Когда полет на марс

Содержание

Сколько лететь с Земли до Марса – время и маршруты

В этой интереснейшей статье вы наконец-то узнаете сколько лететь до Марса от Земли – лет, месяцев или дней? Сколько есть маршрутов для полетов и какие у них расстояния, сколько нужно топлива для ракеты и другие интересные подробности о времени полета на Марс.

Сколько лететь до Марса по времени

По расчётам специалистов, работающих над миссией Mars One, время полёта составит около 210 дней или 7-8 месяцев.

Хотя на Красную планету ещё не ступала нога человека, беспилотных космических аппаратов и «марсоходов» здесь побывало уже немало. Сколько они летели от Земли до Марса по времени?

Чтобы лучше понять расстояние, сколько лететь до Марса от Земли по времени, нужно узнать кое-что о предыдущих миссиях на эту планету:

  1. Mariner-4. Первым к «Красной планете» в 1964 году приблизился Маринер-4 (Mariner-4, от англ. – Моряк) – автоматическая межпланетная станция программы НАСА. Путь в один конец составил 228 дней. Аппарат делал снимки Марса с расстояния от 16 800 км до 12 000 км до его поверхности – учёные следили, затаив дыхание. Ведь первоначально допускалось, что на Марсе может быть вода в жидком состоянии, а значит – растения и другие виды жизни. 21 снимок передал Маринер-4, и окончательно выяснилось, что «Красная планета» больше напоминает Луну, чем Землю. А из живых организмов здесь могут быть разве что мхи и лишайники.
  2. Mariner-6 (Маринер-6) отправился в путь в феврале 1969 года. На полёт ему понадобилось 155 дней. Расстояние до поверхности планеты на этот раз составило всего 3429 км. Помимо съёмок, на данный аппарат возлагалась важная задача – исследовать состав атмосферы и определить температуру поверхности Марса, исходя из показателей инфракрасного излучения.
  3. Mariner-7 (Маринер-7) был дублёром Маринера-6, его путешествие к Марсу длилось 128 дней. Он также изучал атмосферу и температуру планеты.
  4. В 1971 году к Марсу отправился Маринер-9 (Mariner-9). Он добрался до заданной точки за 168 дней. И стал первым спутником «Красной планеты». С помощью этого аппарата была составлена карта Марса. Работал он до октября 1972 года. пока у него не кончились запасы сжатого газа.
  5. Viking-1 (Викинг-1). Первый аппарат, предназначенный для посадки на Красную планету был запущен 19 июня 1976 года, добрался за 304 дня.
  6. Viking-2 (Викинг-2) стартовал 7 августа 1976 года и добирался до Марса 333 дня. Он также состоял из орбитальной станции и зонда. Основная задача, стоявшая перед аппаратами данной космической программы, была следующей: поиски жизни. Также тогда было сделано около 16 тыс. снимков Марса. На первых цветных фотографиях Марс подтвердил своё второе название. Планета представляла собой красную пустыню, и даже небо казалось розовым из-за пыли, которую поднимал ветер.
  7. В 1996 году за изучение планеты принялся Mars Global Surveyor (Марс Глобал Сервейор), долетевший до Марса за 308 дней. Это был также проект НАСА, и очень успешный. Аппарат вышел на круговую полярную орбиту Марса в 1999 году и занимался картографированием поверхности планеты. Работал до 2001 года.
  8. Mars Pathfinder (Марс Патфайндер), аппарат США, стартовавший 4 декабря 1996 года, 4 июля 1997 года совершил посадку на планету, Он изучал марсианские камни, температуру поверхности, ветер и делал снимки.
  9. Mars Express (Марс-экспресс) – станция Европейского космического агентства – отправилась в путь 25 декабря 2003 г и достигла цели за 201 день.
  10. Mars Reconnaissance Orbiter (Марсианский разведчик) полетел к Марсу в августе 2005 г, а в марте 2006-го вышел на его орбиту. Дорога заняла 210 дней. Одной из целей, стоящих перед «Разведчиком» было найти место, где могли бы высадиться люди.
  11. Maven (Мавен) – американский межпланетный зонд– был запущен в ноябре 2013 года и летел до Марса 307 дней. Основной его задачей было исследование атмосферы «Красной планеты».

Посмотрите очень увлекательное видео о попытках полета на Марс и современных проблем:

Как видно из приведённых данных, время в пути зависит от взаимного расположения небесных тел.

Технический уровень космических аппаратов мало влияет на скорость их передвижения, так как никакого технологического скачка в сфере производства двигателей не произошло.

Неудачные полеты

Помимо этих, достаточно успешных проектов, было ещё немало других, окончившихся неудачно. Например, технические неполадки, регулярно преследовали «Марсы», построенные в СССР. То происходила авария ракеты-носителя, то не срабатывала разгонная ступень, то была утеряна связь с аппаратом. А «Зонд-2», отправленный Советским Союзом к Марсу в 1964 году, вообще не попал в район планеты.

Впрочем, неудачи на этом поприще преследовали не только СССР. В 1971 году у «Маринера-8″(Mariner-8) США произошла авария ракеты-носителя, в 1998 году свой аппарат на орбиту Марса не удалось вывести японцам, в 2011 году была неудачная попытка запуска у Китая.

Всё это говорило о том, как трудно спланировать и выполнить такой полёт. И в сотни раз умножается ответственность, когда на борту летят люди.

Сколько лететь до Марса от Земли

Конечно, вы хотите сразу знать простой ответ и он есть (ниже), но чтобы понять сколько времени лететь до Марса от Земли, нужно понимать что есть разные маршруты.

Небесные тела находятся в постоянном движении, дистанции между ними могут изменяться.

  1. Самое большое расстояние, на которое могут «разбежаться» Земля и Марс – 401 млн км.
  2. В среднем Земля находится на 225 млн км от Марса.
  3. Наименьшее расстояние до Марса составляет 54,6 млн км.

Маршруты полета на Марс

Орбиты планет представляют собой круги, поэтому можно «срезать» путь и лететь по прямой траектории. Однако при полёте на ракете нужно учитывать солнечное притяжение. Для экономии топлива космические аппараты также будут двигаться на максимально возможном удалении от звезды.

Видео: Как и сколько лететь до Марса и каким способом

Наименьшее расстояние до Марса составляет 54,6 млн км. Это возможно в случае, если Земля будет находиться в точке афелий (так называется место максимального удаления от Солнца). И при этом Красная планета будет максимально приближена к звезде – это точка перигелий. Пока такое взаимное расположение указанных небесных тел еще не было зафиксировано.

В 2003 году телескоп Хаббл сделал снимок Марса, расстояние было всего 55 млн км.

Чтобы узнать, сколько лететь до Марса по времени, нужно учесть ряд факторов:

  • скорость движения планет;
  • скорость полёта аппарата;
  • расстояние от Солнца;
  • необходимость корректировки курса (например, для уклонения от столкновения с другими небесными телами);

Траектория полёта рассчитывается так, чтобы космический аппарат направлялся не прямо к планете, а к точке, которой она достигнет через определённый период времени. При этом следует учесть, что нужно будет преодолевать притяжение Солнца.

Если бы Вам предложили поучаствовать в космической программе колонизации Марса, согласились бы Вы отправиться туда с экспедицией?

Сколько свет летит до Марса?

Планета Марс

А сколько свет летит до Марса? Давайте подсчитаем. Скорость света составляет 299 тыс км/сек. То есть, в момент, когда расстояние между Марсом и нашей планетой наименьшее, свету понадобится всего около:

  • 3 минут, чтобы преодолеть путь от одной планеты до другой,
  • 13 минут – если расстояние среднее,
  • 22 минуты – если максимальное.

Самая быстрая ракета в истории космических полётов – Saturn V, которая разгонялась до 64 000 км/ч. Обычно аппараты развивают скорость около 20 000 км/ч.

Самая быстрая на сегодняшний день космическая автоматическая станция «New Horizons», запущенная в 2006 г, имеет скорость 16,26 км/сек. Она отправилась к Плутону. Если бы её целью был Марс, КАС достигла бы «Красной планеты» за:

  • 39 дней – при минимальном расстоянии;
  • 162 дня – при среднем отдалении Марса и Земли друг от друга;
  • 289 дней – при максимальном.

