Космический полет — не воскресный пикник

Список потенциальных препятствий, которые придется, вероятно, преодолевать пилотируемой экспедиции на Марс, весьма внушителен.

Первая опасность — это неудачный запуск. Космическая эра началась более 50 лет назад, но вероятность катастрофы при пуске ракеты и сегодня составляет примерно 1%. В ракете сотни подвижных частей, и любая из них может стать причиной отказа и неудачи. Из 135 запусков «Спейс шаттлов» два закончились ужасными трагедиями — это около 1, 5% неудач. 3, 3% несчастных случаев в космической программе закончились гибелью участников. Из 544 человек, побывавших в космосе, 18 погибли. Только очень храбрый человек готов сесть на верхушку ракеты, начиненной миллионами литров топлива, чтобы она на огромной скорости забросила его в космос, не зная при этом, сможет ли он вернуться назад.

А ведь есть еще и «марсианское невезение». Примерно три четверти космических аппаратов, отправленных к Марсу, вообще не добрались до него, в основном из-за громадного расстояния, проблем с радиацией, механических отказов, потери связи, микрометеоритов и т.п. При этом у Соединенных Штатов статистика запусков к Марсу намного лучше, чем у русских, на счету которых 14 неудачных попыток достичь Красной планеты.

Еще одна проблема — длительность путешествия к Марсу. Полет на Луну в рамках программы «Аполлон» занимал всего трое суток. Путь на Марс в одну сторону займет не менее девяти месяцев, а полное путешествие туда и обратно — около двух лет. Мне довелось побывать в Центре подготовки астронавтов НАСА под Кливлендом (штат Огайо), где группы ученых анализируют нагрузки космических полетов. Астронавты страдают от мышечной и костной атрофии, вызванной невесомостью, если проводят на орбите сколько-нибудь длительное время. Наше тело прекрасно приспособлено к жизни на планете с земной силой тяжести. Если бы Земля была хоть на несколько процентов больше или меньше, человеческое тело было бы иным, приспособленным к выживанию именно при такой силе тяжести. Чем дольше человек находится в космосе, тем сильнее страдает его организм. Космонавт Валерий Поляков, проведший на орбите рекордные 437 суток, по возвращении на Землю едва сумел выползти из посадочного аппарата.

Кстати говоря, астронавты в космосе становятся на несколько сантиметров выше из-за расширения межпозвоночных дисков и, соответственно, удлинения позвоночника. После возвращения на Землю их рост возвращается к норме. Кроме того, во время пребывания в космосе астронавты могут терять до 1% костной массы в месяц. Чтобы замедлить этот процесс, нужно проводить на беговой дорожке по крайней мере два часа в день. Тем не менее после шестимесячной экспедиции на МКС у астронавта может уйти целый год на восстановление, — и иногда костная масса так до конца и не восстанавливается. (Еще один результат воздействия невесомости, к которому до последнего времени не относились всерьез, — деградация зрительного нерва. В прошлом астронавты отмечали, что зрение после длительных космических экспедиций ухудшается. Обследование показывает, что у них зачастую воспален зрительный нерв, вероятно из-за давления глазной жидкости.)

Не исключено, что в будущем космические корабли придется закручивать вокруг своей оси, чтобы центробежная сила создавала для астронавтов искусственное тяготение. Мы испытываем на себе этот эффект всякий раз, когда идем на ярмарку или карнавал и входим во вращающийся цилиндр какого-нибудь аттракциона вроде «Ротора» или «Гравитрона». Центробежная сила порождает искусственное тяготение, которое прижимает нас к стенке цилиндра. В настоящее время вращающийся космический корабль оказался бы слишком дорогим в производстве, да и реализация идеи представляется не слишком простой. Дело в том, что вращающаяся кабина должна быть довольно большой, в противном случае центробежная сила будет распределяться неравномерно и астронавты станут страдать от морской болезни и потери ориентации в пространстве.

Существует также проблема радиации в космосе, связанная в первую очередь с солнечным ветром и космическими лучами. Мы часто забываем, что Земля укрыта толстым покрывалом атмосферы и защищена магнитным полем, которое играет важную роль. На уровне моря атмосфера поглощает большую часть смертельного излучения, но даже при обычном перелете из конца в конец Соединенных Штатов мы получаем лишний миллибэр радиации за каждый час полета — это значит, что, перелетая в другой конец страны, мы всякий раз получаем дозу излучения, эквивалентную рентгену зуба. В ходе экспедиции к Марсу астронавтам придется преодолевать радиационные пояса, окружающие Землю. Они подвергнутся опасности получить серьезную дозу радиации, что снизит их устойчивость к болезням, повысит вероятность преждевременного старения и рака. За время двухлетнего межпланетного путешествия астронавт может получить примерно в 200 раз большую дозу радиации, чем его близнец, который останется на Земле. (Однако эту статистику следует рассматривать в более широком контексте. Для астронавта риск развития рака в течение жизни поднимется с 21 до 24%. Эту угрозу, конечно, нельзя назвать незначительной, но она меркнет в сравнении с опасностью, которую представляют случайная поломка или нештатная ситуация во время полета.)

Космические лучи в открытом космосе иногда настолько интенсивны, что астронавты видят крохотные световые вспышки, когда частицы космических лучей ионизируют жидкость в их глазных яблоках. Я лично беседовал с несколькими астронавтами, которые описывали такие вспышки: они красивы, но могут вызвать серьезное радиационное повреждение глаза.

