Намарс, как ксебе домой: миссия сразмахом

Намарс, как ксебе домой: миссия сразмахом
    Вероятные схемы марсианских миссий

Чтобы выяснить американский подход к межпланетным изучениям, достаточно посмотреть на их простые, земные армейские базы. Дядя Сэм не пошлёт солдата США в Юго-Восточную Азию сидеть верхом на дизель-генераторе с автоматом в руках. Вероятнее, новобранца на месте будут ожидать прачечная и столовая, магазин со прессой и свежими продуктами, клуб с баром и непременным бильярдом и почтовое отделение, формально относящееся к территории США.

В том месте он сможет жить и нести работу много лет, оставаясь в курсе новостей, общаясь со своей семьей, так же, как и прежде ощущая себя гражданином собственной страны.

Посмотрев на марсианскую концепцию NASA, возможно поразмыслить, что американцы желают не просто побывать на Марсе, а «обозначить собственный присутствие в регионе». В отличие от русского проекта, подразумевающего полет астронавтов на тяжелом межпланетном корабле совместно со всем оборудованием, краткосрочную высадку на возвращение и Марс на Землю на том же корабле, миссия NASA подразумевает 500-дневное нахождение на планете, переработку местных ресурсов, постройку базы для будущих пилотируемых экспедиций.

Из двух разных подходов к надежности, безопасности, ресурсоемкости и, наконец, стоимости миссии до тех пор пока что нереально выбрать лучший: ни у России, ни у США настоящих марсианских судов еще нет. О русском проекте, основанном еще на разработках Королева полувековой давности, мы уже неоднократно писали. В этом случае разглядим концепцию NASA.

Межпланетное расписание

Орбитальные траектории Марса и Земли образуют 15-летний цикл, на протяжении которого расстояние между планетами всегда изменяется. Любой цикл содержит семь «окон запуска» — моментов, в то время, когда обоюдное размещение планет разрешает осуществить межпланетный перелет с минимальными затратами времени и энергии. Окна запуска появляются примерно раз в 26 месяцев.

В течение одного окна вполне возможно возможно произвести как минимум несколько успешных запусков.

Марсианская миссия предполагает применение как минимум двух окон. Первое открывает дорогу беспилотным аппаратам помощи, каковые доставят на Марс все нужное для стремительной организации обитаемой базы и обеспечат космонавтам теплый прием на Красной планете. Один из запусков второго окна возможно пилотируемым.

При всем жажде, кроме того смирившись с большими рисками, нереально послать на Марс суда помощи и команду за один раз: грузы должны отправляться по экономичной траектории, разрешающей транспортировать максимум нужной нагрузки, а космонавты — по стремительной траектории, которая снижает время действия на команду факторов риска (радиации, невесомости, перегрузок при маневрах). Исходя из этого космонавты, отправившиеся на Марс в первое окно, прилетели бы раньше собственной базы.

Регулярные перевозки грузов

В первое окно запуска к Марсу друг за другом отправятся три грузовых транспорта. Первый доставит на марсианскую орбиту всецело заправленный корабль возвращения. На его борту будет пребывать спускаемый аппарат, на котором космонавты войдут в воздух Почвы и совершат мягкую посадку, полный запас расходных материалов и провизии, нужных для путешествия команды с Марса на Землю. Снаружи корабль возвращения будет повторять марсианский жилой модуль — цилиндр диаметром 7,5 м и высотой 6 м.

Второй транспортный корабль доставит на Марс незаправленный взлетный модуль, что по окончании работ поднимет космонавтов с поверхности планеты и пристыкуется к кораблю возвращения, мобильный завод по производству кислорода и метана, 160-киловаттную АЭС, запас жидкого водорода, тягач для перевозки модулей базы и пилотируемый марсоход.

Третий грузовой корабль пошлёт на поверхность Марса лабораторию, вторую (резервную) электростанцию, тягач, запас запчастей и инструментов, радиоуправляемый марсоход-разведчик. Лаборатория, снаружи повторяющая жилой модуль, будет содержать материалы и провизию, нужные для проживания на Марсе в течение всей экспедиции.

Первые два запуска второго окна повторят соответствующие запуски первого. Через два месяца по окончании прибытия космонавтов к ним подоспеют запасной корабль возвращения с провизией и топливом, взлетный модуль, завод кислорода/метана, научное оборудование, запчасти, инструменты, дополнительный жидкий водород, и совокупность жизнеобеспечения, основанная на биорегенерации (ее применение будет всего лишь одним из научных опытов).

