Кто, когда и как собирается лететь на Марс

[Taho]

взято отсюда

Сейчас так часто говорят про полеты к Марсу, что люди, подчас, путают несколько независимых проектов. Иногда приходится слышать, что Mars One - это проект NASA, а Inspiration Mars собирается добывать золото, которое нашел Curiosity. Все это, конечно, выдумки. Поэтому постараюсь разложить все марсианские мечтания по полочкам, чтобы была универсальная шпаргалка на все случаи жизни.

Заранее оговорюсь: данный обзор отражает текущую ситуацию. Я не исключаю будущую эволюцию и возможные объединения описываемых проектов или появление новых.



Итак, приступим в хронологическом порядке:

Mars Direct

Стоимость: $30 млрд. долл.
Идея: Отправка на Марс экспедиции в два этапа: сначала летит беспилотная ракета, которая должна вернуть людей с Марса. Она имеет запас водорода, а топливо для обратного пути должна создать сама используя местный углерод из атмосферы. Второй спускаемый аппарат с пилотами, обеспечивает полет до Марса и жизнедеятельность на поверхности.
Реализация: в течение 10 лет с момента утверждения программы.



Первым негосударственным проектом пилотируемого полета на Марс стал американский Mars Direct, который предложил бывший инженер Locheed Martin Роберт Зубрин в 90-е годы.

Проект этот очень подробно проработан в технической части, и рассчитан на реализацию исходя из нынешнего технического уровня цивилизации. Хотя он имеет несколько "узких" моментов, но они в принципе решаемы, если применить науку и смекалку.
Я не буду подробно описывать его, а все подробности можно узнать из этого фильма, переведенного хабрапользователем paulpotseluev, и одобренного Робертом (он немного говорит по-русски).



Английский оригинал.

От себя отмечу некоторые характерные особенности Mars Direct. Несмотря на негосударственность проекта, Роберт Зубрин рассчитывает, что реализовать его можно только усилиям национальных космических агентств. Для лоббирования и вдохновения Марсом потенциальных избирателей США, создано Марсианское сообщество (Mars Society).

У Зубрина почти получилось, когда администрация Буша-младшего объявила о старте амбициозной программы Constellation. Программа включала в себя разработку нового межпланетного корабля, строительство базы на Луне и облет Марса. К сожалению, из-за непомерной дороговизны Constellation и бюджетного кризиса в США, программу свернули. От нее остался только корабль Orion, ракета SLS, и некоторый реквизит для съемки пародийных клипов:



Поняв, что США в одиночку Mars Direct не потянет, Роберт Зубрин переориентировал идею, на реализацию всем мировым сообществом. Для этих целей открываются международные отделения Марсианского сообщества. Он сам недавно приезжал в Россию, читал лекции, рассказывал о проекте, и его "Ми мозжем сдьелать это вмьесте" пробирало до мурашек. Однако, уехал он фактически ни с чем, хотя и заложил основы для будущего создания российского отделения Марсианского сообщества.

Несмотря на перспективность проекта (это один из самых здравых и проработанных в сегодняшнем списке) Mars Direct вызывает у меня ощущение старомодности, чувствуется подход 90-х: надежда на государство/ва; многостраничные, хоть и талантливые вдохновляющие, книги; отсутствие возможности краудфандинга и краудсорсинга, которые предоставляет сегодня Интернет. Вообще, проект родился на заре Интернета и практически не предусматривает реализации его многочисленных ресурсов. На фоне череды проектов последних лет, Зубрин выглядит мощным динозавром, который хоть и не собирается вымирать, и излучает мощнейшую энергию, но чувствуется, что его эпоха прошла.

Mars One

Стоимость: $6 млрд. долларов.
Идея: Негосударственная экспедиция в один конец, поскольку полет в одну сторону снижает стоимость всей программы. Финансирование предполагается путем организации реалити-шоу на Марсе и продажи права трансляции телеканалам. Кроме того: спонсорство, реклама, краудфандинг.
Реализация: 2024 г. (упоминался возможный перенос на 2026 г.)