То есть, в лучшем случае, путешествие бы длилось немногим дольше месяца.

Перемещаться со скоростью света невозможно ни при каких условиях. Скорость движения любого объекта измеряется относительно какой-либо системы. Специальная теория относительности указывает, что перемещение объекта быстрее света будет выглядеть как возникновение следствия ранее причины. Такой парадокс никогда не наблюдался.

Проект Mars One

Mars One

«На пыльных тропинках далёких планет останутся наши следы» – когда-то эта песня была настоящим гимном космонавтов СССР.

И, возможно, подобные отпечатки на тропинках Марса в недалёком будущем появятся. Уже разработан проект Mars One, согласно которому, на «Красную планету» отправятся земляне. Mars One финансируется частными инвесторами, а руководит проектом Бас Лансдорп.

План проекта предполагает несколько стадий:

  1. Отбор и подготовка экипажа. 24 добровольца пройдут курс психологического и технического обучения, которое позволит им выжить в ходе полёта на Марс. Проходит в данный момент.
  2. Запуск искусственных спутников Солнца для организации связи, отправка на Красную планету необходимых грузов (жилых модулей, систем жизнеобеспечения, складских и грузовых блоков, марсохода). Период реализации – до 2024 года.
  3. Марсоход начинает готовить базу, запускать системы обеспечения энергопитания и жизнеобеспечения. Завершится данный этап в 2025 году.
  4. На орбиту Земли выводится транзитный модуль, космический корабль MarsLander, ступени двигателей и другие части. Аппарат собирается в космосе. MarsLander занимает экипаж из 4-х человек, который непосредственно проводит полёт к Марсу. Произойдёт это в 2026 году.
  5. В 2027 году первый экипаж должен высадиться на Красную планету, занять базу и начать колонизировать планету.

В 2013 году начался отбор претендентов. Таковыми пожелали стать около 202 тыс. человек. Поразительный факт, учитывая то, что заранее известно что это билет в один конец: дорога будет тяжёлой, и жизнь на Марсе тоже окажется полной лишений. Тем не менее, тысячи людей готовы стать первопроходцами. Сперва было отобрано 1058 человек, в их числе 297 граждан США и 52 россиянина. После второго тура в команде осталось 705, а после третьего – 660 человек.

Сколько людям лететь до Марса по расчетам Mars One? Учёные ориентируются на то, что полёт от Земли до Марса займёт 7-8 месяцев.

Вне зависимости от того, сколько лететь до Марса от Земли, возврат по этому же маршруту невозможен. На сегодняшний день не существует экономически целесообразного решения, позволяющего доставить на Красную планету ресурсы для строительства стартовой площадки и необходимого количества топлива. У спонсоров миссии нет на это денег даже в теории.

Известный бизнесмен Илон Маск, который является главой корпорации SpaceX, в 2016 году представил программу по колонизации Марса. Для её реализации необходимо серьёзное удешевление полётов, постройка новой тяжёлой ракеты, создание космического корабля для перевозки 200 человек и другие инновации. Всё это требует серьёзного капитала и труда сотен образованных людей.

В компании SpaceX в 2016 году над всем проектом работали всего 50 человек.

Сам Илон Маск подчёркивает, что колонизация не может произойти без терраформирования планеты. Условия жизни на Марсе должны быть похожими на те, что имеются на Земле. Этот процесс займёт несколько сотен лет. И пока не изобретены технологии, при помощи которых можно изменить силу притяжения планеты, газовый состав атмосферы и т.д.

Скептики относятся к этому проекту, мягко сказать, с недоверием. Времени до 2025 года осталось немного, финансовые вливания требуется громадные, счёт идёт на миллиарды. И пока такую сумму никто не готов предоставить. Можно вспомнить печально известный проект «Созвездие». Его поручил разработать НАСА ещё в 2004 году президент США Джордж Буш. Согласно проекту, корабль доставил бы землян на Луну в 2010 году, в 2024 появилась бы первая лунная база, и оттуда в 2037 году стартовала бы экспедиция к Марсу.

  • Но состояние бюджета Соединённых Штатов обусловило даже не замораживание, а полный отказ от этой программы.

К тому же, при современном развитии науки, риск для экипажа подобного корабля остаётся чрезмерно большим.

Сколько топлива нужно для полета на Марс

Но, допустим, полёт все же состоялся. Уже ясно, что каналов, дворцов и золотоглазых марсиан, как в рассказах Рэя Брэдери, добровольцы-астронавты на «Красной планете» не встретят.

Так сколько же потребуется топлива космическому кораблю при его, достаточно продолжительном, полёте?

Интересен для решения этого вопроса проект Роберта Зубина. Главным источником энергии космического корабля будущего он видит ядерный реактор. При этом корабль повезёт с Земли 6 т. водорода. В дальнейшем будет использован диоксид углерода, тот, что входит в состав марсианской атмосферы. С помощью реактора данные компоненты будут преобразованы в метан и воду. Воду, с помощью электричества, станут разлагать на кислород и водород, а водород будут использовать для производства метана. Полученное топливо – предполагается, что количество его превысит 100 т – обеспечит возвращение астронавтов на Землю. Всё это позволит сделать полёт относительно краткосрочным – около 18 месяцев.

Вопрос экономии топлива очень важен.

Потому что нельзя запустить космический аппарат по кратчайшей прямой: с Земли на Марс. Планеты непрерывно движутся по своим орбитам, и если бы такой корабль подлетел к заданной точке, Марса там бы уже не оказалось. То есть, траекторию полёта нужно строить «на опережение» планеты, являющейся конечной целью пути. Кроме того, чтобы вернуться, корабль должен нести на себе огромное количество топлива.

Сколько лететь человеку до Марса и обратно

Эта задача стоит перед организаторами полёта. Чем быстрее будет двигаться корабль, тем меньше нужно будет топлива, снизится нагрузка на экипаж –люди получат меньше радиации. И, конечно, меньше потребуется кислорода, воды и пищи для астронавтов.

Чтобы полёт состоялся, скорость космического корабля должна быть не менее 18 км/сек.

При этом, обратный перелёт займёт примерно 9 месяцев, и 17 месяцев корабль будет находиться на орбите Марса. Ведь обратно нужно лететь во время «противостояния», когда Марс и Земля сблизятся. Срок ожидания может занять до 500 дней.

Поэтому учёные называют такую цифру: на полёт «туда и обратно» понадобится не менее 33 месяцев.

Если учесть, что сейчас люди работают на орбитальных станциях около полугода – и то это дорого обходится их здоровью – человечество должно сделать серьёзный шаг вперед, дабы начать освоение Марса.

Чтобы сократить время в пути, рассматриваются идеи ядерных реакторов (7 месяцев полёта), магнето-плазматических ракет (5 месяцев), а также ракет на антиматерии – максимально плотном топливе (всего 45 дней).

Марс по своим характеристикам очень похож на Землю. Сегодня существует реальная возможность долететь до этой планеты. Уже реализуется проект по колонизации. Если человечество начнёт осваивать другие миры, то Марс будет первым из них.

Таким образом, приближается время, когда люди действительно отправятся на Марс.

Будет ли это «дорогой в один конец», что позволит значительно сэкономить средства на полёт, или астронавты вернутся на родную планету – покажет время.

В целом же, минимальное время экспедиции при сегодняшнем уровне развития науки составит 7-8 месяцев.

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

Веками люди смотрели на ночное небо и мечтали о путешествиях к другим планетам. Идеей полёта на Марс, посвящали себя фантасты и учёные, правительства стран и простые обыватели. Много раз звучал вопрос: когда же человек полетит на Марс? И сейчас мы готовы назвать приблизительные даты.

Дата запуска – когда запланирован первый полёт людей на Марс

Ещё 50 лет назад казалось, что путешествие на Красную планету состоится в ближайшие годы. Но до сих пор дата первого полёта на Марс конкретно не определена. Совсем недавно назывались 2016, 2018, 2020 года, сейчас год, когда люди полетят на Марс, переносится на середину тридцатых и даже пятидесятые годы. Значит ли это, что извечная мечта человечества отправить людей на Марс отодвигается на неопределённое время. Рассмотрим, что об этом думают правительства и космические агентства разных стран.

