Через тернии к Марсу

Космонавты, которые полетят на Марс, уже родились в России

29 июля 2002 в 00:00, просмотров: 722
  У молодого поколения все впереди — нынешним “недорослям” уже пора задуматься о том, что в принципе каждый(ая) из них лет через двадцать сможет-таки полететь на Красную планету. Если будет прилежно учиться и следить за здоровьем.
     Это не шутка. Российские ученые уже на полном серьезе обсуждают будущий полет на Марс. Прикидывают состав пилотируемой экспедиции, решают, на чем она полетит, чем будет питаться в дороге, как избавляться от мусора... Уже даже установлены предполагаемые сроки первого марсианского полета — 2018—2020 год. И какими бы далекими они ни казались, начинать готовить будущую марсианскую экспедицию надо прямо сейчас.
Есть ли жизнь на Марсе?
     Это первый и главный вопрос, на который предстоит ответить исследователям, готовящим полет. Многие ученые сейчас склоняются к тому, что она скорее есть, чем нет. Конечно, зеленых человечков там пока никто не разглядел. Но... Вот информация для размышления, имеющаяся в распоряжении лучших умов мира.
     Сенсационную находку совершили американцы в 1996 году в Антарктиде: метеорит, “выбитый” с поверхности Марса астероидом 16 миллионов лет назад и 13 тысяч лет назад упавший на Землю. Ученые из НАСА нашли на нем окаменевшие остатки органических соединений — т.н. нанобактерии, очень похожие на земных. Эти “нано” могут жить и глубоко под землей, и в горячих серных источниках на дне океана. Но некоторые скептики сомневаются, что бактерии имеют марсианское происхождение: вдруг они “завелись” на метеорите уже на Земле или это просто “наследил” микроскоп?
     Но оптимисты не сдаются. Не так давно американский аппарат “Пэсфайндер”, исследующий Марс, обнаружил на планете камни, напоминающие те, что сформировались на Земле благодаря воде (нечто вроде гальки). Впрочем, согласно имеющимся данным, если реки и струились по планете, то это было миллиарды лет назад...
     Данные, подтверждающие существование жизни на Марсе 3,6 миллиарда лет назад, обнаружила и группа ученых НАСА Космического центра Джонсона в Техасе.
     И все-таки есть повод надеяться, что с тех далеких времен жизнь на Марсе сохранилась. В конце мая с.г. американские ученые объявили еще об одной сенсации: на Марсе найдены признаки воды! Таковы результаты наблюдений космического зонда “Марс Одиссей”. Впрочем, то, что на планете есть вода, ученые предполагали и раньше. Но впервые была получена настоящая “улика”: три разных прибора нашли H2О в одном и том же месте. “Где есть вода, там есть жизнь!” — радуются оптимисты. Другие, косвенные “улики”, говорят в пользу того, что на Марсе есть и бактерии, а некоторые свидетельствуют о том, что даже растения.
     СПРАВКА “МК”. Марс — четвертая по счету от Солнца и наиболее похожая на Землю планета в Солнечной системе. Среднее расстояние между Землей и Марсом — 78,3 миллиона км (плюс-минус 22 млн. км в зависимости от “изгибов” орбиты). Сила тяжести на Марсе — 0,38 земной. Атмосфера состоит в основном из углекислого газа (95%), а также азота, аргона и кислорода. Марсианские сутки длятся 24 часа 37 минут 23 секунды.
Финансы поют о Марсе
     Увы, но надо признать: в исследовании Марса американцы нас переплюнули. Начиная с 60-х две мировые державы начали предпринимать попытки отправить туда автоматические аппараты. Но первый межпланетный корабль “Марс 1960А”, запущенный СССР, 10 октября 1960 года потерпел аварию. А первой успешной экспедицией к Марсу стал полет американской станции “Mariner-4” 14 июля 1964 года, с помощью которой удалось передать на Землю первые снимки Красной планеты. Советские межпланетные станции “Марс-2” и “Марс-3” долетели впервые до Марса лишь в мае 1971 года.
     О полете человека на Марс в нашей стране задумались (и даже начали его готовить) в 70-е годы. Но это были лишь “бумажные” проекты. Перед учеными страны поставили задачу: изучить медико-биологические, технические и т.д. вопросы полета, который должен был состояться примерно в 1988 году. Конечно, потом ученые поняли, что поторопились. Вернулись к этой теме только в начале 90-х годов. А совсем недавно ученые занялись подготовкой научной программы пилотируемого полета на Марс вплотную.
     Сейчас над этим работают несколько научных институтов России, наши ученые тесно сотрудничают с коллегами из-за рубежа. Вряд ли России удастся осилить столь дорогой и технически сложный полет в одиночку. Даже то, что имеет держава от уже стоящих в очередь космических туристов, — копейки по сравнению с тем, что нужно вложить в марсианскую экспедицию. Только создание пилотируемой станции для полета на Марс обойдется в 10—15 миллиардов долларов в течение 10 лет. Так что в любом случае экспедиция будет международной.
