Club Aurora

Твоят прозорец към космоса.

Как ще отидем на Марс – част І
 От доста време пред нас e отворена една тема, разисквана през годините с променлив интерес. Става дума за това кога, в края на краищата,... Как ще отидем на Марс – част І

 От доста време пред нас e отворена една тема, разисквана през годините с променлив интерес. Става дума за това кога, в края на краищата, ще изпратим хора до Марс. Е, сигурно има и по-важни въпроси за решаване, но за всеки истински космически ентусиаст това е болно място. Защото след като в края на 70-те пилотируемата мисия до Марс изглеждаше логично продължение на покоряването на Луната, последваха десетилетия на пълно затишие в развитието на този проект.

През 2004 г. обаче в тихите води на мар­си­ан­с­ката тема бе хвър­лен камък и то не от кого да е, а от самия аме­ри­кан­ски пре­зи­дент Джордж Буш. Него­вите „Въз­г­леди за изс­лед­ване на кос­моса” (Vision for space exploration) бяха като истин­ска бомба сред кос­ми­чес­ката общ­ност. Двата клю­чови момента в тези „въз­г­леди” бяха: нова пило­ти­ру­ема мисия до Луната в нас­то­я­щето десе­ти­ле­тие, с цел изг­раж­дане на оби­та­ема стан­ция там, и стъп­ване на Марс през 30-те години на ХХІ век. На амби­ци­оз­ната прог­рама, наре­чена Constellation („Съз­вез­дие”), бе даден пълен ход и така чак до 2008 г., когато ико­но­ми­чес­ката криза и ново­из­б­ра­ният Барак Обама кате­го­рично я прек­ра­тиха почти изцяло (поради което някой ост­ро­умно я прек­ръсти от Constellation на Cancellation). Към днешна дата от НАСА обе­ща­ват с поло­вин уста обли­тане на Марс с хора на борда през 30-те години и въобще не се спо­ме­нава за евен­ту­ал­ното стъп­ване върху пла­не­тата. Изг­лежда, пак се очер­тава затишие…

One-small-cut-for-Obama-one-giant-leap-backwards-for-mankind Как ще отидем на Марс - част І

С прек­ра­тя­ва­нето на кос­ми­чес­ката прог­рама на САЩ Constellation, Барак Обама си нав­лече гнева на кос­ми­чес­ките енту­си­асти. Изоб­ра­же­ние: washingtontimes.com

Но това всъщ­ност не е съв­сем вярно. Пос­лед­ните години доне­соха една забе­ле­жима про­мяна в кос­ми­чес­ката индус­т­рия – нали­чи­ето на час­тни фирми, готови да вло­жат големи ресурси за про­екти, които при дър­жав­ната бюрок­ра­ция просто не могат да се финан­си­рат. Като всички час­т­ници тези фирми искат да се рек­ла­ми­рат. А каква по-добра рек­лама от една гръмка мисия до Марс? Днес има про­екти, които обе­ща­ват оти­ване на Марс в много по-кратки, нап­раво ударни сро­ко­вое. Ето и някои от тях:

– Red Dragon – съв­мес­т­ният про­ект на NASA и ком­па­ни­ята на Елън Мъск – SpaceX. При него се пред­вижда през 2018 г. да бъде осъ­щес­т­вена тес­това мисия до Чер­ве­ната пла­нета с връ­щане на проба от там и към 2025 г. да се случи пър­вата пило­ти­рана мисия. Всъщ­ност Мъск раз­чита по този начин да бъде пос­та­вено нача­лото на една коло­ния от около 80 000 души. Роде­ният през 1971 г. мили­ар­дер дори се надява да изкара пен­си­о­нер­с­ките си години на Марс!

– Inspiration Mars Foundation – Осно­вана от друг мул­ти­ми­ли­о­нер – пър­вият кос­ми­чески турист Денис Тито — тази орга­ни­за­ция хвърля в земята цялата налична кон­ку­рен­ция. Защото спо­ред Тито пър­вият полет към Марс ще бъде факт през 2018 г. – не след 20–30 години, а след само една пети­летка! Е, наис­тина в този план не се пред­вижда кацане на пла­не­тата, а само обли­тане, но въп­реки това наме­ре­ни­ето е повече от амби­ци­озно. Очак­ва­ни­ята са пъту­ва­нето към Марс и обратно да про­дължи 500 дни, а сро­кът 2018 г. е пос­та­вен поради бла­гоп­ри­ят­ното раз­по­ло­же­ние на Марс и Земята, което няма да се пов­тори чак до 2032 г. За да бъде изпъл­нен този план, обаче ще се раз­чита на под­к­репа от страна на SpaceX, която трябва да про­из­веде по-мощна вер­сия на сега изпол­з­ва­ната ракета Falcon, и на НАСА, която да даде идеи за живо­то­под­дър­жа­щата сис­тема на кораба.

