В НАСА сообщили о новой записи звука трясения на Марсе. Специальный аппарат марсианский посадочный модуль «Инсайт» зафиксировал первый сейсмический сигнал в апреле 2019 года.
И вот, — новое марсотрясение. Учёные утверждают, что в этот раз оно было намного мощнее. Вообще-то марсотрясение на Красной планете на редкость. За время наблюдения их было зарегистрировано более тысячи. Однако ни одно из них не было таким мощным, целых — 5 балов.
Вполне возможно, что этот супер-толчок мог произойти на месте будущей российской марсианской базы.
Как известно, еще в 2004 году, главой Федерального космического агентства (ныне Роскосмос) Анатолием Перминовым было официально объявлено о начале работ по доставке российских космонавтов на Марс.
Старт новой космической программе был дан после того, как в РКК «Энергия» завершили строительство корпуса нового пилотируемого космического корабля многоразового использования «Клипер».
Практически в тоже время специалисты Института медико-биологических проблем начали подготовку к эксперименту по имитации космического полета человека на Марс сообщал в январе 2004 года официальный представитель института Марк Белаковский.
По словам Белаковского, в «полет» «экипаж»возьмет с собой около трех тонн воды и пяти тонн пищи, а запасы воды и кислорода будут регенерироваться из продуктов жизнедеятельности»космонавтов».
В том же году компания «Авиакосмические системы» разработала рабочий проект пилотируемой космической экспедиции на Марс.
» Проект пилотируемой космической экспедиции на Марс, потребует меньших затрат, чем все другие имеющиеся проекты», — заявил на пресс-конференции в Москве гендиректор ЗАО»Авиакосмические системы» Олег Александров.
К тому времени, проект уже прошел экспертизу в ЦНИИМаш. Директор подчеркнул, что стоимость проекта серьезно снижена за счет того, что в нем будут максимально использоваться уже существующие системы и агрегаты. «Это позволит снизить потребное финансирование примерно до трех-пяти миллиардов долларов», — сказал Успенский.
Проект предусматривал запуск экспедиционной станции к Марсу с земной орбиты. Масса станции составит 350 тонн. Для вывода ее на орбиту будут использованы российские ракеты-носители грузоподъемностью до 20 тонн, а также некоторые иностранные, такие как Ariane
Российские конструкторы также собирались разработать перспективный крупногабаритный космический модуль нового поколения. К осуществлению проекта планировалось привлечь НПО имени Лавочкина, НПП «Квант», «Факел», другие компании.
Известно также еще об одной российской марсианской программе разработанной в РКК «Энергия», в начале 2000-х. О ней подробно рассказывалось на сайте самой организации
— Проектные работы по осуществлению полета человека к Марсу, имеющую из всех планет Солнечной системы наиболее близкие к земным природные условия, начались в РКК «Энергия»практически с самого зарождения пилотируемой космонавтики, говорилось в публикации.
Уже в 1959 году группа энтузиастов начала проработки тяжелого межпланетного корабля (ТМК) для полета человека к планетам Солнечной системы. Постепенно работа обретала форму проекта, и он стал основой для выбора характеристик перспективной ракеты-носителя Н1. Вместе с разгонным блоком ТМК должен был выводиться на околоземную орбиту ракетой-носителем Н1.
Затем разгонный блок переводил бы его на пролетную траекторию мимо Марса, где под воздействием гравитационного поля корабль должен был изменить свою траекторию таким образом, чтобы вернуться к Земле. При подлете к Земле спускаемый аппарат с экипажем должен был отделиться от межпланетного корабля и совершить посадку на Землю.
ТМК имел массу 75 т, длину 12 м, диаметр гермоотсека 6 м, экипаж три человека, общее время полета 2-3 года. Был предусмотрен приборный отсек (он же радиационное убежище для экипажа во время солнечных вспышек), а для обеспечения экипажа пищей — реактор для выращивания хлореллы. ТМК должен был осуществлять вращение вокруг своей оси для создания искусственной силы тяжести.
