зрения астрономов и планетологов экспедиция людей на Марс - бессмысленная трата сил. Не будем обсуждать риск для экипажа: смельчаки всегда найдутся. Посмотрим на эту идею с точки зрения "затраты - прибыль". Это чрезвычайно дорогостоящее предприятие позволит провести краткое (две недели? год?) изучение одной крошечной области на поверхности планеты. Будут установлены метеостанции, сейсмографы, доставлены на Землю образцы грунта. Все это с гораздо меньшими затратами могут сделать автоматы. Стоимость пилотируемой и автоматической экспедиции на Марс несопоставима: экспедиция с людьми обходится почти в 100 раз дороже! Марс - хоть и небольшая, но весьма разнообразная планета. Кто может сказать, где должны высадиться космонавты - в горах или ущельях, в экваториальной пустыне или у снеговых полярных шапок? А десятки автоматических лабораторий можно разбросать по всем уголкам планеты. В сотни мест можно сбросить пенетраторы - небольшие аппараты, жестко врезающиеся в поверхность и проникающие на глубину в несколько метров. Они будут работать годами и посылать на Землю уникальную информацию без риска для людей и бюджета страны. В 1997 году американский зонд "Марс Пасфайндер" совершил мягкую посадку на Марс и доставил туда прямо-таки игрушечный самоходный аппарат "Соджорнер", который несколько месяцев чрезвычайно эффективно исследовал поверхность планеты вблизи места посадки. А сейчас на Земле уже испытаны значительно более подвижные, живучие и интеллектуальные роботы, способные к длительным автономным экспедициям на поверхность Марса. В 2003 году на Марс будут направлены два новых самоходных аппарата, значительно более оснащенные, чем "Соджорнер". А в планах на 2014-2016 годы значится доставка на Землю марсианского грунта (впрочем, не исключено, что это удастся сделать уже в 2011 году). Разреженная атмосфера Марса, с одной стороны, позволяет использовать в качестве носителя научных приборов аэростаты, а с другой - не мешает детально исследовать с орбиты поверхность планеты. В принципе, с искусственных спутников Марса (два из них - Mars Global Surveyor и 2001 Mars Odyssey - сейчас работают вблизи планеты) можно составить детальнейшую картину поверхности, на которой будут видны все бугорки размером более ладони. Именно такая задача стоит перед "Орбитальным разведчиком" (2005 Mars Reconnaissance Orbiter), который уже готовится к полету. ПОХОДИМ МИЛЛИОН ЛЕТ В СКАФАНДРАХ Заведующий отделом физики планет и малых тел Солнечной системы Института космических исследований РАН, профессор Василий МОРОЗ - Василий Иванович, что даст человечеству изучение Марса? - Прежде всего, прогноз будущего Земли. Марс находится на другой стадии эволюции, может быть, более продвинутой, чем Земля. Есть довольно обоснованная гипотеза, что миллиарды лет назад на Марсе была другая атмосфера, другой климат, более близкий к земному. Поэтому разобраться в эволюции Марса было бы очень интересно для того, чтобы спрогнозировать эволюцию Земли. Современный рельеф планеты указывает на то, что были эпохи, когда большую роль на Марсе играла воды. - Так есть ли жизнь на Марсе? - Есть там сейчас жизнь или нет, все еще неясно. Вода там есть, но не жидкая, а в форме вечной мерзлоты. То, что жидкая вода там была (а она была), вселяет большие надежды. Возможно, жизнь есть на Марсе и сейчас. Но она устроена не так, как земная. Эта жизнь должна быть спрятана на определенную глубину, ведь на поверхности действует ультрафиолетовое излучение Солнца, убивающее все живое. Известно, что на Земле бактерии существуют на очень больших глубинах, при высоких температурах и без жидкой воды. Марс - единственное место Солнечной системы, кроме Земли, где может быть жизнь. - Что будут делать космонавты на поверхности Марса? - Они будут брать образцы марсианского грунта и атмосферные пробы для последующей доставки на Землю, устанавливать сейсмо- и метеостанции, бурить, проводить электромагнитное зондирование. Для этого они должны быть снабжены марсоходом, позволяющим легко перемещаться. - Нельзя ли все это сделать при помощи автоматов: и безопаснее, и дешевле? - Вообще говоря, можно. Международная космическая станция обошлась в 100 миллиардов долларов. Экспедиция на Марс будет стоить, может быть, и больше. На эти деньги можно было бы послать сотни автоматических аппаратов. - Зачем же тогда лететь человеку? - Есть по крайней мере одна причина. Это необходимость создания внеземных баз, населенных людьми. Наиболее перспективен для этого Марс. Поскольку в прошлом атмосфера там была плотнее, а климат - теплее, может быть, в будущем, пусть и в очень отдаленном, удастся вернуть Марс в это состояние, превратить его в еще одну обитаемую планету. - Каким же образом можно изменить атмосферу Марса? - Атмосферы планет можно преобразовывать, влиять