Планы России

Несмотря на трудные в экономическом плане времена, Россия остаётся великой космической державой. Роскосмос и политики не раз озвучивали проекты марсианских программ. Отечественная марсианская эпопея началась в 1996 году неудачным запуском автоматической станции «Марс-96». Именно после этой неудачи начали строиться планы пилотируемых полётов к Марсу. Раз русские первыми были в космосе, значит, они и первыми должны полететь к Красной планете.

В 2007 г. стартовала программа «Марс-500» по имитации длительного полёта на другие планеты. Многоэтапное исследование было закончено в 2011. По словам представителей Роскосмоса, были оценены психологические и физиологические факторы риска космонавтов на время полёта.

Стоит отметить, что в настоящее время Роскосмос не определяет конкретной даты пилотируемого полёта

В 2012 г. было объявлено о совместной с Украиной и Казахстаном разработке тяжёлой ракеты-носителя «Содружество». Для новой ракеты предполагается разработать комбинированный ядерно-электрический двигатель. По планам разработчиков именно эта ракета должна была обеспечить полёт людей на Красную планету. Сейчас говорится о создание этой ракеты не ранее 2020-2022 гг.

Сверхтяжёлая ракета носитель Вулкан

В тоже время Роскосмос готовит новый проект сверхтяжелую ракету-носитель, по замыслу она будет летать к Луне и Марсу с 2027 года. Получается, что решение вопроса, когда россияне полетят на Марс, отодвигается на конец двадцатых – начало тридцатых годов.

Планы США

О пилотируемом полёте на Марс в США заговорили ещё до начала космической эры. Ещё в 1948 г. создатель американской ракетной техники Вернер фон Браун предложил подобный проект. Особый интерес к марсианским исследованиям вспыхнул в 1969 г. после успешной экспедиции американских астронавтов на Луну. Тем не менее на официальном уровне марсианская программа была принята только с наступлением XXI века.

Saturn 5

Для полётов на Марс было решено использовать модернизированную ракету-носитель «Сатурн-5». Началась разработка спускаемого модуля. Были оглашены планы запуска не позднее 2018 г. Однако, уже в 2012 г. НАСА объявило о временном прекращении финансирования проекта «Созвездие».

По словам представителей NASA: «Ориентировочная дата полёта человека на Марс состоится в 2037 году»

Стоит заметить, что космические программы в США может реализовывать не только национальное аэрокосмическое агентство, но и частные компании. Эстафету у правительственной организации по реализации пилотируемого марсианского проекта перехватила компания «SpaceX», возглавляемая миллиардером Маском.

Илон Маск определил дату первого полёта людей 2024 годом

В его пользу говорит наличие у компании самой тяжёлой на данный момент в мире ракеты-носителя «Falcon Heavy».

А масштабные полёты планируется запускать на «Big Falcon Rocket» которая ещё в разработке.

Планы Европейского космического агентства

Основной проблемой европейского космического агентства является недостаток финансирования. По этой причине глобальные проекты ему доступны только при взаимодействии с другими организациями.

Тем не менее ЕКА был разработан уникальный проект исследования ближайших окрестностей Солнечной системы, который получил название «Аврора».

По словам пресс-службы ЕКА, люди полетят на Марс в 2033 году

Совместно с НАСА, а затем с Роскосмосом была разработана программа «Экзомарс». Эта программа появилась на свет в 2002 г. в тесном сотрудничестве с НАСА. Она заключалась в предварительной разведке Красной планеты с помощью автоматических станций и марсоходов, а затем создания технических средств, способствующих реализации пилотируемого путешествия на Марс. При этом предварительная дата полёта обозначалась 2020 годом. Программа была заморожена после неудачной высадки спускаемого аппарата в 2016 г.

Планы других стран

Многие страны мира хотят попасть в космический клуб, но не всем это позволяет развитие технологий. Относительно успешные космические запуски провели Индия и Китай.

Индия имеет ракету-носитель собственной разработки, но пока ограничивается беспилотными запусками в ближний космос. Тем не менее у правительства Индии есть проект отправки людей на Марс. В это время он разрабатывается совместно с НАСА.

Первый полёт людей Индии намечен ориентировочно на 2050 год

О китайской космической программе есть очень мало данных. Но Китай успешно завершил свои последние пилотируемые пуски на земную орбиту, начал реализацию лунной программы. Думается, что китайцы также задумываются о Марсе.

Интересную позицию занял ряд арабских стран, в частности, ОАЭ. Правительство категорически запретило своим учёным разрабатывать проекты полётов на другие планеты. Аргумент – это самоубийство, а самоубийство – страшный грех в исламе. Тем не менее имеется план пилотируемых полётов и у арабских стран.

Ориентировочная дата полёта ОАЭ намечена не ранее 2040 год

Необходимо также сказать несколько слов о проекте Нидерланд «Mars One». Это частный проект, сопровождаемый большой рекламной кампанией по всей планете, подразумевал что, когда первые люди улетят на Марс они останутся там на всю жизнь.

Первоначальная дата полёта на Красную планету была определена «Mars One» 2024 годом, затем перенесена на 2027

Из-за небольшого количества привлечённых средств проект был признан банкротом в 2019 г.

Реален ли полёт человека на Марс

Многие приверженцы скорейшей отправки космической экспедиции на Красную планету указывают на успех лунных полётов 1969—1973 гг. Они не учитывают нескольких показателей.

Во-первых, луна находится относительно близко к Земле. Это экономия топлива, прочих ресурсов, отсутствие проблем длительного полёта.

Во-вторых, Луну частично прикрывает мощное земное магнитное поле, чего на пути к Марсу не будет. А значит, космонавтов ждёт губительная радиация. И это только начало проблем.

Воздействие на космонавтов

Путешествие на Марс может занять от семидесяти до трёхсот суток. Это будет зависеть от выбранной траектории полёта и расстояния между планетами. Для сравнения полёт на Луну занимает не более трёх суток. Естественно, в таком длительном путешествии возникает множество проблем.

Во-первых, это возможная нехватка, воды, кислорода и еды. Необходимо продумывать возобновляемые источники, иначе марсианский корабль станет очень тяжёлым, а членов экспедиции может ждать смерть от голода, жажды и удушья.

Во-вторых, необходимо учитывать продолжительность полёта в невесомости, что может повлечь необратимые изменения в опорно-двигательном аппарате космонавтов.

В-третьих, действие космической радиации. Земное магнитное поле в полёте уже не будет защищать членов экспедиции.

В-четвёртых, не стоит забывать и о психологических проблемах. Достаточно сказать, что полёт только к Марсу может длиться до 9 месяцев. Добавьте пребывание на планете, возвращение назад. Сколько вы сможете нормально себя чувствовать, каждый день, видя одни и те же лица. Не стоит забывать и про отсутствие нормальной связи с родной планетой и возрастающее чувство тревоги в космосе.

Технические возможности

На современном уровне развития науки и техники пилотируемый полёт людей на Марс возможен, но трудноосуществим.

Во-первых, требуется тяжёлая ракета-носитель. На данный момент земляне располагают ракетами, которые способны поднимать на орбиту не более 64 т полезного груза. Необходимо минимум 100 т.

Во-вторых, взлететь с Земли, долететь до Марса, опустится на его поверхность, снова взлететь, долететь до Земли, приземлиться. На всё это требуется более 1600 т современного ракетного топлива. Отсюда следует, что марсианский корабль возможно собрать только на орбите или на Луне, это требует определённой инфраструктуры.

В-третьих, определённой проблемой будет защита от радиации, что существенно утяжелит космический корабль и потребует дополнительного топлива.

Следует признать, правы официальные представители Роскосмоса, которые заявляет о технической невозможности пилотируемого полёта на Марс ранее конца 40-х годов XXI века. А в более далёком будущем появятся технологии для массовых полётов людей к заветной цели.

Выгоды от полёта

Выгодности для страны, которая первой отправит людей на Марс, в современном этапе выглядят довольно иллюзорными. Конечно, с дальнейшим развитием науки и техники возможна и колонизация Марса, и добыча на нём полезных ископаемых.

