что такое колонизация марса

Покорение Марса: история и будущее космических программ

Первые марсианские программы

Первой страной, решившей отправить свои космические аппараты к Марсу, стал Советский Союз.

Программы СССР

Программы США

Современные миссии

На сегодняшний день на орбите Марса работают несколько орбитальных аппаратов, которые изучают атмосферу и геологическое строение планеты.

Летом 2020-го на Марс отправились сразу несколько миссий из разных стран: США, Китая и ОАЭ.

10 февраля 2021 года на орбиту Марса вышел космический аппарат Объединенных Арабских Эмиратов «Аль-Амаль», что в переводе означает «Надежда». Зонд будет изучать атмосферу, изменение погоды в течение дня и года в разных регионах планеты, метеорологию в нижних частях атмосферы, пылевые бури, попытается найти взаимосвязь нынешнего и древнего климата Марса.

Спустя несколько часов после «Аль-Амаль» 10 февраля орбиты достигла станция еще одной страны — Китая. Спускаемый аппарат межпланетной станции «Тяньвэнь-1» должен совершить посадку на Марс в мае-июне 2021-го. Марсоход будет изучать планету сразу по нескольким направлениям. Благодаря специальному прибору, который может проникать на глубину до 100 метров, вездеход будет изучать геологическое строение и химический состав почвы. Также он будет исследовать климат, электромагнитные и гравитационные поля Марса.

19 февраля на Марс высадился ровер NASA Perseverance. Он будет искать признаки жизни, изучать грунт, исследовать климатические условия и пытаться получить кислород. Вместе с марсоходом на «красную планету» попал беспилотный вертолет Ingenuity. Он протестирует возможность летать подобным ему аппаратам на Марсе, и в случае успеха проведет съемку местности.

На Марсе с 2012 года проводит исследования еще один марсоход — Curiosity. Он уже обнаружил серу, азот, водород, кислород, фосфор и углерод, определил примерный состав почвы в районе залива Йеллоунайф, конца древней речной системы или дна озера. В этом регионе устройство проанализировало состав найденного глинистого материала, и выяснило, что он является результатом реакции пресной воды и магматических материалов. Одним словом, Curiosity доказал, что на Марсе могла быть жизнь.

Первая частная марсианская миссия

В 2016 году на международном космическом форуме в Мексике основатель SpaceX Илон Маск представил систему межпланетного транспорта, на которой люди смогут отправиться на Марс.

Система состоит из возвращаемой ракеты-носителя, самого космического корабля и танкера для дозаправки на орбите Земли. После запуска многоразовой ракеты с космическим кораблем с людьми и грузом на орбиту, ракета возвратится обратно на Землю за топливом, которое затем доставит обратно на корабль. Такая процедура будет проделана несколько раз, пока на корабле не будет достаточно топлива.

По мнению Маска, для колонизации нужен 1 млн добровольцев. Изначально планировалось, что одна ракета в течение нескольких десятков лет доставит на Марс необходимое количество людей. Но в 2020 году планы изменились: теперь Маск планирует построить 1 тыс. ракет. По плану предпринимателя, они и займутся доставкой колонизаторов и груза.

В одной ракете помещается 100 человек и 100 т груза. План по заселению Марса Маск планирует реализовать к 2050 году. Добровольцы, по словам главы SpaceX, должны быть готовы умереть, потому что эта миссия крайне опасна.

Лететь планируется на ракетах Starship, двигатель для которой был успешно протестирован в июле 2019 года. Следом начались испытания самого аппарата. Все попытки были неудачными. Ракеты взрывались или разбивались. 4 марта 2021 года прошли очередные испытания. Аппарат смог подняться на высоту 10 км и вернуться на посадочную стойку. Через несколько минут он взорвался.

Почему так сложно долететь до Марса?

Несмотря на многочисленные программы по изучению Марса, которые проводятся уже более 60 лет, полет на планету остается опасным, сложным и непредсказуемым. Почему?

При приземлении марсохода Curiosity использовалась новая технология посадки, так называемый «Небесный кран», который за счет реактивных двигателей мягко опускает аппарат на поверхность планеты.

NASA уже разрабатывает специальные костюмы, которые обеспечивают атмосферное давление не воздухом, как раньше, а сдавливанием кожи материалами, плотно прилегающими к телу. Такие скафандры весят вдвое меньше обычных и обладают высокой мобильностью.

В декабре 2020-го на вручении премии Axel Springer Award, которая присуждается выдающимся инноваторам, Илон Маск заявил, что через шесть лет у людей появится возможность высадиться на Марсе.