С тех пор концепция марсианской экспедиции в процессе работ неоднократно изменялась и уточнялась.
СХЕМА ПОЛЕТА МЕЖПЛАНЕТНОГО ЭКСПЕДИЦИОННОГО КОМПЛЕКСА К МАРСУ
Классическая схема полета корабля для посадки человека на другую планету выглядит следующим образом. На околоземную орбиту доставляются элементы корабля, которые собираются на орбите в единый комплекс. Затем этот комплекс с помощью двигательных установок выходит на межпланетную траекторию и в течение нескольких месяцев происходит полет к Марсу.
Около Марса комплекс тормозится и выходит на околомарсианскую орбиту. От основной части комплекса отделяется специальный посадочный корабль, в котором экипаж экспедиции или его часть спускается на поверхность Марса.
После выполнения работы экипаж на взлетном модуле, который находился в составе посадочного корабля, возвращается на комплекс и экспедиция берет курс к Земле.
ОБЩИЙ ВИД МЕЖПЛАНЕТНОГО ЭКСПЕДИЦИОННОГО КОМПЛЕКСА
В соответствии с изложенной концепцией межпланетный экспедиционный комплекс состоит из следующих основных частей:
* межпланетного орбитального корабля, в котором живет и работает экипаж в течение всей экспедиции, и в котором размещена вся основная аппаратура;
* электрореактивной двигательной установки с солнечными батареями в качестве источника энергии, обеспечивающей перелет от Земли к Марсу и обратно;
* посадочного корабля со взлетным модулем, на котором часть экипажа садится на планету и возвращается на основную часть комплекса.
Возможны различные варианты построения комплекса. Главная проблема — обеспечить высокую вероятность благополучного возвращения экипажа на Землю. Поэтому схема полета и принимаемые технические решения должны быть просты и надежны.
Главное решение, от которого зависит и облик комплекса, и все последующие решения — это выбор двигательной установки для межпланетного перелета.
Могут быть разные пути: например, использование жидкостно-реактивных двигателей, наиболее широко используемых и отработанных в космической технике. Но комплекс с этими двигателями из-за их низкой эффективности будет иметь огромную массу, как следствие этого, будет весьма дорогим, а, главное, несмотря на высокую отработанность жидкостно-реактивных двигателей, не будет обеспечена необходимая надежность и безопасность экспедиции.
Более выгодным решением с точки зрения начальной массы корабля было бы использование ядерного двигателя, где энергия ядерных реакций разогревает газ, создавая необходимую тягу. Оказывается, и этот двигатель не обеспечивает необходимых требований по безопасности экипажа и стоимости. Значительными будут затраты на наземные средства отработки двигательной установки.
Наиболее эффективными двигателями для использования на марсианском корабле из существующих являются электрореактивные. Эти двигатели имеют высокую надежность, низкую стоимость. Комплекс с использованием этих двигателей имеет минимальную массу. Его проще, чем какой-либо другой собрать на околоземной орбите.
Предлагаемая концепция марсианской экспедиции обладает следующими главными преимуществами:
* высокая вероятность благополучного возвращения экипажа. Трудно представить себе концепцию экспедиции, при которой эта вероятность была бы выше;
* минимальная, по предварительным оценкам, стоимость экспедиции, как в части самого межпланетного комплекса, так и в части наземных средств его отработки;
* использование электрореактивных двигателей и солнечных батарей позволяет сделать корабль многоразовым, что позволяет расширить программу летной отработки и существенно снизить стоимость программы освоения Марса;
* программа летной отработки средств взлетно-посадочного корабля при полете к Марсу без экипажа не только повысит безопасность, но и позволит провести исчерпывающую программу изучения поверхности Марса;
* стремление к экологической чистоте межпланетного комплекса увеличит вероятность поддержки проекта мировой общественностью.