Но давайте не будем забывать такое слово, как престиж. Люди прежних поколений помнят, как подняли престиж СССР — запустив первый спутник, и отправив в полёт Гагарина; как поднял престиж США — отправив астронавтов на Луну.

Пятьдесят восемь лет назад человек впервые взлетел в космос. Восьмью годами позже впервые прогулялся по поверхности другого небесного тела. Но близкая и таинственная Красная планета до сих пор осталась недоступной. Она ждёт человека, который первый полетит на Марс.

Пригодилась информация? Плюсани в социалки!

  • Первый полет человека на Марс
  • Покорение Марса — хронология будущей колонизации планеты
  • Концепция Илона Маска как SpaceX доставит людей на Марс

Илон Маск, похоже, действительно построил корабль для межпланетных путешествий. Когда начнутся испытания Starship — и когда он полетит на Марс?

Еще в 2002 году, начиная путь в частной космонавтике, Илон Маск сформулировал главную цель компании SpaceX — колонизацию Марса. Похоже, сейчас эти планы начинают приобретать реальные очертания: в ближайшие месяцы должны начаться летные испытания Starship — корабля, предназначенного для межпланетных путешествий. Две версии корабля уже почти готовы, они получили «производственные названия» Starship Mk1 и Starship Mk2. Пока их будут испытывать в режиме «подскока» — то есть без выхода на орбиту вокруг Земли. Однако уже на следующий год запланирован и первый полноценный орбитальный полет. Точные даты всех этих испытаний неизвестны, но уже сейчас можно разобраться в том, что же такое межпланетный Starship.

28 сентября 2019-го, ровно в 11-ю годовщину первого орбитального пуска частной ракеты-носителя Falcon 1, Илон Маск провел пресс-конференцию на испытательной площадке компании около техасской деревни Бока-Чика. Это была уже четвертая презентация проекта, который за время разработки сменил множество названий и, в некоторой степени, само свое содержание.

Важное отличие новой презентации от предыдущих заключалось в том, что она происходила прямо на фоне «виновника торжества»: если раньше Маск показывал ракеты и корабли, предназначенные для межпланетных путешествий, только на слайдах, то на этот раз освещенная прожекторами первая версия Starship (Starship Mk1) стояла непосредственно у него за спиной. Прямо рядом с ракетой Falcon 1, с которой для компании SpaceX начался путь в космос.

Проект с 2002 года сменил множество названий, однако цель — межпланетное путешествие — всегда оставалась на первом месте. В разное время Илон Маск планировал использовать для этого сверх-тяжелые носители Falcon XX и Big Falcon Rocket, входящие сначала в «Марсианскую колониальную транспортную систему» (Mars Colonial Transport), переименованную в 2016 году в «Межпланетную транспортную систему» или ITS. Сейчас проект Big Falcon Rocket превратился в пару из возвращаемой первой ступени Super Heavy, и, собственно, корабля Starship. Весь проект тоже (видимо, для ясности) называется Starship.

С момента первой презентации полноценного проекта (тогда еще под именем BFR) 27 сентября 2016 года на 67-м ежегодном Международном астронавтическом конгрессе в Гвадалахаре, концепция серьезно поменялась — она стала меньшей по масштабам, но намного более реалистичной.

Создание прототипа корабля-ракеты прямо под открытым небом заняло четыре месяца, а ее первый полет планируется в ноябре-декабре. Максимальная высота подъема Starship Mk1 во время «подскока» не превысит 20 километров — но этого вполне достаточно для отработки старта и приземления.

Система Starship представляет собой двухступенчатую многоразовую ракету, предназначенную для полетов на небесные тела Солнечной системы. Вторая ступень Starship объединена с космическим аппаратом — дозаправляемым кораблем или заправочным танкером. А первая ступень Super Heavy способна вернуться на место старта.

Используя дозаправку на орбите, «Межпланетная транспортная система» сможет доставлять людей и грузы на Луну и к дальним планетам. Но главная задача состоит в том, чтобы забросить грузы и людей, необходимых для появления первой самодостаточной колонии на Марсе. Для этого системе Starship потребуется несколько стартов. Первая ракета выводит на орбиту корабль с людьми или грузами, последующие — танкеры с топливом. После стыковки основного и заправочного кораблей будет создаваться небольшая тяга двигателями для перекачки топлива между аппаратами без использования насосов. После заправки на орбите Starship сможет отправиться в межпланетный полет. Ничего подобного в истории космонавтики пока еще не было.

Пресс-конференция Starship у Бока-Чика SpaceX

Что в этом нового?

На последней пресс-конференции Илон Маск отметил, что система Super Heavy/Starship должна быть полностью многоразовой, с возможностью совершать до тысячи полетов в год. Десять ракет позволят за год доставить в космос миллион тонн грузов. За один пуск Super Heavy/Starship сможет доставлять на орбиту 150 тонн и возвращать на Землю 50 тонн грузов.

Много это или мало? Для сравнения, советская одноразовая ракета-носитель «Энергия» могла вывести на низкую орбиту 100 тонн, а самая мощная за всю историю ракета «Сатурн-5» (с помощью которой астронавты США летали на Луну) выводила на низкую околоземную орбиту до 147 тонн грузов.

Надо отметить, что система предназначена не только для межпланетных полетов, — в целом она должна будет заменить существующие ракеты компании SpaceX Falcon 9 и Falcon Heavy. Starship в грузовом варианте сможет выводить коммерческие и научные космические аппараты на орбиту, пополнять собственную группировку спутниковой связи компании Starlink, общая численность которой планируется на уровне 42 тысяч космических аппаратов на низких орбитах.

Еще одно возможное назначение Starship, о котором говорил Илон Маск — суборбитальные пассажирские перевозки между континентами, то есть своеобразная замена ушедшим сверхзвуковым самолетам «Конкорд». Ракета способна связать все материки Земли для доставки людей и их багажа за очень короткое время — не более 45 минут.

Как изменились технические характеристики ракеты и корабля?

Длина первой ступени Super Heavy — 68 метров, на ней будет установлено 37 или чуть меньше кислородно-метановых двигателей Raptor (в атмосферной версии), семь из них будут подвижными — это нужно для управления ориентацией ракеты.

Как и первая ступень Falcon 9, Super Heavy будет оборудована решетчатыми рулевыми крыльями. После выведения на орбиту второй ступени Starship, первая ступень будет возвращаться на стартовую площадку и мягко приземляться на 6 опор. Масса топлива для полной заправки Super Heavy составит 3300 тонн. Общая тяга ступени составит около 7500 тонн-силы (то есть такую максимальную массу она сможет оторвать от Земли).

Диаметр обеих ступеней немного уменьшился по сравнению с планами 2016 года: вместо 12 он теперь составляет 9 метров. Вторая ступень ракеты и одновременно космический корабль Starship в новой версии имеет длину 50 метров. Планируется, что сухая масса аппарата составит 120 тонн, хотя в первом прототипе она составляла около 200 тонн. Топливные баки ступени вмещают топлива в десять раз больше, чем весит сам корабль — 1200 тонн.

При возврате на Землю Starship будет использовать аэродинамическое торможение в атмосфере при помощи подвижных крыльев, а садиться вертикально на реактивных двигателях. Каждый корабль будет оборудован тремя атмосферными двигателями Raptor с контролем вектора тяги и тремя неподвижными двигателями.

Исключительно подробное техническое описание корабля Starship и его предшественников от видеоблога Space Room. Space Room

Почему корабль стал стальным?

Основным конструкционным материалом и первой, и второй ступени у Starship стал не углепластик, как в предыдущих вариантах, а неожиданно — нержавеющая сталь AISI 301. О переходе на этот материал Илон Маск заявлял еще в декабре 2018 года в твиттере, но до сих пор подробностей об этом решении мы не знали.

Отказ от углепластика он объяснил тем, что тот сохраняет высокие характеристики лишь в узком диапазоне температур: углеродные волокна всегда остаются прочными, но вот полимерная матрица (то, что заполняет пространство между волокнами) при низких температурах становится очень хрупкой, а при нагреве свыше 150°С наоборот — размягчается и сильно «течет». Так что при выходе за пределы оптимального температурного режима композит теряет прочность.