Кроме Илона Маска о колонизации Марса мечтает и NASA. В 2015 году агентство представило программу путешествия на «красную планету». Ее итогом должна стать высадка первого человека на Марс в 2030-х годах. Однако до этого предстоит проделать много работы: изучить поверхность Марса, разработать специальные костюмы, спроектировать ракеты и станции, в которых будет возможна безопасная посадка и многое другое.

Источник

Колонизация Марса в ближайшем будущем – красивая мечта или объективная реальность

Бесконечность Вселенной всегда волновала ученых и путешественников. Колонизация планет – это один из самых интересных вариантов прогрессивного развития общества. Речь идет не только об организации запасного плацдарма для человечества. Инициаторы таких проектов также рассчитывают получить коммерческую и политическую выгоду.

Зачем человечеству колонизировать Марс

Постепенное переселение людей на неизведанные до сих пор пространства должно послужить на благо человечества. Разработка месторождений ценных металлов окупит затраты на преодоление сверхдальних дистанций и выживание вне привычного окружения. Освоение Марса станет доказательством нашей способности автономно существовать вне родной цивилизации.

Почему именно Марс

Наличие атмосферы, ледников, геологическая структура делают возможным терраформирование – рукотворное приближение среды обитания к земной. Колонизация Марса выглядит более реалистичной, чем попытки завоевания безжизненной Луны или раскаленной Венеры с ее кислотными дождями. Длительность суток там чуть больше 24 часов. Год продолжается 687 дней, но сезоны сменяются привычным для землян образом. Это поможет переселенцам приспособиться к новому месту обитания и включиться в природный цикл.

Список целей колонизации Марса

Из-за сложности жизнеобеспечения стационарные базы более эффективны, чем заброска отдельных отрядов. В некоторых ситуациях их существование просто неоценимо:

Для достижения общей цели сильнейшие государства и коммерческие структуры объединят свои усилия. Сформируются принципиально новые общественные отношения.

Проблемы колонизации Марса

Важные и сложные задачи – это транспортировка живых организмов и материалов, обеспечение питанием, защита от радиации. Вопросов много, но не все пока решены. Поэтому лишь немногие оптимисты уверены, что скорое появление внеземных городов вообще возможно.

Доставка людей на Марс

Первый вопрос, который нужно будет решить при заселении, это как доставить первых жителей на место. При современном уровне техники полет на Марс займет около 8 месяцев. Удобный для старта момент появляется раз в два года, когда расстояние между небесными телами минимально. А значит, в случае нештатной ситуации первопроходцы не смогут получить быструю помощь.
Обшивка корабля задерживает только 5% космических лучей. Во время полета члены экспедиции получат потенциально опасные дозы облучения. Остается надеяться, что когда люди отправятся на Марс, уже будет придумана безопасная защита корпуса.

Суровые условия планеты

Но это не значит, что препятствия непреодолимы. Хотя неизвестно, как будет проходить адаптация организма к длительному пребыванию в столь жесткой среде.

С чего начать – основные задачи

На предварительном этапе подготовки к колонизации Марса необходимо подробное изучение ландшафта и имеющихся ресурсов. От этого зависит определение конкретных пунктов высадки, выбор снаряжения и технологий.

Возможные места основания колонии

Вероятно, освоение далекого мира начнется из-под его поверхности. По имеющимся данным, там есть глубокие пещеры, которые смогут защитить от опасного излучения. Если удастся соединить их туннелями и герметизировать, это избавит от необходимости пользоваться кислородными баллонами.
Оборудовать поселения лучше вблизи экватора, где температура воздуха самая высокая, например, в долине Маринера. Максимальное давление воздуха отмечено на дне впадины Эллада. Есть идея сооружать убежища в кратерах, которые изнутри покрыты слоем льда, а значит, под рукой будет источник влаги.

Жилье колонистов

В начале колонизации Марса постройки можно будет экранировать местным грунтом – реголитом. Позднее материалом для стен и препятствием для радиации станет толстый слой произведенного там же керамического кирпича.
Недавно ученые обнаружили на красной планете лавовые трубки большого диаметра. Они возникают под поверхностью после извержения вулканов и тянутся на сотни метров. Такая подземная система может стать основой для создания целого марсианского города.

На Земле лавовые трубы достигают в ширину 30 метров на Марсе этот показатель куда больше 250 метров

Источники энергии

Становление промышленной цивилизации трудно представить без энергетических ресурсов. На солнечные лучи нельзя рассчитывать из-за пыльных бурь, которые продолжаются месяцами. Надежды возлагаются на ядерную энергетику. Месторождения урана и лития, а также высокое содержание дейтерия во льду сделают рентабельным энергоснабжение от ядерных реакторов.

