Были ли космонавты на марсе


60 лет назад, 4 июня 1960 года, под грифом «Совершенно секретно. Особой важности» было принято постановление ЦК КПСС и Совета министров СССР «О плане освоения космического пространства на 1960 год и первую половину 1961 года».

Как правило, львиную долю внимания историков космонавтики привлекает первый пункт приложения к этому постановлению. И это вполне объяснимо. Он касался космического корабля «Восток», на котором именно что «в первой половине 1961 года» состоялся первый полёт человека в космос. И в этом плане совершенно справедливым выглядят слова, вынесенные в финал первого пункта: «Разработка спутников „Восток“ является фундаментальной задачей и укрепит за наукой и техникой Советского Союза в вопросах освоения космоса ведущее положение». 

Здесь вопросов нет — всё сбылось по «хотению» ЦК КПСС и «по велению» команды Сергея Королёва. Полёт Юрия Гагарина на космическом корабле «Восток» действительно вывел СССР в безусловные лидеры космической гонки. На долгие восемь лет — до тех самых пор, пока США не отыгрались своим пилотируемым полётом на Луну. 


Считается, что «Большая гонка», если иметь в виду пилотируемую космонавтику, на этом фактически завершилась. То, что было дальше — долговременные орбитальные станции СССР и программа «Спейс-шаттл» США, — это освоение человеком не космоса как такового, а околоземных орбит. Да и здесь было допущено столько проколов в планировании, что недавний полёт космического корабля Crew Dragon к Международной космической станции преподносится как величайшее достижение не только корпорации Space X и лично Илона Маска, но и всего человечества. Хотя по факту это лишь восстановление того, что было потеряно.

Фокус, однако, в том, что то приложение к тому давнему советскому постановлению не ограничивалось только первым пунктом. Следом шло ещё шесть. И один из них, второй по счёту, должен был стать отправной точкой для следующего этапа «Большой гонки», по сравнению с которым высадка на Луну представляется игрой в песочнице. Вот он: «Создание на базе ракеты Р-7 четырехступенчатого носителя, который позволит осуществить полеты автоматических станций к ближайшим планетам… В сентябре или первой половине октября 1960 года осуществить запуск объекта „М“ с целью достижения района Марса, фотографирования его поверхности, передачи изображения на Землю, проведения ряда научных исследований».


Сейчас это кажется обыденностью — подумаешь, долететь до Марса! Вон сколько аппаратов долетело, а американский марсоход Curiosity вообще до сих пор в строю и передаёт увлекательные картинки с поверхности Красной планеты. 

Однако по тем временам проект полёта с целью «достижение района Марса» был прорывным. Особенно если посмотреть, для чего, собственно, этот проект затевали.

Дело в том, что Королёв вообще не рассматривал Луну как приоритет и уж тем более как финал «Большой гонки». Самым важной, самой главной целью своей работы он считал пилотируемый полёт на Марс. Даже триумф Гагарина рассматривался как ступенька к грандиозному, захватывающему проекту полёта к Красной планете. 

И работа над ним началась тогда — в 1960 году. Вот что говорит об этом инженер-конструктор космической техники, ведущий конструктор комплекса «Энергия-Буран» Владимир Бугров: «В тот период в группах нашего сектора были сосредоточены все основные проектные работы по нашим первым автоматическим аппаратам. Королёв придавал им большое значение — они позволяли „прощупать“ проблемы реального межпланетного полета. При полётах автоматов к Марсу практически отрабатывались элементы будущей межпланетной экспедиции».


В том же июне 1960 года Королёв продавливает ещё одно постановление ЦК КПСС и Совмина СССР — «О создании мощных ракет-носителей». Знаменитая «лунная» ракета Н-1 в момент рождения замысла и эскизных проектов была не лунной, а «марсианской». Главной её задачей становилась доставка на орбиту блоков, из которых собирался Тяжёлый межпланетный корабль — ТМК. Группе разработчиков ТМК, куда входил и Бугров, к 1964 году удалось снизить проектный стартовый вес корабля до 378 тонн. Соответственно, для сборки ТМК на орбите было бы вполне достаточно четырёх пусков ракеты Н-1. 

Продумано было всё — тот же Бугров предложил и разработал остроумную схему аэродинамического торможения корабля в атмосфере Марса, которая, собственно, и позволила резко снизить его стартовый вес и сократить время сборки до 1 года. Группа специалистов занималась разработкой замкнутого биолого-технического комплекса, призванного обеспечить круговорот веществ, потребляемых и выделяемых экипажем — по существующей в земных условиях схеме. Была спроектирована оранжерея, где предполагалось выращивать картофель, сахарную свеклу, рис, бобовые, капусту, морковь, салат и другие культуры. Растения планировалось размещать на компактных стеллажах, разумеется, не в земле, а на гидропонике, корни же помещать в специальные капсулы, к которым подводится питательный раствор.


Словом, проект постепенно становился реальностью — в своём докладе «План освоения Марса и Венеры» Королёв буднично назвал дату первой марсианской экспедиции — 1974 год. 

Было ли это осуществимо? Вполне возможно. После полёта Гагарина президент США Джон Кеннеди сделал заявление, над которым многие тогда посмеялись: «Мы решили покорить Луну именно в этом десятилетии». На тот момент США ещё не запустили человека на орбиту.