Наконец, только шестой по счету корабль приблизительно по окончании двух лет с момента первого запуска пошлёт к Марсу команду из 6−7 космонавтов по стремительной траектории. Жилой модуль корабля будет в один момент помогать и посадочным модулем, и главным жилищем космонавтов на Марсе. На случай, в случае если команда не сможет приземлиться на подготовленной базе, жилой модуль будет содержать все нужное для 600-дневного независимого проживания на планете.

Все резервное оборудование будет употребляться последующими пилотируемыми экспедициями на Марс. Резервы будут всегда пополняться, поскольку все последующие миссии будут кроме этого производиться в три запуска — два грузовых и один пилотируемый.

Теплая встреча

Приблизившись к Марсу, и пилотируемый, и грузовые суда будут выходить на марсианскую орбиту способом аэроторможения. Маневр будет выполняться посредством единственного аэродинамического щита, снабжающего и нужное замедление, и теплоизоляцию. Аэроторможение разрешает отказаться от дополнительной двигательной ступени, снизить вес корабля и расширить массу нужной нагрузки.

По окончании выхода корабля на орбиту посадочный модуль начинает понижение. Сделав задачу по торможению в соответствующей теплозащите и атмосфере, аэродинамический щит отсоединяется от аппарата. В движение идут тормозные двигатели и парашюты.

Предельно мягкая посадка нужна для сохранения чувствительного оборудования, от которого зависит жизнь космонавтов на Марсе.

Команда прибудет на Марс в жилом модуле — цилиндрическом помещении, поделённом на два этажа высотой по 3 м, с неспециализированной жилой площадью около 90 м?. На поверхности космонавтов будет ожидать лаборатория, полностью повторяющая жилой модуль как по конструкции, так и по комплектации (комплект расходных продуктов на 600 дней).

Идентичность жилого и лабораторного модулей снижает цена их разработки, снабжает повышенный уровень надежности, удваивает количество нужного пространства для команды. Фактически сразу после посадки космонавты установят лабораторию наоборот жилого модуля посредством тягача (практически все элементы базы будут мобильными) и соединят их неспециализированным коридором. Раскрывающиеся сразу после посадки солнечные батареи жилого и лабораторного отсеков вкупе с регенерируемыми топливными элементами (такие устанавливаются на современных шаттлах) обеспечат резервное питание базы.

Главный источник энергии — две 160-киловаттные электростанции, каковые к моменту прибытия космонавтов будут пребывать приблизительно в 1 км от посадочной площадки в целях безопасности. Одна из первостепенных задач команды — подвести питание к базе, создав марсианскую электрическая сеть. Для работы вне жилых модулей космонавты будут пользоваться скафандрами и колесными транспортными средствами.

Среди них особенное место занимает громадной герметичный марсоход для путешествий длительностью до нескольких недель. Данный марсоход оснащен теми же совокупностями жизнеобеспечения, что и жилые помещения, и разрешает команде численностью до четырех человек путешествовать, жить и трудиться в нем без скафандров.

Первые пара месяцев на Марсе космонавтам нужно будет заниматься бессчётными испытаниями работоспособности всех совокупностей: сперва главных, а после этого резервных, прибывающих двумя месяцами позднее. Только затем они смогут посвятить все собственный время запланированным научным мероприятиям — геологическим и минералогическим изучениям, опытам в области биологии и ботаники, поискам следов судьбы на планете. Результаты плановых изучений, переданные на Землю, лягут в базу расширенной научной программы, которую космонавты будут делать в течение всех 500−600 дней нахождения на планете.

Скромные подарки природы

В базе марсианской миссии NASA лежит принцип утилизации местных ресурсов. Марсианская воздух состоит примерно из 95,3% углекислого газа, 2,7% азота, 1,6% аргона, 0,13% кислорода, 0,08% моноксида незначительных долей и углерода воды, оксида азота, неона, ксенона и криптона. Посредством несложных химических реакций с участием марсианского углекислого газа и привезенного с собой водорода космонавты смогут приобретать метан, кислород и воду.

аргон и Азот возможно будет выделять прямо из воздуха.

