Спасти человечество: в Калуге рассказали, возможно ли переселение на Марс
На техно-фестивале в Музее космонавтики космонавт-испытатель, начальник отдела Центра подготовки космонавтов имени Ю. А. Гагарина, создатель космических тренажёров и преподаватель Олег Блинов рассказал о будущих экспедициях на Марс.
Сам Олег участвовал в изоляционном эксперименте, имитирующем полёт в дальний космос на протяжении 240 суток.
Он был командиром экипажа.
Зачем нам Марс
-Солнце в процессе своей эволюции увеличивается, и на Земле становится теплее.
Представьте: пройдёт тысяча, две тысячи лет — каким тогда будет климат на Земле?
Даже сейчас старшее поколение вспоминает, какие холодные зимы были двадцать лет назад.
Солнце расширяется, и климат будет неуклонно меняться. В какой-то момент условия на Земле станут неблагоприятными для жизни.
Чтобы сохранить человечество, нам необходимо будет куда-то переселиться.
Ближайшее небесное тело - Луна. В принципе, там можно спастись, но Луна, как и Земля, находится близко к Солнцу, как Меркурий и Венера.
Причём Венера вовсе не подходит для жизни: её атмосфера кислотная, а давление в сотни раз превышает земное. В таких условиях космический аппарат не сможет работать долго.
Поэтому мы рассматриваем Марс.
Чем он интересен?
Марс в три раза меньше Земли, и сила тяжести там соответственно слабее - примерно втрое. Это значит, что передвигаться по поверхности будет легче, хотя и с более широким шагом.
Вы наверняка слышали, что Марс похож на Землю. Судя по рельефу, там когда-то, скорее всего, существовали атмосфера, реки и даже моря.
Сейчас наша задача — подтвердить это, определить, сохранились ли следы органики, и понять, почему планета потеряла атмосферу и всю воду.
Как изучали эту планету?
-Первыми к Марсу направили автоматические межпланетные станции. В 1962 году была запущена «Марс-1».
Аппарат не достиг цели и не выполнил полную программу, но позволил получить важные данные: у Марса отсутствует магнитное поле и радиационные пояса, а также удалось изучить галактическое излучение на пути к планете.
В 1970-х годах состоялся запуск обновлённой станции «Марс-3», которая впервые в мире совершила мягкую посадку на поверхность Красной планеты и передала панораму местности - первую фотографию марсианского ландшафта.
Впоследствии США реализовали множество миссий. Сегодня всем известны марсоходы Curiosity, Perseverance, китайский аппарат Tianwen-1 и другие.
Это полноценные роверы, способные перемещаться по поверхности на десятки километров, анализировать грунт и проводить комплексные исследования.
Радиация, атмосфера, расстояние
- Какие проблемы нас ждут на Марсе? Магнитное поле Земли захватывает заряженные частицы от Солнца и галактического излучения, образуя радиационные пояса, которые защищают нас.
На орбите Земли космонавты получают дозу радиации в 200 раз больше, чем на планете.
На Марсе же доза будет в 20 раз выше, чем на орбите, то есть в 4000 раз больше, чем на Земле. Кроме того, температура на Марсе колеблется от –128 до +27 °C.
Направления защиты от радиации прорабатываются: это могут быть полимеры, жидкости или жёсткие элементы, способные задерживать высокоэнергетические частицы, вредные для всего живого.
Расстояние от Солнца до Земли - одна астрономическая единица (а. е.), до Марса - 1,5 а. е. Но путь займёт много времени.
Атмосферы в земном понимании на Марсе нет. Её давление примерно в 100 раз меньше: если на Земле норма — 760 мм рт. ст., то на поверхности Марса всего 7,6 мм рт. ст.
Этого, однако, хватило для полёта вертолёта Ingenuity. Атмосфера очень разрежена и более чем на 95% состоит из углекислого газа.
Её можно использовать для жизни, применяя реакцию Сабатье - разделение CO₂ на углерод и кислород. Кислород затем пойдёт на системы жизнеобеспечения.
Три года в космосе
- Лететь до Марса около 9 месяцев. Но отправиться туда можно не в любое время.
В Солнечной системе все тела вращаются вокруг более массивных. Земля движется по орбите быстрее Марса из-за меньшего радиуса.
В моменты их максимального сближения открывается «окно», которое и используют для полёта.
Девять месяцев — путь в одну сторону, затем полтора года на Марсе и 9 месяцев обратно.
Вся экспедиция займёт около трёх лет. Что значит находиться в неземных условиях? Это невесомость (или микрогравитация) и постоянное радиационное воздействие.
К сожалению, современные средства защиты позволят слетать туда и обратно лишь один раз. После этого состояние здоровья уже не позволит повторить полёт.
Но, по крайней мере, один шанс в жизни будет.