     Но затея эта не будет убыточной. Даже сама подготовка полета приведет к освоению очень многих перспективных для земной жизни технологий. Например, создание нового поколения солнечных батарей позволит решить проблему энергоснабжения южных регионов страны. Да и американцы возлагают на марсианскую экспедицию серьезные надежды: они уже получили на каждый доллар, вложенный в программу “Аполлон” (полет человека на Луну), по 11 долларов прибыли — как раз от использования новых технологий, разработанных в ходе подготовки “лунной программы”.
     Но дело не только в деньгах. Есть еще много вопросов, которые предстоит решить в течение ближайших лет. Нужно создать корабль, способный совершить дальний полет, обеспечить высадку людей на незнакомой планете, а потом вернуть их обратно. Нужно продумать в деталях систему жизнеобеспечения: как запастись достаточным количеством кислорода, воды, пищи... Да так, чтобы все это занимало как можно меньше места. Но как ни ужимайся, все равно корабль должен получиться громоздким. Поэтому сейчас основным является проект посылки на Марс экспедиции из двух кораблей — грузового и “пассажирского”.
Кто вы — пионеры марсианской экспедиции?
     Говорить о поименном составе экипажа, который отправится на Марс, естественно, рано: возможно, будущие космонавты еще не окончили школу. Но общие требования к ним уже готовы. Да такие, что впору призадуматься: а есть ли на нашей планете пригодные для такого полета супермены?
     Для начала нужно решить, сколько героев потребуется.
     — Есть разные мнения на сей счет, называются цифры от 4 до 12 человек, — говорит один из немногочисленных в нашей стране специалистов в области организации подготовки марсианской экспедиции Светлана Степанова из Института медико-биологических проблем (ИМБП) РАН. — В 70-е годы, когда мы были молодыми максималистами, посчитали, что членов экспедиции должно быть 12. Сейчас, когда мы стали смотреть на проблему более реально, решили, что 6 человек — это неплохой вариант, который позволит хорошо организовать работу.
     Итак. Кораблем кто-то должен управлять — нужен высокопрофессиональный командир, который будет нести ответственность за судьбу полета. Не обсуждается и то, что у него должен быть помощник (второй пилот), который будет управлять планетным модулем, предназначенным для работы на поверхности Марса (в это время командир останется на корабле и будет поддерживать связь с Землей). Со вторым пилотом на поверхность Марса должны спуститься ученые — иначе тогда зачем затевать всю эту дорогостоящую экспедицию? Ученых должно быть минимум двое — программа исследований обширна, трудно поверить, что даже суперэнциклопедист сможет провести все необходимые исследования. Как минимум два человека должны выйти на поверхность планеты и по соображениям безопасности: никто не знает, с какими условиями и опасностями они столкнутся. Вдруг человек в скафандре упадет? При силе тяжести Марса подняться самостоятельно он не сможет. Нет сомнений, что пятым членом экипажа должен стать врач: чтобы следить за состоянием здоровья экспедиции. А шестым — бортинженер, обеспечивающий работу аппаратуры на корабле.
     Вроде бы все гладко. Но вдруг не хватит денег для того, чтобы обеспечить полет такому количеству людей? Если исключить бортинженера, тогда пилоты должны разбираться в работе всех систем корабля. Если исключить еще и второго ученого, тогда второй пилот должен быть ученым по совместительству. А еще они должны быть врачами. Соображать же экспедицию на троих вообще бесполезно: тогда придется рисковать жизнью врача или командира корабля (на Марс должны обязательно спуститься два человека).
     Но в одном ученые всех стран солидарны — будущих космонавтов для полета на Марс надо готовить с детства и начинать это делать надо уже сейчас. Их профессиональная подготовка займет много времени — шутка ли, на всякий случай освоить сразу несколько специальностей! Да и подготовить надо сразу несколько тысяч специалистов — чтобы было из кого выбирать. Ведь “марсианский” космонавт должен быть не только семи пядей во лбу, но и обладать здоровьем, близким к идеальному. А еще золотым характером: героям надо с детства прививать чувство ответственности за чужую жизнь, готовность понять своего коллегу и идти навстречу друг другу, способность принимать взвешенные решения в экстремальных ситуациях, наконец, пожертвовать своей жизнью ради науки...
     Увы, спецшкол для подготовки марсианских космонавтов в России нет. И вряд ли они появятся в ближайшее время. Но это — далеко не все проблемы будущего полета.