К 1964 году задел Королёва был намного больше. По расчётам Бугрова, проект подготовки полёта на Марс был выполнен примерно наполовину. Для его полного осуществления нужно было немногое — нормальная плановая работа без авралов и резких поворотов.

Однако всё произошло с точностью до наоборот. В том же 1964 году руководство СССР, впечатлённое успехами американцев в продвижении Лунной программы, дало задание опередить Штаты именно на Луне. Марсианская экспедиция сначала забуксовала, а после смерти Королёва в 1966 году заглохла вовсе. Шанс поставить пилотируемым полётом на Марс жирную точку в «Большой гонке» был упущен безвозвратно.

 

Источник: aif.ru

До Марса сложно добраться


Основная проблема заключается в том, что до Марса невероятно сложно добраться. Именно по этой причине две трети миссий к Марсу закончились неудачей. И они все были роботизированными! Представьте, насколько это важно учитывать, если мы задумаем отправку на Красную планету людей.

Подумайте также о том, как далеко придется лететь. Даже при максимальном приближении к Земле Марс находится примерно в 150 раз дальше от нас, чем Луна. Кажется, что это не так уж и много. Но представьте, какой нужно будет иметь запас топлива. Много топлива означает большой вес. Больший вес означает, что будут нужны большие ракеты. Эти проблемы делают путешествие на Марс делом совсем другого масштаба. Это вам не относительно простой «прыжок» до Луны.

Окно возможностей

Однако это не все проблемы. Поскольку Марс находится очень далеко, и вращается вокруг Солнца с другой скоростью, нежели Земля, миссия должна быть спланирована очень точно. Инженеры миссий должны ждать лучшего «окна возможностей». Это момент, когда планеты находятся в оптимальном орбитальном положении относительно друг друга. Это важно как для полета к Марсу, так и для возвращения домой. Окно для успешного запуска открывается только один раз в несколько лет. Поэтому выбор времени старта имеет решающее значение. Кроме того, требуется время, чтобы добраться до Марса безопасно. Нужны будут месяцы или, даже, возможно, целый год для полета в один конец.

Космонавтам, когда они окажутся на поверхности Красной планеты, придется ждать, пока Земля и Марс снова займут нужные положения. Только после этого они смогут относительно быстро вернуться на Землю. Сколько времени это займет? По крайней мере полтора года.

Вопрос времени


Большая длительность полетов на Марс вызывает проблемы и в других областях. Где космонавты будут брать кислород? А как насчет воды? И, конечно же, еды? И как им обойти тот факт, что они путешествуют в космосе? Который просто пронизан солнечной радиацией и другими опасными излучениями. Добавим к этим вопросам еще проблему микрометеоритов и космического мусора, которые могут повредить космический корабль или скафандр космонавта.

Решение этих проблем задача очень сложная. Но они все равно рано или поздно будут решены. Это сделает полет на Марс вполне реальным. Защита космонавтов от опасностей космического пространства будет решена созданием космического корабля из новых прочных материалов, разработка которых уже ведется.

Источник: alivespace.ru

Дата запуска – когда запланирован первый полёт людей на Марс

Ещё 50 лет назад казалось, что путешествие на Красную планету состоится в ближайшие годы. Но до сих пор дата первого полёта на Марс конкретно не определена. Совсем недавно назывались 2016, 2018, 2020 года, сейчас год, когда люди полетят на Марс, переносится на середину тридцатых и даже пятидесятые годы. Значит ли это, что извечная мечта человечества отправить людей на Марс отодвигается на неопределённое время. Рассмотрим, что об этом думают правительства и космические агентства разных стран.


Планы России

Несмотря на трудные в экономическом плане времена, Россия остаётся великой космической державой. Роскосмос и политики не раз озвучивали проекты марсианских программ. Отечественная марсианская эпопея началась в 1996 году неудачным запуском автоматической станции «Марс-96». Именно после этой неудачи начали строиться планы пилотируемых полётов к Марсу. Раз русские первыми были в космосе, значит, они и первыми должны полететь к Красной планете.

В 2007 г. стартовала программа «Марс-500» по имитации длительного полёта на другие планеты. Многоэтапное исследование было закончено в 2011. По словам представителей Роскосмоса, были оценены психологические и физиологические факторы риска космонавтов на время полёта.

Стоит отметить, что в настоящее время Роскосмос не определяет конкретной даты пилотируемого полёта

В 2012 г. было объявлено о совместной с Украиной и Казахстаном разработке тяжёлой ракеты-носителя «Содружество». Для новой ракеты предполагается разработать комбинированный ядерно-электрический двигатель. По планам разработчиков именно эта ракета должна была обеспечить полёт людей на Красную планету. Сейчас говорится о создание этой ракеты не ранее 2020-2022 гг.


ракета носитель
Сверхтяжёлая ракета носитель Вулкан

В тоже время Роскосмос готовит новый проект сверхтяжелую ракету-носитель, по замыслу она будет летать к Луне и Марсу с 2027 года. Получается, что решение вопроса, когда россияне полетят на Марс, отодвигается на конец двадцатых – начало тридцатых годов.

