Марс в иллюминаторе

Марсианская эпопея обойдется России в 14-16 миллиардов долларов

С момента высадки в 1969 году на Луну американских астронавтов отечественные ученые грезили о реванше: и уже в те годы было ясно, что им может стать покорение Марса. Вся пилотируемая космическая техника в Советском Союзе проектировалась с дальним прицелом - для будущих межпланетных экспедиций. И сегодня специалисты признают, что к полету на Марс Россия к настоящему времени оказалась подготовленной лучше остальных. В прошлом году Николай Севастьянов, тогдашний президент Ракетно-космической корпорации "Энергия", заявил, что эта цель не такая уж далекая перспектива: "Разработано техническое предложение с учетом опыта станции "Мир" и МКС. Мы считаем, что совершить полет на Марс к 2030 году вполне реально". Однако уже в начале нынешнего года подхвативший тему директор Института космических исследований РАН член-корреспондент РАН Лев Зеленый сделал куда более смелое заявление: "Для России приоритетно, престижно и реально первой провести высадку космонавта на Марс. Эта задача экономически и технически решаема. У нас сейчас есть некая фора в этой гонке, так как мы обладаем самым большим опытом в пилотируемой космонавтике". На основе этого заявления специалисты сделали вывод, что Россия намерена отправить экспедицию на Красную планету уже в начале 20-х годов этого века.

Курс выбран

И все-таки почему именно Марс? "В Солнечной системе нет других планет, пригодных для колонизации, - объясняет Лев Зеленый. - На Венере парниковый эффект невероятно разогрел поверхность. Конечно, Марс - тоже не дружественное небесное тело. Атмосфера там очень редкая, а гравитация хотя и заметно слабее земной, но вполне приемлемая. Рано или поздно нам придется обратить на него самое пристальное внимание".

История наблюдений Красной планеты насчитывает больше трех сотен лет. За это время удалось получить общие о ней представления: вычислены параметры орбиты, скорость, направление оси вращения и период вращения. Были обнаружены полярные шапки, высоченные (выше Эвереста) горы и глубокие каньоны, облака, пыльные бури. Еще в XVIII веке Уильям Гершель выявил у Марса скудную атмосферу. В дальнейшем спектрометрические измерения показали, что содержание воды в тамошней атмосфере в десятки раз меньше, чем в самых сухих пустынях Земли. Давление на поверхности в 40 раз меньше, чем на Земле. Диапазон изменений температуры для всех широт и времен года, по данным измерений американских "Викингов", составил от +27 до -143 градусов по Цельсию. Это мир, сильно отличающийся от земного, но в то же время самый похожий на него среди всех объектов Солнечной системы. Сухая, холодная и на первый взгляд мертвая пустыня с разреженной атмосферой из углекислого газа вполне может хранить в себе следы прошлой жизни или даже поддерживать ее в оазисах под поверхностью планеты.

Огромный объем информации, уже доставленный автоматическими аппаратами, тем не менее оставляет место для научных исследований с участием космонавтов. Ведь пилотируемая экспедиция к другой планете имеет неоспоримые преимущества перед исследованиями ее приборами. Участвующий в эксперименте человек способен выполнять непредвиденные заранее операции. Кроме того, люди обеспечат и надежный телекоммуникационный канал - по нему данные экспериментов будут оперативно передаваться на Землю.

Готовность номер один

Все прекрасно понимают, что пилотируемый полет на Марс возможен только после решения двух главных задач: технической и медико-биологической. Необходимо доставить к планете в приемлемые сроки земной экипаж из нескольких человек с соответствующим оборудованием, осуществить высадку на поверхность, после чего вернуть людей на Землю живыми и как можно более здоровыми. Безопасность имеет первоочередное значение - понятно, что заведомо посылать людей в "один конец" не будет никто.