на них искусственным образом. Мы же видим, что на Земле деятельность человека приводит к изменению состава атмосферы и потеплению климата. В принципе, такие процессы можно организовать и на других планетах. Возможно, и на Марсе удастся создать атмосферу, пригодную для жизни. - Только ли Марс пригоден для устройства колоний? Чем хуже Луна или Венера? - Луна - очень маленькое тело, создавать там искусственную атмосферу - безнадежное дело, она улетит. Может быть, с Венерой можно как-то справиться, но сложнее, чем с Марсом. Венера - очень горячая планета. Температура там 500 градусов по Цельсию. Атмосфера на Венере очень густая, ее надо как-то разреживать. Давление у поверхности составляет 192 атмосферы. На Марсе, наоборот, очень холодно. Днем в самых теплых местах температура достигает и плюс 20. А ночью везде опускается до минус 80-100. Атмосфера, наоборот, слабенькая, разреженная, и состав у нее неподходящий. - Как же ее обживать? - Первый миллион лет придется ходить в скафандрах. - Все это потребует огромных ресурсов и большого времени. И возникает вопрос: а стоит ли? - Я думаю, что стоит. Мы живем на Земле не в безопасности. Встреча Земли с достаточно крупным астероидом или кометой может привести к гибели человечества. Поэтому иметь запасную планету, жить не только на Земле, но и на других планетах, было бы очень важно. Я думаю, это главное, для чего нужна пилотируемая экспедиция на Марс. УТВЕРЖДАЛИ КОСМОНАВТЫ И МЕЧТАТЕЛИ, ЧТО НА МАРСЕ БУДУТ ЯБЛОНИ ЦВЕСТИ Первый проект марсианской экспедиции был разработан еще в начале 60-х группой молодых ученых знаменитого московского ОКБ-1 и одобрен самим Сергеем Королевым. Уже тогда для полета к Марсу решили использовать электрореактивный двигатель, а в качестве источника энергии - ядерный реактор. Космический корабль предполагалось собирать на околоземной орбите из блоков, доставляемых ракетами-носителями тяжелого класса. Обитаемая часть корабля в виде цилиндрического модуля диаметром 6 м и длиной 18 м должна была состоять из четырех отсеков - жилого, лабораторного, биологического и технического. Вдоль всего модуля проходил герметичный туннель диаметром 1,5 м. Туннель служил для перехода из отсека в отсек, а также убежищем при повышенном уровне космической радиации и шлюзом для выхода космонавтов в скафандрах в разгерметизированный отсек для прогулок "на свежем космосе". Для спуска на поверхность Марса и его спутников (Фобоса и Деймоса) были разработаны специальные спусковые аппараты. На борту предполагалось создать искусственную гравитацию. Основной пищей космонавтов должна была стать питательная водоросль хлорелла. Их жизнедеятельность обеспечивал бы замкнутый экологический комплекс. Экипаж корабля планировался из шести человек. МАРСИАНСКИЕ МИФЫ - В 1877 году итальянский астроном Джованни Скиапарелли открыл на Марсе сеть правильных темных линий, назвав их каналами. Название это, механически перенесенное на другую планету из земной реальности, мгновенно приобрело права гражданства. Все тут же поверили, что эти каналы сделаны мыслящими существами. - В ХХ веке японцы обнаружили на планете яркие вспышки - появляется сообщение о световых сигналах марсиан. Так родилось предположение об атомных взрывах. У нас тут же вспомнили о Тунгусском метеорите, столкнувшемся с Землей в 1908 году, и объявили его ядерным кораблем марсиан, взорвавшимся над тайгой. - В середине 40-х американский биолог Фрэнк Солсбери связывал наблюдаемые с Земли сезонные изменения цвета и размеров отдельных участков поверхности Марса с существованием пышной растительности. Российский академик Василий Фесенков ставил под сомнение эту версию. Но не отрицал наличие на Марсе примитивных водорослей и бактерий. - В 70-х появилась гипотеза академика Иосифа Шкловского о том, что марсианские спутники Фобос и Деймос - полые, а следовательно, искусственного происхождения. Сам ученый впоследствии уверял, что он просто пошутил. Но было уже поздно: сенсация мгновенно облетела весь мир. - В начале 80-х на фотографиях поверхности Марса, полученных с космических станций, специалисты обнаружили постройки, напоминавшие комплекс египетских пирамид. - В ходе дальнейших исследований большинство мифов было развеяно. Каналы и пирамиды оказались оптическим обманом, а сезонные изменения поверхности - глобальными перемещениями пыли. Американские "Викинги" не обнаружили следов жизнедеятельности микроорганизмов. - Но в 1996 году Дэвид МакКей и его коллеги из НАСА разглядели в марсианском метеорите деталь, похожую на следы бактерии. Так что вопрос о жизни на Марсе по-прежнему открыт. Юрий ЗАЙЦЕВ, действительный академический советник Академии инженерных наук РФ, заведующий отделом Института космических исследований РАН | |
| Просмотров: 784 | |
| Всего комментариев: 0 | |