Планы США

О пилотируемом полёте на Марс в США заговорили ещё до начала космической эры. Ещё в 1948 г. создатель американской ракетной техники Вернер фон Браун предложил подобный проект. Особый интерес к марсианским исследованиям вспыхнул в 1969 г. после успешной экспедиции американских астронавтов на Луну. Тем не менее на официальном уровне марсианская программа была принята только с наступлением XXI века.

ракета сатурн 5
Saturn 5

Для полётов на Марс было решено использовать модернизированную ракету-носитель «Сатурн-5». Началась разработка спускаемого модуля. Были оглашены планы запуска не позднее 2018 г. Однако, уже в 2012 г. НАСА объявило о временном прекращении финансирования проекта «Созвездие».

По словам представителей NASA: «Ориентировочная дата полёта человека на Марс состоится в 2037 году»


Стоит заметить, что космические программы в США может реализовывать не только национальное аэрокосмическое агентство, но и частные компании. Эстафету у правительственной организации по реализации пилотируемого марсианского проекта перехватила компания «SpaceX», возглавляемая миллиардером Маском.

Илон Маск определил дату первого полёта людей 2024 годом

В его пользу говорит наличие у компании самой тяжёлой на данный момент в мире ракеты-носителя «Falcon Heavy».

ракеты илона маска

А масштабные полёты планируется запускать на «Big Falcon Rocket» которая ещё в разработке.

Планы Европейского космического агентства

Основной проблемой европейского космического агентства является недостаток финансирования. По этой причине глобальные проекты ему доступны только при взаимодействии с другими организациями.

Тем не менее ЕКА был разработан уникальный проект исследования ближайших окрестностей Солнечной системы, который получил название «Аврора».

По словам пресс-службы ЕКА, люди полетят на Марс в 2033 году


Совместно с НАСА, а затем с Роскосмосом была разработана программа «Экзомарс». Эта программа появилась на свет в 2002 г. в тесном сотрудничестве с НАСА. Она заключалась в предварительной разведке Красной планеты с помощью автоматических станций и марсоходов, а затем создания технических средств, способствующих реализации пилотируемого путешествия на Марс. При этом предварительная дата полёта обозначалась 2020 годом. Программа была заморожена после неудачной высадки спускаемого аппарата в 2016 г.

Планы других стран

Многие страны мира хотят попасть в космический клуб, но не всем это позволяет развитие технологий. Относительно успешные космические запуски провели Индия и Китай.

Индия имеет ракету-носитель собственной разработки, но пока ограничивается беспилотными запусками в ближний космос. Тем не менее у правительства Индии есть проект отправки людей на Марс. В это время он разрабатывается совместно с НАСА.

Первый полёт людей Индии намечен ориентировочно на 2050 год

О китайской космической программе есть очень мало данных. Но Китай успешно завершил свои последние пилотируемые пуски на земную орбиту, начал реализацию лунной программы. Думается, что китайцы также задумываются о Марсе.

Интересную позицию занял ряд арабских стран, в частности, ОАЭ. Правительство категорически запретило своим учёным разрабатывать проекты полётов на другие планеты. Аргумент – это самоубийство, а самоубийство – страшный грех в исламе. Тем не менее имеется план пилотируемых полётов и у арабских стран.

Ориентировочная дата полёта ОАЭ намечена не ранее 2040 год

Необходимо также сказать несколько слов о проекте Нидерланд «Mars One». Это частный проект, сопровождаемый большой рекламной кампанией по всей планете, подразумевал что, когда первые люди улетят на Марс они останутся там на всю жизнь.

когда человек полетит на марс

Первоначальная дата полёта на Красную планету была определена «Mars One» 2024 годом, затем перенесена на 2027

Из-за небольшого количества привлечённых средств проект был признан банкротом в 2019 г.

Реален ли полёт человека на Марс

Многие приверженцы скорейшей отправки космической экспедиции на Красную планету указывают на успех лунных полётов 1969—1973 гг. Они не учитывают нескольких показателей.

Во-первых, луна находится относительно близко к Земле. Это экономия топлива, прочих ресурсов, отсутствие проблем длительного полёта.

Во-вторых, Луну частично прикрывает мощное земное магнитное поле, чего на пути к Марсу не будет. А значит, космонавтов ждёт губительная радиация. И это только начало проблем.

Воздействие на космонавтов

Путешествие на Марс может занять от семидесяти до трёхсот суток. Это будет зависеть от выбранной траектории полёта и расстояния между планетами. Для сравнения полёт на Луну занимает не более трёх суток. Естественно, в таком длительном путешествии возникает множество проблем.

Во-первых, это возможная нехватка, воды, кислорода и еды. Необходимо продумывать возобновляемые источники, иначе марсианский корабль станет очень тяжёлым, а членов экспедиции может ждать смерть от голода, жажды и удушья.

Во-вторых, необходимо учитывать продолжительность полёта в невесомости, что может повлечь необратимые изменения в опорно-двигательном аппарате космонавтов.

В-третьих, действие космической радиации. Земное магнитное поле в полёте уже не будет защищать членов экспедиции.

В-четвёртых, не стоит забывать и о психологических проблемах. Достаточно сказать, что полёт только к Марсу может длиться до 9 месяцев. Добавьте пребывание на планете, возвращение назад. Сколько вы сможете нормально себя чувствовать, каждый день, видя одни и те же лица. Не стоит забывать и про отсутствие нормальной связи с родной планетой и возрастающее чувство тревоги в космосе.

Технические возможности

На современном уровне развития науки и техники пилотируемый полёт людей на Марс возможен, но трудноосуществим.

Во-первых, требуется тяжёлая ракета-носитель. На данный момент земляне располагают ракетами, которые способны поднимать на орбиту не более 64 т полезного груза. Необходимо минимум 100 т.

Во-вторых, взлететь с Земли, долететь до Марса, опустится на его поверхность, снова взлететь, долететь до Земли, приземлиться. На всё это требуется более 1600 т современного ракетного топлива. Отсюда следует, что марсианский корабль возможно собрать только на орбите или на Луне, это требует определённой инфраструктуры.

В-третьих, определённой проблемой будет защита от радиации, что существенно утяжелит космический корабль и потребует дополнительного топлива.

Следует признать, правы официальные представители Роскосмоса, которые заявляет о технической невозможности пилотируемого полёта на Марс ранее конца 40-х годов XXI века. А в более далёком будущем появятся технологии для массовых полётов людей к заветной цели.

Выгоды от полёта

Выгодности для страны, которая первой отправит людей на Марс, в современном этапе выглядят довольно иллюзорными. Конечно, с дальнейшим развитием науки и техники возможна и колонизация Марса, и добыча на нём полезных ископаемых.

Но давайте не будем забывать такое слово, как престиж. Люди прежних поколений помнят, как подняли престиж СССР — запустив первый спутник, и отправив в полёт Гагарина; как поднял престиж США — отправив астронавтов на Луну.

Пятьдесят восемь лет назад человек впервые взлетел в космос. Восьмью годами позже впервые прогулялся по поверхности другого небесного тела. Но близкая и таинственная Красная планета до сих пор осталась недоступной. Она ждёт человека, который первый полетит на Марс.

Источник: MarsPlaneta.ru

Мечта о полете человека на планету Марс имеет давнюю историю, но только сегодня мы подошли к возможности ее исполнения очень близко. Во многом интерес к Марсу был связан с ожиданием встречи братьев по разуму. И хотя рассчитывать на обнаружение на Марсе разумных существ не приходится, какие-то формы жизни там, вероятно, можно отыскать. Но значение полета человека на Марс выходит далеко за пределы поиска жизни вне Земли. Важно, что Марс — единственная планета, перспективная с точки зрения ее колонизации. Существует мнение, что на Марс следует отправлять не экипаж, а автоматические станции, которые способны заменить человека-исследователя (см. «Наука и жизнь» № 4, 2006 г.; № 1, 2007 г.). Несмотря на это, работы по осуществлению полета ведутся, а в Институте медико-биологических проблем начинается эксперимент по моделированию полета. О проекте готовящейся марсианской экспедиции рассказывает Леонид Алексеевич Горшков, главный научный сотрудник РКК «Энергия», доктор технических наук, профессор, лауреат Государствен ной премии, действительный член Академии космонавтики. Один из руководителей работ по марсианской программе в РКК «Энергия». Принимал непосредственное участие в проектировании и разработке кораблей «Союз», станций «Салют», «Мир» и российского сегмента Международной космической станции (МКС). В 1994-1998 годах Л. А. Горшков был заместителем директора программы Международной космической станции с российской стороны.

Как выглядит полет человека на Марс

Перелет с орбиты Земли на орбиту Марса займет 2-2,5 года. Корабль, в котором все это время должен жить и работать экипаж, имеет массу 500 тонн, и топлива ему требуется сотни тонн. Именно масштабность задачи отличает полет человека на Марс от полетов сравнительно небольших автоматических аппаратов. Общая масса всего пилотируемого комплекса становится значительно больше, чем могут вывести на орбиту даже самые мощные ракеты-носители. Поэтому создавать гигантскую ракету для выведения с Земли всего межпланетного комплекса не имеет смысла. Проще отправлять его на околоземную орбиту по частям, из этих частей и собирать там комплекс, используя уже отработанные технологии сборки на орбите.

Полет произойдет следующим образом. За несколько месяцев комплекс соберут, и межпланетная экспедиция по гелиоцентрической орбите перелетит в окрестности Марса. Так как опускать весь межпланетный корабль на поверхность Марса нецелесообразно, в составе комплекса будет взлетно-посадочный модуль. После выхода межпланетного экспедиционного комплекса на круговую орбиту вокруг Марса в нем экипаж или его часть совершит посадку на поверхность планеты. После окончания работы на поверхности космонавты вернутся на корабль. Межпланетный экспедиционный комплекс стартует с околомарсианской орбиты к Земле и выйдет на орбиту, с которой стартовал к Марсу. На корабле возвращения экипаж спустится на Землю.

Таким образом, межпланетный экспедиционный комплекс состоит из четырех основных функциональных частей: корабля, в котором работает экипаж и размещается все основное оборудование; межпланетного буксира, обеспечивающего перелет по межпланетной траектории; взлетно-посадочного комплекса и корабля возвращения на Землю.

Основная проблема организации полета человека на Марс — обеспечить высокую вероятность благополучного возвращения экипажа. Уровень безопасности экипажа должен соответствовать российским стандартам, то есть марсианская экспедиция должна быть не опаснее, чем, например, полет на орбитальную станцию. Выполнить это требование чрезвычайно сложно.

