Vaikka venäläis-eurooppalaisen avaruusaluksen ExoMars-kamera lähetti ensimmäisen kuvan Punaisesta planeetasta Maalle, Yhdysvallat pyrkii lähettämään täysimittaisen miehitetyn tutkimusmatkan Marsiin. Miksi amerikkalaiset tarvitsevat sitä, kuinka paljon tällainen projekti maksaa ja aikooko Venäjä osallistua siihen, ovat kysymyksiä, jotka vaativat vastauksen.
Presidentti Barack Obama asetti Marsin miehitetyn lentomatkan tehtäväksi vuonna 2010. Sitten hän piirsi seuraavan toimintasuunnitelman NASA: n eteen: vuoteen 2025 mennessä miehitetty lento asteroidille, joka on lähellä Maata, 2030 -luvun puolivälissä - Marsiin, minkä jälkeen laskeutumistehtävä seuraa. Toistaiseksi voimme sanoa, että NASA kokonaisuudessaan sopii suunniteltuun aikatauluun. Samaan aikaan virasto suunnittelee paitsi Punaisen planeetan lentoa, myös vierailua sen luonnolliselle satelliitille Phobosille.
Toistaiseksi virasto on tunnistanut kuusi peruselementtiä, jotka vaaditaan Mars -lennolle, mukaan lukien lasku. Nämä ovat SLS: n raskas kantoraketti, Orion-avaruusalus, Transheb-elävä moduuli (lennolle Maa-Mars-Maa-reittiä pitkin), laskeutumislaite, lentoonlähtövaihe ja aurinkosähköinen käyttövoimajärjestelmä (SEP). Yhden alustavan arvion mukaan Punaisen planeetan pintaan on toimitettava 15-20 tonnia rahtia ja laitteita, jotta varmistetaan ihmisten ensimmäinen laskeutuminen sen pinnalle. NASAn edustajat ilmoittivat kuitenkin 30 tonnia tai enemmän, kun otetaan huomioon se tosiasia, että pelkästään suunnitellun lentoonlähtövaiheen paino on 18 tonnia ja laskeutumislaitteen paino vähintään 20 tonnia. Näiden elementtien lähettämiseksi avaruuteen vaaditaan vähintään kuusi laukaisua raskaasta / erittäin raskaasta kantolaitteesta SLS, jonka kantavuus on 70–130 tonnia. Säästääkseen aikaa ja rahaa tämän "raskaan kuorma -auton" kehittämisessä ja tuotannossa NASA käytti tekniikkaa ja laitteita, jotka olivat jääneet sukkuloista, mukaan lukien moottorit, polttoainesäiliö ja kiinteän polttoaineen tehostimet "sukkulat".
Marsin kompleksin elementit eivät kerää nippua ei maanläheiselle kiertoradalle, vaan Lagrangen pisteeseen L-2. Se sijaitsee puolitoista miljoonaa kilometriä Maasta, Kuun kaukaisimman sivun takana, 61 500 iskulla. NASA kutsuu L-2: ta vain "testipaikaksi" ja korostaa siten, että siellä tehdään paitsi kokoonpano myös Marsin tekniikan testaus.
Amerikkalaiset ja kansainväliset tiedotusvälineet ovat toistuvasti maininneet, mukaan lukien viittaukset joihinkin NASAn lähteisiin, amerikkalaisten mahdollisuudesta palata kuuhun Marsin retkikunnan valmistelussa. Tämä ei kuitenkaan ole kysymys nyt. Kuten yksi johtavista amerikkalaisista avaruuspolitiikan asiantuntijoista John Logsdon kertoi VZGLYAD -sanomalehdelle, kuun laskeutumisen luominen ei sisälly NASAn suunnitelmiin. Ei kuitenkaan ole poissuljettua, että Euroopan avaruusjärjestö (ESA) päättää lennosta kuuhun. Ja jos ESA rakentaa laskeutumislaitteen, Yhdysvallat voi osallistua eurooppalaiseen kuuprojektiin tarjoamalla mahdollisesti SLS: n tämän moduulin toimittamiseksi maapallon luonnolliselle satelliitille.