Следующая инициатива - Mars One. Это, наверно, самый нашумевший, в последнее время, проект, который устойчиво привлекает интерес СМИ. Это и не удивительно, ведь его инициатор - голландец Бас Лансдорп - пиарщик, и сейчас, практически вся деятельность Mars One - это пиар. Да и окупаться он предполагается за счет медийности.
Про Mars One слышали, наверно, все, кто хоть немного интересуется темой космоса и Марса. Его обзоры не раз появлялись и на Хабре и в СМИ.

Mars One привлекает многих своей романтичностью, потенциальной доступностью для всех желающих, идеей героической гибели во имя прогресса всего человечества и, как следствие, неувядаемой славой... Можно сказать, если Mars Direct - это проект профессионалов, то Mars One - проект энтузиастов. Mars One вызывает самое большое количество критических отзывов со стороны специалистов космонавтики. Профессионалы его вообще всерьез не воспринимают. Основные претензии можно почесть в блоге редактора журнала "Новости космонавтики" Александра Ильина. Отдельная претензия, которая часто высказывается в отношении Mars One - это подозрения в том, что это банальная афера.

Проект, и его освещение, действительно напоминает "Акционерное общество гигантских растений", но лично я доверяю Басу. Достаточно взглянуть в его фанатичные глаза, чтобы понять, что ему снесло крышу на идее полета к Марсу, и весь этот проект организован только с одной целью - улететь туда самому.

Я планирую написать отдельно свое мнение по поводу Mars One. Сейчас, только скажу, что я поддерживаю проект, несмотря на его очевидную утопичность.

Колония Элона Маска

Стоимость: $40 млрд. долларов.
Идея: создание огромной инопланетной колонии численностью несколько десятков тысяч человек, которые самостоятельно оплатили стоимость полета и проживания на Марсе. Для реализации этой цели, снижается стоимость выведения груза на околоземную орбиту, создаются мощнейшие межпланетные корабли.
Реализация: в ближайшие десятилетия.



Самый невероятный проект освоения Марса пока не имеет даже названия, не проработан даже на уровне Mars One, и известен только из интервью его идеолога и инициатора бизнесмена Элона Маска. Как ни парадоксально, но на пути реализации этого проекта, пройден наибольший путь из всех рассматриваемых идей.

Началось с того, что внезапно разбогатевший создатель Pay Pal решил вдохновить человечество на дальнейшее исследование космоса и, прежде всего Марса. Любопытно, что первой его идеей были цветущие яблони на Марсе!
Ладно, про яблони и приукрасил, но он серьезно подумывал запустить на Марс колбу с растением, и системой его жизнеобеспечения, только для того чтобы показать миру первый цветок выросший под марсианским солнцем. Запускать колбу он предполагал российско-украинской конверсионной ракетой "Днепр". Потом он задумался над тем, почему наши ракеты так дешевы, а американские так дороги. Из выводов родилась космическая компания SpaceX. В общем, это пример как из полубредовой идеи можно вырастить, если не цветок на Марсе, то крутейший стартап с миллиардным пакетом контрактов.

На волне успеха SpaceX Элон Маск изложил свои мысли по поводу будущего марсианского города (!). Да, он не разменивается по мелочам, четыре колониста - это не его уровень, поэтому он рассматривает проект поселения в 80 тыс. человек. Стоимость одного билета заявляется в $500 тыс. долларов.

Правда его оценка стоимости такого гигантского поселения (и доставки туда людей) заставляет усомниться в его адекватности. Однако глядя на его упорство и очевидные успехи в реализации задуманного, хочется сказать: "Продолжай, Элон, я уже откладываю на билет".

Даже если поверить скептикам о том, что Маск о Марсе лишь фантазирует, нельзя отнять того невероятного таланта, с которым ему удалось мотивировать сотрудников на своем предприятии. Достаточно глянуть на страницу careers:



Люди на его заводе не просто ракету строят, а закладывают дорогу на Марс.

Inspiration Mars

Стоимость: $3 млрд. долларов.
Идея: Полет пилотируемого корабля для сближения с Марсом по пролетной траектории без посадки, и возврат на Землю. Длительность перелета 501 день.
Реализация: 2018 г.



Деннис Тито старичок в коммерческом освоении космоса (да и сам по себе не молод). Он прославился как первый космический турист, когда совершил полет в 2001 году в возрасте 60 лет. На Земле он мультимиллионер и крупный инвестор.