У стали, напротив, хорошие прочностные свойства как при высоких, так и при низких температурах. Не говоря уже о том, что она почти в 50 раз дешевле углепластика. Одной сталью, конечно, не обойтись: поверх стального корпуса в местах сильного нагрева (который случается при посадке) будут использованы керамические плитки теплозащитного покрытия. Топливом для обеих ступеней остаются жидкий метан (горючее) и жидкий кислород (окислитель) в соотношении 1 к 3.

Что может пойти не так?

Конечно, Маск не первый, кто задумывался о полетах людей на Марс. Такие планы перед собой ставили и «отцы» советской и американской космических программ Сергей Королев и Вернер фон Браун в начале космической эры. Однако ни одно государство до сих пор так и не было готово оплачивать столь дорогостоящие проекты.

В 1990 году президент США Джордж Буш-старший провозгласил марсианскую инициативу. Специальная группа NASA определила стоимость и сроки реализации проекта в 450 миллиардов долларов и в 20–30 лет. Даже Соединенные Штаты не смогли позволить себе такой космический бюджет. Как же собирается решить эту проблему частный бизнесмен?

Идея Илона Маска и его команды состоит в том, чтобы серьезно снизить цену на доставку людей и грузов на Марс за счет многоразовости транспортной системы, высокой частоты перевозок и активного использования местных ресурсов Красной планеты — в частности, для производства топлива, чтобы возвращать корабли Starship на Землю. Например, из воды, которую можно добыть на Марсе, и из углекислого газа, сжижаемого из его атмосферы, можно производить метан и кислород — ту самую топливную пару, что используется двигателями Raptor.

Подобные идеи озвучивались задолго до появления компании SpaceX, но именно Маск дальше всех прошел по пути создания многоразовых ракетно-космических систем. По его словам, стоимость переселения одного человека на Марс в среднем не должна превышать стоимость его недвижимости и имущества на Земле, то есть нескольких сотен тысяч долларов. Даже если эта сумма за время воплощения проекта в жизнь не увеличится (что бывает редко) слабым местом плана по колонизации Марса остается число людей, готовых в нем участвовать. Для окупаемости межпланетной транспортной системы только в XXI веке нужно переселить не меньше миллиона человек. Пока неизвестно, найдется ли столько желающих покинуть привычный мир ради будущего на другой планете, представляющей собой холодную каменистую пустыню.

И это не единственная проблема. Даже имея транспортную систему, компания SpaceX пока не готова ответить на другие вызовы столь масштабного проекта. Самым слабым звеном в космических полетах был и остается человек: до первого полета к Марсу необходимо решить еще множество проблем, связанным с профилактикой негативного воздействия факторов космического полета, таких как невесомость, радиация и ограниченность пространства. Критическим вопросом будет надежность систем жизнеобеспечения кораблей и напланетной станции, которая станет первым марсианским городом.

Возможно, здесь на помощь SpaceX может прийти агентство NASA, которое уже сейчас занято подготовкой полета человека на Марс. На Международной космической станции апробируются средства медицинской профилактики для длительных полетов и системы жизнеобеспечения. На орбите вокруг Марса находятся несколько аппаратов для составления подробных карт планеты и оценки ее климата (например, Mars Odyssey, Mars Reconnaissance Orbiter, MAVEN). Они помогают изучить условия для посадки и определить интересные места для планирования пилотируемых экспедиций. И хотя по прогнозам NASA, первые люди высадятся на Марс между 2040 и 2050 годами, проводимые сейчас работы, возможно, могут приблизить этот срок.

Чего ожидать в ближайшем будущем?

25 июля компания SpaceX провела первый «подскок» на 20 метров технологического демонстратора (с одним двигателем Raptor) Starhopper, который журналисты назвали «водонапорной башней». 27 августа он поднялся уже на 200 метров. Демонстратор позволил отработать некоторые технические решения для подготовки полетов Starship Mk1 и последующих версий. За подготовкой следующего «подскока» следят журналисты и энтузиасты космонавтики. В сети регулярно появляются фотографии и видео с площадки SpaceX в Бока-Чика.

Пока до первого полета прототипа остается еще пара месяцев. Одновременно с подготовкой «подскока» Starship Mk1 SpaceX строит второй прототип Starship Mk2 на своей площадке во Флориде. Постройка Starship Mk3 начнется в ближайшее время в Бока-Чика. Каждая новая ракета дает специалистам SpaceX новый опыт; скорость работы повышается, что позволяет Маску быть оптимистичным в своих прогнозах.

Одновременно идут небольшие технические усовершенствования. Например, начиная с версии Starship Mk3, SpaceX будет использовать цилиндрические секции с одним сварным швом вместо секций, сваренных из прямоугольных листов, что позволит существенно снизить массу по сравнению с первыми версиями.

После сборки Starship Mk4 примерно через четыре-пять месяцев начнется строительство первой ступени Super Heavy. Маск считает, что сложнее всего будет сделать нужное количество двигателей Raptor к этому времени, однако в начале 2020 года SpaceX планирует производить один двигатель в сутки.

Первым в орбитальный полет сможет отправиться Mk3 или следующая версия. Маск надеется, что полет пройдет именно в 2020 году, но он отметил, что на программу Super Heavy/Starship направлено менее 5% всех ресурсов SpaceX. Основные усилия компании уходят на ввод в эксплуатацию пилотируемого корабля Crew Dragon по контракту с NASA, пилотируемый тестовый полет которого на МКС сейчас запланирован на первый квартал 2020-го.

Откуда деньги?

Помимо собственных средств на разработку системы Super Heavy/Starship компания SpaceX тратит аванс японского миллиардера Юсаку Маэдзава, который подписал в 2018 году контракт на облет Луны на корабле Starship после 2023-го.

Подробнее про лунный полет

  • Первым космическим туристом SpaceX стал японский миллиардер. Его отправят в полет вокруг Луны

Свой полет Маэдзава назвал #dearMoon. Планируется, что в экипаж корабля кроме профессиональных астронавтов войдут по его приглашению шесть-восемь деятелей искусства. Корабль просто облетит Луну, не выходя на орбиту вокруг нее. Юсаку Маэдзава надеется, что эта миссия не только вдохновит творческих людей на создание новых произведений, посвященных космосу и Луне, но и поможет укреплению мира.

В случае успеха «спонсорского» полета, компания SpaceX может расчитывать на финансирование NASA для транспортного обеспечения государственной лунной программы «Артемида» (Artemis). К этому моменту уже должен состояться первый беспилотный полет системы Starship к Марсу. Это позволит SpaceX на практике изучить «подводные камни» межпланетных путешествий.

Александр Хохлов

  • Напишите нам

Главные проблемы полета на Марс (11 фото)

Дело в финансах

Примерно 25 миллиардов долларов вложила Америка в лунную программу «Аполлон» в 60-70 годах XX века. Те миссии, которые осуществлялись после «Аполлона-11», обошлись немного дешевле. Дорога к Марсу будет стоить землянам гораздо дороже. Для того чтобы добраться до Красной планеты, необходимо преодолеть от 52 до 402 млн км. Это связано с особенностью орбиты Марса.

Кроме того, загадочный космос полон различных опасностей. Из-за этого существует необходимость в отправке сразу нескольких космонавтов. При этом полет всего одного человека обойдется примерно в миллиард долларов. В общем, дороговизну полета можно смело включать в список «Проблемы полета на Марс».

Земные патогены

Люди, взаимодействующие с космической техникой и устройствами, имеют специальную одежду. Она необходима для защиты от микробов, которые способны жить в космических условиях. Довольно непростым организмом является deinococcus radiodurans, для которого 5000 грей гамма-излучения не представляет опасности. При этом смерть взрослого человека наступает от пяти грей. Для того, чтобы уничтожить данную бактерию, ее необходимо варить около 25 минут.

Средой обитания Deinococcus может быть практически любое место. Трудно предугадать, что произойдет, если бактерия окажется в космосе. Возможно, она станет настоящим бедствием. В связи с этим со стороны критиков идет бурное обсуждение вопросов, касающихся высадки человека на планеты, где может существовать жизнь.