Кислород имеет критическое значение для миссии. Возможность добычи водорода способом электролиза из подземной воды и льда пока не подтверждена, поскольку правильное количество этих запасов неизвестно. Водород легче, исходя из этого было бы самый рациональным как раз его доставлять на Марс с Почвы.

В производственного модуля будет протекать процесс гидрирования атмосферного углекислого газа при повышенной температуре (реакция Сабатье). На каждую тонну водорода космонавты будут получать 2 т метана и 4,5 т воды. Охлажденный метан будет накапливаться в баках, дабы потом послужить горючим для взлетного модуля.

Кислород, кроме этого нужный двигателям аппарата, будет добываться двумя методами. В первую очередь, из 4,5 т воды, взятых на протяжении реакции Сабатье, возможно взять 4 т кислорода и 0,5 т водорода. Водород, со своей стороны, будет снова переработан.

Но, даже в том случае, если перевоплотить всю имеющуюся воду в водород и кислород, массовое соотношение запасов кислорода и метана составит 2:1, тогда как двигатель потребляет их в соотношении 3,5:1. Недостаток кислорода может восполнить реакция электролиза углекислого газа. Процесс, разработка которого до тех пор пока что не закончена, будет применять циркониевые ячейки, разогретые до больших температур, для разложения атмосферного углекислого газа на моноксид углерода и кислород.

СО будет возвращаться в воздух, а кислород — сберигаться в баках в жидком виде.

аргон и Азот, извлекаемые из марсианской воздуха, предполагается применять для дыхательного воздуха с самый естественным составом. Для обеспечения безопасности команды жилой и лабораторный модули будут иметь личные совокупности жизнеобеспечения замкнутого цикла, как на нынешних шаттлах.

Помимо этого, на протяжении экспедиции будет опробована совокупность на базе биорегенерации, в которой преобразовывать углекислый газ в кислород, как и на Земле, будут растения. Быть может, в будущем биорегенерация станет главным способом жизнеобеспечения на Марсе.

Дорога к себе

По окончании собственного 16−18-месячного нахождения на Марсе космонавты переведут все оборудование базы в режим ожидания (оно понадобится следующим экспедициям) и приступят к проверке всецело заправленного к тому времени взлетного модуля. В один момент будет выполняться дистанционная проверка корабля возвращения, ожидающего космонавтов на орбите. При мельчайшей неисправности и взлетный модуль, и корабль возвращения смогут быть заменены резервными аппаратами.

Дабы выйти на марсианскую орбиту и встретиться с кораблем возвращения, взлетному модулю пригодится разогнаться до скорости 5,6 км/с, потребив наряду с этим 26 т горючего. Модуль будет одноступенчатым — многоступенчатая совокупность подвергла бы космонавтов дополнительным перегрузкам при последовательном запуске двигателей. Команда покинет поверхность планеты за пара дней до открытия окна запуска, дабы иметь достаточно времени для стыковки с кораблем возвращения, перехода в транзитный модуль вместе с нужными научными примерами, запуска и проверки всех совокупностей.

Корабль возвращения будет складываться из транзитного модуля, всецело повторяющего жилой и лабораторный, двигательной ступени и спускаемого аппарата. Конструкция должна быть очень надежной — так как перед возвращением на Землю кораблю нужно будет ожидать космонавтов на марсианской орбите около четырех лет. В течение 180-дневного путешествия космонавты будут подготавливаться к встрече с земным тяготением.

Посадка на Землю пройдет по в далеком прошлом отработанному сценарию: спускаемый аппарат отделится от корабля за пара дней до подлета к Почва, пара поменяв траекторию, дабы войти в воздух. двигательная ступень и Транзитный модуль останутся на гелиоцентрической орбите. Подобно командам Apollo и Mercury, первые люди, побывавшие на Марсе, совершат мягкую посадку на парашюте.

Тем временем на Земле к следующему путешествию на Красную планету уже будут подготовиться новые колонизаторы. По прибытии их будут ожидать фактически тот же клуб, магазин, почта

Об отправке на Марс пилотируемой миссии просматривайте на сайте особого проекта издания: «Отечественный Марс».

Статья размещена в издании «Популярная механика» (№60, октябрь 2007).

Путь к себе 1 2 3 4 серия Русская мелодрама Сериал russkie


Темы которые будут Вам интересны:

Читайте также: