Прогноз от Илона Маска: люди высадятся на Марсе через пять-десять лет. Но что их ждет и выживут ли они там?
Несколько лет назад американский миллиардер представил свой амбициозный план по колонизации Марса. Причем не где-нибудь, а на конгрессе Международной астронавтической федерации. Маск заявил: на Красной планете будет создан город-миллионник, а между Землей и Марсом будут курсировать космические "электрички".
Предложенная им транспортная система состоит из ракеты, корабля и заправочного танкера. В первые годы система сможет перевозить на Марс за один рейс 100 человек, потом до 150 - 200. Правда, тогда он считал, что первый рейс может состояться уже в 2022 году.
Компания Маска SpaceX разрабатывает ракету-носитель Starship, которая состоит из сверхтяжелой ракеты-носителя первой ступени и второй ступени Starship.
Вторая ступень функционирует как автономный космический корабль для доставки экипажа или груза на орбиту. Тут главная особенность - возможность выводить на орбиту 100 тонн груза. Прототипы корабля проходили испытания пока только в пределах земной атмосферы. И лишь последнее, состоявшееся в мае 2021 года, прошло без разрушения аппарата.
- Проблема доставки на поверхность Марса миллионного города требует не только богатой фантазии, но и ответов на конкретные технические вопросы, - говорит разработчик проектов экспедиции на Марс и Луну, ведущий конструктор по пилотируемым ракетно-космическим комплексам для высадки на Луну и "Энергия-Буран" Владимир Бугров. - И главный из них, какую массу необходимо вывести с Земли на околоземную орбиту, чтобы переселить на Марс миллион человек. В конце 50-х годов Вернер Фон Браун в своем проекте для отправки экспедиции из 70 человек на Марс предполагал собрать на околоземной орбите 38 000 тонн. Это и по сегодняшним меркам фантастика: условно говоря, по 500 т на человека.
В 1962 году Сергей Королев, разрабатывая межпланетную программу, представил экспертной комиссии вполне реалистичный проект экспедиции на Марс, в котором для отправки 3 человек предполагалось собрать на орбите искусственного спутника Земли (ОИСЗ) общий комплекс массой 500 т. Условно говоря, по 165 т на человека. За истекшие полвека эти данные сократить не удалось. Даже в проектах, ориентированных на многоразовые электрореактивные корабли. Кстати, насколько я понял, Илон Маск не предполагает возвращать людей на Землю, и начальную массу на человека можно уменьшить вдвое: до 80 т. Тогда для отправки на Марс 1 млн человек придется вывести на ОИСЗ 80 млн тонн. То есть запускать ежедневно до конца века (!) по 130 ракет с полезной нагрузкой 20 т или по 26 ракет с полезной нагрузкой 100 т.
Впрочем, практически все ученые сходятся во мнении: не техника, а именно человек самое уязвимое звено полета на Марс. Преодоление радиационных поясов остается главной из нерешенных проблем полетов в дальний космос. Даже на этапе Луны радиационная нагрузка у космонавтов будет выше, чем на орбите Земли, хотя и в пределах профессиональной нормы в отсутствие вспышек на Солнце. Однако здесь человек имеет дело уже с галактическим излучением. Частицы, обладающие очень высокой энергией, могут нанести тяжелый биологический вред. Более того, сталкиваясь с конструкциями космической станции, они формируют еще и вторичное излучение.
Так, ученые рассчитали риск радиационного облучения для экспедиции к Марсу и обратно, которая продлится два года. По их оценкам, суммарный радиационный риск в течение жизни космонавтов независимо от возраста за защитой радиационного убежища 20 г/кв. см составит 7,5%, а сокращение средней предстоящей продолжительности жизни - 2,5 года.
Как отмечают специалисты, расчет проводился для космического аппарата простой шаровой формы и находящегося внутри него стандартизованного фантома модели тела человека при условии быстрого выведения корабля на орбиту Марса с помощью жидкостного реактивного двигателя и ядерно-энергетической двигательной установки.
Понятно, что мысль ученых и конструкторов работает. Они ищут надежную защиту от радиации. Ищут решения и других проблем, связанных с длительными полетами на Луну и Марс. В частности, российские ученые занимаются созданием бортовой центрифуги короткого радиуса для космической станции.
- Это крутая тема, - сказал "РГ" директор Института медико-биологических проблем РАН академик Олег Орлов. - Если решим, то сможем нивелировать все негативные эффекты невесомости в космическом полете. Такая центрифуга может стать очень серьезным элементом комплексной системы профилактики в межпланетных полетах. Сейчас этим активно занимаются во многих космических центрах. Серьезная задача - создание стенда на орбите. Так, подготовительные расчеты обоснования такой конструкции раньше предпринимались для МКС кооперацией участников американского сегмента. Однако были приостановлены из-за высоких рисков динамического воздействия стенда на всю станцию.
Мы вместе с коллегами из РКК "Энергия" подготовили обоснование создания бортовой центрифуги в составе перспективного модуля Российской орбитальной служебной станции. Это предложение утверждено. Вообще эффективность искусственной гравитации была доказана в ИМБП еще в 70-х годах - в наземных модельных исследованиях, в полетах по программе "Бион". Полученные еще в те годы данные легли в основу нового метода лечения - гравитационной терапии.
Кстати
В Белгородском государственном технологическом университете имени В.Г. Шухова совместно с ЦПК имени Ю.А. Гагарина был разработан уникальный полимерный композит. Два образца научной аппаратуры в феврале 2022 года доставил на МКС космический грузовик "Прогресс МС-19". Их разместили возле иллюминатора в одной из кают космонавтов в российском служебном модуле "Звезда".
Это цилиндрический контейнер из полимерного композита, внутри и снаружи которого располагаются детекторы для регистрации дозы от радиационных поясов Земли и галактического космического излучения. На Втором конгрессе молодых ученых в Сочи космонавт Денис Матвеев рассказал о первых результатах испытания полимерного композита на МКС. По его словам, данные после считывания датчиков показывают, что композит действительно работает. "Те детекторы, которые были расположены внутри этого полимерного композита, набрали меньше радиации", - отметил Денис Матвеев.