Производство кислорода

Атмосфера и грунт насыщены углекислым газом, запасы которого в виде сухого льда есть также на южном полюсе. Прямым разложением СО2 можно будет синтезировать необходимый для дыхания кислород. Для этого поселенцы привезут с собой фотосинтезирующие растения: сине-зеленые водоросли и планктон. Есть и другие варианты, например, применение низкотемпературной плазмы.

Добыча воды

Запасы воды, по информации с зондов, достаточно велики. На холодных полюсах сформировались ледники, а в глубине недр специалисты надеются найти подземные реки. Сканирование зондов показало, что под поверхностью южной полярной шапкой на глубине 1,5 километров есть озеро шириной в 20 км. Сама почва содержит до 6% влаги на глубине около метра. Все говорит о том, что на Марсе есть вода, но не в жидком виде, а в виде льда. Причина, по которой мы не видим ее на поверхности в том, что из-за низкого давления на поверхности вода сразу испаряется. Но есть хорошие шансы все же извлечь лед и очистить до питьевого качества. Топление льда в специальных печать станет основным способом добычи воды колонистами.

Постройки ферм

Для пополнения запасов еды планируется строительство комплексов, по функциям сходных с земными фермами. Как вариант защиты от вредного излучения, теплицы будут скрыты под верхним слоем грунта.

Выращивание фруктов в марсианской почве

Теоретически в местной почве можно выращивать растения. Но скорее всего, она окажется либо слишком кислой, либо сильнощелочной, поэтому потребуется серьезная предварительная обработка. При налаженном водоснабжении овощи и травы можно будет культивировать с помощью гидропоники.

Связь с Землей

Новоявленные марсиане не будут полностью оторваны от остального человеческого общества. Обмен информацией (связь Марса с Землей) технически осуществим, но будет происходить с задержкой от 5 до 45 минут. Для этого на орбиту вокруг Солнца запустят спутник-ретранслятор. Позднее количество орбитальных спутников позволит даже подключить поселенцев к глобальной интернет-сети.

Проект обеспечения стабильной связью, когда между планетами находится Солнце

Предложенные планы колонизации

Разнообразные проекты колонизации Марса активно обсуждаются в академических и деловых кругах. В наиболее реалистичных из них точно указывается время, когда люди уже будут жить на Марсе. Но на практике эти даты постоянно сдвигаются, как бы хорошо ни были продуманы стратегии колонизации.

План Mars One

Группа предпринимателей из Нидерландов объявила о начале создания обитаемой базы. Компенсировать расходы голландцы собираются за счет телетрансляций, освещающих процесс подготовки и все дальнейшие события. В 2024 году планируется запустить на орбиту спутник связи, а вслед за ним автоматический марсоход и грузовые корабли. В 2031 году произойдет отправка экипажа из 4 человек, но только в одном направлении, у них технически не будет шансов вернуться обратно. Затем количество первопроходцев будет возрастать.

Проект Mars One

План Илона Маска

По версии компании SpaceX во главе с Илоном Маском первая сотня колонистов появится на Марсе уже в 2022 году.

SpaceX разрабатывает многоразовые ракетные двигатели для перевозки товаров и людей в обоих направлениях. Межпланетная транспортная система обеспечит жизнедеятельность сложившейся колонии. Как бизнесмен, Илон Маск надеется на прибыль от продажи редких металлов и драгоценных камней, торговли недвижимостью и результатов уникальных экспериментов.

План NASA

В 2017 году агентство NASA опубликовало доклад о поддержке программы дальних пилотируемых полетов. В ней предусмотрены подробные исследования на МКС, в том числе изучение влияния долгого пребывания в космосе на живых существ. Затем на околоземной орбите будет смонтирована межпланетная станция. Последняя фаза будет включать непосредственно строительство сооружений и наладку коммуникации через спутник. Осуществление миссии запланировано на 2030-е годы.

У концепции переселения в чужие миры есть и противники. По их мнению, ничего особо ценного там пока не обнаружено, а свободных территорий хватает и на Земле. Многие опасаются непредсказуемых последствий встречи с неизвестными формами жизни. Но, несмотря на это, появляется все больше желающих отправиться в неизведанное и оставить след в истории.

Источник

Колония на Марсе — насколько это реально?

В прошлых статьях мы уже разобрались с космическими скоростями, эффектом Оберта и формулой Циолковского, а в этой статье мы сравним Лунную программу с колонизацией Марса и насколько реально вообще отправить на Марс высших приматов.

К слову недавно Илон Марс наш Маск заявил что собирается потратить все свои деньги на колонизацию Марса (188 млрд. долларов). Считать чужие деньги, конечно же, не прилично, но не переживайте — я сделаю всю грязную работу вместо вас.