В начале 2013 года он обнародовал свое предложение, должное вдохновить американскую нацию на новые свершения в космосе: Inspiration Mars (Вдохновение Марсом). Космический корабль, с двумя пилотами, должен полететь по гелиоцентрической орбите, где траектория с одной стороны пересекает околоземную орбиту, а с другой, проходит в 160 км за Марсом. То есть путешественники пролетят над ночной стороной Красной планеты, а во время сближения и удаления смогут наблюдать его фазы:



Это самая простая, дешевая и наиболее реализуемая программа из перечисленных (описание, обоснование). Правда и самая скучная. Полезная для науки только в оценке состояния человеческого организма под долгим воздействием невесомости и космической радиации.

Самое забавное, что Inspiration Mars уже стала частью конспирологической мифологии. Кому-то с богатой фантазией и отсутствием базовых знаний, показалось, что этот проект появился после того как марсоход Curiosity нашел на Марсе золото. Абсурдность этой идеи очевидна: золота он не находил; стоимость любой щепотки марсианского грунта на порядки превосходит стоимость земного золота, но даже если бы Curiosity нашел турбиниевую пирамиду, Inspiration Mars ничем бы не помог ни США, ни человечеству. Посмотреть сверху мы можем и со спутников, а сесть пилоты "Вдохновения" не смогут. Однако, эта идея нашла сторонников по обе стороны океана.

Несмотря на очевидную простоту Inspiration Mars, на пути его реализации стоят несколько серьезных препятствий: запустить аппарат нужно либо в 2018-м, либо в 2031-м году (или позже). Старт запланирован на 2018, а пока нет ни корабля, ни ракеты, ни денег. Недавно стала известна причина почему Тито с февраля так и не объявил о сборе средств и вообще не слышно ни о каком движении. Расчет бизнесмена был в том, чтобы NASA взяло проект под свое крыло и занялась реализацией. Одобрения пока от космического агентства не поступало. Причина очевидна: один из главных принципов NASA - безопасность экипажа, а в эту миссию нужны люди, готовые на роль подопытных кроликов-камикадзе. Впрочем, Тито таких нашел, но NASA не готово брать на себя ответственность за их смерть.

В теории, такую экспедицию по силам организовать и Роскосмосу, но Тито, нужно вдохновлять американскую нацию, а Роскосмосу не нужно вообще ничего...

NASA

Стоимость: не определена, но считается намного больше Mars Direct.
Идея: осуществить ряд полетов к Марсу. Сначала без посадки, с выходом на орбиту и дистанционном управлении роботами на поверхности. Возможно высадка на Фобос. Затем посадка на Марс и возвращение.
Реализация: 2030-е гг... Наверное.



Как уже упоминалось, проект Constellation закрыли не предложив взамен на Марсе ничего кроме марсоходов Curiosity и MSL-2020. Однако Обама неоднократно заявлял о планах США отправить людей на орбиту Марса, а потом и на поверхность. Сначала называлась дата 2030-й год, потом уже 2030-е. Нынешний глава NASA Чарльз Болден сам фанат Марса, но выше головы прыгнуть не может, бюджетные деньги выделяет Конгресс, а там сильно "лунное" лобби. Вообще NASA, как и Роскосмос, сейчас переживают кризис самоопределения: все понимают, что давно пора шагнуть дальше МКС, но всем страшно и непонятно, что вообще там делать.

Летом 2013 года NASA опубликовало список астронавтов, которым обещают экспедиции "на орбиту, астероид, и Марс" (low-Earth orbit, an asteroid and Mars). Фактически это просто список кандидатов в экипаж будущего космического корабля Orion, а уж куда он полетит - это еще не известно никому. Но троллинг СМИ и общественности удался. Список NASA опубликовали через месяц после начала приема заявок в проект Mars One, поэтому некоторые подумали, что эти астронавты полетят на Марс в один конец вместе с Басом Лансдорпом, что, конечно, не соответствует реальности. И, боюсь, к тому времени, когда NASA всерьез соберется на Марс, эта группа будет уже старовата.

Думаю, самое лучшее на что мы можем надеяться от NASA – это полет по «орбите Тито» в 2031 году.

Россия

Стоимость: десять олимпиардов рублей
Идея: утверждают космонавты и мечтатели, что на Марсе будут яблони цвести.
Реализация: Бог даст к 2050 г.