Врачи без границ
     Несмотря на то что на Марс полетят одни из самых здоровых и физически тренированных людей на нашей планете, от случайностей никто не застрахован. Как ни крути, экспедиции придется работать в полной изоляции, и в течение как минимум полутора лет рядом не будет ни мамы, ни папы, ни семейного доктора. Просить помощи у землян за несколько миллионов километров бесполезно: уже подсчитано, что сигнал с корабля до “дома” будет идти от 20 до 45 минут, а при необходимости оказания экстренной медпомощи каждая минута связи с медиками будет на вес золота. Вдруг в дороге у кого-нибудь заболит зуб или разыграется острый аппендицит? Разумеется, в экипаже на этот случай будет врач, но одних его знаний может не хватить. И медицинскому обеспечению экспедиции (как самой серьезной составляющей полета) уделяют самое пристальное внимание.
     — Нужно создать систему управления состоянием здоровья на борту, в ее основу должны войти предварительно собранные о каждом члене экспедиции данные — подробнейшие медицинские карты, истории болезней, результаты обследований, анализы, кардиограммы, УЗИ, — говорит Анатолий Егоров, ИМБП.
     Кроме того, у экспедиции, считают ученые, обязательно должны быть под рукой учебные пособия по оказанию первой (в том числе хирургической) помощи, членов экипажа должны предварительно научить проводить экстренную диагностику. Разрабатываются специальные методы введения лекарств в условиях невесомости. А проблем у космических хирургов (не дай бог что) будет масса. В условиях невесомости трудно остановить кровотечение, трудно проводить отсос жидкостей из организма, да и самому хирургу трудно перемещаться... И надо еще продумать, как защитить операционную от загрязнения. Дальше — больше. Точнее, чем дальше ученые углубляются в теорию длительного космического полета, тем больше у них вопросов. Додумались до того, что на борту должны быть банк крови и банк костного мозга членов экипажа (правда, пока непонятно, как их хранить).
     Разумеется, земляне не оставят своих героев без поддержки: на телемедицину, с помощью которой можно будет консультировать и даже бесконтактно обследовать членов экипажа, возлагают особые надежды. Но пока ученым сложно ответить, что будет, если врач совершит ошибку и “реанимация не достигнет положительного результата”. Возвращать ли безвременно ушедшего на землю или хоронить его в космическом саркофаге? Медики отмахиваются — это вопрос не медицинский, а скорее этический или конструкторский.
     Но — не будем о грустном. Залог здоровья, как известно, профилактика. Поэтому кроме операционной на борту непременно должен быть тренажерный зал: каждый член экипажа обязан следить за весом похлеще фотомодели и уделять несколько часов в день интенсивным тренировкам — иначе точно вернется на Землю если не вперед ногами, то лежа. Уникальный в этом отношении опыт есть у космонавта Полякова, который поклялся, что после длительного космического полета выйдет на землю самостоятельно. И вышел.
     — Мой секрет? Два часа тренировки, литр-полтора пота и два килограмма потери веса — и так ежедневно, — говорит он. — Чуть схалтуришь — и это обязательно скажется в полете или при приземлении.
     Потребуется космонавтам и психологическая поддержка, поэтому на борту должны быть хоть какие-то развлечения. Библиотека, аудио-видеотека, средства связи с родными и близкими, фотоальбомы, календари памятных дат... Конечно, книгами на столько времени не напасешься, так что придется обойтись их компьютерными аналогами.
Проблема М и Ж
     По одной из версий, экспедиция будет работать на Марсе 30 дней — тогда общая продолжительность полета будет полтора года. Но есть и другая версия, почти как по Явлинскому, — 500 дней на Марсе. В таком случае людям придется пробыть в космосе два с половиной года. Конечно, все зависит еще и от траектории полета, от скорости космических кораблей будущего...
     — Я бы отправлял на Марс людей опытных и пожилых, где-нибудь за пятьдесят, — считает врач-космонавт Поляков, на счету которого мировой рекорд — 437 суток на орбите. Этот космонавт на своем опыте доказал, что человеку по силам долететь до Марса и обратно. — Старшее поколение может пожертвовать собой ради науки и закончить свою жизнь славно, а молодежью я бы не рисковал.
     Другие специалисты уверяют, что дорогу надо открывать именно молодым. И остается еще одна проблема, которую ученые пока обходят: проблема М и Ж.
     В Америке, к примеру, за женщин в марсианской экспедиции стоят горой. Ну как смогут нормальные мужики провести полтора, а то и два с половиной года в космосе “без бабы”?
     — Это — фундаментальнейшая проблема человечества. Без ее решения марсианская экспедиция будет обречена, — заявляют одни ученые.
     А другие, например, г-жа Степанова, считают, что женщины будут только эмоциональными раздражителями в экипаже.
     — Если в мужской экипаж вторгаются одна-две дамы, они могут стать яблоком раздора. Скрытые комплексы, связанные с сексуальными проблемами, могут проявиться в такой обстановке. Конечно, женщины приносят уют, стремятся смягчить конфликты. Но и сами они могут стать причиной конфликта.