Основные характеристики межпланетного комплекса
по концепции РКК «Энергия»Начальная масса комплекса — около 600 т
Общее время экспедиции — около 2 лет
Количество членов экипажа — 6 человек
Тяга межпланетного двигателя — 300 Н
Мощность солнечной электростанции — 15 МВт
ХРОНОЛОГИЯ РАЗВИТИЯ КОНЦЕПЦИИ
МАРСИАНСКОЙ ЭКСПЕДИЦИИ В РКК «ЭНЕРГИЯ»
В 1960 году был разработан первый проект корабля для посадки человека на поверхность Марса. В этом проекте было принято решение об использовании для межпланетного перелета электрореактивной двигательной установки с ядерным источником электроэнергии. Реактор оснащался теневой биологической защитой и имел мощность 7 МВт.
Корабль собирался на околоземной орбите измодулей, выводимых ракетой-носителем Н1, и затем стартовал в сторону Марса с экипажем из шести человек, трое из которых вместе с оборудованием совершали посадку на поверхность Марса, для чего предусматривалось пять аппаратов сегментально-конической формы. После посадки исследовательский комплекс формировался в «поезд» на крупногабаритных колесных шасси, который состоял из пяти платформ: платформы с кабиной экипажа с манипулятором и буровой установкой, платформы с конвертопланом для разведочных полетов над Марсом, двух платформ с ракетами (одна запасная) для возвращения экипажа с поверхности Марса на корабль, находящийся на околомарсианской орбите, и платформы с силовой ядерной энергоустановкой. Поезд в течение одного года должен был пройти по поверхности Марса от южного полюса до северного, провести исследования его поверхности и атмосферы и передать информацию на корабль, обращающийся по околомарсианской орбите, откуда она ретранслировалась на Землю. После окончания работ на поверхности Марса экипаж с образцами грунта и другими результатами исследований возвращался на корабль, находящийся на околомарсианской орбите, и затем стартовал к Земле.
В 1969 году был рассмотрен еще один проект экспедиции на Марс. Марсианский корабль должен был собираться на околоземной орбите с использованием модификации ракеты-носителя Н1 (H1M). В составе марсианского экспедиционного комплекса предусматривались: межпланетный орбитальный корабль, в котором размещались экипаж и основные бортовые системы; марсианский посадочный корабль для посадки на поверхность Марса; возвращаемый аппарат для полета к Земле (на нем экипаж спускался на Землю);электрореактивная двигательная установка с ядерным источником электроэнергии.
Конструкция марсианского корабля представляла собой удлиненную иглу с вынесенным для радиационной безопасности реактором и коническим тепловым радиатором. В отличие от проекта 1960 года на поверхность Марса садился один аппарат сегментально-конической формы с разворачивающимся лобовым щитом. На корабле также использовались электрореактивные двигатели, мощность ядерного реактора была увеличена до 15 МВт. Численность экипажа была уменьшена до 4-хчеловек.
Следующий проект экспедиции на Марс, предложенный в 1987 году, после успешного запуска сверхтяжелой ракеты-носителя»Энергия», во многом использовал технические решения проекта 1969года.
Особенность этого проекта — использование ракеты-носителя «Энергия» в качестве средства доставки элементов корабля на орбиту. Кроме того, для межпланетного перелета использовались две независимые двигательные установки, каждая из которых представляла собой пакет электрореактивных двигателей с ядерным источником электроэнергии мощностью по 7,5 МВт, снабженным тепловым радиатором. Это позволило резко увеличить надежность и безопасность межпланетного перелета без увеличения начальной массы и стоимости.
Существенное изменение проекта произошло в1988 году, когда в экспедиционном комплексе в качестве энергетической установки было предложено вместо ядерного реактора применить экологически чистую систему с использованием пленочных солнечных батарей на линейных разворачиваемых фермах, отработанных на станциях «Салют-7» и «Мир».Основной мотив этого решения — стремление сделать корабль экологически чистым. Большое влияние на это решение оказал и прогресс в создании пленочных фотопреобразователей энергии, что позволяло значительно упростить создание солнечной электростанции большой мощности.
Основные параметры проекта:
* общее время полета — 2 года,
* масса корабля — 350 т,
* экипаж — четыре человека,
* экипаж на поверхности Марса — два человека,
* время работы на поверхности Марса — 7 суток.
