Запасная планета: грядет колонизация Марса?

Не один писатель описывал Красную планету. В сотнях книг экспедиции землян отправлялись на Марс, а некоторые даже обнаруживали живых существ. И ни один из фантастов даже не догадывался, насколько оказывался близким к реальности.
Пилотируемые миссии будоражат умы ученых Европейского космического агентства (ЕКА), России, США. Но почему многих Марс волнует намного больше, чем та же Луна, которая находится намного ближе? Апологетов полетов на Красную планету можно разделить на романтиков и прагматиков.
Куда летим?
Романтики аппелируют к извечной человеческой тяге к непознанному, познанию иных миров, поиску разумных цивилизаций. Вопрос о возможности жизни на Марсе — предмет нескончаемых споров не одного поколения людей. В 21 веке некоторую ясность в этот вопрос внесли современные летательные аппреты, которые обнаружили на ближней к нам планете признаки, которые подтверждают версию о существовании разумных организмов, а также воду. Немало информации появится после завершения миссии космического аппарата «Фобос-Грунт», который полетит к Фобосу уже в этом ноябре.
Логичен вопрос: зачем на Марс лететь людям, если всю работу можно возложить на автоматы? Прагматики считают, что без «запасного аэродрома» землянам не выжить в условиях надвигающейся опасности падающих астероидов, нехватки полезных ископаемых и энергоресурсов, проблем с экологией. Кроме того, колонизация Марса даст возможность сделать серьезный рывок в технологиях и науке, что выведет человечество на новую степень в развитии.
Очень актуальным этот шаг представляется для России, которая в последние десятилетия растеряла внушительную часть технических и научных ноу-хау. Сегодня «космической» промышленности не хватает высококвалифицированных специалистов, профессионалов высшего пилотажа.
Корабль на Марс построят не ранее 2025 года?
Кризис можно преломить только осуществляя новые проекты. К примеру, полет на Красную планету вдохнул бы свежую струю не только в космическую отрасль, но и всю промышленность России. Космонавтика вполне способна стать толчком для нового витка развития хай-тека. Несмотря на все проблемы отрасли, в том числе и недофинансирование, Россия не собирается отказываться от идеи покорять космос. Федеральное космическое агентство (Роскосмос) уже сегодня планирует два проекта, первым из которых станет полет на Марс. Хотя скептики утверждают, что корабль на Марс построят не ранее 2025 года, а сам полет можна будет совершить еще через десять лет.
Флагман отечественной космонавтики — РКК «Энергия» – работы по Марсу ведет еще с 1964 года. Именно тогда запустили первый аппарат «Зонд-1». О пилотируемых же полетах к Марсу мечтал и Сергей Королев, и нынче его эпигоны намерены воплотить эту мечту в реальность. Несколько лет назад «Энергией» был создан пилотируемый марсианский экспедиционной комплекс (МЭК). Думалось, что снабженный большим количеством ксенона (топлива), аппарат сможет доставлять экспедиции на Красную планету. Всего планируются три этапа освоения планеты: сначала испытание аппарата на ближней дистанции (полет на Луну), потом полет к Марсу, но люди не станут выходить на поверхность, а потом уже с высадкой экипажа. Выводить элементы комплекса на орбиту стали бы ракеты-носители «Протон» и «Союз», потом — усовершенствованные «Союзы-2» и ракеты «Ангара». Обслуживать сборку на орбите будут пилотируемые «Союзы», «Прогрессы», а потом новая транспортная система, которую создают в «Энергии» и которая пока не имеет названия.
Экипаж будет составлять максимум 4 человека, а полет займет примерно два года. Масса комплекса составит около 500 тонн. РКК ищет альтернативную энергетику для комплекса, поэтому в ближайших планах — работы над ядерной энергетической установкой. Это будет своего рода буксир для космоса. Создание такого космического транспортно-энергетического модуля на основе ядерного реактора и электрореактивного двигателя может быть завершено к 2020 году. Россия убедилась, что освоение дальнего космоса невозможно без ядерных энергетических установок. Над работами над ними объединились вышеназванная РКК «Энергия», Исследовательский центр имени М.Келдыша и Научно-исследовательский и конструкторский институт электротехники имени Н.Доллежаля. Первая отвечает за соединение отдельных разработок в один комплекс, второй создает ядерный реактор, последний занят разработкой электрореактивного двигателя на основе ядерных технологий. Это очень сложная работа, кроме того, постоянно возникают сложности с ее финансированием. До окончания работ проект способен освоить не менее нескольких десятков миллиардов, пока же разработчики получили на порядок меньше. Положительное же решение вопроса повлечет сокращение времени экспедиции с 2 лет до 3 месяцев, причем месяц отводится на перелет до Марса, месяц — на работу экспедиции и еще месяц на путь домой.