     Но любовь любовью, а кушать хочется всегда. Поэтому проблемам питания и жизнеобеспечения в марсианской экспедиции, в отличие от проблем сексуального голода, наши ученые уделяют самое пристальное внимание.
     Настоящие супермены должны хорошо питаться — богатой витаминами и другими полезными веществами пищей. Ученые пытаются даже составить примерное меню марсианского космонавта. Выбор рациона будет зависеть от культуры нации, представители которой отправятся в экспедицию. Известно, что европейцы и американцы основную дозу углеводов получают из пшеницы, тогда как японцы — из риса. Ясное дело, брать с собой в полет крупу в мешках нерационально. Значит, надо позаботиться о том, чтобы пища давала урожай на борту. Это значит, что основной составляющей рациона космонавта в дальнем полете должны стать высшие растения и одноклеточные водоросли.
     Как сообщил корреспонденту “МК” завотделом ИМБП г-н Сычев, уже доказано, что высшие растения могут расти и развиваться в космосе, это подтвердили эксперименты на орбитальной станции “Мир”: в оранжерее “Свет” выросло два поколения пшеницы. А в этом году на МКС заработает более современная оранжерейная установка “Лада”.
     Другая, не менее важная проблема — избавление от мусора. Страшно представить, сколько отходов выдадут в замкнутое пространство 5—6 человек за полтора-два года. Он будет не только дополнительным грузом, а еще и реальной угрозой для здоровья и жизни. Если с отходами органического происхождения можно разобраться (жидкие перерабатываются по принципу “ни капли мимо” — в воду, которую космонавты потом опять пьют), то что делать с санитарно-гигиеническими салфетками, туалетной бумагой и т.д. — пока не ясно. В лаборатории ИМБП сейчас проводят эксперименты по переработке отходов: уже нашлись бактерии, которые с аппетитом съедают подгнивший капустный лист. Правда, этот эксперимент проводился лишь в наземных условиях, как поведут себя бактерии в условиях космоса, никто сказать не берется. Да и бумагу бактерии есть отказываются, хотя ученые не теряют надежды вывести микроорганизмы, которые полюбили бы целлюлозу на завтрак.
     Как сообщил корреспонденту “МК” другой завотдела ИМБП Вячеслав Ильин, ученые еще не знают, как перерабатывать неорганические отходы. И космонавты избавляются от них “по старинке”: отходы изолируются и хранятся в специальных отсеках на космических станциях. Приходится таскать мусор с собой, чтобы потом выкинуть его на Земле...
     Есть и более серьезные проблемы, чем хлеб насущный. К примеру, обеспечение магнитобиологической безопасности экспедиции: долгое время космонавты будут находиться в межпланетном магнитном поле, напряженность которого примерно в тысячу раз меньше привычного поля Земли. Немногочисленные данные свидетельствуют о том, что воздействие таких условий на живой организм неблагоприятны.
     Также еще не ясно, как может повлиять на людей в длительном полете радиация. У некоторых космонавтов ее воздействие проявляется в виде ощущения световых вспышек (космическое излучение действуют на нервное волокно глазной сетчатки). Не скажется ли длительный космический полет на зрении?
     Не исключено, что суммарная доза радиации, которую получат космонавты во время полета, может быть смертельной, если не принять специальных защитных мер. Кроме того, в условиях космоса характер радиационного воздействия может быть совсем не таким, как на Земле, — энергия частиц столь высока, что защититься от них иногда будет невозможно. Что же делать в этом случае?
     Можно, конечно, сделать у корабля толстые стены и так уменьшить риск. Но это означает еще и увеличение массы корабля, что совсем не есть хорошо. Для защиты надо использовать возможно более легкие материалы. Идеально вроде бы подходит жидкий водород, да вот только использовать его очень сложно. Еще как вариант обсуждается вода, из которой можно сделать защитный заслон. Но к единому мнению ученые пока не пришли.
     — Нужно искать компромисс между полезностью космического полета и потенциальной опасностью, при этом государственные органы, отвечающие за безопасность полета, должны дать гарантии сохранения жизни и здоровья экипажу в полете и после него. А члены экипажа, зная степень этих гарантий, — сознательно пойти на оправданный риск, — считает Вячеслав Петров, начальник службы радиационной безопасности ИМБП.
     В общем, вопросов в деле организации марсианского полета пока куда больше, чем ответов. Но никто не сомневается в том, что он обязательно состоится.
     Ближайший благоприятный по соображениям баллистики срок для запуска корабля, к которому можно успеть все подготовить, — 2018 год. Тогда полет до Марса займет всего 150 дней. Но “окно” для старта будет очень коротким — только две недели. А обратно космонавтам будет выгодно лететь с облетом Венеры. На возвращение уйдет около 300 дней.

    


Партнеры