Одним из принципиальных технических решений по межпланетному комплексу стал выбор буксира, по существу — большой ракеты с многократным включением двигателей.

Сегодня самой надежной ракетой, выводящей человека в космос, остается ракета-носитель «Союз», прекрасно работавшая всю многолетнюю историю пилотируемых полетов. Но даже и она, хоть и редко, отказывает. На этот случай предусмотрена система аварийного спасения, когда при выходе из строя ракеты-носителя пороховые двигатели уводят спускаемый аппарат с экипажем от ракеты и космонавты приземляются на поверхность Земли. Эту систему спасения уже приходилось применять при эксплуатации орбитальных станций.

Ракету «Союз» соберут на Земле и испытают с участием множества специалистов, включая группы контроля качества работ, а межпланетную ракету соберут и испытают на орбите. И она должна иметь значительно более высокую надежность, чем «Союз», так как невозможно создать систему аварийного спасения экипажа в случае отказа в процессе ее выхода на гелиоцентрическую орбиту. Поэтому для обеспечения необходимой безопасности экипажа нужны принципиально новые технические решения при выборе межпланетного буксира.

Работы над концепцией полета человека на Марс ведутся с 1960 года (см. «Наука и жизнь» № 6, 1994 г.). Первый отечественный проект корабля для посадки человека на поверхность Марса был выполнен в ОКБ-1, возглавляемом Сергеем Павловичем Королевым. Ныне это Ракетно-космическая корпорация «Энергия» им С. П. Королева. В проекте 1960 года было принято принципиально новое техническое решение: использовать для межпланетной экспедиции электроракетные двигатели (см. «Наука и жизнь» № 9, 1999 г.). Это решение РКК «Энергии» осталось неизменным для всех последующих модификаций проекта полета человека на Марс, и именно оно позволило во многом решить проблему безопасности.

Принцип работы электроракетных двигателей заключается в том, что реактивная струя, обеспечивающая тягу, создается не вследствие теплового расширения газа, как в жидкостных ракетных двигателях (ЖРД), а с помощью разгона ионизированного газа в электромагнитном поле, создаваемом бортовой электростанцией. Топливом, а точнее, «рабочим телом» станет газ ксенон.

В качестве электростанции, питающей электроракетные двигатели, в 1960 году собирались использовать ядерный реактор мощностью 7 МВт. Отдельные части корабля предполагали доставлять на орбиту тяжелой ракетой-носителем (в это время еще только начинались работы по ракете Н-1). Экипаж планировался из шести человек. После посадки на поверхность Марса оборудование собрали бы в виде «поезда», который должен был пересечь планету от одного ее полюса до другого.

В 1969 году этот проект был переработан. Мощность реактора увеличена до 15 МВт. Для повышения надежности двигательной установки вместо одного реактора запланировали три. В ходе переработки проекта пришлось умерить «аппетиты»: число посадочных аппаратов с пяти сократили до одного, членов экипажа стало четверо. В качестве ракеты-носителя решили использовать модификацию новой тяжелой ракеты Н-1 (см. «Наука и жизнь» №№ 4, 5, 1994 г.).

В 1988 году вследствие большого прогресса в создании пленочных фотопреобразователей и успехов в разработке трансформируемых ферменных конструкций ядерный реактор заменили на солнечные батареи. Одним из мотивов этого решения стало стремление сделать межпланетный экспедиционный комплекс экологически чистым. Основным достоинством такого решения была возможность многократного дублирования двигательной установки. Для доставки деталей корабля на орбиту Земли предполагалось использовать новую ракету-носитель «Энергия».

Элементы экспедиционного комплекса и состояние их разработки

Первый элемент международного комплекса — корабль, в котором работает экипаж. Он называется межпланетным орбитальным кораблем. Орбитальным — потому, что его главная функция связана с работой на орбитах межпланетного перелета. Создание этого корабля в сравнительно короткие сроки вполне реально. По своим задачам он, по существу, — аналог российского модуля «Звезда» Международной космической станции, только несколько больший по размерам. Дело в том, что на космическую станцию требуемое оборудование можно доставить на корабле «Прогресс» через два-три месяца, а у марсианской экспедиции такой возможности не будет два-два с половиной года. Поэтому все, что может понадобиться в течение всего полета, в том числе при возникновении нештатных ситуаций, нужно взять с собой и разместить на корабле.

Основные системы межпланетного корабля уже отработаны на орбитальных станциях «Салют» и «Мир». Поэтому для его постройки планируется использовать готовую документацию на многие конструктивные элементы, а главное — заводскую оснастку и технологии, имеющиеся на заводе — изготовителе корпуса модуля «Звезда» (завод Центра им. Хруничева).

Второй элемент межпланетного экспедиционного комплекса — солнечный буксир, обеспечивающий перелет по межпланетной траектории. Он состоит из двух пакетов электроракетных двигателей с системами управления, баков с рабочим телом и больших панелей с пленочными солнечными фотопреобразователями, снабжающими энергией двигатели.