Экспедицию на Марс планировалось провести с последовательным наращиванием средств, начиная от автоматов и кончая пилотируемой экспедицией.
Предполагалось три этапа:
* первый — отработка принципов совместного функционирования элементов марсианского экспедиционного комплекса (МЭК) с использованием его моделей, доставляемых грузовыми кораблями «Прогресс» на орбитальную станцию и собираемых там космонавтами и совершающих дальнейший самостоятельный полет в автоматическом режиме. Эти модели оснащаются научной аппаратурой для уточнения условий функционирования МЭК;
* второй — генеральная репетиция пилотируемой экспедиции, в ходе которой солнечный буксир доставит на поверхность Марса два посадочных аппарата вместо одного, причем один из них используется для отработки схемы посадки и возвращения экипажа, а второй (с несколькими марсоходами массой около 20 т) -для проведения детального исследования поверхности Марса;
* третий — пилотируемая экспедиция на Марс.
Проект марсианской экспедиции 1999 г.является дальнейшим развитием проекта 1988 г.
В нем использованы результаты проектно-поисковых и экспериментальных работ, выполненных в РКК»Энергия» с 1988 года. По сравнению с предыдущим проектом изменениям подверглись конструкция солнечных батарей — они стали модульными, форма посадочного корабля — осуществлен переход от аппарата с несущим корпусом к»диску», а также количество этих кораблей — один посадочный аппарат был заменен двумя: пилотируемым и грузовым. Кроме того, снова вернулись к численности экипажа экспедиции 6 человек.
РАБОТЫ В ОБЕСПЕЧЕНИЕ МАРСИАНСКОЙ ЭКСПЕДИЦИИ
Большое место при полетах орбитальных станций»Салют» и «Мир» занимали технические эксперименты, где проверялись и отрабатывались технические решения будущего межпланетного комплекса. На станциях разворачивались большие форменные конструкции, экспонировались различные материалы и покрытия, отрабатывались системы жизнеобеспечения «с замкнутым циклом» по воде и кислороду и т.д.
Важным результатом работ на орбитальных станциях явилась отработка средств обеспечения длительного полета человека в космосе и проверка реакции организма человека на этот полет. Только на орбитальных станциях могла быть выполнена эта работа.
Сегодня можно констатировать, что значительная часть пути к организации первого полета человека на Марс уже пройдена.
Ракета «Энергия»
Создана в 1987 году. Прошла ЛКИ.
1987-1988
Системы сборки на орбите
Система сборки элементов корабля отработана. Проведено более 200 стыковок.
1965-2000
Опыт создания ферм
На станциях «Салют» и «Мир» проведены эксперименты с различными вариантами ферм и рефлекторов.
1982-2000
Пленочные солнечные батареи
На станции «Мир» проведено экспонирование тонкопленочной солнечной батареи с аморфным кремнием (толщина 20 мкм).
1998
Экспериментальные модули
Разработана серия модулей прообразов марсианских кораблей, доставляемых на орбитальную станцию кораблями «Прогресс». Первый «Модуль-М»находится на этапе испытаний.
1998-2001
Электрореактивные двигатели
Отработаны двигатели ДАС. Двигатель ДАС-55 работал на орбите (STEX).
1972
Системы жизнеобеспечения
Отработаны системы с замкнутым циклом по кислороду и воде.
1982-2000
Системы управления
Созданы и отработаны многомашинные системы, имеются прототипы систем.
1987-2000
Опыт длительных полетов</spanstyle=’font-size:13.5pt’>
Отработана методика обеспечения длительных полетов, проведено несколько полетов более 1-1,5 лет.
В настоящее время разработаны ракеты-носители, способные вывести на околоземную орбиту отдельные части корабля. Для этого нужно, например, 6-7 пусков ракеты-носителя типа»Энергия».
Отработана система автоматической стыковки, которая обеспечит последовательную сборку отдельных частей корабля в единую конструкцию. С помощью такой системы уже выполнено более 200 автоматических стыковок на станциях «Салют» и «Мир».
