Что ни говори, а люди остаются неисправимыми романтиками. Кажется, совсем недавно американский миллионер Деннис Тито за $20 млн съездил в турпоездку на Международную космическую станцию, и вот у него уже новый проект – отправить семейную пару в полет к Марсу. 5 января 2018 года космический корабль должен стартовать к Красной планете, пройти мимо нее и вернуться назад. Весь полет должен занять 501 день. Специалисты, которым Тито дал задание обсчитать полет, уверены, что это вполне можно сделать уже существующими техническими средствами. Например, используя модули Dragon компании SpaceX.
Почему семейная пара? Очень просто. Полет будет мероприятием достаточно сложным в психологическом плане, поэтому лучшие кандидаты – это зрелая супружеская пара, которая уже вырастила своих детей и выработала за годы совместной жизни свой внутренний код общения. Сексуальные позывы у таких людей уже не столь значительны, зато они умеют подстраиваться под настроение партнера и всегда готовы оказать ему психологическую поддержку.
Но здесь вопрос не только в психологии. Есть гораздо более приземленные, насущные потребности, которые должны быть решены, чтобы отправить людей в полет. Это воздух, вода и пища.
Воздух – это прежде всего кислород. Отношение к потреблению человеком кислорода у ученых менялось на протяжении всего ХХ века. Вплоть до появления реальной космонавтики специалисты часто ссылались на эксперименты эпохи рождения авиации. По данным исследований 1910 года, человек в состоянии покоя потреблял всего 180 миллиграмм кислорода в минуту, то есть 250 грамм в сутки. Имеется ввиду безвозвратная потеря этого газа в ходе метаболизма. С учетом физической активности расход допускали до 350–400 грамм в сутки.
В 1967 году, уже на основании опыта космических полетов, цифры несколько скорректировались: потребление кислорода сочли целесообразным считать в 800 грамм в сутки. А по современным критериям даже до 1 килограмма в сутки, поскольку от волнения кислорода потребляется еще больше. Вот и первая цифра: на пятисотдневный полет на двоих с собой придется взять примерно 1 тонну кислорода.
Дальше вода. Перед Второй мировой войной ученые, проектировавшие межпланетные полеты, полагали, что можно будет обойтись совсем без запасов воды, поскольку она должна выделиться с потом и дыханием в процессе человеческого обмена веществ. Но это оказалось ошибкой, по современным российским критериям нужно зарезервировать 2200 грамм воды в сутки на человека – и для питья, и для приготовления пищи, которая запасается в сублимированном (то есть обезвоженном) виде.
2,2 килограмма в сутки на двоих – это 4,4 килограмма в сутки, и 2200 килограмм на 500 дней. Пища рассчитывается исходя из пропорции 1 килограмм в день на двоих – вот еще 500 кило. Итого: воздух, вода и еда, вместе с неприкосновенным запасом, – это 4 тонны груза. На самом деле не так уж и много. Космический корабль Dragon, разработанный для низких околоземных орбит, выводит 6 тонн груза. Два «дракона» – это уже 12 тонн. Технологии сборки аппаратов на орбите уже отработаны. А на низкую орбиту их должен будет поднять ракетоноситель Falcon Heavy, с грузоподъемностью 53 тонны.
Так что пища, вода и воздух не будут самой главной весовой проблемой для марсианского «полета на двоих». И даже вес клетки для влюбленной пары не представляется критическим. Главное – это топливо и, возможно, биологическая защита.
Насчет массы топлива существует много спекуляций. Ведь все привыкли видеть, как от огромной космической ракеты в итоге остается маленький спускаемый аппарат. Я не специалист по ракетной технике, поэтому обращаюсь к существующему опыту, а именно к отправке на Марс спускаемого аппарата MSL Curiosity массой 3,8 тонны, включая все модули. Это как раз те же 4 тонны кислорода, воды и пищи, что нужны нашей парочке. Так вот, от Земли их разгонял к Марсу разгонный блок Centaur, который имел полную массу 16 тонн, при этом топливо с окислителем весило 14 тонн.
Довольно много, и тем не менее MSL благополучно добрался до Марса и даже уже просверлил в нем дыру. По сути дела, Falcon Heavy сможет поднять на низкую орбиту четыре таких разгонных блока, которые смогли бы отправить в полет 16 тонн полезной массы.
Но есть еще одна проблема – это космическое излучение, от которого надо как-то защищаться. На Земле от этого потока нас защищает атмосфера и магнитное поле планеты, отклоняющее заряженные частицы к полюсам. Их взаимодействие с воздухом мы видим как полярное сияние.
В открытом космосе человек остается с излучением один на один. Поэтому еще в 60-е годы, после ряда советских и американских экспериментов, специалисты пришли к выводу, что наилучшей защитой для космонавтов был бы свинцовый экран толщиной 1 метр. Или масса воды толщиной 10 метров. Что одно, что другое сразу ставит крест на идее полета. Например, площадь сечения Dragon составляет 10 квадратных метров. Это 10 кубических метров свинца, масса которого составит 110 тонн.
Хотя не все так фатально. На корабле будет вода, топливо для торможения, всевозможные механизмы. Во время полета Curiosity к Марсу он пережил несколько мощных вспышек на Солнце. И, что примечательно, специальный прибор, RAD, установленный в корпусе, показал, что уровень излучения был многократно ниже, чем снаружи. Вот тут во всей красоте раскрывается замысел Тито, который он изложил на сайте своей организации Inspiration on Mars. Тито совсем не хочет убивать энтузиастов космонавтики. Он отправляет путешественников в максимально безопасный полет.
Прежде всего, в этом полете не предусмотрены торможение и посадка на Марсе, а значит, маневров у космического корабля будет совсем немного. Семейная пара космонавтов будет просто лететь, повинуясь законам небесной механики (так называется эта наука). Ближе к Марсу сила его тяготения изменит орбиту космического корабля, и он начнет двигаться обратно, вновь по трассе сближения с Землей. 2018 год будет годом солнечного минимума, и вероятность мощных вспышек минимальна. У космических путешественников самые высокие шансы пролететь в ста милях над Марсом и вернуться.
Остается главный вопрос: зачем все это нужно? Затем, что человечеству нужны великие свершения. Тито считает, что этот проект встряхнет Америку, ее дух первооткрывателей и прогресса. Для развития человечеству нужны новые цели. И первый полет мимо Марса – это будет старт новой гонки, как в свое время полет Гагарина. В ней будут участвовать не только государства, но и частный бизнес, и всевозможные фонды, и просто отдельные люди. Ну и, в конце концов, как в свое время ответил альпинист Джордж Мэллори на вопрос: «Зачем нужно карабкаться на Эверест?» – «Потому что он существует».
Источник: slon.ru