Солнечный буксир также включает много уже разработанных агрегатов, конструкций и систем. Электроракетные двигатели широко используют в космической технике, и для полета на Марс требуется только несколько усовершенствовать их характеристики. Пленочные солнечные фотопреобразователи изготавливают в России для наземных нужд. А для проверки стойкости в условиях космического пространства их образцы размещали на внешней поверхности станции «Мир». Трансформируемые конструкции, на которых должны размещаться фотопреобразователи, также отрабатывали при полетах орбитальных станций. В солнечном буксире предполагается взять за основу конструкцию фермы «Софора», установленной на станции «Мир». Чтобы соединения не имели люфтов, использовали так называемый «эффект памяти формы», то есть способность некоторых материалов после нагревания принимать форму и размеры, какие были у соответствующих деталей до специально проведенной деформации.

Третий элемент межпланетного комплекса — взлетно-посадочный комплекс, в котором часть экипажа совершает посадку на поверхность Марса и возвращается обратно в корабль. Взлетно-посадочный комплекс в отличие от предыдущих элементов — совершенно новая разработка. Его аналогов в российских программах еще не было. Однако подобные задачи в российской космонавтике решались, и каких-то серьезных проблем по его созданию не видно.

И, наконец, четвертый элемент комплекса — корабль возвращения к Земле. Он имеет реальный прототип — корабль «Зонд», который разрабатывали в СССР для облета человеком Луны с входом в плотные слои атмосферы со второй космической скоростью. «Зонд-4»-«Зонд-7» совершили полеты в 1968-1969 годах с животными в кабине экипажа. Правда, от полетов человека в этих кораблях впоследствии отказались.

В чем же особенность проекта РКК «Энергия»? Почему он представляется вполне реальным? Прежде всего, из-за выбора двигательной установки межпланетного перелета. Электроракетные двигатели имеют сравнительно малую тягу, но высокую скорость истечения струи, что существенно снижает необходимые запасы топлива для межпланетных перелетов. Но самое главное состоит в том, что в отличие от всех других двигателей они позволяют обеспечить многократное резервирование. Что имеется в виду?

Для межпланетного комплекса с начальной массой порядка 1000 тонн нужно примерно 400 электроракетных двигателей тягой около 80 гс (0,8 Н) каждый. Все эти двигатели или группы двигателей работают независимо друг от друга, каждая группа имеет свою секцию баков с рабочим телом, свою систему управления, свою секцию солнечных батарей. И отказ даже нескольких групп двигателей не повлияет на межпланетный перелет. Такая двигательная установка практически не подвержена отказам. Это что-то вроде той стаи гусей, которая возила барона Мюнхаузена на Луну: любой гусь по дороге имел право устать и сойти с дистанции без вреда для всего полета.

Суммарная тяга всех двигателей составляет 32 кгс, или 320 Н. В открытом космосе корабль массой около 1000 тонн под действием этой силы приобретает ускорение 32×10-5 м/с2. Этого мизерного ускорения достаточно, чтобы при длительной работе двигателей набрать необходимую для межпланетного перелета скорость. Время движения корабля по спиральной траектории вокруг Земли составляет около трех месяцев. На этом участке траектории двигатели не работают непрерывно, они выключаются при затенении Солнца Землей. После перехода корабля на гелиоцентрическую орбиту работа двигателей продолжится.

В России уже пройден большой путь к организации первого полета человека на Марс. На орбитальных станциях «Салют» и «Мир» проверены многие элементы будущего межпланетного комплекса, проведена огромная работа по отработке систем и технологий обеспечения длительных полетов человека в космос. Ни в одной стране не накоплено такого опыта.

В настоящее время в Институте медико-биологических проблем готовится эксперимент «500 дней» по исследованию медицинских аспектов будущего полета человека на Марс. В качестве основы макета марсианского комплекса используется конструкция, созданная в 1960-х годах по инициативе С. П. Королева, на которой уже проводились исследования по программе отработки межпланетных полетов.

Название эксперимента связано с тем, что, хотя время полета человека на Марс составляет 700-900 суток в зависимости от года проведения экспедиции, первый экспериментальный «полет» на Земле будет длиться 500 дней. Первый экипаж наземного «полета» составит шесть человек, и будет он международным, из представителей разных стран.

Представляется, что американцы окончательно еще не определились с концепцией полета человека на Марс. Но, судя по публикациям, докладам на международных конференциях, они склоняются к использованию ядерных двигателей. Российские специалисты не разделяют этого подхода по многим причинам. Во-первых, испытания таких двигателей на Земле связаны с истечением мощной радиоактивной струи. Несмотря на то что существуют технические способы защиты от нее земной атмосферы, стенды отработки таких двигателей все-таки представляют определенную опасность для окружающей территории. Но самое главное заключается в том, что для ядерных двигателей недостижим такой уровень надежности, какой можно достичь, применяя многократно резервируемые электроракетные двигатели. Кроме того, использование для межпланетного перелета экологически чистых двигателей позволяет сделать межпланетный корабль многоразовым. Многоразовость очень привлекательна, когда речь идет не о единственном полете, а о программе освоения Марса.