Kolme askelta Marsiin
Tehokkaimmat kantoraketit astronautian historiassa
NASA kutsui ensimmäistä askeltaan "maahan nojaamiseen". Se sisältää tarvittavien operaatioiden harjoittamisen ja tarvittavan kokemuksen keräämisen matalan maan kiertoradalla ISS: n avulla. Lisäksi osana tätä vaihetta virasto kehittää tapoja ja menetelmiä improvisoitujen Marsin resurssien (ISRU) käyttämiseksi polttoaineen ja muiden tarvittavien materiaalien hankkimiseksi. Toiminta on varsin palkitsevaa, kun ajatellaan, että 18 tonnin lentoonlähtövaihe vaatii 33 tonnia polttoainetta, ja NASA aikoo ottaa sen pois Red Planetin hiilidioksidista ja vedestä.
Toista vaihetta kutsutaan "testipaikaksi", joka, kuten jo todettiin, sijaitsee kohdassa L-2. Automaattisen laitteen avulla on tarkoitus kaapata läheinen asteroidi, joka siirretään tähän pisteeseen, jossa Orion -avaruusaluksen miehistö tutkii sen.
Kolmatta vaihetta kutsuttiin "itsenäiseksi Maasta". Puhumme jo Punaisen planeetan suorasta tutkimuksesta ja kehittämisestä. Se sisältää elämän Marsilla, Marsin voimavarojen intensiivisen käytön ja tieteellisen tiedon säännöllisen siirtämisen Maalle kehittyneiden viestintäjärjestelmien avulla.
On syytä keskittyä tarkemmin "Orionin" rooliin. Huolimatta siitä, että se muistuttaa ulkoisesti suurennettua versiota klassisesta kertakäyttöisestä Apollo -luokan avaruusaluksesta (joskus Orionia kutsutaan leikillisesti nimellä "Apollo steroideilla"), NASAn astronauttien uusi "taksi" on uudelleenkäytettävä - on tarkoitus käyttää samaa laskeutuvaa ajoneuvoa jopa kymmenen kertaa. Samaan aikaan "Orion" erottuu lisääntyneestä "matkustajakapasiteetista" ja pystyy ottamaan mukaan jopa 7 miehistön jäsentä.
Mutta tämä ei ole Orionin pääominaisuus. Charles Precottin, Orbital ATK: n varapresidentin mukaan, joka kehittää SLS: lle viiden segmentin kiinteän polttoaineen tehostimia, laivasta tulee osa planeettojen välistä Marsin kompleksia. Sen järjestelmät, mukaan lukien elämän tukijärjestelmä (jäähdytysneste) ja suojaus säteilyltä, integroidaan tähän kompleksiin sen luotettavuuden lisäämiseksi.
Avaruuden laukaisun onnistumistilastot eri maissa
Orionin arvioitu resurssi on vähintään 1000 päivää. Se on suunniteltu pääsemään maan ilmakehään suuremmilla nopeuksilla, kuten palatessaan L-2: sta tai Marsista. Lisäksi aluksesta tulee miehistön lisäsuoja, jos jokin menee pieleen. Precott esitti esimerkin Apollo 13: sta, jonka miehistö pelastettiin suuresti kuun laskeutumislaitteen jäähdytysnesteen ja käyttövoiman ansiosta, kun komentomoduulin happisäiliö räjähti lennon aikana Kuuhun. Tämä moduuli, vaikka sitä ei ole suunniteltu toimimaan lennon aikana Maa-Kuu-Maa-reittiä pitkin, suoritti kriittisessä tilanteessa onnistuneesti sille epätavallisia toimintoja.
Orionin ensimmäinen koelento tapahtui automaattisesti joulukuussa 2014, kun se laukaistiin Delta IV Heavy -kantoraketista. Seuraava on suunniteltu syyskuussa 2018, Orion (vielä ilman miehistöä) lentää ympyränmuotoisella kiertoradalla jo SLS -operaattorin avulla, jolle tämä on muuten ensimmäinen laukaisu. Ja avaruusaluksen ensimmäinen miehitetty lento - suoraan Kuuhun - on suunniteltu vuosina 2021–2023.
