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…
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.
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.
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:
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.