Способ передвижения

Сегодня вся космическая деятельность осуществляется при помощи ракет. Скорость, необходимая для того, чтобы оторваться от Земли, составляет 11,2 км/с (или 40 000 км/ч). Отметим, что скорость пули составляет около 5 000 км/ч.

Летательные устройства, отправляемые в космос, работают на топливе, запасы которого отягощают ракету многократно. Более того, это сопряжено с определенной опасностью. Но в последнее время особую тревогу вызывает принципиальная неэффективность ракетных устройств.

Нам известен лишь один способ полетов – реактивный. Но горение топлива не осуществимо без кислорода. Поэтому самолеты не способны покидать земную атмосферу.

Учеными ведется активный поиск альтернативы горению. Было бы здорово создать антигравитацию!

Клаустрофобия

Как известно, человек – существо социальное. Ему сложно находиться в замкнутом пространстве без всякого общения, как и пребывать долгое время в составе одной команды. Космонавты «Аполлона» могли быть в полете около восьми месяцев. Данная перспектива соблазнительна не для всех.

Очень важно не дать космонавту в период космического путешествия почувствовать себя одиноким. Самый длинный полет осуществил Валерий Поляков, который находился в космосе 438 суток, из которых более половины он прибывал там практически в полном одиночестве. Единственным его собеседником был Центр управления космическими полетами. За весь период Поляков осуществил 25 научных опытов.

Столь длительный период полета космонавта был связан с тем, что он хотел доказать, что можно осуществлять долгие полеты и сохранять при этом нормальную психику. Правда, после высадки Полякова на Землю специалисты отметили изменения в его поведении: космонавт стал более замкнутым и раздражительным.

Думаю, теперь понятно, почему роль психологов столь важна при отправке космонавтов. Специалисты отбирают людей, способных находиться в одной группе долгий период времени. В космос попадают те, кто легко находит общий язык.

Скафандр

Основной задачей скафандра является создание внутри него повышенного давления, так как в условиях космоса легкие человека могут «взорваться», а сам он раздуться… Все скафандры обеспечивают защиту космонавтов от таких неприятностей.

Недостатком современных скафандров является их громоздкость. Как отметили космонавты, особенно неудобно было передвигаться в таком костюме на Луне. Было замечено, что лунные прогулки легче осуществлять при помощи прыжков. Гравитация Марса предполагает более свободное передвижение. Тем не менее на Земле сложно создать похожие условия, чтобы осуществить своеобразные тренировки.

Для того чтобы чувствовать себя комфортно на Марсе, человеку необходим более облегающий скафандр, вес которого составит около двух килограммов. Необходимо также предусмотреть способ охлаждения костюма и решение проблемы дискомфорта, который создает в паху у мужчин и в груди у женщин такая одежда.

Марсианские патогены

Известный писатель-фантаст Герберт Уэллс в своем романе «Война миров» поведал о том, что марсиан победили земные микроорганизмы. Именно с этой проблемой можем столкнуться и мы, попав на Марс.

Существуют предположения о наличии жизни на Красной планете. Самые простые организмы могут в действительности оказаться опасными противниками. Мы сами можем пострадать от этих микробов.

Любой патоген Марса способен убить все живое на нашей планете. В связи с этим космонавты Аполлона-11,12 и 14 пребывали в карантине 21 день, пока не было установлено, что на Луне отсутствует жизнь. Правда, Луна не имеет атмосферы в отличие от Марса. Космонавтов, собирающихся в путешествие на Марс, необходимо по возвращении на Землю поместить в долгосрочный карантин.

Искусственная гравитация

Еще одной проблемой для космонавтов является невесомость. Если принять земную гравитацию за единицу, то, к примеру, сила гравитации Юпитера окажется равной 2,528. В невесомости человек постепенно теряет костную массу, а его мышцы начинают атрофироваться. Поэтому в условиях космического полета астронавтам необходимы длительные тренировки. Пружинистые тренажеры могут помочь в этом, но не в той степени, в которой необходимо. В качестве примера искусственной гравитации можно привести центробежную силу. В летательном аппарате должна присутствовать громадная центрифуга с кольцом вращения. Оснащения кораблей такими аппаратами пока не производилось, хотя подобные планы существуют.

Находясь в космосе 2 месяца, организм космонавтов адаптируется к условиям невесомости, поэтому возвращение на Землю становится для них испытанием: им даже сложно стоять более пяти минут. Представьте себе, какое влияние на человека окажет 8-месячное путешествие на Марс, если костная масса в условиях невесомости уменьшается со скоростью 1% в месяц. Кроме того, на Марсе космонавтам необходимо будет выполнять определенные задачи, привыкая к специфической гравитации. Затем – полет в обратный путь.

Одним из способов создания искусственной гравитации является магнитизм. Но и у него есть свои недостатки, так как к поверхности примагничиваются только ноги, тело же остается вне действия магнита.

Космический корабль

В настоящее время существует достаточное количество космических кораблей, которые могут в целости добраться на Марс. Но нам необходимо учитывать тот факт, что в этих машинах будут находиться живые люди. Летательные аппараты должны быть просторными и комфортными, ведь люди будут пребывать в них длительное время.

Такие корабли еще не созданы, однако вполне возможно,что уже через 10 лет нам удастся их разработать и подготовить к полету.

Метеороиды

Огромное количество мелких небесных тел каждый день сталкивается с нашей планетой. Большинство из этих тел не долетают до поверхности Земли благодаря атмосфере. Луна, не обладающая атмосферой, постоянно подвергается нападению всякого «мусора», о чем красноречиво свидетельствует ее поверхность. Не будет защищен от такого нападения и космический корабль, который собирается в далекое путешествие. Можно попытаться защитить летательный аппарат армированными листами, но ракета значительно прибавит в весе.

Космическое излучение

От солнечного излучения Землю защищают электромагнитное поле и атмосфера. В космосе дело обстоит иначе. Одежда космонавтов снабжена козырьками. Существует постоянная необходимость в защите лица, так как из-за прямых лучей Солнца можно ослепнуть. Программа «Аполлон» разработала блокировку ультрафиолета при помощи алюминия, но космонавты при путешествии на Луну отметили, что часто возникают различные вспышки белого и голубого цветов.

Ученым удалось разгадать, что лучи в космосе – это субатомные частицы (чаще всего протоны), которые движутся со скоростью света. Попадая в корабль, они прошивают обшивку корабля, однако утечек не происходит из-за размера частиц, существенно меньших размера атома.

Полёты на Марс – это исследовательские миссии, проводимые с 60-х годов XX века без экипажа при помощи марсоходов и орбитальных станций. Пилотируемый полёт считают целью XXI века.

Когда отправляют космические корабли к Марсу

Стартовое окно для запуска ракет к Марсу открывается раз в 780 суток или 26 месяцев, длится около 20 дней. В это время отправляют космические корабли к Марсу. Вылетают заранее, чтобы добраться к моменту, когда планеты будут расположены на минимальном расстоянии друг от друга, на одной стороне от Солнца. Для сравнения: максимально удалённое расстояние между Землёй и Марсом 401 млн км, во время максимального сближения – 56 млн км. Использование этих знаний экономит время и деньги: полёт на Марс становится короче.

Сколько суток продолжается полёт до Марса

Продолжительность экспедиции, а именно, сколько суток примерно продолжается полёт до Марса, зависит от: двигателя корабля, суммарного веса космолёта с грузом, скорости движения, расстояния между небесными телами в разные годы, траектории движения. О том, сколько времени займёт полёт до Марса, можно судить по прошедшим отправкам.