188 Млрд долларов сегодня — это сколько Лунных программ?

На всю Лунную программу США потратили 25,4 млрд (за 10 лет). В 1970 году все государственные расходы США составляли

200 млрд (за год). Т.е. Лунная программа стоила

12% от суммарных расходов США за 1 год.
Гос. Бюджет США в 2019 году составлял

3 000 млрд. а 13% — это 390 млрд. Состояние Илона Маска 188 млрд, т.е. — у Илона Маска есть сегодня

48% от того, что США потратили на всю Лунную программу.

Получается, Илон Маск может свозить на Луну и обратно 6 человек? — нет конечно, запустить и управлять ракетой в 60-х годах и сегодня — это совершенно разные вещи. Один запуск ракеты Сатурн 5 стоил около миллиарда долларов и это было 0,5% от расходов целого государства за год.

Сегодня таких тяжелых ракет нет, но если мы сравним тупо по массе, то Сатурн 5 весил 3000 тонн на старте, а Faclon 9 весит 550 тонн, т.е. 1 Сатурн=6 Falcon. Запуск Falcon стоит 62 млн*6= 372 млн, даже без учёта инфляции вывод груза на орбиту стал в 3 раза дешевле.

В лунной программе цена ракет составляла лишь 40%, остальные расходы — это технологии жизнеобеспечения и т.п, но в данной статье я буду рассматривать в основном массу самих ракет, топлива и полезной нагрузки.

Сколько массы можно посадить на Марс за 188 Млрд. Долларов?

5,7 км/с, а у Марса есть хоть и очень разрежённая, но всё таки атмосфера и об неё можно тормозить. При первом «касании» нам нужно затормозить на

700 м/с (до второй космической скорости = 5,03 км/с), мы выйдем на орбиту Марса и сможем тормозить каждый оборот вокруг него до 3,55 км/с (1-ая КС), при меньшей скорости мы уже сойдем с орбиты и начнем «падать» на поверхность. Конечно мы можем сбросить еще несколько км/с при снижении — тормозя об атмосферу, но давайте возьмем прошлую цифру = 3,7 км/с — т.е мы начнем тормозить двигателями с 3,7 км/с до нуля. Значит масса полезной нагрузки опять уменьшится в 5,6435 раз = 4 040/5,6435=

У нас 3 000 ракет = 2 148 000 кг=2 148 тонн. Много это или мало? Ну это 596 тракторов (по 3,6 тонны) — это прилично. (Причем мы очень рано начали тормозить двигателями и на самом деле полезная нагрузка может быть в 2-3 раза больше).

596 тракторов — это сколько в обезьянах?

До Марса путь неблизкий (400 млн. км) и небыстрый (270 дней) и понадобится транспортная станция, стоить она, конечно, будет очень дорого, но её нужно построить всего 1 раз. Например, к Луне летали 3 человека, а на поверхность спускались только 2, один оставался в командном модуле на орбите Луны. И с Марсом очевидно можно сделать тоже самое, транспортную станцию не нужно сажать на Марс, а её можно бросить на орбите Солнца, через 5-6 лет она будет опять пролетать возле Земли и её можно будет использовать повторно. Её нужно будет просто «догнать», припарковать ракету и лететь на Марс с комфортом и второй полет на Марс для человека будет стоить гораздо дешевле.

Но первый то раз её всё равно придется построить. У нас 3 000 ракет, давайте разделим их на транспорт/техника для Марса/живая масса» для Марса. 1 ракета выводит 4,04 тонны на орбиту Земля-Марс, 1000 ракет=4 040 тонн (это масса 10 МКС). Но нам еще понадобится еда. Для путешествия на Марс бизнес-классом человеку понадобится 20 кг припасов каждый день (еда+вода+кислород) 20*270= 5,4 тонны, за время полета человек съест 1,5 трактора. С одной стороны много, но с другой стороны — припасы будут стоить около 80 млн. долларов на человека (и это с нулевой переработкой и без учета того, что за 270 дней урожай можно 2 раза собрать). А суммарная масса получается как у 10-ти МКС — человек по 40 то точно можно отправлять. 220 тонн припасы и 3 820 тонн станция. На МКС экипаж 5-6 человек, а тут по 4 человека на «МКС». При этом рядом еще будет лететь 8 080 тонн для Марса и ими можно прикрыться не то что от Солнечной радиации, но и вообще от всей галактики. На Марс при этом спустится 716 тонн техники и 716 тонн «живой массы».

Можно ли из 716 тонн «техники» построить колонию?