Есть и более оптимальный вариант: прибыть на Марс и, не задерживаясь, в течение трёх месяцев взять пробы грунта и провести исследования, успев вернуться, пока Земля не вышла из «ближней зоны».
Если же это окно пропущено, придётся ждать на Марсе полтора года.
Психологическая устойчивость
- Для полёта на Марс нужна не только отличная физическая подготовка, но и психологическая устойчивость. Три года в замкнутом пространстве, без иллюминаторов.
Даже если иллюминатор есть, за ним будет лишь чёрная пустота и медленно плывущие звёзды, поскольку ваше угловое отношение по отношению к ним будет незначительным.
Не будет привычных шумов — ни ветра, ни листвы, ни снега. Только гул вентиляции и голоса членов экипажа.
Когда я находился в изоляционном эксперименте, мы были в полностью герметичной и звукоизолированной камере без естественного света и внешних звуков.
Это, могу сказать, очень тяжело. Поэтому психологическая устойчивость — одно из ключевых требований.
Новые технологии
- Можно ли сделать Марс пригодным для жизни, восстановить атмосферу? Чтобы это понять, нужны геологические исследования и изучение климата.
Как характеризуется погода на Марсе? Есть небольшой уровень давления, значит есть воздух, наполненный углекислым газом.
И когда происходит где-то нагрев, где-то охлаждение, начинает движение воздушных масс. Скорость марсианских ветров может достигать 140–150 м/с.
Во время таких пылевых бурь технике приходится трудно.
Энергию мы получаем от солнечных батарей. Во время бури они покрываются пылью и перестают работать. Поэтому сейчас рассматривают ядерные установки внутри аппаратов, которые не зависят от бурь.
И главный вопрос: как садиться в таких условиях?
Для полёта на Марс нужны технологии. Они уже есть, но требуют огромных ресурсов. Как вы думаете, сколько нужно пищи, воды и одежды в сутки на одного члена экипажа?
Примерно 10 кг. А если экипаж из трёх человек и полёт длится три года? Придётся везти огромный груз.
При создании жилища на новой планете встаёт вопрос: везти всё с собой или строить оранжереи для производства пищи и кислорода?
Мне посчастливилось в изоляционном эксперименте ухаживать за оранжереей.
Я в шутку здоровался с растениями: «Привет, мой сорняк!» Когда видишь только членов экипажа, это помогает психологически.
И растения, когда с ними разговариваешь, лучше растут, цветут. А если не обращать на них внимания — вянут, плесневеют, «огорчаются».
Сейчас, если психологи меня слышат, скажут: «Где ближайшая больница?» Но я уверен: растения действительно положительно влияют на человека.
Ещё одна интересная тема - аддитивные технологии (3D-печать).
Это послойное создание деталей сложной формы. Чтобы построить дом на другой планете, не обязательно везти конструкции с Земли - можно использовать местные материалы: песок, грунт.
Как, например, построить стену из песка? Воды там нет.
В этом случае находят наиболее плавкие элементы.
Например, песок-кристалл. У него температура плавления более 1000 градусов. Мы добавляем туда порошок, который имеет меньшую температуру плавления. Нагреваем.
Эти частички склеиваются между собой. И мы можем любую конструкцию сделать.
Различные варианты, вплоть до того, что просто взять и насыпать на внешнюю поверхность.
Что везти с собой
- Ведущие космические державы активно готовятся к освоению дальнего космоса.
Китай сосредоточен на Луне, но рассматривает Марс как следующий этап.
Россия разрабатывает проект ядерного буксира «Зевс», способного перемещать крупные грузы между орбитами с минимальными затратами топлива.
Также существует проект «Бумеранг» — миссия по доставке марсианского грунта на Землю.
NASA и SpaceX фактически работают в единой команде.
В рамках программы «Артемида» уже через несколько месяцев планируется пилотируемый облёт Луны на корабле Orion с ракетой-носителем SLS. После отработки лунных технологий США намерены отправиться к Марсу.
Илон Маск заявляет о планах не просто долететь до Марса, а основать там город и переселить туда тысячи людей. Это амбициозно, но для реализации потребуются колоссальные ресурсы и инфраструктура.
Европейское космическое агентство также планирует беспилотные миссии к Марсу для изучения орбиты и поверхности.
Зачем все это?
Есть три главных причины:
1. Философская: одни ли мы во Вселенной?
2. Страховочная: в случае глобальной катастрофы человечество должно иметь «запасной дом».
3. Технологическая: решения, созданные для космоса, впоследствии находят применение на Земле — от медицины до энергетики.
Ну и четвертая, вдохновляющая причина: чтобы новые поколения верили в будущее и продолжали развивать науку.
Когда полетим?
- Я надеюсь, что в этом столетии мы осуществим посадку и полноценное перемещение по марсианской поверхности. Конечно, промежуточным этапом должна стать Луна.
А в следующем столетии, полагаю, на лунной поверхности может появиться первая колония.