Любопытная ситуация разворачивается у нас дома. У России нет никакого проекта полета к Марсу. Более того, никто даже не пытается предлагать что-то серьезное (по крайней мере я ничего не слышал). При этом у нас ведутся разработки и проводятся биологические эксперименты, которые, в перспективе, пригодятся именно в пилотируемой экспедиции на Марс.

Если NASA серьезно подвигается в технике: межпланетном корабле Orion и ракете SLS, то наши имеют преимущество в опытах над людьми. Звучит неблагозвучно, но именно у наших космонавтов за плечами работа на "Мире" и МКС в режимах, которые NASA просто бы не допустило для своих людей.
Помимо рекордных сроков работы на орбите, в России проводился известный эксперимент - Марс-500. Недавно провели еще один любопытный небольшой эксперимент: космонавты, сразу после приземления с МКС, занялись имитацией работы в скафандрах на Марсе после посадки.

Кое в чем Россия обходит и по "железу". Для Марс-500, например, создали реальный скафандр "Орлан-Э". Серьезно, только у нас уже сейчас есть скафандр, для выхода на поверхность Марса (впрочем для этого подходит любой скафандр пригодный для выхода в космос).



Исследовательский центр им. Келдыша разрабатывает космический ядерный реактор мегаватного класса для электроракетной двигательной установки, говорят уже эскизный проект уже закончили (естественно, ничего не показывают). А в Лыткарино собираются строить испытательный стенд "для исследования тяги и управляемости прямоточных двигателей, а также расхода топлива и аэродинамики. Кроме того, во время испытаний будут имитироваться «нестационарные условия», в частности «поведение двигателя в условиях атмосферы Марса».

Новый глава Роскосмоса тоже, кажется, "марсианин". О суперракете, вот заговорил. Но поговорить-то у нас горазды, посмотрим на дела.

В общем в России есть там-сям интересная активность, но в отсутствии единой стратегии в целом - стоячее болото. На МКС летаем? Все работает? Значит не трогай.

Вот такая на сегодня картина в мире: идей появилось много, о Марсе говорят намного больше чем, скажем, пять лет назад, но никакой конкретики, а на дворе XXI век уже второй десяток разменял.

Что же делать?

Каждый, у кого есть желание и способности может пойти работать в космонавтику или смежные отрасли, развивать науку и технику, приближая будущее. В России сейчас в отрасли нехватка кадров, а пример Элона Маска показывает, что для стремления в космос не обязательно быть космическим инженером. Можно подумать и о частной космонавтике, но пример "Селенохода" не вдохновляет.

С другой стороны, мы - общественность. В соответствии с теорией общественного договора, мы можем формировать свой заказ государству. Конечно, теория далека от объективной реальности, тем более российской, но шанс быть услышанными есть. Начать можно с простого письма в Роскосмос или повыше. Это если есть желание увидеть на Марсе космонавта, а не астронавта.

Для продвижения идей международного освоения Марса планируется создаваться российское отделение Марсианского сообщества. Реально этим сейчас занимается 2,5 человека, и пока там зачаточное состояние, поэтому любая помощь не помешает (Если есть желание помочь обращайтесь в сообщество ).

Копейкой можно помочь Mars One прямо сейчас.

@темы: видео, картинкоспам, Vimeo, интересности

Comments

[Ларсон]

свежо предание...
тормозит программа по освоению космоса и в России, и в США.
как ни странно, но мне почему-то кажется, что первыми "марсианами" будут китайцы - уж больно стремительно они развивают это направление.
выучили на свою голову

[Ларсон]

Taho, если позволите, отвечу с аргументами, почему полет к Марсу при нынешнем развитии техники невозможен.
Обоснуй на основе полученного образования пишет разработчик игры «Миссия на Марс»

При подготовке ПИЛОТИРУЕМОЙ миссии на Марс в ОБЯЗАТЕЛЬНОМ ПОРЯДКЕ должны быть учтены следующие факторы.

1. Самая главная проблема – защита от космической радиации.
Космонавты, летающие вокруг Земли на МКС, тоже подвергаются облучению, но для снижения его уровня орбита станции сравнительно невысока (порядка 300 км). Эта высота определена тем, что выше расположены радиационные пояса нашей планеты. Первая американская станция «Скайлэб» имела более высокую орбиту, следствием чего стало сильное облучение экипажа, поэтому теперь высота орбиты не превышает 320…330 км. Из-за такой низкой орбиты станция постоянно испытывает воздействие остаточной атмосферы (тормозится), поэтому регулярно приходится отправлять к ней грузовые корабли с топливом, чтобы корректировать орбиту (поднимать на несколько километров). Это – плата за здоровье экипажа, длительное время находящегося на станции.
Материалы, в настоящее время используемые в космической технике, разумеется, позволяют снизить поток космической радиации, но даже если уменьшить его в несколько раз, все равно остается опасный для здоровья уровень. Это было установлено, в частности, при полетах американских астронавтов к Луне. Экспедиции по продолжительности составляли всего примерно две недели, но поскольку основная часть этого времени приходилась на полет в открытом («дальнем») космосе, даже такого ограниченного воздействия оказалось достаточно для возникновения проблем со здоровьем (аналог лучевой болезни).
При нынешнем уровне космической техники полет к Марсу аппарата с людьми на борту займет несколько месяцев, а если предусматривать возвращение – еще столько же обратно. Провести год в скорлупке под воздействием жесткого космического излучения ни одному человеческому организму не по силам. При самом оптимистичном раскладе участников первой марсианской экспедиции торжественно встретят на Земле, чтобы через несколько месяцев так же торжественно похоронить.
Как будет решена эта проблема – вопрос, но, думается, разработкой специальных материалов дело не ограничится, т.к. речь идет об очень длительном воздействии. Поэтому представляется, что в конструкцию корабля обязательно будет включено устройство, способное вырабатывать мощное магнитное поле, обволакивающее корабль словно коконом. Такое поле могло бы просто отводить основной поток излучения в стороны (так же, как это делает магнитное поле Земли).
Но при этом сразу встает другой вопрос: каких размеров будет такое устройство, а самое главное, сколько оно будет весить, ведь при расчете стартовой массы дополнительный груз можно установить только за счет чего-то другого.

2. Двигатели.
Проблему с облучением можно существенно снизить, если сократить время полета к Марсу и обратно, но добиться этого можно только с помощью совершенно иных (нехимических) двигателей, которых в настоящее время еще нет. Но даже если представить, что такие двигатели появились, нужно знать принцип их действия и, соответственно, нужны ли им запасы топлива и в каком количестве. Нужно понимать, что чем до большей скорости мы хотим разогнаться, тем большее количество топлива мы должны потратить (закон сохранения импульса – курс физики средней школы). Но потом, при торможении с большей скорости, мы так же будем вынуждены включать двигатели на больший срок.
К тому же нельзя забывать, что ускорение и торможение – это периоды действия на организм сильных перегрузок, поэтому по продолжительности эти фазы полета тоже не должны быть слишком велики.

3. Экипаж.
Экипаж такой миссии должен включать в себя от 4-х до 6-и человек (думается, что сейчас оптимальное количество – это 4). Меньшее количество снижает смысл пилотируемого полета, поскольку один или два человека на поверхности чужой планеты – это маловато для эффективной работы, а большее количество сильно усложняет техническую сторону экспедиции (размеры корабля, дополнительные запасы топлива, воды, продовольствия и т.д.).
Профессиональный состав может быть различен в зависимости от поставленных задач, но, думается, одной из главных задачей такой экспедиции должно стать создание (или начало создания) долговременного обитаемого модуля, которым могли бы пользоваться участники последующих экспедиций по освоению планеты.
Проблемы подбора экипажа, совместимости и т.п. здесь не обсуждаются, однако всякие спекуляции вокруг состава экипажа на тему «толерантности» на данном этапе считаю вредными. Для подобных «экспериментов» время может наступить позже, а пока все эти записные борцы за права пусть заткнутся.