Продолжительность полёта космических аппаратов на красную планету:

  • Первое путешествие продолжительностью 229 дней совершила автоматическая станция МКС Mariner-4 в 1964 году.
  • Самое быстрое путешествие совершил корабль Новые горизонты. Его скорость составила 58 тыс. км/ч. Удалось это благодаря отсутствию тяжёлого технического оснащения. Путь корабля налегке продолжался 78 суток.
  • Дольше всего добирался до пункта назначения Mars Полар Лэндэр, его путь занял 334 дней.
  • Викинг-1 первый космический аппарат, который успешно вошел в орбиту, а затем совершил посадку на Марсе в 1975 году. Время в пути– 304 дня.
  • Марс Одиссей — орбитальный аппарат отправлен на Марс в 2001 году. Работает околомарсианской орбите дольше всех. Время в пути – 200 суток.
  • Американскому посадочному модулю Феникс, потребовалось 294 дня. Его достижением стало впервые осуществлённое бурение на планете.
  • Марсоход Curiosity — представляет собой автономную химическую лабораторию. Намного тяжелей и больше своих предшественников. Кьюриосити был отправлен в космос 26 ноября 2011 года. 6 августа 2012 года вошел в орбиту планеты. Время в пути — 253 суток.
  • Новейшая американская станция Инсайт добралась за 205 дней.
  • Европейскому Trace Gas Orbiter потребовалось 229 суток. Отправлялся он с космодрома Байконур.
  • Марс Глобал Сервейор, отправившийся с мыса Канаверал, уложился в 308 земных суток.

Цели полёта на марсианскую планету

Перспектива покорения новой территории приятна, но есть и другие, более веские причины познакомиться с красным соседом поближе.

Почему людям это необходимо:

  1. Выживание человечества
    Важнейшая цель – обеспечить наш вид будущим в случае глобальной катастрофы. Билет с тонущего корабля, наша страховка и гарантия продолжения жизни цивилизации.
  2. Научные исследования
    Поиск новых живых организмов, материалов, геологических пород манят учёных Земли. Микрогравитация, извечный холод и разреженная атмосфера являются интереснейшими темами для изучения. Наилучший путь выполнять исследования – создание колонии. Создав технологии, которые позволят жить на Марсе, мы сможем применить их на родной земле. Как писал Александр Кумар, исследовав дно океана и Вселенную, люди непременно совершат открытия, которые улучшат их жизнь. Открытия в одной сфере неизбежно порождают развитие и в других.
  3. Престиж
    Каждому первооткрывателю приятно будет осознавать, что нам покорилась ещё одна планета, новая территория. Страна, которой удастся совершить удачное освоение Марса, несомненно, может рассчитывать на лидерство в политике и экономике, мировой престиж, звание сверхдержавы. И, наконец, освоение новой планеты поможет ответить на массу вопросов и удовлетворить любопытство.
  4. Восполнение ресурсов
    Землю, рано или поздно, ждёт истощение не возобновляемых ресурсов. Идея отправится за ними на другую планету закономерна и привлекательна.

Полёт на Марс: реальные факты

Технический прогресс пока недостаточно развит, чтобы пилотируемые полёты на Марс прошли триумфально. Мешают осуществлению этого прорыва суровые реалии: дороговизна, непривычные для человека природные условия, сложности с оборудованием и опасность здоровью астронавтов. На текущем этапе развития люди могут лишь контролировать беспилотные миссии дистанционно, изучать небесные тела с помощью марсоходов, делать фотографии и подготавливать почву.

Стоимость полёта

Стоимость пилотируемой экспедиции составит минимум 100 миллиардов долларов, по оценкам Брента Шервуда, космического архитектора Лаборатории реактивного движения NASA в Пасадене, штат Калифорния. Отметим: годовой бюджет NASA сегодня составляет ориентировочно 20 миллиардов. То есть, пока организация позволить себе такую экспедицию не может.

Цифра 100 миллиардов взята не из головы. Эти средства необходимы для обеспечения экипажа минимальным набором ресурсов, топлива, защитой. Удовлетворим интерес, сколько стоит одна космическая станция, — от 10 миллиардов долларов. Доставка одного человека будет стоить примерно 1 миллиард долларов.

Для сравнения: полёт беспилотного космического аппарата, то есть без человека, стоит от 74 миллионов до 2,5 миллиарда долларов. Это в 40 раз меньше, чем планируемый полёт с космонавтом. Разница объясняется потребностями людей в системе жизнеобеспечения, полезном грузе, тяжёлых баках с кислородом, защите от радиации. Все эти затраты и складываются в минимальную сумму 100 миллиардов.

Что мы отправляем в полёт на Марс

Долететь до Марса помогают современные космические аппараты. Устройства делятся по целям на спутники связи, навигационные, метеорологические и геодезические. Между нынешними и первыми образцами титанический труд учёных и годы технического прогресса. Кратко говоря: результат — усовершенствованная начинка и прочная оболочка.

В попытках покорить Красную планету все виды КА: орбитальные спутники, спускаемые аппараты, марсоходы, — чаще всего летят в один конец. Их возвращение не имеет смысла, ведь на борту межпланетных транспортных средств пока не было людей. Даже продвинутая железная громадина не стоит огромных вложенных средств и хлопот, чтобы возвращать её на Землю. Но, если на звездолёте удастся отправить человека, смысл возвращения появится.

Сколько было полётов на Марс

К настоящему моменту было отправлено 45 космических миссии, лишь 17 полётов оказались благоприятными. Пилотируемых миссий не было совершено ни одной. Статистика гласит: из 21 неудачных полётов 10 потерпели фиаско уже на старте. Причины были различными: неполадки разгонного блока, отказ третьей ступени ракеты-носителя и другие неисправности.

7 миссий были частично успешными они долетели до запланированного пункта, но у некоторых при приземлении что-то пошло не так. Например, у посадочного модуля Beagle не развернулись солнечные батареи, зонды советских аппаратов были погублены марсианскими бурями, спускаемый аппарат Schiaparelli разбился. Это доказывает факт: отправка на соседнюю планету — рискованное дело, требующее десятков лет тестирования и подготовки.

Что нужно, чтобы состоялся пилотируемый полёт

Планы, как земляне отправятся на Марс в 2023 году, являются если не фантастическими, то очень оптимистичными. Чтобы это произошло, потребуется сделать колоссальную работу и вложить миллиарды. Более вероятно, что первый запуск с пилотом состоится позднее, годам к 30-м.

Ракета небывалой грузоподъёмности

Для реализации пилотируемого полёта нужно вывести на орбиту большое количество ресурсов, полезного груза, более 100 тонн. Осуществить это можно только с помощью ракеты небывалой грузоподъёмности, пока не существующей в реальности. Ракете необходимо учитывать особенности марсианского полёта. Россия предпринимала попытки запуска подобных ракет, но они не увенчались успехом.

В разработке у Илона Маска новая Big Falcon Rocket, способная вместить до 150 тонн груза. Ракета будет состоять из двух ступеней, предположительно, многоразовых. При помощи первой устройство выйдет на земную орбиту, другая обеспечит транспортировку на орбиту красного карлика. Это лишь планы, эксплуатация не подтверждена, начало испытаний произойдёт не раньше 2020 года.

Радиационный зонтик

Защита от радиации — важнейшее условие успешной марсианской экспедиции. Сегодня технологии пока не дошли до того, чтобы полностью защитить человека в условиях космического полёта. Мерой защиты может стать радиационный зонтик, убежище, где можно укрыться от излучения. Учёные рассчитали массовую толщину стенок в таком отсеке, она должна быть примерно 25—30 г/см2. Без этой меры предосторожности астронавтов ждут последствия в виде огромных доз радиации, вызывающие неотвратимые изменения в ДНК. Рак, бесплодие, болезни мозга, — лишь малая доля возможных результатов пребывания на Марсе без защиты.

Система жизнеобеспечения

Все современные космолёты оснащены системами: жизнеобеспечения, электроснабжения, температурного режима, управления, связи, ориентации и аварийного спасения. Система жизнеобеспечения сейчас может работать менее полугода, и это ещё одна причина, почему пилотируемый полёт пока невозможен. Планируется увеличить этот срок до 1—3 лет, усовершенствовать работу, процесс ведут США, Россия. Недостаток современных СЖО — необходимость расходных материалов, которые недостать в космосе. Образцом необходимой системы допустимо считать уже созданную на ОК Мир. Потребность в витаминах планируется удовлетворять в бортовой оранжерее. А также существуют проекты гибридных биологических систем жизнеобеспечения на основе растений, фотосинтезирующих и снабжающих человека кислородом.