В свое время исследователи разработали немало сценариев пилотируемого полета к Марсу. В частности, в 1959 году Сергей Королев приступил к подготовке своего проекта, и уже через год в ОКБ1 (ныне РКК "Энергия" имени С.П. Королева) был составлен первый отечественный план экспедиции с посадкой человека на поверхность Марса, использующий ядерную электроракетную двигательную установку. В дальнейшем, вплоть до самых последних лет, проекты таких полетов появлялись в СССР, США и в Европейском космическом агентстве с различными сценариями и техническими решениями по конструкции комплекса, типу двигателей и количеству человек в экипаже. Так, в 1997 году в США разработали схему экспедиции с использованием российского ядерного ракетного двигателя, в 2004 году Европейское космическое агентство в рамках программы "Аврора" приняло проект пилотируемой экспедиции при помощи жидкостного ракетного двигателя. Однако одним из наиболее проработанных проектов специалисты считают российский Межпланетный экспедиционный комплекс (МЭК) с использованием маршевых электроракетных двигателей. Это самые экономичные из всех существующих ракетных двигателей с максимальной скоростью истечения реактивной струи. Источником энергии для них могут быть ядерные реакторы или солнечные батареи. Последние выбраны основными, поскольку позволяют сделать корабль многоразовым, а это существенно снижает стоимость общей программы.

Из всех возможных сценариев первого полета российские специалисты сейчас рассматривают в качестве наиболее перспективного один - облетно-орбитальный. Корабль отправится к Марсу, станция с людьми на борту останется на орбите планеты, а на ее поверхность спустятся управляемые автоматы. "Нам, несомненно, пригодится опыт разнообразных автоматических миссий, в подготовке которых у российских ученых есть серьезные наработки", - комментирует Лев Зеленый. Но почему бы космонавтам сразу не ступить на марсианскую почву? "Мы слишком мало знаем об условиях таких полетов, - говорит известный российский эксперт по космической политике Юрий Караш. - Ведь до Марса придется лететь в лучшем случае 6-7 месяцев в один конец. И мы просто не знаем, как будет чувствовать себя экипаж корабля, совершивший столь длительный полет в условиях "дальнего" космоса. Ну не было у нас такого опыта. Стоит ли нагружать людей такой сложнейшей задачей, как выполнение посадочного маневра?"

Нелегкая это работа

Из огромного числа медико-биологических факторов полета на Марс первостепенное значение имеют продолжительность и автономность такой экспедиции. Минимальный срок ее, включая перелет и кратковременное пребывание на орбите, при имеющихся технических возможностях составляет 450 суток. Это примерно сопоставимо с рекордным пребыванием в орбитальном полете на станции "Мир" Валерия Полякова в 438 суток. Но в отличие от полетов вокруг Земли здесь не будет возможности ни доставки на борт каких-то запасных частей системы жизнеобеспечения, ни быстрой эвакуации в случае экстренной необходимости.

А еще нужно защитить направившихся к Марсу от галактического и солнечного ионизирующего излучения, от которого нас около Земли спасает ее мощное магнитное поле. Серьезная защита потребуется и автоматам во время спуска и нахождения на Марсе, у которого нет таких, как на Земле, магнитного поля и атмосферы, и поэтому их ожидает вторичное нейтронное излучение от бомбардировки его поверхности космическими лучами. К тому же людям впервые придется столкнуться с продолжительным воздействием нового, пока мало изученного фактора - гипомагнитной среды. На Земле и около нее все живое существует под воздействием постоянного магнитного поля планеты, его естественных колебаний. Величина поля в межпланетном пространстве и на поверхности Марса будет соответственно в 10 000 и 1000 раз меньше, чем на Земле. А суммарные дозы радиации, полученные космонавтами, могут оказаться в 4-10 раз больше, чем при околоземных полетах.

Никто пока точно не знает, на каких системах человеческого организма и в какой мере отразится воздействие того или иного фактора. Абсолютный рекордсмен по продолжительности космического полета врач Валерий Поляков вообще считает: "Репродуктивная функция в ходе полета и возвращения с Марса потеряется полностью - из-за длительного воздействия жесткой радиации, уменьшения содержания кальция в костях и атрофии мышц в результате изменения гравитации". Космическим медикам есть о чем подумать, и в середине нынешнего года в Государственном научном центре РФ - Институте медико-биологических проблем РАН - начнется долгосрочный эксперимент по моделированию полета на Марс в земных условиях. Он будет состоять из одного-двух предварительных 105суточных и одного 500суточного экспериментов. Международный экипаж (эксперимент пройдет в сотрудничестве с Европейским космическим агентством) испытает на себе максимально возможные в земных условиях факторы подобной экспедиции. Параллельно с "человеческим" в том же институте пройдет эксперимент по облучению обезьян радиацией в дозах, которые ожидают космонавтов. Посмотрим, что из всего этого выйдет.