Вряд ли это можно будет назвать колонией — скорее питомник. Никакого сложного производства из такой массы не получится и если закончится скотч (или не дай бог — синяя изолента), то заказывать их придется с Земли. Но вот биологически самодостаточную колонию построить вполне реально. На самой первой атомной подводной лодке атомный реактор весил 35 тонн и выдавал мощность 10 МегаВатт.

А 10 МВт — это 120 тракторов работающих одновременно и этой энергии хватит не то что для жизнеобеспечения, но еще останется на работу техники для строительства или выкапывание чего-нибудь из под Земли Марса — и всё это за 48% от того, что потратили на Лунную программу 50 лет назад. Хотя это цена только самих ракет, без учета технологий. Но с другой стороны мы считали потребление с нулевой переработкой по 5,4 тонны на человека (20 кг в день) — каких еще технологий не хватает? Холодильника?

Честно говоря, лично меня эти цифры немного шокировали — раньше мне казалось, что колония на Марсе — это что-то на уровне Египетских пирамид — гробница для фараонов, но на самом деле ракеты сильно подешевели. Если разделить всю эту экспедицию на 40 человек — то получится по 4,5 млрд с человека. Дороговато конечно, но это далеко не Египетские фараоны, да и не гробница — это 1500 тонн, причем масса реактора 35 тонн, +30 тракторов= 100 тонн, +300 тонн припасов на год для 40 человек и остается еще тысяча тонн — этого вполне хватит для строительства домов, шахт, ферм, дорог. Еда для перелета будет стоить 80 млн, а чтобы привезти с собой на Марс еще 10 тонн груза понадобится еще

900 млн — даже миллиарда хватит для переезда на Марс.

Дак может отправить всё это на Луну?

2,6 км/с и всю её придется гасить двигателями. А при подлете к Марсу 5,7 км/с, но у него есть атмосфера и большую часть скорости можно погасить об неё. А ускорение стоит очень дорого (как мы считали вначале 3,7 км/с сжигают

85% массы ракеты) и если мы сможем затормозить об атмосферу хотя бы до 1 км/с, то полезная нагрузка будет в 2 раза больше, чем при посадке на Луну.

Вернуться с Марса сложнее (нужно 5,7 км/с), но на Марсе проще построить само производство топлива и при посадке грузов у Марса есть огромное преимущество перед Луной. И в конечном итоге — ну сожрет обезьянка 1,5 трактора, ну снюхает полтонны кислорода из топливного бака, но из 2-ух тракторов колонию всё равно не построить и их должно быть в десятки раз больше — живая масса будет составлять в любом случае лишь несколько процентов от массы техники. Поэтому пропажа 1-2-ух тракторов на их популяции никак не скажется — они от этого не вымрут и даже ничего не заметят. И всё таки экономия при посадке техники на Марс во много раз превысит расходы на транспорт Людей, по сравнению с Луной.

Честно говоря, я сам — очень сильно удивился, когда сам во всём разобрался, раньше я думал:- отправят максимум 2-3 обезьяны и опять забудут лет на 50 (а может и вообще тупо в Голливуде снимут, хотя… я бы с удовольствием посмотрел сериал с бюджетом хотя бы 300 млрд. USD (как 1 200 Аватаров. ))

но всё оказалось совсем не так. Ракеты очень сильно подешевели и даже 1 человек, хоть и самый богатый — может отправить на другую планету 1 500 Тонн. А если представить, что бюджет Лунной программы (10% от годового бюджета) потратят, и Китай, и ЕС, и Индия, а ещё и учесть массовое производство, которое в любом случае удешевит ракеты в несколько раз — то на другую планету можно реально отправить сотню тысяч тонн грузов и построить несколько городов с тысячами жителей.

Зачем вообще что-то колонизировать?

В следующих статьях поговорим о том, что нужно колонизировать в первую очередь и как сделать перелеты между планетами в 10-15 раз дешевле.

Подписывайся на канал, ставь лайк, делай колокольчик (чтобы это ни значило, просто все блогеры мечтают о колокольчике) но самое главное — это репосты, репосты это сердце интернета, это то что позволяет интернету жить. — обязательно сделай репост, а дальше будет ещё удивительней. У меня есть несколько вариантов орбитальных конструкций, которые сделают перелёты между планетами в десятки раз дешевле, не говоря уже о гравитационной электростанции.

И ещё это… слушай… братишка… есть 37 рублей на проезд? У меня украли все вещи на вокзале, даже на проезд до дома денег нету. Тут на хабре есть кнопка задонатить, если можешь, кинь рублей 30 от души душевно в душу. Спасибо братан.

Иногда, между состояниями ни жив ни мертв — я коллапсирую на твиче.