– Mars One – още една смела час­тна ини­ци­а­тива, за която от извес­тно време се шуми и из нашите медии. Иде­ята тук нак­ратко е да се пос­тави нача­лото на пос­то­янна човешка коло­ния на Марс, точно както иска и Елън Мъск. Раз­ли­ката с пре­зи­дента на SpaceX  идва в пос­та­ве­ните улт­рак­ратки сро­кове за изпъл­не­ние на тази задача, които на езика на кос­ми­чес­ките тех­но­ло­гии зву­чат като „утре”. В плана на Mars One е зас­тъ­пено изп­ра­ща­нето на без­пи­лотни апа­рати към Марс до 2021 г., чрез които на повър­х­ността на Чер­ве­ната пла­нета да бъде изг­ра­дена стан­ция, годна за оби­та­ване от хора. Хора, които трябва да стъ­пят там през 2022 г. Пър­во­на­чално ще оти­дат чети­рима души, а през след­ва­щите години пое­тапно ще бъдат дос­та­вяни нови попъл­не­ния, което озна­чава че броят на мар­си­ан­с­ците към 2033 г. ще бъде около 20. Всъщ­ност в момента тече кас­тин­гът за кан­ди­дати, така че ако Земята ви е омръз­нала и не искате да при­бег­нете до по-просто реше­ние за напус­ка­нето й – можете да се проб­вате тук .Улов­ката е, че никога няма да се вър­нете обратно на род­ната пла­нета. Ако въобще някога потег­лите  – за да се случи този про­ект, отново се раз­чита на SpaceX, откъ­дето трябва да дой­дат необ­хо­ди­мите ракети и кораби.  Изг­лежда клю­чо­вете за Марс се дър­жат в офиса на Мъск.

272835_411842078864207_1820398376_o Как ще отидем на Марс - част І

Някой ден веро­ятно така ще изг­лежда новият ви дом. Изоб­ра­же­ние: mars-one.com

Тези идеи зву­чат впе­чат­ля­ващо, но доколко са изпъл­ними? И под „изпъл­ними” нямам пред­вид „финан­сово оси­гу­рени”, въп­реки че наба­вя­нето дори на част от необ­хо­димя бюджет със сигур­ност ще е огро­мен под­виг. Става дума за това доколко чове­чес­т­вото раз­по­лага с необ­хо­ди­мата тех­но­ло­гия за миси­ята и може ли изобщо човек да пре­жи­вее това пъте­шес­т­вие. Оказва се, че пред всеки кандидат-марсианец стоят няколко все още не съв­сем решени проб­лема, с които ще се опи­там да ви запозная.

– Ради­а­ци­ята – това май е най-големият пре­пъ­ни­ка­мък пред хората, които ще оти­дат на Марс. Тук на Земята сме отно­си­телно защи­тени от най-вредните час­тици, идващи от  Слън­цето и кос­моса, бла­го­да­ре­ние на зем­ното маг­нитно поле. То пречи на висо­ко­е­нер­гий­ните час­тици да про­ник­нат дирек­тно до повър­х­ността, като ги задържа в ради­а­ци­онни пояси около пла­не­тата ни. Допъл­ни­те­лен бла­гоп­ри­я­тен фак­тор е и гъс­тата атмос­фера, която пог­лъща голяма част от вред­ните нашес­т­ве­ници. Обаче не такова е поло­же­ни­ето в кос­ми­чес­ките усло­вия. Далеч от Земята няма какво да пази кос­мо­нав­тите и един­с­т­ве­ната им защита от убийс­т­ве­ното йони­зи­ращо лъче­ние са сте­ните на кораба. Затова за уче­ните пред­с­тав­ля­ваше силен инте­рес каква ради­а­ция ще пое­мат хората при оти­ва­нето си към Марс. Инте­ре­сът им бе задо­во­лен съв­сем нас­коро. Както зна­ете, вече почти една година на Марс има нов роу­вър – Кюри­о­сити, който се вози насам-натам и троши скали в тър­сене на следи за мар­си­ан­ски живот. Всъщ­ност науч­ната мисия на Кюри­о­сити започна още преди каца­нето му на Марс – по време на пъту­ва­нето си до там спе­ци­а­лен измер­ва­тел запис­ваше данни за ради­а­ци­он­ните нива. Резул­та­тите, пуб­ли­ку­вани преди няколко месеца, за жалост са като сту­ден душ за всички, които се надя­ват на ско­рошно стъп­ване на Марс. Те показ­ват, че по време на мисия до Марс и обратно за 12 месеца кос­мо­нав­тите ще полу­чат 100–200 пъти по-голяма ради­а­ция (660 mSv, ако трябва да сме точни), в срав­не­ние с годиш­ната норма за зем­ната повър­х­ност. При това дан­ните от Кюри­о­сити са съби­рани по време на слън­чев мини­мум, така че не са регис­т­ри­рани мощни изриг­ва­ния, които допъл­ни­телно вло­ша­ват нещата. Гра­фи­ката долу показва наг­ледно нивото на ради­а­ция, което ще полу­чат хората, докато оти­ват на Марс, в срав­не­ние с ради­а­ци­ята, полу­ча­вана при други дей­ности. Коло­ните може и да изг­леж­дат съпос­та­вими, но това е само заради лога­рит­мич­ния мащаб на гра­фи­ката – в дейс­т­ви­тел­ност те се раз­ли­ча­ват с порядъци.