2016 г. принес нам дурные новости касательно действия радиации на мозг. Ученые Университета Калифорнии в Ирвине подвергли мышей действию больших доз радиации, эквивалентных тем дозам, которые могут быть получены за два года полета в открытом космосе. После этого они обнаружили свидетельства необратимого повреждения мозга подопытных животных. У мышей появились проблемы с поведением, они стали беспокойными и вели себя неадекватно. По самой скромной оценке, эти результаты лишний раз подтверждают, что астронавтов в глубоком космосе необходимо должным образом экранировать.

Вдобавок ко всему астронавтам приходится беспокоиться о гигантских солнечных вспышках. В 1972 г., когда к полету к Луне готовился «Аполлон-17», была зафиксирована мощная солнечная вспышка. Если бы в это время на Луне оказались астронавты, они вполне могли погибнуть. В отличие от космических лучей, солнечные вспышки можно отследить с Земли и предупредить астронавтов об их приближении заранее, за несколько часов. Были случаи, когда астронавты на МКС получали предупреждение о приближающейся солнечной вспышке и приказ укрыться в наиболее защищенных отсеках станции.

Опасность также представляют микрометеориты, способные пробить внешний корпус космического корабля. При тщательном осмотре облицованной плиткой поверхности «Спейс шаттла» на ней можно увидеть следы многочисленных микрометеоритных ударов. Силы удара микрометеорита размером с почтовую марку, летящего со скоростью 65 000 км/ч, было бы достаточно, чтобы пробить в корабле дыру и вызвать мгновенную разгерметизацию. Возможно, было бы разумно разделить космические модули на несколько отсеков, чтобы поврежденную секцию можно было быстро герметически изолировать от остальных.

Наконец, нельзя забывать о психологических трудностях. Продолжительное пребывание в крохотной тесной капсуле в составе небольшой группы людей — это очень нелегкое испытание. Сколько бы мы ни проводили психологических тестов перед полетом, нельзя точно предсказать, насколько успешно конкретные люди будут сотрудничать — и будут ли вообще. А ведь в космосе может сложиться ситуация, когда ваша жизнь будет зависеть от человека, который действует вам на нервы.

Путь на Марс

После нескольких месяцев самых разных предположений и спекуляций в 2017 г. НАСА и Boeing наконец раскрыли подробности своего плана по достижению Марса. Билл Герстенмайер из Управления пилотируемых исследований и операций НАСА познакомил общественность с амбициозным графиком испытаний, необходимых для отправки астронавтов на Красную планету[7].

После нескольких лет испытаний ракета СЛС с кораблем «Орион» будет впервые запущена в космос в 2019 г. Полет будет проходить полностью автоматически, без астронавтов, но ракета облетит Луну. Через четыре года — после 50-летнего перерыва — астронавты наконец вернутся к Луне. Экспедиция продолжится три недели, но прилуняться корабль не будет, все ограничится облетом нашего спутника. Целью этой экспедиции станет не столько исследование Луны, сколько испытание надежности системы СЛС/«Орион».

В новом плане НАСА, однако, есть один неожиданный поворот, удививший многих аналитиков. На самом деле система СЛС/«Орион» всего лишь «рок-группа на разогреве». Она послужит основным звеном, при помощи которого астронавты покинут Землю и отправятся в космос, но к Марсу их доставит совершенно новое семейство ракет.

Во-первых, НАСА рассчитывает построить «ворота в глубокий космос» — комплекс Lunar Orbital Platform-Gateway. Он похож на Международную космическую станцию, но меньше по размеру и обращаться будет вокруг Луны, а не вокруг Земли. Астронавты будут жить на этой платформе, которая задумана как заправочная станция и база снабжения для экспедиций к Марсу и к астероидам. Этот комплекс станет основой для постоянного присутствия человека в космосе. Строительство окололунной космической станции начнется в 2023 г., а в строй она вступит к 2026 г. Для ее строительства потребуется четыре экспедиции на СЛС.

Но главное во всем этом проекте — ракета, которая доставит астронавтов на Марс. Это совершенно новая система, получившая название Deep Space Transport. Строиться она будет в основном в открытом космосе. В 2029 г. Deep Space Transport пройдет первое серьезное испытание — осуществит полет по окололунной орбите продолжительностью 300–400 суток. Это позволит нам получить ценную информацию о долгосрочных космических экспедициях. В итоге, после тщательных испытаний, к 2033 г. Deep Space Transport должна доставить астронавтов на орбиту вокруг Марса.

Многие эксперты положительно оценили марсианскую программу НАСА, поскольку она последовательна и предусматривает пошаговый план строительства сложной многофункциональной инфраструктуры на Луне.

Однако план НАСА резко контрастирует с представлениями и планами Маска. План НАСА тщательно детализирован и предусматривает создание постоянной станции на окололунной орбите, но это медленный план, на его реализацию потребуется лет на десять больше, чем на план Маска. Его SpaceX, не отвлекаясь на создание окололунной космической станции, рвется сразу к Марсу и рассчитывает попасть туда, возможно, уже в 2022 г. Однако у проекта Маска есть недостаток — его космический корабль «Дракон» значительно меньше, чем Deep Space Transport. Время покажет, чей подход лучше: НАСА, Маска или комбинация того и другого проекта.

⇐ Предыдущая891011121314151617Следующая ⇒

Поделиться: