Forum Art Cafe

Миссия на Марс

Хотели бы вы для возможности наблюдать восход Солнца над марсианским вулканом Олимп или, может быть, для прогулки по огромной марсианской равнине Vastitas Borealis записаться в команду пилотов на Марс, зная, что имеете билет только в один конец?

Этот вопрос задали Дирк Шульце-Макуш из Университета Вашингтона и физик-космолог Пол Дэвис из университета штата Аризона, утверждая, что именно такой односторонний пилотируемый полет возможен на Марс. В статье «Чтобы смело идти: билет в один конец - миссия на Марс» авторы пишут, что, хотя это технически возможно, пилотируемый полет на Красную планету туда и обратно вряд ли будет осуществлен в ближайшее время - в основном потому, что технология полета на Марс с последующим возвращением экипажа очень сложная, как в плане финансовых ресурсов, так и технически. И потому, что наибольшая часть расходов связана с безопасным возвращением экипажа и корабля на Землю, они рассуждают, что пилотируемая миссия на Марс только в один конец не только сократит расходы в несколько раз, но и станет началом долгосрочной колонизации планеты человеком. Марс на сегодняшний день является наиболее перспективной планетой для создания форпоста человечества в космосе. Так как он во многом похожа на Землю и, самое главное, обладает нужной гравитацией, атмосферой, водой и углекислым газом, вместе с рядом необходимых минералов. Являясь одной из ближайших к Земле (после Венеры) планетой, Марс привлекает и тем, что время полета к нему займет около шести месяцев при условии использования наиболее благоприятного момента для запуска миссии и применения современных технологии ракетостроения. «Мы считаем, что исследование Марса будет продолжаться в течение длительного времени на основе доставления астронавтов только туда, - сказал Шульце-Макуш. - Изначально на Марс может быть направлено четыре астронавта, по два на каждом из двух космических аппаратов, состоящих из посадочного модуля и достаточных запасов, чтобы создать первый форпост на Марсе. Односторонняя миссия человека на Марс будет так же первым шагом в установление постоянного присутствия человека на Красной планете». Признавая, что экипаж будет обязательно состоять из добровольцев, ученые подчеркивают, что астронавты должны будут остаться навсегда на Красной планете ради науки - они предлагают ряд миссий в течение долгого времени, достаточного для поддержания долгосрочных колонии.

«Эти полеты мало чем отличаются от первых переселенцев из Европы в Америку, которые оставляли родину без надежды на возвращение обратно, - говорит Дэвис. - Такие исследователи, как Колумб, Фробишер, Скотт и многие другие, хотя не намеревались, исследуя новые земли, остаться там навсегда, тем не менее сильно рисковали, осознавая, что могут просто не вернуться назад или вовсе погибнут, но тем не менее продолжали свои исследования». Авторы предлагают регулярно доставлять на Марс с Земли предметы первой необходимости для первых поселенцев, не исключая, что многие необходимые ресурсы можно будет обнаружить на Марсе. В идеале они видят, что колония может достигнуть самодостаточности, а затем и стать центром для расширения программы колонизации Марса. Осуществление предлагаемого проекта должно начаться с выбора подходящего места для колонии, преимущественно связанного с пещерами или других природных пригодных для жилья мест в богатых ресурсами - например, водой и минералами - районах. «На Марсе имеются довольно большие естественные лавовые пещеры, некоторые из которых находятся на доступной высоте в непосредственной близости от бывшего Северного океана Марса. Это означает, что в них могут быть запасы водяного льда, какие находят во многих пещерах на Земле, - уверен Шульце-Макуш. -Ледяные пещеры помогут решить проблему воды и кислорода. Кроме того, так как Марс не имеет защитного щита из озонового слоя и магнитного поля, ледяные пещеры также обеспечат защиту людей от ионизирующего и ультрафиолетового излучения Солнца». Авторы считают, что их идея колонизации Марса может быть «спасательной шлюпкой» для человечества в случае смертельной катастрофы на Земле. Марсианская колония обеспечит платформу для дальнейших научных исследований. Некоторые астробиологи уверены, что под поверхностью Марса может существовать жизнь, может и примитивная, состоящая из микроорганизмов, однако отправив на планету своих представителей, человечество сможет получит уникальную возможность для изучения инопланетной формы жизни. «Марс таит в себе как геологические богатства, так и астрономические секреты, к которым практически невозможно получить доступ, используя только автоматические зонды, - считают авторы. - Постоянное присутствие человека на Марсе является трамплином в исследование внешних областей Солнечной системы и пояса астероидов. Кроме того, создание постоянной многокультурной и многонациональной колонии в другом мире будет иметь значительные полезные политические и социальные последствия для жителей Земли, а также послужит мощным объединяющим фактором для всего человечества». А Вы согласны полететь на Марс, зная, что возможно вы останетесь там навсегда?

