Даешь Марс!

Пилотируемый полет в 2018 году - ближе к мечте или к реальности?

«Вся суть – в переселении с Земли и в заселении космоса», - говорил К.Э.Циолковский, и все пионеры космонавтики были едины в стремлении дать человеку возможность исследовать и заселить Солнечную систему и миры у других звезд. К сожалению, решая множество важных задач, современная пилотируемая космонавтика ни в коей мере не соответствует тому, что миллионы романтиков всегда считали её истинным назначением – «смело идти туда, куда не ступала нога человека». Борьба за космическое будущее человечества стала уделом отдельных энтузиастов, организующих организующих такие фонды, как, например, Марсианское общество (Mars Society).

В феврале этого года первым космическим туристом и мультимиллионером Деннисом Тито был основан очередной фонд Inspiration Mars Foundation – его цель, ни много ни мало, отправка к Марсу корабля с экипажем из двух человек уже в 2018 году! 501-дневный круиз пройдет по траектории «свободного возвращения» (free return orbit) - стартовавший с околоземной орбиты межпланетный комплекс должен вернуться к нашей планете только за счет гравитации, используя для разворота и ускорения Марс. Посадки на планету и даже выхода на орбиту вокруг Марса проект не предусматривает. Комплекс пронесется мимо цели буквально за несколько часов.

В качестве основы межпланетного комплекса Деннис Тито предполагает использовать частный космический корабль Dragon, созданный компанией SpaceX. На сегодняшний день Dragon совершил три успешных рейса к МКС в беспилотном режиме, а полеты астронавтов на новом корабле начнутся не раньше 2015 года. Для облета Марса Dragon нужно значительно доработать – повысить надежность систем и увеличить срок возможного пребывания в космосе (даже у проверенных российских «Союзов» он составляет всего семь месяцев), научить входить в атмосферу со скоростью, превышающей вторую космическую, улучшить защиту экипажа от радиации.

Так как объем Dragon`а явно недостаточен для 501-дневной миссии, вероятно, к Марсу отправится связка из корабля и специального надувного модуля, разработанного компанией Bigelow Aerospace. Макеты таких модулей дважды испытывались на орбите, но полномасштабный надувной модуль в космосе пока ещё не побывал. Не ясно пока, как инициаторы проекта собираются решать три главные проблемы подобных длительных экспедиций: большую массу запасов системы жизнеобеспечения, надежность межпланетного комплекса и воздействие факторов космического полета на экипаж.

Для упрощения миссии можно отказаться от разработки замкнутых систем жизнеобеспечения, способных регенерировать значительную часть используемой астронавтами воды и кислорода, но в таком случае потребуется брать существенные запасы безвозвратно расходуемых ресурсов. Минимальная потребность человека – около 3 кг воды, кислорода и обезвоженной пищи в сутки. Реальные цифры ближе к 10 кг. Таким образом, масса запасов марсианской миссии Тито составит от 3 до 10 тонн! И это всё нужно доставить в космос, разместить внутри Dragon`а и разогнать к Марсу. Для запуска межпланетного комплекса планируется использовать ракету-носитель Falcon Heavy, также создаваемую SpaceX. Новая ракета, первый пуск которой запланирован на 2013 год, способна доставить на низкую околоземную орбиту груз массой 53 тонны.

Дата старта «марсолета» Тито - 5 января 2018 года - выбрана не случайно: раз в 15 лет происходят великие противостояния с Марсом, следующее состоится 27 июля 2018 года, и открытие стартового окна для полета с минимальными затратами топлива приходится как раз на начало января. Причем из-за наличия экипажа и значительной эллиптичности марсианской орбиты вопрос экономии топлива стоит как никогда остро: если во время великих противостояний расстояние между Землей и Красной планетой может снижаться до минимальных 55,8 млн. км, то во время «обычных» максимальное сближение может достигать лишь 101,4 млн. км. «Лишние» 50 млн. км стоили бы экспедиции потери существенного запаса жизнеобеспечения.

Стартовав с околоземной орбиты 5 января, комплекс пролетит возле красной планеты 20 августа. Минимальное расстояние, с которого экипаж сможет разглядывать поверхность Марса, составит 160 км. Это существенно ниже, чем текущая высота орбиты МКС (около 400 км от поверхности Земли). Совершив маневр разворота в гравитационном поле Марса, комплекс отправится домой. Возвращение на родную планету состоится 21 мая 2019 года, причем скорость входа в атмосферу составит 14,2 км/с – даже у лунных экспедиций она была меньше.

Хоть проект Тито и не предусматривает посадки, он может стать первой межпланетной миссией человечества (полетом к другой планете, а не к спутнику), его цель - «вдохновить юношество», как заявил на пресс-конференции сам Деннис Тито. Безусловно, основной смысл предприятия - всколыхнуть общественность, дать возможность почувствовать гордость за человечество. Подобный полет может стать первым шагом к полноценной марсианской экспедиции (вторым шагом будет выход на орбиту вокруг Марса, и лишь третьим – посадка).

Иллюстрации:

1. Марс глазами автоматической межпланетной станции Mars Reconnaissance Orbiter. Image Credit: NASA/JPL

2. Противостояния Марса с 1995 г. по 2007 г. Вдоль орбиты Марса для сравнения приведены изображения Красной планеты, полученные телескопом «Хаббл» в моменты соответствующих противостояний. На линиях, соединяющих планеты в момент противостояния, указан год и минимальное расстояние до Марса. Image credit: NASA, ESA, and Z. Levay (STScI)