Поскольку разработками российских ученых уже заинтересовались в США и Европейское космическое агентство, в России задумываются об объединении работ с этими лидерами космического рынка. Пока рассматриваются варианты сотрудничества в проекте «ЭкзоМарс», с тем, чтобы использовать наш опыт и технологии в работах над ядерно-энергетическими генераторами. Ведутся переговоры от объединении «ЭкзоМарс» и «Марс-NET» и по переброске на Красную планету марсохода. Европейский и российский аппараты могли бы быть выведены в космос одной ракетой-носителем «Протон» (РН).
Марсианская экспедиция
Свой взгляд на марсианскую программу есть и у Государственного космического научно-производственного центра (ГКНПЦ) имени М.Хруничева, который является изготовителем тяжелых надежных ракет-носителей «Протон». На основе РН новых поколений «Ангаров» центр проектирует сверхмощные транспорты сверхтяжелого класса «Енисей» и «Амур» для межпланетных перелетов, в том числе и для миссии на Марс. Они способны вывезти на орбиту до 120 тонн нагрузки.
По мнению специалистов центра, экспедиция на Марс станет продолжением предыдущих программ по изучению Луны и околоземной орбиты. Работа на Марсе должна стартовать из единичных полетов и развертывания колонии на поверхности планеты. Сначала на орбиту Марса прибывает грузовой комплекс, а только потом пилотируемый комплекс с посадочно-взлетным кораблем и кораблем для возвращения домой. Марсианский комплекс должен работать на ядерном ракетном двигателе с функцией дополнительного энергоснабжения. В активном состоянии он сделает возможным перелет на Марс, в пассивном – снабдит энергией все необходимые установки.
Для осуществления всего вышеназванного ученые разрабатывают новые технологические стандарты, стараясь не отклоняться от уже имеющихся по работе над марсианской и лунной программам. Речь о модулях станции, жилых модулях, посадочно-взлетном корабле и корабле на Землю. Для из реализации планируется использование ракет на основе «Ангаров».
В ГКНПЦ также работают над созданием серии РН многоразового использования и частично многоразовых. В последнюю входят одноразовая ступень для выведения космолета на орбиту и многоразовый возвращаемый блок. Эти ракеты, разрабатываемые для полетов на Луну, выводят на орбиту до 60 тонн. Центр работает также над созданием приемлемых условий для работы и проживания людей и на других планетах, и на орбите. Разрабатываются более современные и вместительные обитаемые модули для околоземных станций и варианты орбитальной станции и базы на Луне. Станция предназначена для хранения и передачи топлива, грузов, пребывания людей, исследования спутника Земли. . А комплекс на Луне станет домом для космонавтов. Похожий комплекс будет размещен и на Марсе.
Откуда лететь?
В Роскосмосе считают, что на Марс можно отправляться с Амурской области, где строится новый российский космодром Восточный. Однако до завершения строительных работ должны быть завершены испытания пилотируемых систем, например, начиная с 2015 года на существующей инфраструктуре Байконура. Пока самое сложное — обеспечить посадку корабля на территории России при запусках с космодрома Восточный. Полагается, что этот вопрос будет решаться с помощью парашютно-реактивных систем. При этом также решаются задачи с установлением дополнительной термозащиты, увеличением полезной нагрузки, предусмотрением места для грузов, которые возвращаются на Землю.
Конкуренты не дремлют
И, хотя Россия не прочь объединить усилия для реализации такого технически сложного и дорогостоящего проекта, другие страны не рвутся поддержать наш призыв и вместе готовить экспедицию на Марс.
