Medan kameran på det rysk-europeiska rymdfarkosten ExoMars skickade den första bilden av den röda planeten till jorden, arbetar USA med att skicka en fullvärdig bemannad expedition till Mars. Varför amerikanerna behöver det, hur mycket kommer ett sådant projekt att kosta och om Ryssland planerar att delta i det är frågor som kräver svar.
Uppgiften för en bemannad flyby på Mars sattes av president Barack Obama redan 2010. Sedan ritade han följande handlingsplan framför NASA: senast 2025, gör en bemannad flygning till en asteroid nära jorden, i mitten av 2030 -talet - till Mars, varefter ett landningsuppdrag kommer att följa. Hittills kan vi säga att NASA som helhet passar in i den planerade tidslinjen. Samtidigt planerar byrån inte bara en flyby av den röda planeten, utan ett besök på dess naturliga satellit Phobos.
Hittills har byrån identifierat sex grundläggande element som krävs för en flygning till Mars, inklusive landning. Dessa är SLS: s tunga uppskjutningsfordon, rymdfarkosten Orion, Transhebs levande modul (för flygning längs rutten Earth-Mars-Earth), en landare, ett startskede och ett solelektriskt framdrivningssystem (SEP). Enligt en av de preliminära uppskattningarna kommer 15 till 20 ton last och utrustning att behöva levereras till den röda planetens yta för att säkerställa att människor landar på dess yta första gången. NASA-representanter meddelade emellertid siffran 30 ton eller mer, med hänsyn till att vikten av den beräknade startsteget ensam kommer att vara 18 ton och landarens vikt kommer att vara minst 20 ton. För att skicka dessa element ut i rymden krävs minst 6 lanseringar av en tung / supertung bärare SLS med en bärighet på 70 till 130 ton. I ett försök att spara tid och pengar i utvecklingen och produktionen av denna "tunga lastbil" använde NASA teknik och utrustning som blev överbliven från skyttlar, inklusive motorer, bränsletank och fasta drivmedelsförstärkare "skyttlar".
Elementen i Mars-komplexet kommer att samlas i ett bunt inte i en jordbana utan vid Lagrange-punkten L-2. Den ligger en och en halv miljon kilometer från jorden, bakom månens bortre sida, med 61 500 slag. NASA kallar L-2 inget annat än en "testplats", och betonar därmed att inte bara monteringen, utan också testningen av Mars-teknik kommer att utföras där.
Amerikanska och internationella medier har upprepade gånger, bland annat med hänvisning till vissa källor i NASA, nämnt möjligheten att amerikanerna återvänder till månen som förberedelse för Mars -expeditionen. Detta är dock inte en fråga nu. Som en av de ledande amerikanska experterna inom rymdpolitik, John Logsdon, berättade för tidningen VZGLYAD, är skapandet av en månlandare inte inkluderat i NASA: s planer. Det är dock inte uteslutet att European Space Agency (ESA) kommer att besluta om flyget till månen. Och i händelse av att ESA bygger en landare kan USA delta i det europeiska månprojektet, eventuellt tillhandahålla SLS för att leverera denna modul till en naturlig satellit på jorden.
Tre steg till Mars
De mest kraftfulla startbilarna i astronautikens historia
NASA kallade sitt första steg för att "luta sig mot jorden". Det inkluderar övning av nödvändiga operationer och ackumulering av erforderlig erfarenhet i jordbana med hjälp av ISS. Dessutom, som en del av detta steg, utvecklar byrån sätt och metoder för att använda improviserade marsresurser (ISRU) för att få fram bränsle och annat nödvändigt material. Aktiviteten är ganska givande när man tänker på att startsteget på 18 ton kommer att kräva 33 ton bränsle, och NASA tänker extrahera det från koldioxid och vatten som finns på den röda planeten.
Det andra steget kallas "testplatsen", som, som redan nämnts, ligger vid punkt L-2. Med hjälp av en automatisk enhet är det planerat att fånga en närliggande asteroid, som kommer att överföras till denna punkt, där den undersöks av Orions rymdfarkostbesättning.
Det tredje steget kallades "oberoende av jorden". Vi talar redan om den direkta studien och utvecklingen av den röda planeten. Det inkluderar liv på Mars, intensiv användning av marsresurser och regelbunden överföring av vetenskaplig information till jorden med hjälp av avancerade kommunikationssystem.