Источник

Колонизация Марса: почему до сих пор ничего не вышло

Фантасты и футурологи XX века в один голос твердили о необратимости колонизации Марса. Причем дату начала его освоения человеком называли примерно одну и ту же: первую четверть нашего столетия. Писатель Артур Кларк, например, полагал, что человек впервые ступит на Красную планету уже в 2021 году, а фантаст Айзек Азимов и вовсе предрекал, что к 2014 году между планетами установится чуть ли не регулярное сообщение беспилотных кораблей.

Но все эти пророчества не сбылись. Марс, за которым человечество столь пристально наблюдает уже более 300 лет, так и остался неприступен. Более того, по сравнению с тем, как развивалась космическая индустрия в прошлом веке, сегодня мы будто бы наблюдаем регресс. Это особенно заметно по сфере пилотируемой космонавтики.

Все основные миссии сконцентрированы на МКС, а также на запуске спутников, закладывающих, например, инфраструктурные основы для «интернета вещей» или милитаризации космоса. Последний раз нога человека ступала на Луну в далеком 1972 году, в то время как американцы торжествуют по поводу недавней успешной стыковки с МКС космического корабля Crew Dragon.

По сравнению с хроникой триумфов 60-70-х годов прошлого века все это выглядит, мягко говоря, скромно.

Но такое торможение в развитии космонавтики в целом, и в реализации пилотируемого полета на Марс в частности, — скорее связано с более сложными проблемами институционального порядка, нежели с тем, что человек просто предпочел потребление покорению космоса — «пить пиво и смотреть сериалы», как посетовал однажды писатель Рэй Брэдбери.

И дело даже не в финансировании (хотя любой проект, связанный с полетом на Марс, требует астрономических затрат) или отсутствии ярко выраженной идеологической составляющей, каковая была в эпоху холодной войны. За минувшие десятилетия наши знания о Марсе настолько расширились, что теперь на подобные миссии мы смотрим куда более реалистически, без того головокружительного воодушевления, с каким смотрели в будущее футурологи XX века. В этом смысле сама история проекта полета на Марс крайне поучительна.

От Циолковского до очарованности космосом

В научном дискурсе проблема межпланетных полетов человека впервые была поднята в работах ученого Константина Циолковского, математика Якова Перельмана и инженера Владимира Рюмина в самом начале прошлого века. Первые же эксперименты в этой области принадлежат советскому изобретателю Фридриху Цандеру, который, основываясь на теоретических расчетах своих предшественников, подготовил первый проект полета человека на другую планету.

Согласно подсчетам Цандера, для путешествия двух-трех космонавтов на Марс потребовался бы корабль массой в 400 тонн, конструкция которого должна была представлять собой комбинацию аэроплана и ракеты — на случай, если полет придется осуществлять в другой по своей плотности атмосфере.

Для обслуживания космонавтов и кораблей ученый предлагал использовать околопланетные орбитальные станции. К слову, Цандер впервые сумел экспериментально проверить возможность использования оранжерей, которые планировал разместить на борту корабля для выращивания питания космонавтам.

Впоследствии на фундаменте этих исследований была организована «Группа изучения реак­тивного движения» (ГИРД), которая в 1933 году вошла в Реактивный научно-исследова­тельский институт (РНИИ), главным инженером которого стал легендарный Сергей Королев. Осенью того же года произошел первый запуск советской ракеты «ГИРД-Х», которая, взлетев вертикально на высоту около 80 метров, разбилась. До начала Второй мировой войны ее продолжали улучшать, обкатывая на наземных и летных испытаниях.

Вместе с тем, на Западе уже в 1952 году германо-американский конструктор Вернер фон Браун опубликовал свой проект пилотируемого полета на Марс. В книге Das Marsprojekt он предложил отправить на Красную планету десять межпланетных кораблей — семь с людьми (по десять человек на каждом) и три с грузом. Фон Браун спроектировал и посадочный модуль, напоминающий самолет. Предполагалось, что космонавты смогут приземлиться на поверхность Марса как на самолете, после чего демонтируют крылья так, чтобы модуль вновь принял облик ракеты.

Конечно, первые проекты пилотируемого полета человека на другую планету были не реализуемыми в принципе. Например, сегодня мы знаем, что из-за низкой температуры (в среднем минус 62 градуса по Цельсию) и предельно разреженной атмосферы (примерно в 100 раз менее плотной, чем на Земле) совершить посадку на Марс, используя крылья самолета, невозможно.

Эти проекты скорее определили общий вектор развития, поставили новые задачи перед инженерами и превратили космическую отрасль едва ли не в самое культовое явление во всем цивилизованном мире.

Именно на пике этой всеобщей очарованности космосом, к концу 50-х — началу 60-х годов, в СССР и США сумели, наконец, сконструировать первые реальные аппараты, проложившие первые тропинки к Марсу.