4. Модули.
Несколько слов по поводу возможной конструкции модулей, предназначенных для создания поселений на планете. Базовая единица любого такого модуля – это набор из металлоконструкций каркаса и оболочки. При создании конструкции необходимо стремиться к тому, чтобы в результате получить набольшее соотношение охватываемого таким изделием объема к его массе. Геометрически конструкция будет приближаться к сфере или цилиндру (точнее, с учетом необходимости установки на поверхность планеты, к полусфере или полуцилиндру).
Таких базовых единиц должно быть несколько (а в перспективе – несколько десятков или даже сотен), каждая из них должна иметь не менее двух шлюзов для возможности герметичного соединения с другими единицами и формирования из них целого комплекса, попасть в каждую часть которого можно, не выходя на поверхность планеты.
Если шлюзов-соединений будет только два, то комплекс может получиться только в виде линии, и в случае аварии и необходимости локализации одной из базовых модульных единиц не будет доступа в остальные, находящиеся за ней.
Один и тот же объем можно создать малым количеством больших секций (базовых единиц) или бóльшим количеством секций меньшего размера. При этом нужно помнить, что в первом случае повышается эффективность (соотношение объема к массе, в том числе и потому, что меньшая масса придется на шлюзы-соединения), к тому же снизится теплоотдача (и, как следствие, энергозатраты на жизнеобеспечение), а во втором – повышается живучесть всего комплекса, поскольку при выходе из строя одной из секций в работоспособном состоянии остается больший объем.
Оболочки, скорее всего, будут представлять собой надувные конструкции, которые удобны для транспортировки и обладают малым весом при большой поверхности, а также хорошо изолируют помещение от низкой температуры окружающей среды. Такая конструкция также довольно быстро может быть отремонтирована в случае повреждения от внешнего воздействия.

5. Корабль.
Учитывая, сколько требуется воды, продовольствия, других расходных материалов только для жизнеобеспечения экипажа на протяжении столь длительного периода, трудно представить, чтобы при нынешнем уровне космической техники пилотируемая миссия к Марсу могла бы быть выполнена одним кораблем.
Необходимо также учитывать, что в состав корабля должен входить спускаемо-возвращаемый аппарат со своим запасом топлива.
Поэтому, скорее всего, придется отправлять целый флот из нескольких кораблей, на одном из которых будет экипаж и часть научной аппаратуры, а также спускаемо-возвращаемый модуль. Остальные, идя, по космическим меркам, в непосредственной близости, будут нести запасы топлива, воды и продовольствия, на каких-то из них будут размещены грузы для использования на планете (такие корабли должны иметь систему посадки на планету, что так же является дополнительной весовой нагрузкой).
Крайне важно также учитывать особенности связи с экипажем и кораблями на таком расстоянии: сигнал идет с задержкой до 20 минут, поэтому о результате выполнения какой-то своей команды на Земле узнают не ранее чем через полчаса. За это время может появиться новая информация о развитии событий и может, в частности, выясниться, что команду нужно было подавать совсем другую, но уже будет поздно…

6. Научное и другое оборудование.
В состав оборудования. прежде всего. должны входить системы жизнеобеспечения, позволяющие первым высадившимся на планете людям существовать в таких условиях не менее нескольких суток, в течение которых будут монтироваться модульные конструкции и проводиться научные опыты и измерения. Понадобится также транспортное средство (типа электромобиля) для передвижения по поверхности и доставки грузов в необходимые места. Не исключено, что на каком-то этапе окажется эффективным использование и аэростатических средств транспорта. Атмосфера на Марсе гораздо менее плотная, чем на Земле, поэтому размер аэростата должен быть существенно больше, но, с другой стороны, там значительно меньшая гравитация, поэтому такой способ подъема грузов, в принципе, возможен. Проблема лишь в перемещении груза после подъема: двигатели с винтами будут неэффективны из-за малой плотности атмосферы, обычные реактивные двигатели внутреннего сгорания (ТРД) там применены быть не могут из-за почти полного отсутствия окислителя (кислорода) в атмосфере, поэтому остаются только двигатели ракетного типа (ЖРД).
Перечень научного оборудования целиком зависит от поставленных перед миссией задач, а список таких задач – безмерен. Вероятно, понадобятся портативные буровые установки, аппаратура для определения наличия (или следов) жизни, аппаратура для исследования характеристик марсианского льда, погодных условий и т.д. Возможно, в состав аппаратуры будут включены специальные контейнеры с образцами примитивной земной жизни для определения возможности адаптации этих организмов к условиям Марса.

[Taho]

так ведь никто и не говорит, что мы завтра на Марс полетим, но в ближайшие лет 30 вполне возможно на мой взгляд.

[Ларсон]

если доживем (я вряд ли, увы...), увидим

[Taho]

Ларсон, будем надеяться, что увидим)