Det är värt att uppehålla sig mer i rollen som "Orion". Trots att det utåt liknar en förstorad version av det klassiska rymdfarkosten i Apollo -klass (ibland kallas Orion skämtsamt "Apollo på steroider"), kommer den nya "taxin" för NASA -astronauter att återanvändas - det är planerat att använda samma nedstigningsfordon skepp upp till tio gånger. Samtidigt kännetecknas "Orion" av ökad "passagerarkapacitet" och kommer att kunna ta ombord upp till sju besättningsmedlemmar.
Men detta är inte huvuddragen i Orion. Enligt Charles Precott, vice ordförande för Orbital ATK, som utvecklar fem-segment fastbränsleförstärkare för SLS, kommer fartyget att bli en del av det interplanetära Mars-komplexet. Dess system, inklusive ett livsstödssystem (kylvätska) och skydd mot strålning, kommer att integreras i detta komplex för att öka dess tillförlitlighet.
Framgångsstatistik för rymdlanseringar i olika länder
Den uppskattade resursen för "Orion" är inte mindre än 1000 dagar. Den är utformad för att komma in i jordens atmosfär vid högre hastigheter, till exempel när man återvänder från L-2 eller Mars. Dessutom kommer fartyget att bli ett extra skydd för besättningen om något skulle gå fel. Precott gav exemplet på Apollo 13, vars besättning, efter explosionen av syretanken i kommandomodulen under flygningen till månen, räddades till stor del tack vare kylvätske- och framdrivningssystemet för månlandaren. Denna modul, även om den inte var konstruerad för att fungera under flygningen längs rutten Earth-Moon-Earth, utförde i en kritisk situation framgångsrika funktioner som var ovanliga för den.
Orions första testflygning skedde automatiskt i december 2014, då det sjösattes från Delta IV Heavy -startbilen. Nästa planeras till september 2018, Orion (fortfarande utan besättning) kommer att flyga i en cirkulär omloppsbana redan med hjälp av SLS -transportören, för vilken detta förresten blir den första lanseringen. Och rymdfarkostens första bemannade flygning - direkt till månen - är planerad till 2021–2023.
Rädsla och verklighet
Besättningar som flyger i låg jordbana skyddas från kosmisk strålning av jordens magnetfält. Astronauter som är på väg mot månen och Mars i synnerhet berövas detta skydd. Men enligt Scientific American, med hänvisning till data från Curiosity -rovern, är risken för strålning från djupet inte så stor att det blir ett hinder för genomförandet av Mars -expeditionen. Så, astronauter som spenderar 180 dagar för att komma till Mars, samma belopp för att återvända från den, och också tillbringar 500 dagar på ytan av den röda planeten, kommer att få en total dos strålning i området 1,01 sievert. Enligt ESA -standarder bör en astronaut inte ta emot mer än en sievert under alla sina flygningar. Denna dos, enligt läkare, ökar risken för cancer med 5%. NASA har strängare standarder: risken för cancer hos en astronaut under hela hans yrkesverksamhet bör inte överstiga 3%. Enligt Don Hassler, en av medlemmarna i forskningsgruppen för nyfikenhet, är dock 5% "en helt acceptabel siffra".
Scott Hubbard, tidigare ansvarig för NASA: s Mars -projekt och nu professor vid Stanford University, talade vid NASA: s överläkare Richard Williams i konferensen People to Mars (H2M) i Washington i maj, att”det finns inga hälsorisker för skulle förhindra ett bemannat uppdrag till Mars. Williams medger att det finns en hälsorisk för astronauter, men NASA är villig att acceptera det, särskilt eftersom byrån ständigt utvecklar nya sätt att mildra det. Till exempel experimenterar NASA för närvarande med ett material tillverkat av hydrerade bornitridnanorör (BNNT) som visar mycket lovande anti-strålningsegenskaper.
Men enligt Andy Weier, författaren till boken "The Martian", på grundval av vilken filmen med samma namn gjordes, skulle hans hjälte säkert få cancer under sin vistelse på ytan av den röda planeten. Vem som är närmare sanningen - forskare eller science fiction -författare, tiden får utvisa.
När, för hur mycket och med vem
NASA följer för närvarande följande schema för bemannad utforskning och utforskning av Mars. Från 2021 till 2025 planeras minst fem bemannade uppdrag till månrummet, inklusive "fångst" och studie av asteroiden. År 2033 förväntas astronauterna nå Phobos, och 2039 förväntas de kliva upp på Mars yta för första gången. En andra expedition kommer att landa på Mars 2043.
