Кто долетит первым?
Российское федеральное космическое агентство (Роскосмос): «Путин сказал — Путин сделал»
Шансы на успех: 1:60
Россия анонсировала разработку сверхтяжелой ракеты «Ангара-А5В», по грузоподъемности превосходящей все существующие сегодня аналоги. Ее первый испытательный полет намечен на 2023 год, а в 2025 году ракета должна полететь в самой тяжелой конфигурации с грузоподъемностью, достаточной для межпланетных миссий. А на 2018 год, согласно указу президента Путина, был запланирован первый пилотируемый старт с космодрома «Восточный», то есть с территории России (сегодня все пилотируемые экспедиции стартуют из Казахстана).
Inspiration Mars: «А это вообще считается?»
Шансы на успех: 1:25
В отличие от проектов-конкурентов Inspiration Mars (детище первого космического туриста Дениса Тито, которому билет в космос обошелся всего в $20 млн), не предусматривает высадку астронавтов на поверхность Красной планеты. Тито решил воспользоваться удачным взаиморасположением планет, в котором они окажутся в 2021 году, чтобы снарядить миссию сразу и к Марсу, и к Венере, рассчитанную на 582 дня.
Китайское национальное космическое управление: «Пришли к шапочному разбору»
Шансы на успех: 1:100
Китаю удалось отправить первого человека в космос лишь в 2003 году, но с тех пор его космическая программа интенсивно набирает обороты. Китайцы активно строят орбитальную станцию, а к 2020 году планируют запустить свой первый марсоход. Один из тайконавтов — китайских космонавтов — участвовал в проводившемся в Москве эксперименте Марс-500, в ходе которого ученые исследовали эффекты длительной изоляции (500 дней) для подготовки к сверхдолгим космическим путешествиям. Китай планирует отправить пилотируемую экспедицию на Марс в 2040—2060-х.
SpaceX: «У них есть огромное желание и средства»
Шансы на успех: 1:5
Элон Маск твердо решил отправить человека на Марс, и его детище уже достигло зрелости. Новости о контрактах между SpaceX и NASA по доставке грузов на орбиту — лишь вершина айсберга. Активно разрабатывается многоразовая ракета-носитель с возвращаемым модулем, способным приземляться на крохотную платформу по собственному навигатору (см. «ПМ» № 8'2015). Маск обещает до конца года представить транспортный модуль для колонизации Марса. Компания разрабатывает и собственную модель скафандра.
NASA: «Продвинутые, но все же бюджетники»
Шансы на успех: 1:80
После прекращения полетов шаттлов в 2011 году NASA разрабатывает совершенно новую систему доставки астронавтов и грузов на далекие орбиты. Это откроет новые возможности для очередного витка по освоению космоса. Массивная ракета Space Launch System будет использована для отправки космических кораблей нового класса «Орион» к ближайшим астероидам. Такие миссии помогут получить новые знания и освоить навыки, столь необходимые для путешествия на Марс. По планам агентства, первая экспедиция на соседнюю планету состоится в 2030-х годах.
Mars One: «Ничего личного, только шоу-бизнес»
Шансы на успех: 1:15
Этот проект предлагает билет на Марс в один конец и финансируется за счет рекламных доходов реалити-шоу. Авторы проекта обещают начиная с 2020 года совершить несколько беспилотных полетов, чтобы отработать технологии и построить марсианскую базу. Запуск первой пилотируемой миссии намечен на 2026 год. К сожалению, все это выглядит весьма неправдоподобно.
Марсианское общество: «При всей невероятности план продуман в деталях»
Шансы на успех: 1:9
План Mars Direct включает две стадии. Сначала на Марс отправится беспилотный корабль, который по прибытии начнет накапливать запас топлива на обратный путь за счет взаимодействия водорода с марсианской атмосферой. Следом прибудет корабль с астронавтами, который привезет с собой обитаемые модули. Закончив исследование, все отправятся домой на первом корабле, законсервировав базу для следующих посетителей. Через несколько миссий на планете можно будет основать первое внеземное поселение.
Европейское космическое агентство: «У европейцев и других проблем хватает»
Шансы на успех: 1:300
Ученые Старого света ведут несколько совместных космических проектов с Россией. В их планы входит отправка к Марсу орбитального аппарата в 2016 году и марсохода в 2018-м. Никто всерьез не рассматривает Европу в качестве лидера марсианской гонки.
Кого запрячь в звездную колесницу?
Солнечный парус. Излучаемые Солнцем фотоны хоть и не обладают массой, но создают в космосе тот же эффект, что и ветер на Земле. Они бомбардируют космический корабль, так что NASA приходится учитывать влияние солнечного ветра при расчете траекторий полетов. Но почему бы не использовать это явление с пользой? Нужно всего лишь сконструировать достаточно прочный и большой космический парус, который придаст кораблю требуемый импульс, не расходуя при этом ни капли драгоценного топлива. Его вполне можно скроить из специальных углеродных волокон или из усиленного алюминием майлара (лавсана).