США не так давно свернула собственную программу Constellation (Созвездие) из-за «непомерно высоких трат» и теперь занята подготовкой пилотируемых полетов к дальним целям. Идет разработка новой тяжелой ракеты-носителя, на которой американские астронавты отправятся в 2020–2030-х годах на Марс и астероид. В НАСА уверяют, что эта ракета даст США возможность остаться в лидерах освоения космоса. Специалисты агентства продолжают свою прежнюю концепцию носителя, в котором горючее для двигателей сделано на жидком водороде и жидком кислороде. Пока ракета, в рабочем варианте названная СЗК — Системой запуска в космос, сможет вывести на орбиту до 100 тонн, в которые входит и 6-местный модуль под названием «Орион». В планах — увеличение нагрузки носителя до 165 тонн. (Ракета «Сатурн-5», которая использовалась астронавтами для освоения Луны, выводила на орбиту груз до 130 тонн, современные носители – около 25 тонн).
СЗК планирует приступить к полетным испытаниям в 2017 году, а первую экспедицию доставить в космическое пространство в 2021 году. Астронавты на астероид должны высадиться в 2025 году, а на Марс – еще десять лет спустя. В год на реализацию этого проекта НАСА тратит около 3 миллиардов долларов, вся программа разработки зашкаливает за 35 миллиардов.
Кроме того, в США планируют вернуться к разработками проекта полетов космолета «Орион», который заморозили после консервации лунной программы. Возрожденный «Орион» отправится к МКС, а не на Луну, как планировалось раньше. Этим шагом США выходит из-под сферы контроля России, так как раньше предполагалось, что отправка на МКС будет производиться на российских «Союзах».
Новая американская программа включает лучшие разработки «Созвездия». И, по словам руководства НАСА, направлена на создание новых исследовательских методик, предприятий и целых отраслей промышленности, а также рабочих мест в сферах космоса и технологий не только в США, но и по всем миру. И несмотря на перемены, цель агентства остается прежней – расширять за пределами Земли присутствие человека.
Хотя пока НАСА даже примерно не может назвать сроки высадки экспедиции на Марс, однако намекает, что работает над разработками, которые позволят провести полет к Марсу всего за несколько дней. Имеются ввиду новые двигательные установки и ноу-хау при конструировании космолетов нового поколения, а также возможность размещать в космосе склады с топливом.
Другие страны и не мечтают отправлять на Марс свои экспедиции и изучают его с помощью различных непилотируемых аппаратов. А вот Китай уже в 2013 году собирается самостоятельно с помощью носителя «Чанчжэн-3Б» отправиться к Марсу. Этот аппарат технически напоминает те КА весом около ста килограммов — «Чанъэ-1» и «Чанъэ-2», которые Пекин выводил на лунную орбиту. В ноябре «Инхо-1» — аппарат китайского производства — должен отправиться на Марс вместе носителями из нашего проекта «Фобос-Грунт».
Наземные трудности
Эксперименты на Земле, которые должны имитировать полет на Марс, несмотря даже на огромный опыт ученых (прежде всего российских) не могут решить серьезные проблемы, которые предстанут перед первооткрывателями Марса. Для начала необходимо как-то нивелировать жесткую космическую радиацию. Один «рейс» на Марс способен сократить жизни астронавтов на 2-3 года. Во время перелета каждый из членов экипажа получит около одной тысячи милизиверт облучения. Точная доза зависит от степени технологий защиты от радиации, длительности перелета, активности Солнца, уровня радиации в космосе и так далее. Но в любом случае, пребывание человека в космосе без последствий для здоровья не должно превышать трех лет. Пока этот рубеж не преодолел никто из существующих в мире астронавтов. Абсолютный же рекорд — 803 сутки — принадлежит россиянину Сергею Крикалеву.
Планы и реальность
Несмотря на все существующие наработки, огромный технический и научный потенциал России, освоение Луны и колонизация Марса могут остаться только в мечтах.
Патриарх российской космонавтики, сподвижник С.Королева, академик АН Борис Черток уверяет, что отечественная экономика деградировала во многих смежных сферах, в том числе и электронике, поэтому проекты, которые предлагает «Энергия» в нынешнем состоянии отрасли невыполнимы. Для освоение космоса необходимы срочные глобальные изменения в экономической политике страны. И как возразить человеку, который одним из первых дерзнул покорять космос?



Читайте также...