14-секундное знакомство

Первые попытки посадить на планету автоматический аппарат осуществил Советский Союз в начале 1960-х годов. Правда, все они закончились провалом. «Марс 1960А» и «Марс 1960Б» не достигли планеты из-за аварий ракеты-носителя «Молния». Чуть более успешным оказался запуск станции «Марс-1», которая, несмотря на Карибский кризис, все же сумела взлететь с Байконура и подобраться к планете на расстояние в 200 тыс. км, после чего связь с аппаратом была утрачена.

В дальнейшем Советскому Союзу удалось лишь 14-секундное пребывание на Марсе: в 1971 году аппарат «Марс-3» сумел успешно приземлиться на планету, однако сильнейшая пылевая буря прервала связь с марсоходом. Много большее удалось американцам.

В 1965 году аппарат «Mariner- 4» подлетел к планете на минимальное расстояние до ее центра — 13 200 км — и сумел сделать 21 изображение с разрешением порядка одного км. Затем уже в 1971 году был запущен первый искусственный спутник планеты «Mariner-9», который доставил на Землю тысячи новых и куда более детализированных снимков.

Например, оказалось, что Марс испещрен вулканическими и тектоническими геологическими формациями, что на нем есть высохшие русла водных потоков. С того момента начались масштабные исследования атмосферы и ионосферы планеты, а также ее окружающей среды.

Наконец, в 1975 году на планету успешно приземлились две автоматические станции «Viking 1» и «Viking 2». На Землю было отправлено более 50 тыс. снимков, которые позволили составить первый картографический набросок планеты. После этого успешных марсианских экспедиций не было более 20 лет. Только в 1996 году на орбиту вышел «Mars Global Surveyor», который сумел сделать уникальные по своей четкости изображения Марса.

Сегодня в сторону планеты движется новый исследовательский аппарат «Настойчивость» (Perseverance). В случае удачи, марсоход в 2029 году передаст орбитальному кораблю первые образцы марсианского грунта, которые будут доставлены на Землю.

Это особенно важно, потому что за счет мощностей наземных лабораторий ученые смогут определить биологическое происхождение марсианской почвы, а в перспективе — хотя бы частично реконструировать историю жизни на этой планете.

В целом за 60 лет активных исследований Марса общее количество миссий на эту планету достигло 45. Из них только 19 были успешными. И это — миссии только для автоматических аппаратов. О пилотируемом полете человека мы пока не вели даже речи.

Без гравитации и связи, но с плесенью и радиацией

Дело в том, что за все время активного изучения Красной планеты человечество многое узнало не только о том, что из себя представляет сам Марс — например, какова средняя температура на поверхности планеты, какие на ней климат, гравитационное и магнитное поля, атмосфера, — но и то, с какими трудностями сопряжены путешествие и посадка на Марс.

В итоге за счет собранной информации удалось определить основные проблемы пилотируемого проекта, без решения которых освоение человеком планеты невозможно или будет сопряжено с огромными рисками. Все они так или иначе входят в одну глобальную проблему — расстояние между Землей и Марсом, которое составляет более 55 млн км. Для сравнения — между Землей и Луной пролегает чуть больше 384 тыс. км.

Такая дистанция требует совершенно особых решений для успешного полета — начиная с устройства ракеты, заканчивая предварительной медико-психологической подготовкой космонавтов и координацией всей миссии.

«Главное техническое препятствие сегодня — чисто формальное. Пока ни в США, ни в Китае, ни в РФ нет достаточно мощной ракеты, чтобы отправить на ней даже одного человека на Марс. Те ракеты, которые отправляют на планету автоматические станции, способны бросить туда около 5 т. Причем до самой поверхности планеты долетает только одна тонна. Для сравнения, полеты на Луну в 1970-х годах требовали 50-тонного космического корабля. И это, внимание, для шестидневного пути — туда и обратно. Тогда как до Марса путь займет уже многие месяцы. То есть все имеющиеся ракеты пока слишком слабы», — Владимир Сурдин, кандидат физико-математических наук, старший научный сотрудник Государственного астрономического института им. П. К. Штернберга МГУ.

Но даже если и удастся сконструировать достаточно мощный двигатель, начнутся препятствия совершенно другого порядка. Примерное время пути до Марса составит около 9 месяцев. Суммарная же длительность путешествия туда и обратно будет примерно 500 дней. То есть почти полтора года космонавтам придется провести в закрытом помещении в условиях почти полного отсутствия гравитации, с крайне примитивной и прерывающейся связью с Землей, а затем еще и в ужасающих марсианских условиях — при очень низких температурах и давлении.