radiation-exposure-graphic Как ще отидем на Марс - част І

Тази ради­а­ция ще нап­рави рис­кът от зло­ка­чес­т­вени забо­ля­ва­ния съв­сем реа­лен (всeки допъл­ни­телни 100 mSv ради­а­ция покач­ват този риск с 1 %), но освен това ще засегне и сърдечно-съдовата и цен­т­рал­ната нер­вна сис­тема на кос­мо­нав­тите. При това ради­а­ци­ята не е проб­лем един­с­т­вено за самото пъту­ване към и от Марс. На самата мар­си­ан­ска повър­х­ност усло­ви­ята са почти тол­кова гибелни кол­кото и в кос­моса (Марс има нищожно маг­нитно поле за раз­лика от Земята), пра­вейки пос­то­ян­ното пре­би­ва­ване на бъде­щите коло­нисти не съв­сем здравословно.

Но за всяка болка си има лек, така че и по този проб­лем се под­гот­вят реше­ния. Засега обаче те не са дос­та­тъчно ефек­тивни. Стан­дар­т­ният под­ход за спра­вяне с ради­а­ци­ята е да се изпол­зва екра­ни­ране – обик­но­вено на базата на оло­вото. В кос­моса обаче това е лош вари­ант – от една страна теж­кото олово е несъв­с­мес­тимо с изис­к­ва­ни­ята за лекота на кос­ми­чес­ките апа­рати, а от друга – то е нее­фи­касно. Кос­ми­чес­ките час­тици имат огромна енер­гия и заба­вени от олов­ните атоми те отде­лят вто­рична ради­а­ция, която оло­вото про­пуска. Друг е въп­ро­сът, че някои час­тици не могат да бъдат спрени от нищо. Поради тези при­чини в момента кос­мо­нав­тите пре­би­ва­ват в съо­ръ­же­ния без как­вото и да е екра­ни­ране на висо­ко­е­нер­гий­ните час­тици – сте­ните на кора­бите се пра­вят от обик­но­вен (е, не чак тол­кова обик­но­вен) алу­ми­ний. Наис­тина, въз­ла­гат се надежди на някои нови поли­мери и орга­нични мате­ри­али да се спра­а­вят по-добре от оло­вото (в някои крайни вари­анти дори се пред­лага изпол­з­ва­нето на човеш­ките екс­т­ре­менти, аку­му­ли­рани в хода на миси­ята, за екра­ни­ране от ради­а­ци­ята), но този метод на пасивна защита като цяло не е обе­ща­ващ. А пък сред­с­та­вата за активна защита, т.е. умиш­ле­ното отк­ло­ня­ване на вред­ните час­тици от кораба, към днешна дата са по-близо до науч­ната фан­тас­тика, откол­кото до реал­ността. Кар­ти­ната може би изг­лежда обез­ку­ра­жа­ваща, но реше­ни­ето на този проб­лем в дейс­т­ви­тел­ност е оче­видно. Ако искаме да нама­лим нивото на ради­а­ция, няма сми­съл да се борим с нея – просто трябва да нама­лим про­дъл­жи­тел­ността на пъту­ва­нето тол­кова, че ефек­тът за здра­вето на пъту­ва­щите да е нез­на­чи­те­лен. Ето че въп­ро­сът за ради­а­ци­ята се тран­с­фор­мира в друг въп­рос — за ско­ростта на кос­ми­чес­кия кораб, но това ще обсъ­дим някой друг път. А сега да се вър­нем към дру­гите осо­бе­ности на пъте­шес­т­ви­ето до Марс.