Pelot ja todellisuus
Maan matalalla kiertoradalla lentäviä miehistöjä suojaa kosmiselta säteilyltä maan magneettikenttä. Erityisesti Kuuhun ja Marsiin suuntautuvat astronautit menettävät tämän suojan. Kuitenkin Scientific Americanin mukaan Curiosityn kulkijan tietoihin viitaten, syvän avaruuden säteilyvaara ei ole niin suuri, että siitä tulisi este Marsin retken toteuttamiselle. Joten astronautit, jotka käyttävät 180 päivää päästäkseen Marsiin, saman määrän palatakseen sieltä ja viettävät myös 500 päivää Punaisen planeetan pinnalla, saavat säteilyn kokonaisannoksen noin 1,01 sievertin alueella. ESA -standardien mukaan astronautti ei saisi saada enemmän kuin yhden sievertin kaikkien lentojensa aikana. Lääkärien mukaan tämä annos lisää syöpäriskiä 5%. NASA: lla on tiukemmat standardit: astronautin syöpäriski koko ammatillisen toimintansa ajan ei saa ylittää 3%. Kuitenkin erään Curiosity -tutkimusryhmän jäsenen Don Hasslerin mukaan 5% on "täysin hyväksyttävä luku".
Puhuessaan People to Mars (H2M) -konferenssissa Washingtonissa toukokuussa Scott Hubbard, joka oli aiemmin vastuussa NASAn Mars -projekteista ja nyt professori Stanfordin yliopistossa, lainasi NASAn ylilääkäriä Richard Williamsia sanomalla, että”miehistön terveysriskejä ei tällä hetkellä ole. estäisi miehitettyä tehtävää Marsiin. Williams myöntää, että astronauteille on olemassa jonkin verran terveysriskiä, mutta NASA on valmis hyväksymään sen, varsinkin kun virasto kehittää jatkuvasti uusia tapoja lieventää sitä. Esimerkiksi NASA kokeilee parhaillaan hydratusta boorinitridin nanoputkesta (BNNT) valmistettua materiaalia, jolla on erittäin lupaavia säteilynvastaisia ominaisuuksia.
Kuitenkin Andy Weierin, The Martian -kirjan tekijän, jonka perusteella samanniminen elokuva tehtiin, mukaan sankari sai varmasti syövän oleskellessaan Punaisen planeetan pinnalla. Kuka on lähempänä totuutta - tiedemiehet tai tieteiskirjailija, aika näyttää.
Milloin, kuinka paljon ja kenen kanssa
NASA noudattaa parhaillaan seuraavaa aikataulua Marsin etsimiseen ja etsintään. Vuosina 2021–2025 suunnitellaan vähintään viisi miehitettyä tehtävää kuutilaan, mukaan lukien asteroidin "kaappaus" ja tutkimus. Vuonna 2033 astronautien odotetaan saavuttavan Phobosin, ja vuonna 2039 heidän odotetaan astuvan Marsin pinnalle ensimmäistä kertaa. Toinen retkikunta laskeutuu Marsiin vuonna 2043.
Punaisen planeetan miehitetyn hyökkäyksen tukemiseksi vuosina 2018–2046 on käynnistettävä vähintään 41 SLS-tyyppistä lentoliikenteen harjoittajaa. Ei ole poissuljettua, että tähän on lisättävä Delta-4- ja Atlas-5-tyyppisten jo käytettyjen kuljettajien lanseeraukset (jos jälkimmäinen saa amerikkalaisia moottoreita venäläisten sijasta ja on edelleen käytössä). Niitä käytetään pääasiassa automaattisten ajoneuvojen laukaisemiseen Marsiin ja Marsiin, joille uskotaan tieteellisen tiedon "kaivostyöläisten" tehtävä miehitettyjen tutkimusmatkojen avuksi.
Kantajien määrä ja niiden tyypit voivat tietysti vaihdella riippuen Marsin miehitettyjen operaatioiden kokoonpanoon tehdyistä muutoksista. On olemassa vaihtoehto, jossa vaaditaan vain 32 SLS-tyyppistä kuljettajaa (lukuun ottamatta viittä edellä mainituissa ympärilentoretkissä): kymmenen tukee miehitettyä tehtävää Phobosiin, kaksitoista astronautien ensimmäistä laskeutumista Marsille ja kymmenen lisää toista.