На орбитальных станциях исследовалось поведение человеческого организма в условиях длительного космического полета, отрабатывались системы жизнеобеспечения «с замкнутым циклом» по кислороду и воде. То есть и кислород, и вода, потребляемые экипажем, с использованием специальных физико-химических процессов восстанавливаются для повторного употребления после переработки.
Опыт длительного полета человека в условиях космического пространства уже есть. Три космонавта работали на станции»Мир» около 1 года, а космонавт-врач Валерий Поляков выполнил на станции почти полуторагодовой полет, во время которого проводились медицинские исследования, важные для будущего межпланетного перелета.
Пленочные солнечные батареи тоже существуют. В октябре 1998 года на внешней поверхности станции «Мир» космонавты разместили образцы пленочной солнечной батареи — ключевого элемента марсианского корабля — для исследования влияния на них реальных условий космического пространства. Эти образцы возвращены на Землю, они исследуются. Но уже сейчас можно говорить о положительном результате.
Электрореактивные двигатели широко используются в космической технике, и двигатели с анодным слоем (тип ДАС)являются весьма перспективными по ресурсу, удельной тяге и надежности для использования на марсианском корабле. Эти российские двигатели прошли отработку в реальном космическом полете на американском спутнике STEX.
На орбитальных станциях «Салют» и»Мир» получен опыт по разворачиванию протяженных ферменных конструкций, которые необходимы в качестве основы для размещения пленочных солнечных батарей (фермы «Маяк», «Рапана»,»Софора» и другие). Не видно серьезных проблем в создании300-метровых ферм.
Наименее отработанный элемент межпланетного комплекса — это взлетно-посадочный корабль. Создание этого аппарата — сложная, но реальная техническая проблема. Есть опыт посадки на планету автоматов, этот опыт может использоваться для разработки и пилотируемых посадочных аппаратов. Есть опыт посадки и взлета астронавтов с поверхности Луны по программе»Аполлон», который также должен использоваться при создании элементов марсианской экспедиции.
На заводе экспериментального машиностроения РКК «Энергия» им. С.П. Королева изготовлена конструкция аппарата, проведены испытания практически всех механических узлов и агрегатов, лабораторная отработка служебных систем и научной аппаратуры. Однако, в связи с прекращением финансирования этих работ дальнейшее изготовление элементов аппарата приостановлено.
Следующий аппарат «Модуль М2″планируется направить в точку Лагранжа (Н = 1 500 000 км). Наряду с отработкой принципиальных проблем полета межпланетного корабля, этот аппарат планируется использовать для предупреждения о магнитных бурях на Земле, вызванных солнечной активностью.
И, наконец, «Марс-модуль»планируется направить к Марсу для проведения его исследования. Он будет первым аппаратом, который одновременно с отработкой межпланетного корабля будет предназначен для исследования Марса с помощью доставляемой на нем аппаратуры дистанционного зондирования и спускаемых аппаратов с необходимым оборудованием. При этом обеспечивается длительность функционирования аппаратуры на орбите Марса более двух лет. При необходимости этот аппарат способен вернуться на околоземную орбиту.
С помощью Марс-модуля возможно решение следующих задач:
* исследование климата, поверхности и внутреннего строения Марса;
* глобальная фотосъемка поверхности Марса;
* дистанционное зондирование Марса.
Основная особенность серии аппаратов для отработки межпланетного комплекса — доставка их на МКС в составе кораблей»Прогресс» с последующей их сборкой силами экипажа станции», сообщалось, в свое время, на официальном сайте РКК Энергия.
Как видим, уже много лет назад к полету на Марс в России было уже все готово. И почему бы не предположить, что нынешнее мощное марсотрясение могло произойти именно в районе будущей марсианской базы отряда космонавтов Роскосмоса?
А этот сценарий, кстати, ни в одной марсианской программе не был рассмотрен. Так почему бы, именно сейчас, не заложить новый фактор риска при строительстве будущей базы? Вопрос совсем не праздный, поскольку мы до сих пор не знаем, какой максимальной амплитуды может случится новое марсотрясение.