–  Био­ло­гич­ният фак­тор – ради­а­ци­ята е пагубна, но освен нея в кос­моса се крият и други вра­гове на живите орга­низми, в час­т­ност хората. При това те са цяла пле­яда – бла­го­да­ре­ние на мик­рог­ра­ви­та­ци­ята кос­т­ната плът­ност нама­лява (1% месечно); мус­ку­лите атро­фи­рат; сърдечно-съдовата сис­тема вло­шава рабо­тос­по­соб­ността си; зре­ни­ето се вло­шава; вес­ти­бу­лар­ният апа­рат, отго­во­рен за рав­но­ве­си­ето и ори­ен­та­ци­ята, отказва; нару­шава се био­ри­тъ­мът, което води до стрес; съдър­жа­ни­ето на ерит­ро­цити нама­лява, а това води до ане­мия. Също така поради ради­а­ци­ята се уврежда нер­в­ната сис­тема, от което след­ват демен­ция и лич­нос­тни изме­не­ния. Всичко това озна­чава, че ако изп­ра­тим до Марс здрави и млади кос­мо­навти, след година-две на Земята те ще се завър­нат като същин­ски старци — рахи­тични, слаби, ане­мични и демен­ти­рали инди­види, които не могат да стоят на кра­ката си и имат проб­леми с кръв­ното. За да не се случи нещо подобно трябва нав­реме да се взе­мат адек­ватни мерки. Неб­ла­гоп­ри­ят­ните пос­лед­с­т­вия могат да се нама­лят доня­къде чрез смаз­ващи физи­чески тре­ни­ровки – по няколко часа дневно. По този начин може да се изкара зна­чи­телно време в усло­ви­ята на мик­рог­ра­ви­та­ция – рекор­дът се дължи от рус­нака Вале­рий Поля­ков, който през 1994–1995 г. издържа 437 дни на стан­ци­ята Мир! Раз­ра­бот­ват се и тех­но­ло­гии – спе­ци­ални кос­тюми и кушетки, чрез които гръб­нач­ният стълб да се при­тиска и така да симу­лира нали­чи­ето на гра­ви­та­ция, което да ускори обра­зу­ва­нето на кос­тно вещес­тво. Нещо от сорта на този робо­ти­зи­ран кос­тюм, съз­да­ден от НАСА  мина­лата година:

76400_240x480 Как ще отидем на Марс - част І

Изоб­ра­же­ние: www.technewsworld.com

Но най-добрият вари­ант да лик­ви­ди­раме всички вредни ефекти на без­тег­лов­ността е, като съз­да­дем изкус­т­вена гра­ви­та­ция. И понеже съв­ре­мен­ната физика твърди, че това е невъз­можно, можем да замес­тим гра­ви­та­ци­ята с цен­т­ро­бежна сила – кос­ми­чес­кият кораб или част от него трябва да се върти около оста си както е демон­с­т­ри­рано в един научно-фантастичен филм от преди близо поло­вин век (доб­рите идеи явно не са от вчера):

При всички поло­же­ния обаче остава отк­рит въп­ро­сът как коло­ни­за­то­рите ще пона­сят с години сла­бата мар­си­ан­ска гравитация.

И още нещо в насока био­ло­гия — друг слабо про­у­чен въп­рос е въз­дейс­т­ви­ето на ради­а­ци­ята върху хра­ни­тел­ните запаси на аст­ро­нав­тите – същес­т­ву­ват подоз­ре­ния, че след опре­де­лен период в кос­ми­чески усло­вия, хра­ни­тел­ните про­дукти губят вита­ми­ните си. В момента кос­мо­нав­тите се снаб­дя­ват на всеки няколко месеца със спе­ци­ална кос­ми­ческа храна, която обаче не би могла да издържи с години. Затова и уси­лено се тър­сят начини кос­мо­нав­тите сами да отг­леж­дат хра­ната си вътре в кораба. А това озна­чава, че на Марс ще ходят само вегетарианци.

Следва про­дъл­же­ние…

Еmil Petkov

Емил е авиационен инженер, който се опитва да предаде тук своите знания и опит. Намира космоса за вълнуващо място и се интересува как чрез новите технологии ще се приближим до него.