För att stödja den bemannade "överfallet" på den röda planeten från 2018 till 2046 måste minst 41 bärare av SLS-typ lanseras. Det är inte uteslutet att det kommer att vara nödvändigt att lägga till lanseringar av redan opererade bärare av Delta-4 och Atlas-5-typerna (om den senare tar emot amerikanska motorer istället för ryska och fortfarande är i drift). De kommer främst att användas för att skjuta upp automatiska fordon till Mars och Mars, som kommer att anförtros funktionen "gruvarbetare" av vetenskaplig information för att hjälpa bemannade expeditioner.
Naturligtvis kan antalet transportörer och deras typer variera beroende på de ändringar som gjorts i konfigurationen av de marsbemannade uppdragen. Det finns ett alternativ där endast 32 bärare av SLS-typ krävs (inte fem för de ovannämnda cirkulära expeditionerna): tio för att stödja ett bemannat uppdrag till Phobos, tolv för den första landningen av astronauter på Mars och tio till för den andra.
Frågan är: hur mycket kommer allt detta att kosta och kommer USA att "dra" sådana utgifter ensamma? Att skicka astronauter till Mars kostar bara en bråkdel av vad som spenderades på utveckling och produktion av den sjätte generationen F-35 stridsflygplan, enligt en grupp experter från NASA, liksom representanter för industri och akademi i USA. ledning av USA, i slutändan kan F-35-programmet kosta en biljon dollar) och kommer inte att överstiga 100 miljarder dollar. Detta är detsamma som USA hittills har spenderat på ISS -programmet. År 2024 kommer stationens flygning att slutföras och NASA kommer inte längre att spendera nästan 4 miljarder dollar årligen på sin verksamhet. Under de tio år som skiljer slutet på stationens krets runt jorden och början på uppdraget till Phobos kommer mängden sparade medel att uppgå till cirka 40 miljarder dollar, och USA måste hitta ytterligare 60 dollar miljarder för att genomföra sina marsplaner.
På tal om kostnaden för Mars -uppdraget betonar experter att det kan reduceras ännu mer om internationella deltagare är involverade i projektet. Den uppenbara frågan är: är Ryssland bland dem, som för närvarande är en av de största partnerna i USA inom rymdfältet och har en allvarlig rymdpotential (särskilt inom bemannade flyg)? Men om USA har sådana planer för Ryssland hålls de hemliga tills vidare.
I slutet av maj i år redogjorde tidningen Space News för NASA -chefen Charles Boldens åsikter om framtiden för internationellt samarbete inom rymden. Han talade om vikten av interaktion utanför atmosfären med Europa, Japan och Kina. När det gäller Kina nämnde Bolden att han skulle besöka det i slutet av sommaren och betonade att förr eller senare kommer USA och Kina definitivt att börja nära samarbeta inom rymdområdet. Listan över potentiella rymdpartners inkluderar till och med länder som Israel, Jordanien och Förenade Arabemiraten. Men Bolden sa inte ett ord om Ryssland. Kanske fanns det helt enkelt ingen anledning till detta, men en annan förklaring är möjlig: kraftigt förvärrade relationer mellan Moskva och Washington, liksom Rysslands brist på teknik och teknik för djupt utrymme (för att få tillgång till dem kan USA sätta bortsett från allmänna politiska skillnader) bidrar inte till USA: s intresse av att fortsätta sitt partnerskap med vårt land efter slutet av ISS -flykten.
Det återstår att tillägga att det, förutom det amerikanska delstaten Mars -programmet, också finns ett privat, som SpaceX tänker implementera. Chefen för detta företag, Elon Musk, tillkännagav planer på att landa Dragon -skeppet på ytan av den röda planeten 2018 och skicka dit folk 2026.
Charles Precott talade på konferensen People to Mars och talade om varför Amerika strävar efter den röda planeten:”Hopp i rymden händer bara när landets strategiska intressen ligger bakom dem. Vi ska till Mars för att vi vill visa världen vår förmåga att göra något som ingen någonsin har gjort tidigare, för att visa vårt rymdledarskap och garantera vår tillgång till den globala rymdmarknaden, som når 330 miljarder dollar i årliga intäkter. Som du kan se är förklaringen ganska enkel. Och frågan uppstår ofrivilligt: har Ryssland verkligen inga sådana strategiska intressen som kan förverkligas med hjälp av ett projekt som kostar två Sotji -OS?