Kysymys kuuluu: kuinka paljon tämä kaikki maksaa ja "vetävätkö" Yhdysvallat tällaisia kuluja yksin? Astronauttien lähettäminen Marsiin maksaa vain murto-osan siitä, mitä kulutettiin kuudennen sukupolven F-35 -hävittäjän kehittämiseen ja tuotantoon, NASA: n asiantuntijaryhmän sekä Yhdysvaltojen teollisuuden ja tiedemaailman edustajien mukaan. Yhdysvaltojen hallinto, F-35-ohjelma voi lopulta maksaa biljoonaa dollaria) ja se ei ylitä 100 miljardia dollaria. Tämä on sama kuin Yhdysvallat on tähän mennessä käyttänyt ISS -ohjelmaan. Vuoteen 2024 mennessä aseman lento valmistuu, eikä NASA käytä enää lähes 4 miljardia dollaria vuosittain toimintaansa. Siten kymmenen vuoden aikana, jotka erottavat aseman kiertämisen maapallon ympäri ja tehtävän Phobosin alusta, säästettyjen varojen määrä on noin 40 miljardia dollaria, ja Yhdysvaltojen on löydettävä lisää 60 dollaria miljardia Marsin suunnitelmiensa toteuttamiseksi.
Puhuessaan Mars -operaation kustannuksista asiantuntijat korostavat, että sitä voidaan pienentää entisestään, jos hankkeessa on mukana kansainvälisiä osallistujia. Ilmeinen kysymys kuuluu: kuuluuko heidän joukkoonsa Venäjä, joka on tällä hetkellä yksi Yhdysvaltojen suurimmista kumppaneista avaruusalalla ja jolla on vakava avaruuspotentiaali (erityisesti miehitettyjen lentojen alalla)? Mutta jos Yhdysvalloilla on tällaisia suunnitelmia Venäjää kohtaan, ne pidetään toistaiseksi salassa.
Tämän vuoden toukokuun lopussa Space News -lehti esitteli NASAn johtajan Charles Boldenin näkemykset kansainvälisen avaruusyhteistyön tulevaisuudesta. Hän puhui ilmapiirin ulkopuolisen vuorovaikutuksen tärkeydestä Euroopan, Japanin ja Kiinan kanssa. Kiinasta Bolden mainitsi aikovansa vierailla siellä kesän lopussa ja korosti, että ennemmin tai myöhemmin Yhdysvallat ja Kiina alkavat ehdottomasti tehdä tiivistä yhteistyötä avaruusalalla. Mahdollisten avaruuskumppaneiden luettelo sisältää jopa Israelin, Jordanian ja Yhdistyneiden arabiemiirikuntien kaltaisia maita. Mutta Bolden ei sanonut sanaakaan Venäjästä. Ehkä tähän ei yksinkertaisesti ollut syytä, mutta toinen selitys on mahdollinen: Moskovan ja Washingtonin väliset suhteet pahenivat jyrkästi, samoin kuin Venäjän teknologian ja syväavaruuteen liittyvän tekniikan puute (jotta Yhdysvallat pääsisi niihin, Yhdysvallat voisi asettaa Yleiset poliittiset erimielisyydet lukuun ottamatta) eivät edistä Amerikan kiinnostusta jatkaa kumppanuuttaan maamme kanssa ISS -lennon päättymisen jälkeen.
Vielä on lisättävä, että Yhdysvaltojen osavaltion Mars -ohjelman lisäksi on olemassa myös yksityinen ohjelma, jonka SpaceX aikoo toteuttaa. Tämän yrityksen johtaja Elon Musk ilmoitti suunnitelmistaan laskea Dragon -alus Punaisen planeetan pinnalle vuonna 2018 ja lähettää ihmisiä sinne vuonna 2026.
Puhuessaan People to Mars -konferenssissa ja puhuen siitä, miksi Amerikka pyrkii Punaiselle planeetalle, Charles Precott sanoi:”Hyppyjä avaruuteen tapahtuu vain, kun maan strategiset edut ovat takana. Olemme menossa Marsille, koska haluamme näyttää maailmalle kykymme tehdä jotain, mitä kukaan ei ole koskaan aikaisemmin tehnyt, osoittaaksemme johtajuuttamme avaruusasemassa ja taataksemme pääsyn maailman avaruusmarkkinoille, joiden vuotuinen liikevaihto on 330 miljardia dollaria. Kuten näette, selitys on melko yksinkertainen. Ja kysymys tulee tahattomasti esiin: eikö Venäjällä todellakaan ole sellaisia strategisia intressejä, jotka voitaisiin toteuttaa kahden Sotšin olympialaiset maksavan hankkeen avulla?