И все-таки это выгодно?

Российские специалисты подсчитали: стоимость марсианской эпопеи обойдется государству в 14-16 миллиардов долларов. "Это, конечно, гораздо меньше, чем, например, стоимость лунного проекта, продвигаемого американцами, - говорит Юрий Караш. - Только одна его первая фаза тянет на 104 миллиарда долларов". Как убедить общество, что понесенные затраты принесут пользу и окупятся? "Выгоды проекта иногда трудно оценить с точки зрения сиюминутной пользы, - объясняет первый заместитель директора Института медико-биологических проблем, академик Российской академии медицинских наук Виктор Баранов, - но не проводить исследования нельзя. Стремление расширять свою среду обитания - это естественная черта человека как биологического существа. В медицине есть такое понятие: потеря функции от бездействия какого-то органа. Человек, ученый должен постоянно думать. Полет к Марсу - своеобразная шахматная задача. Ты постоянно будешь думать, как ее решить. А это иногда порождает решения, совершенно неожиданные и полезные в самых разных областях".

Иногда стоимость таких решений можно легко вычислить на бумаге. Например, по подсчетам американских специалистов, каждый вложенный в программу "Аполлон" (высадка человека на Луну) доллар принес США в долгосрочной перспективе около семи долларов прибыли. "Вспомним хотя бы известную всем застежку-липучку или тефлон, - говорит Юрий Караш. - Сейчас, пожалуй, никто и не вспомнит, что до "Аполлона" этих простых и нужных вещей в обиходе не было вовсе. Их позволила внедрить космическая программа. Только подумайте: в результате проекта "звездных войн" в США появилось 700 новых разработок. К сожалению, в Советском Союзе таким продвижением в быт космических технологий никто не занимался. Но в новых экономических реалиях это наверняка можно будет сделать". Например, в январе этого года из новостей стало известно о том, что специалистами российского НИИ космических систем создан и опробован на Земле новый космический двигатель - "движитель без выброса реактивной массы". Перемещение опытного аппарата происходит за счет движения внутри него жидкого или твердого рабочего тела по определенной траектории, напоминающей по форме торнадо. При этом двигатель на 100 процентов экологически чистый.

Впрочем, даже с учетом всех возможных выгод, которые обещает принести марсианский проект, он может оказаться неподъемным для экономики одной страны. Поэтому эксперты не раз задавались вопросом: не проще ли было бы осуществить задуманное в рамках международного проекта? Известные писатели-фантасты разных времен и народов отправляли в свои вымышленные космические путешествия самые настоящие интернациональные экипажи, а в качестве важных причин и следствий таких вояжей у них нередко звучали мотивы обретения в результате стремления в космос счастья, достижения мира и лучшей доли для человечества...

Уже осуществленные космические проекты продемонстрировали и необходимость, и возможность подобного сотрудничества. Впрочем, по мнению специалистов, такие страны, как Россия и США, вряд ли захотят поровну разделить интеллектуальные и экономические издержки там, где речь идет о столь амбициозном проекте, как освоение новой планеты. "Надо быть реалистами, - считает Юрий Караш. - Мне не раз приходилось беседовать с представителями космической отрасли США. Вывод из этих бесед был однозначный: американцы не готовы делиться с Россией ни деньгами, ни новыми, действительно прорывными технологиями. В лунный проект нас же не приглашают. И только частично согласны использовать наш опыт. Причем за любое участие в лунной программе Россия должна будет заплатить сама".

Впрочем, надежда, как говорят, умирает последней. Например, Европа имеет прекрасный опыт добровольного политического и экономического объединения в интересах жителей разных стран. Так, может, и марсианский проект когда-нибудь объединит людей Земли?

Валерий Шаров (при участии Аллы Астаховой)

Итоги No. 7 (609) от 15 февраля 2008 года
http://www.itogi.ru/Paper2008.nsf/Article/Itogi_2008_02_10_01_5449.html