Этап посадки на поверхность Марса наиболее критичен с точки зрения обеспечения безопасности экипажа. В отличие от солнечного буксира и межпланетного орбитального корабля взлетно-посадочный комплекс имеет гораздо меньше возможностей использовать резервные комплекты оборудования: процессы идут быстро, и подключить дублирующее оборудование не всегда возможно. Поэтому главным фактором обеспечения необходимой надежности взлетно-посадочного комплекса становится его тщательная отработка, в том числе в беспилотном режиме в реальных марсианских условиях. Никто не решится послать на Марс человека до того, как взлетно-посадочный комплекс не осуществит посадку и взлет с планеты в автоматическом режиме. Поэтому первые полеты человека к Марсу будут без посадки экипажа на его поверхность.

При первых полетах к Марсу экипаж останется на околомарсианской орбите, на поверхность спустится только телеуправляемый автоматический аппарат. Следует особо обратить внимание на этот этап исследования Марса человеком. По существу, на поверхность «спускаются» глаза и руки космонавта. В этом полете хорошо сочетаются и безопасность экипажа, и использование в полной мере опыта и интуиции ученого-планетолога, который будет проводить исследования с борта межпланетного орбитального корабля. Получается полное виртуальное присутствие человека на реальной поверхности Марса. С Земли это сделать невозможно из-за большого расстояния и запаздывания сигнала на несколько десятков минут.

Трудно найти разницу с точки зрения эффективности работы, присутствует ли человек на поверхности физически или виртуально. Разве только не остается на грунте следа подошвы ботинок космонавта. При виртуальной посадке на Марс космонавт ведет наблюдение не через иллюминатор скафандра, а через весьма совершенные видеосредства. Работает не руками в перчатках скафандра, а с помощью более тонких инструментов. Учитывая, что одна из целей экспедиций на Марс — подготовка к его колонизации, полет с виртуальной посадкой экипажа станет только первым этапом в этом процессе.

Таким образом, российский проект полета человека на Марс обладает очень важными особенностями. Во-первых, технические решения, заложенные в проект, и наличие большого задела делают полет на Марс самым дешевым из всех известных вариантов экспедиций; во-вторых, безопасность экипажа в этом полете очень высока.

Зачем лететь на Марс?

И здесь уместен вопрос: а нужен ли вообще полет человека на Марс? С одной стороны, казалось бы, все ясно: полет человека на Марс стоит дорого. Каких-то более или менее заметных благ для землян он не сулит. А на самой Земле есть много проблем, на решение которых требуются средства. Даже просто обеспечение земного населения пищей представляется более приоритетной задачей, чем полет человека на Марс.

Но, к счастью, хотя жизнь населения Земли во все времена не была благополучной, человечество никогда не руководствовалось очевидным на первый взгляд принципом «сиюминутной выгоды». Именно поэтому мы сегодня не сидим в звериных шкурах у костра возле пещеры. Исследование окрестностей собственного «дома», от Мирового океана до космического пространства, всегда было и остается одним из элементов развития цивилизации.

Но существует ли какая-нибудь прагматичная мотивация полета на Марс? Первая очевидная задача экспедиции — изучение нашей соседней планеты. Исследования Марса помогут в значительной степени прогнозировать развитие Земли, продвинуться в понимании проблемы происхождения жизни и многом другом. Они находятся в одном ряду с изучением звезд, галактик, окружающей нас Вселенной, проникновением в существо материи, изучением структуры микромира, строения атомного ядра… Все это непосредственной выгоды в ближайшее время не сулит.

Мы все живем на одной планете, и она подвержена различным глобальным опасностям, которые могут уничтожить все человечество. Например, столкновение с астероидом достаточно большой массы, безусловно, будет означать конец истории Homo sapiens. Да и сами земляне представляют опасность для самих себя. «Яйца не должны лежать в одной корзине», и организация поселений на других планетах Солнечной cистемы, и в первую очередь на Марсе, служит выходом из этой ситуации. Несмотря на то что вероятность глобальной катастрофы невелика, цена, которую может заплатить человечество за беспечность, максимальна из всего, что только можно представить. Процесс освоения планет длительный, но откладывать его начало неразумно, учитывая эту цену. Казалось бы, вполне прагматичная цель. Тем не менее многие считают вероятность глобальной катастрофы слишком низкой, чтобы признать программу освоения планет вполне обоснован ной для развертывания работ по полету человека на Марс. Но следует иметь в виду, что совокупность интересов членов общества никогда не соответствует интересам всего общества в целом.

Важен вопрос о мотивации работ по марсианской программе в России. Есть ли практические задачи, которые решит Россия, взявшись за организацию полета человека на Марс? Оказывается, есть.

Несмотря на то что динамика развития экономики России позитивна, у нее существует весьма уязвимое место — ресурсная направленность (производство и экспорт углеводородов, металлургия и т. д.), на что неоднократно обращал внимание президент Российской Федерации. Восстановить промышленность России после кризиса 1990-х годов пока не удалось. А какую промышленность надо восстанавливать прежде всего? Наверное, ту, которая использует передовые технологии, востребованные на мировом рынке. И авиакосмические технологии относятся именно к таким. По многим из них у нашей страны есть безусловный приоритет.

Восстановление промышленности имеет и социальный аспект. В создании орбитальных станций «Салют», «Мир», российского сегмента Международной космической станции, например, участвовали тысячи предприятий, работающих в самых различных регионах и городах страны. Для создания космической техники нужны не только чисто «космические» производства. Необходимы различные приборы и агрегаты, материалы и многое другое. А это все рабочие места для специалистов, использующих передовые технологии, что всегда очень важно для любой страны.