Ядерный ракетный двигатель. Можно использовать атомный реактор для нагрева водорода до очень высокой температуры, чтобы струя стремительно расширяющегося газа, вырываясь из узких сопел, создавала реактивную тягу. Данный принцип похож на работу современного химического двигателя, но при этом сжигается в два раза меньше топлива.
Ионный двигатель. Эта технология в десять раз эффективнее традиционного двигателя на химическом топливе. В процессе работы ионизированные атомы ксенона ускоряются в электрическом поле и выталкиваются в открытый космос. Идеальный двигатель для путешествий на большие расстояния в космосе способен сослужить хорошую службу и в полете на Марс.
Космические овощи
Как прокормить целую группу космонавтов во время трехлетней экспедиции на Марс? Поистине задача не из легких. Как рассказал Даг Минг, специалист Марсианской научной лаборатории NASA, агентство исследует возможность выращивать еду как на поверхности Красной планеты по прилете, так и на пути к ней. Инженеры уже составили список из двадцати трех культурных растений, которые после небольшой модификации смогут обеспечить путешественникам сбалансированное питание и дадут им достаточно сил для успешного выполнения миссии. В «звездное» меню попали морковь, грибы, лук, горох, арахис, соевые бобы, батат и даже клубника.
Перед тем как оказаться на столе у космонавтов, растения послужат для поддержания достаточного уровня кислорода в искусственной атмосфере их космического жилища. Некоторые виды можно приспособить к стесненным условиям корабля с помощью генной инженерии: к примеру, уменьшить привычную земную 1,2-метровую высоту пшеничных колосков.
Плодородных почв на Марсе нет, вода в грунте тоже практически отсутствует. Внеземная среда совершенно непригодна для земледелия, так что первый урожай, похоже, придется взращивать гидропонным методом. По расчетам ученых, со временем почву Марса удастся приспособить к потребностям земных растений. Для этого потребуется как следует ее удобрить, и, к счастью, космонавты привезут с собой все необходимое. В человеческой урине уже содержится достаточно азота, которого так не хватает марсианской почве, а также фосфора и калия. Эти необходимые растениям микроэлементы можно извлекать из отходов жизнедеятельности астронавтов, а отфильтрованную воду снова использовать в хозяйственных целях.
Да разве это жизнь?
Если людям удастся пережить перелет, то по прибытии их подстерегает множество других опасностей.
В марсианских сутках на 40 минут больше по сравнению с земными. Скажете, ничего страшного? Земные циркадные ритмы первых жителей Красной планеты быстро собьются, а вместе с ними могут измениться и продолжительность сна, гормональная регуляция и даже температура тела. Нивелировать данный эффект можно с помощью светотерапии.
Находясь в космосе без защиты атмосферы, люди получают примерно в 20 раз большую дозу радиации, чем на Земле. Радиация увеличивает риск развития рака, а также может привести к необратимым (и пока мало изученным) изменениям в сердце, мозге, костной ткани и внутренних органах. Планируется, что Скотт Келли и российский космонавт Михаил Корниенко, прибывшие на МКС 28 марта 2015 года, проведут на орбите год и их миссия позволит подробнее изучить влияние длительного пребывания в космосе на человеческий организм. По предположениям ученых, в худшем случае радиация может привести к снижению умственных способностей космонавтов. Чтобы свести риск к минимуму, необходимо максимально сократить продолжительность перелета. Когда космонавты окажутся на Марсе, атмосфера планеты заблокирует часть губительного космического излучения, а рабочие и жилые модули еще сильнее снизят получаемую космонавтами дозу. Согласно стандартам NASA, облучение, полученное путешественниками за все время нахождения в космосе, не должно увеличить риск заболевания раком более чем на 3%. Первые люди, достигшие Красной планеты, за трехлетнюю поездку получат пожизненную дозу, и, когда они вернутся на Землю, путь в космос для них будет навсегда закрыт.
Специальное подразделение NASA по планетарной защите зорко следит за тем, чтобы живые организмы с одной планеты не попали на другую. Первый этап такой защиты требует полной стерилизации внешней поверхности космического корабля от земных микроорганизмов. Вторая ступень защиты подразумевает сбор всех отходов жизнедеятельности во время миссии и сброс их за борт корабля в открытый космос, только после того, как он покинет чужую планету. Помимо этого необходимо защитить самих космонавтов от возможного заражения марсианским гриппом или, чего хуже, неизвестной земной науке болезнью. По возвращении на Землю корабль обязательно подвергнется стерилизации, а экипаж еще по пути домой должен будет пройти ряд проверок. И лучше бы ни одна из них не дала положительного результата, ведь у NASA до сих пор нет внятного плана на случай занесения внеземных инфекций. Разработку экстренного протокола необходимо завершить еще до начала экспедиции на Марс, чтобы потом не пришлось принимать поспешных решений в кризисной ситуации. В противном случае суровая реальность будет диктовать свои правила: по законам военного времени любой зараженный корабль тут же отправляют туда, откуда он прибыл. Так что несчастным пациентам придется искать медицинской помощи у марсианских врачей.
Все о новых технологиях и изобретениях!