Проблемы и опасности полета на Марс

На очереди (в космических исследованиях) – красная планета Марс, которая изведана настолько, насколько позволяют орбитальные аппараты и путешествующие по ее поверхности роверы-марсоходы. Но ни нога человека не ступала на ее поверхность, ни планета не раскрыла еще всех секретов своего строения, поведения и возможностей настолько, чтобы моделировать дальнейшее будущее.

Несмотря на несколько десятилетий исследований и разработок, длительные путешествия на Марс возможны все еще только теоретически. Помимо огромных материальных затрат на межпланетную миссию, есть еще основные инженерные и физиологические препятствия, которые необходимо преодолеть.

Излучение

Совокупное воздействие фона космических лучей от внегалактических источников и экстремально высокой радиации солнечного излучения делает приближение человека к Марсу, которое должно продолжаться по шесть месяцев в каждую сторону, слишком опасным.

Главный научный сотрудник программы по космическому излучению Космического центра им. Джонсона (Johnson Space Center ) Фрэнсис Кукинотта (Francis Cucinotta) в Хьюстоне говорит: «Излучение, полученное при таком путешествии, будет превышать допустимые уровни. И это заработать рак - это не самое страшное, радиация оказывает влияние на сердце и центральную нервную систему».

Это учитывается уже сейчас при разработке защитного экрана вокруг экипажа транспортного средства. Свинцовые щиты фактически создают вторичное излучение под действием космических лучей, в то время как вода, возможно, является лучшей формой защиты, но толщина слоя воды должна составлять несколько метров. Однако и свинец, и воды – слишком тяжелы в тех количествах, в которых они необходимы для защиты космического корабля.

Решение по этому вопросу представляется в выборе астронавтов, которые никогда не вдыхали табачный дым и имеют генетическую устойчивость к лучевому поражению. «Мы не знали о такой способности еще пять или десять лет назад, сейчас это кажется возможным, и мы должны получить ответ в ближайшие 10-15 лет», - говорит ученый.

Генетическая защита плюс специальный экранированный корабль – таково решение по первому вопросу.

Отсутствие гравитации

Вот пути, которыми человеческое тело перестает функционировать без гравитации:

1) Потеря 1% костной массы в месяц.
2) Обмороки (у женщин больше, чем у мужчин) после возвращения в гравитацию.
3) Проблемы с психикой, включая болезни типа Альцгеймера.
4) Слабость и проблемы с сердечно-сосудистой системой.
5) Атрофирование мышц.

Все эти процессы в организме сводят к нулю возможность создать убежище от воздействия внешней среды по прибытию на планету.

Решение: значительные тренировки на беговой дорожке в условиях искусственного небольшого отсутствия гравитации могут помочь, но не устранить риск.

Внутри космического корабля должно быть небольшое помещение, где будет воссоздана гравитация.

Можно создать специальный компрессионный костюм, который будет притягивать жидкость в организме к ногам, способствуя сохранению работоспособности.

Психология

Если шесть человек в замкнутом пространстве в течение 18 месяцев будут мчатся к месту, где никто не был раньше, то без серьезных психологических проблем не обойдется.

«Большой риск человеческих ошибок в связи с потерей сна, усталостью, перегруженностью, циркадной десинхронизацией, вместе с недостаточной сплоченностью команды, недостаточным обучением и психосоциальной адаптацией приведут к непоправимым последствиям», - сказано в докладе NASA по проблемам человеческих ресурсов, который основан на исследованиях в Антарктике и других изолированных средах.

Решение состоит в невероятно тщательном выборе астронавтов. NASA также разрабатывает внедрение мониторов, которые по голосам и выражениям лиц для диагностики ранних признаков стресса. Только чем это поможет, если они будут уже в пути?

Питание

К путешествию на Марс будут допущены только вегетарианцы, так как мясо не может хранится в космосе. Пища обеспечивает естественное сохранение боевого духа экипажа, а правильное питание поддерживает организм.

Тем не менее, исследования показывают, что излучение может испортить витамины в еде на борту, а потеря даже одного витамина в пищевой цепочке может привести к серьезным последствиям для здоровья в течение длительного путешествия. Мало что известно о долгосрочном влиянии радиации на продовольствие, так как экипаж МКС был частично защищен магнитосферой Земли.

Решением может стать производство пищи непосредственно на борту. Аналогичным образом исследователи уже поступают на Южном полюсе, что, конечно, можно сравнивать очень относительным образом.

Источник: Discovery News

Обычно NASA представляется такой далекой и закрытой махиной, за деятельностью которой можно только следить издалека. Но люди там работают вполне открытые, и они не перегружены излишними ограничениями «режимного предприятия». Я вышел на контакт с одним из «водителей» марсоходов Opportunity и Curiosity, и он сказал, что с радостью ответит на вопросы Хабра. Так что спрашивайте все, что вы давно хотели узнать.