Ещё один необходимый компонент для успешной миссии — создание искусственной гравитации. Она нужна, чтобы избежать последствий невесомости. Марсианская гравитация равна 38% от земной, что создаёт неудобства. Если в полёте не будет искусственной гравитации, космонавты будут испытывать проблемы с вестибулярным аппаратом, сердечно-сосудистой системой, отвыкнут ходить привычным образом. Из-за отсутствия привычных нагрузок мышцы атрофируются, кости станут ломкими. У людей, находящихся долго в невесомости, снизится работоспособность, они не смогут обслуживать корабль должным образом. Невозможно будет использовать открытые коробки, ёмкости, чинить что-то инструментами. Таким образом, пока не придуман способ создать искусственную гравитацию, освоение дальних планет следует отложить.

Парашют для посадки на планету

Для обеспечения мягкой посадки корабля возникла необходимость парашюта. Десятки миссий завершились провалом именно при стыковке. Проблема: атмосфера Красной планеты разрежена, не позволяет мягко посадить тяжёлый космолёт, движущийся на большой скорости. NASA разрабатывает сверхзвуковую тормозную двигательную установку для этой цели, а Роскосмос испытал парашют для посадки. Основой для его разработки служит наиболее удачная система, использовавшаяся в марсоходе Curiocity, SkyCrane. Если удастся сконструировать такой парашют, посадка будет безопасной и отправка человека станет возможной.

Умные скафандры

Существующие скафандры необходимо модернизировать. Все мы помним, что на Марсе разреженная атмосфера, слабое магнитное поле, сильная радиация. У современных космических комбинезонов есть недостатки: нижняя часть тела недостаточно мобильна, присутствует чувствительность к загрязнениям и повреждениям. В результате астронавт может находиться в открытом пространстве максимум 8 часов, это время нужно увеличить. Идеальный марсианский скафандр должен быть удобным, функциональным и не требующим частого техобслуживания. А также умный скафандр должен удовлетворять все физиологические потребности астронавта.

Опасности путешествия от старта до финиша

Даже убеждённый мечтатель Илон Маск признаёт: при покорении Марса высок риск смерти. Итак, вот что может угрожать отважным путешественникам-покорителям чужой планеты.

Ваша ракета может взорваться перед тем, как покинуть Землю

Риск взрыва ракеты существует как на Земле при запуске, так и при достижении цели. Сложно сказать, какой из двух исходов станет более обидным. Оба грозят гибелью находящихся на борту людей. Разрушительные последствия коснутся и места запуска: уничтожится стартовая площадка и окрестности. Финансовый ущерб в результате неудавшейся миссии исчисляется миллионами долларов.

Вы можете подвергнуться серьёзному воздействию радиации от солнечной вспышки

В космосе нет атмосферы, а значит, ничто не препятствует радиационному излучению солнечных вспышек. Постоянный поток солнечных вспышек можно сдерживать какое-то время при помощи оборудования, но оно ограничено. Опасность радиации в цифрах: облучение при поездке на Марс составляет примерно 0,66 Зиверта. Это больше, чем на самой планете. Двухлетний путь туда и обратно сократит продолжительность жизни астронавта на 2 года и 5 месяцев и увеличит риск онкологических заболеваний на 5%. Необходимо разработать радиационный зонтик как можно скорее.

Метеороиды могут пробить ваш корабль

Один камешек — и вся миссия насмарку. Главная опасность метеороидов состоит в их огромной скорости до 28 200 километров в час. Двигаясь так молниеносно, даже крошечный объект способен повредить обшивку, нарушить целостность корабля. Наихудшим исходом полёта может стать полное разрушение космолёта на обломки, как это произошло с Iridium 33 и Космосом-2251.

Низкая гравитация нанесёт ущерб вашим костям и мышцам

Главная опасность низкой гравитации в том, что мы не можем знать, как поведёт себя организм в таких условиях. Человек создан и приспособлен к гравитации Земли, поэтому пониженная гравитация может привести к атрофии мышц, снижению зрения, бессоннице и другим отклонениям. Происходят изменения в активности генов, регулирующих костную ткань. Страдает, в том числе и важнейшая сердечная мышца. В невесомости нельзя давать телу привычные спортивные нагрузки, что ведёт к неуклонной потере формы и работоспособности.

Ваши попутчики могут свести вас с ума

Добиться взаимопонимания и мирно общаться с командой незнакомых людей осложняют экстремальные обстоятельства. Если возникают разногласия на космическом судне, с него нельзя сбежать. В 2011 году был проведён 520-дневный эксперимент над группой из 6 людей в закрытом пространстве. Исследовались психосоциальные проблемы, наиболее остро выделились: скука, изоляция, культурные различия. Эксперимент доказал: сложно подобрать неконфликтных людей, психика которых не пострадает в результате совместного заточения на МКС.

Система жизнеобеспечения может дать сбой

В долгосрочных миссиях вероятны неполадки оборудования, от которого напрямую зависит жизнь экипажа. Если система жизнеобеспечения даёт сбой, космонавты остаются без важнейших ресурсов: воды, воздуха, пищи. Какое-то время они смогут производить необходимое, перерабатывать отходы, но высока вероятность летального исхода до завершения полёта.

Вы можете разбиться на поверхности Марса при попытке приземлиться

Скорость космического корабля составляет около 62 тыс. миль в час. Разреженная атмосфера планеты не смягчит приземление. Поэтому всегда существует риск неудачной посадки, которая перечеркнёт ваши старания длиной в полгода.

Какие технологии нужны, чтобы сократить полёт на Марс

В длинных путешествиях есть плюсы, если они не длятся годами. Существует два реальных способа сократить полёт до Красной планеты: камеры гиперсна и инновационные двигатели. Камеры гиперсна, конечно, не поглощают время, а лишь облегчают восприятие человека, создавая иллюзию более незначительного по времени полёта. Второй способ — новые двигатели, которые доставят космонавтов в считанные дни.

Камеры гиперсна

Учёные продолжают думать о том, как сделать путешествие на Марс комфортным для астронавтов. Компанией Spaceworks при поддержке NASA придумано использовать камеры гиперсна. Космонавт уснёт и не заметит, как прошло несколько месяцев. В фильмах такое часто показывают, сейчас можно утверждать это больше не фантастика. Конечно, сам полёт короче не станет, но убережёт людей от серьёзных психологических проблем. В гиперсне температура тела понижается, как и обмен веществ. А также частично решится проблема атрофии мышц. Существуют примеры применения гиперсна на 14 дней без негативных последствий для мозга. Снижать температуру тела планируется с помощью медикаментов.

Полёт на Марс за 45 дней

Росатом совершил амбициозное заявление о строительстве ядерного двигателя, способного достичь Марса за 45 дней. Как отмечают учёные, создать сам двигатель — не так дорого и проблематично, как спроектировать космолёт вокруг него. Принцип работы двигателя будет основан на химической тяге. Проект запланировано реализовать к 2025 году и потратить на это примерно 15 миллиардов рублей, что составляет 700 миллионов долларов. В сравнении с американскими проектами, это дёшево. В Америке тоже разрабатывают ракетные двигатели, но, в отличие от российских, они приводятся в действие электричеством. Разработку ведёт компания Ad Astra Rocket Company.

Реален ли полёт человека на Марс сейчас?

Создание подходящего пилотируемого корабля — настоящий вызов для инженеров, разработчиков, учёных. Реальность успешного полёта homo sapiens в ближайшие 5—7 лет сомнительна. Говоря о реалистичных планах, можно рассматривать 30-е годы XXI века. Человек сможет высадиться на Красную планету, но вот возможности вернуться оттуда живым и невредимым, а также жить там длительное время пока вызывает большие сомнения.

Итак, сейчас путь к Марсу занимает продолжительное время, стоит невероятно дорого. Люди добились успеха в отправлении беспилотных аппаратов, но сейчас иного варианта нет. Мы не готовы организовать миссию с пилотом на соседнюю планету без жертв. Сейчас активно ведутся разработки, чтобы свести риски к минимуму и прийти к этой великой цели.

  • Когда полетят на Марс?
  • Беспилотные миссии на Марс: путь человечества из земной колыбели
  • Пилотируемые полеты к Марсу в СССР