Мы уже привыкли к понятию «утечка мозгов». Утечка мозгов идет, но вроде бы ничего страшного не происходит. В действительности это только так кажется. Процесс, когда наиболее ценные кадры покидают Россию, опасен для страны, грозит самому ее существованию. Ученые покидают страну не потому, что за рубежом они получают больше денег, а прежде всего потому, что в нашей стране нет программ, в которых они нашли бы себе применение. России как воздух нужны крупные научные программы. В частности, в программе полета человека на Марс будут востребованы ученые самых различных специальностей — биологи, медики, материаловеды, физики, программисты, химики и многие, многие другие.

Можно по-разному относиться к понятию престижа страны. Но авторитет государства — это понятие в том числе и экономическое. Вспомним, как вырос авторитет США после программы «Аполлон». Полет человека на Марс, что бы ни говорили по этому поводу скептики, всегда волновал и будет волновать человечество. Реализация этой мечты многих поколений предельно престижна. Так что проект полета человека на Марс для России имеет особое значение.

Теперь о ситуации с международным сотрудничеством при организации полета человека на Марс. Очень часто можно слышать, что этот полет возможен только в широкой международной кооперации. Действительно, освоение Марса — длительный процесс, и в нем на определенных этапах станут участвовать практически все страны, обладающие соответствующими технология ми. В программе полетов на Марс будут востребованы самые различные корабли, базы, средства исследований и строительства. Национальные программы различных стран будут решать отдельные задачи освоения Марса. И каждая страна пройдет свою часть пути к этой программе.

Пока существуют разные государства, неизбежно наличие национальных программ. Каждая страна заинтересована в развитии своих передовых технологий, основанных на собственном опыте и разработках. Особенно если эти технологии востребованы на мировом рынке. Поэтому в космонавтике всегда будут соседствовать и международные и национальные программы.

Сегодня в США полет человека на Марс объявлен национальной программой. Американцы, в принципе, могут пригласить участвовать в ней и другие страны, однако за их собственные средства. Но собственные средства следует тратить с максимальной выгодой для себя. Вряд ли целесообразно делать за свои деньги какие-то элементы американской программы. Более выгодно разрабатывать ключевые технологии при полете человека на Марс, которые позволят развивать национальные программы и в дальнейшем. Например, многоразовые солнечные буксиры, ставшие одним из элементов российской концепции полета на Марс, позволят решать многие другие задачи, стоящие перед человечеством. Дело в том, что эффективные космические буксиры в перспективе во многом определят космическую стратегию, как когда-то ракеты-носители. Иными словами, Россия должна иметь собственную программу развития, а не обслуживать чужие интересы. Это ни в коей мере не мешает сотрудничеству. Системы, созданные в России, будут важны для обеспечения более широких возможностей, в том числе и американских полетов. И кооперация с различными странами по созданию отдельных элементов экспедиций, безусловно, будет.

Сотрудничество с США в первом полете человека на Марс имеет и чисто технические аспекты. Мы уважаем квалификацию американских инженеров. Но принятая американцами концепция может нас не устроить. Известен ряд американских программ, которые технически неприемлемы для российских специалистов, в том числе с точки зрения обеспечения безопасности экипажа.

Предположим, что американцы захотят осуществить какой-нибудь грандиозный марсианский ядерный проект наподобие «Фридом»* и, хотя это маловероятно, предложат России участвовать в этом проекте на паритетной основе. Ну и что нам делать? Участвовать? Или практически за те же деньги разрабатывать проект, основанный на российских технологиях, более дешевый, менее амбициозный и, как мы рассчитываем, более результативный. Представляется, что второй путь естественен: интеллектуальный потенциал и опыт разработок пилотируемых программ, особенно связанных с длительными полетами человека, у российских специалистов, во всяком случае, не меньший, чем у американцев.

Работа над марсианской экспедицией в США и в России не будет какой-то «марсианской гонкой». Каждая из стран станет разрабатывать свои ключевые технологии, которые позволят развивать свою национальную передовую промышленность и науку. Например, для организации очень результативного пилотируемого полета на орбиту Марса с виртуальной посадкой экипажа на марсианскую поверхность Россия уже имеет огромный технический и технологический задел. И очень важно использовать его в крупной научно-технической программе.

Таким образом, в России есть все для осуществления полета человека к Марсу: необходимый интеллектуальный потенциал, уникальный опыт работ по пилотируемым программам, работоспособная промышленная кооперация, необходимость инвестиций в наукоемкую промышленность с передовыми технологиями. Есть все основания рассчитывать, что в ближайшие десятилетия давняя мечта землян о полете человека на Марс наконец осуществится!

Комментарии к статье

* «Фридом» — неосуществленный, весьма амбициозный американский проект огромной орбитальной станции. Многие инженерные разработки этого проекта были использованы при создании МКС.

См. в номере на ту же тему

Марсианская экспедиция на земле. Об эксперименте «Марс-500».

Источник: www.nkj.ru


You May Also Like

About the Author: admind

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Этот сайт использует Akismet для борьбы со спамом. Узнайте, как обрабатываются ваши данные комментариев.