Особенно много проблем — в отсутствии гравитации. «В невесомости происходит переме­щение крови из вен нижних конечностей в верхнюю часть тела, которое при­водит к переполнению кровью головы, отеку тканей в области шеи и головы и другим реакциям», — пишут, например, авторы книги «Пилотируемая экспедиция на Марс».

Иными словами, если в условиях Земли организм стремится доставить кровь и другие жидкости, преодолевая обычную гравитацию, то в космосе эти процессы продолжаются, несмотря на изменившиеся условия, что спровоцирует физиологические проблемы. Кроме того, ввиду отсутствия привычной нагрузки, человек будет терять мышечную массу и толщину костных тканей.

Помимо воздействия невесомости во время путешествия на Марс космонавт может получить чрезмерную дозу радиации, крайне опасную для работы организма.

«Если мы возьмем радиационный норматив для человека, который работает на ядерных предприятиях или на урановых рудниках, то уровень облучения равняется 1 тыс. миллизиверт. Считается, что такую не угрожающую жизни человека дозу можно получить, работая на подобном предприятии 50 лет. Так вот тот же космонавт, который работает на МКС, в год получает около 220 миллизиверт, то есть может находиться на ней безопасно, условно, в течение четырех лет. Но дело в том, что, находясь на МКС, человек защищен геомагнитным полем Земли, которое эффективно отклоняет заряженные частицы, в то время как полет на Марс будет проходить за пределами этого поля», — Вячеслав Шуршаков, заведующий отделом радиационной безопасности пилотируемых космических полетов ИМБП.

То есть, оказавшись в открытом космосе, астронавты на протяжении всего пути будут находиться под постоянным ионизирующим излучением, которое суммарно будет равняться разрешенной дозе на всю карьеру — 1 тыс. миллизиверт. Не говоря уже о том, что во время полета может произойти так называемое солнечное протонное событие — опасное проявление солнечной активности, которое может выбросить в сотни раз больше радиации, чем в невозмущенных условиях.

Полученная за полет доза радиации может привести к значительному сокращению продолжительности человеческой жизни, увеличению риска развития болезни Паркинсона и онкологических заболеваний, нарушению кратковременной памяти. К слову, поэтому считается, что женщине пока не стоит участвовать в миссии вовсе, ведь статистически продолжительность жизни женщины больше, чем у мужчины, а значит — больше рисков столкнуться с отсроченными болезнями к старости.

По словам Вячеслава Шуршакова, на сегодняшний день обсуждаются сразу несколько способов минимизации вреда ионизирующего излучения на космонавтов, например, есть идея создать вокруг космического корабля нечто подобное тому магнитному полю, которое окружает Землю и защищает человека на МКС. Также можно ввести космонавтов в летаргический сон, произвести изменения на генном уровне, сделав организм более устойчивым к радиации. Есть варианты нейрохирургического вмешательства, заранее купирующего возможные проявления болезни Паркинсона. Такие операции сегодня уже проводятся в Японии.

Но и это еще не все. Помимо психологических проблем есть сложности и с гигиеной: неясно как стирать одежду и мыться. Отсутствие же солнечного света и замкнутая влажная атмосфера — идеальная среда для образования грибков и плесени, которые опасны тем, что могут «съесть» пластиковые изоляции на борту корабля и спровоцировать аварии.

К этому добавляются еще и типичные для любых космических полетов заболевания. Авторы книги «Пилотируемая экспедиция на Марс» дают такой внушительный список: «Космическая болезнь движения, заложенность носовых пазух, запоры, головная боль, раздражение кожи и ее сухость, абсцессы, небольшие ссадины и ушибы, воспаление роговицы или ее ссадины, инфекция верхних дыхательных путей, бессонница, отит». Поэтому на борту корабля потребуется создать автономный медицинский центр. Значимыми здесь могут оказаться и технологии телемедицины.

Конечно, все эти проблемы в перспективе могут быть решены. Многое уже прорабатывается сегодня. Например, инженеры продумывают более совершенные скафандры, которые помогут человеку выжить в условиях марсианского климата, совершенствуют систему связи, чтобы улучшить координацию всего проекта, конструируют аппарат для безопасной посадки на планету. Продумывается и возможность выращивания овощей на планете, чтобы обеспечить всю команду едой. Изучаются возможные психологические проблемы долгого полета.

Но хотя человечество за минувшие годы сделало очень многое для приближения колонизации Марса, пока даже в среднесрочной перспективе не стоит рассчитывать на то, что человек ступит на эту планету.

Подписывайтесь на Telegram-канал РБК Тренды и будьте в курсе актуальных тенденций и прогнозов о будущем технологий, эко-номики, образования и инноваций.

Источник