Космонавтика

Вот что готовит НАСА для отправки людей на Марс

Иллюстрация герметичного марсохода на Марсе. Предоставлено: НАСА.

В рамках недавнего обмена, администратор НАСА Джим Бриденстайн обсудил различные предстоящие проекты, в том числе миссии Mars 2020 и Artemis. Он также воспользовался возможностью, чтобы подвести итоги различных подготовительных мероприятий, проводимых в рамках будущих исследований человеком Марса.

В то время как американские астронавты готовятся к походу на Луну в рамках миссий Артемиды, следует отметить, что несколько государственных агентств и других частных компаний также нацелились на другую цель - Марс. Это, в частности, относится к SpaceX, или НАСА, которое планирует первый полет с экипажем в 2030-х годах.

Конечно, исследовать Марс с вездеходами - это одно, но посылать людей туда - это другое. Тем более, что тогда мы должны быть в состоянии безопасно вернуть их на Землю. Американское агентство уже работает над разработкой ряда технологий, способных решать эти различные задачи.

Более мощные двигательные установки

Астронавтам, направляющимся на Марс, предстоит преодолеть около 140 миллионов километров в глубоком космосе. С нашими нынешними двигательными установками такое путешествие займет от шести до девяти месяцев. В настоящее время агентство и его партнеры разрабатывают, тестируют и внедряют различные технологии для сокращения времени, затрачиваемого на поездки. Это позволит свести к минимуму время пребывания астронавтов под воздействием космической радиации.

Пока еще слишком рано говорить о том, какая двигательная установка будет выбрана, но, похоже, НАСА сделало выбор в пользу ядерной тепловой двигательной установки.

Идея заключается в том, чтобы нагреть жидкий водород до очень высокой температуры через ядерный реактор. Затем материал выбрасывается из задней части ракеты (через сопло) для создания тяги. С начала космической эры предлагались различные конфигурации, но до сих пор ни одна ракета, использующая этот тип двигателей, еще не успела взлететь.

Иллюстрация космического корабля с ядерной двигательной установки. Предоставлено: НАСА.

Надувной тепловой щит для посадки астронавтов

Самый большой Ровер, когда-либо высаженный на Марс, имеет размер небольшого автомобиля. С другой стороны, если мы хотим высадить космонавтов на поверхность, нам придется думать о большей нагрузки, а значит, и тяжелее. Надувной теплозащитный экран - одно из решений, которое НАСА представило для введения такого типа нагрузки. После расширения и надувания этот щит позволит входить и проходить через марсианскую атмосферу для безопасной высадки грузов и астронавтам.

Технология еще не готова, но инженеры НАСА работают над ней уже несколько лет. Планируется также, что в скором времени над земной атмосферой будет развернут прототип диаметром 6 метров.

Иллюстрация о возвращении тяжелого пилотируемого транспортного средства с надувным щитом в атмосфере Марса.

Скафандры

Они необходимы. Костюмы, которые в настоящее время разрабатываются для следующих лунных миссий - более безопасные, более эффективные и более комфортные, чем предыдущие - будут во многом такими же, как и костюмы, развернутые на Марсе.

NASA, однако, планирует несколько модернизаций, в основном для борьбы с тепловым стрессом. Эти будущие костюмы должны уметь держать астронавтов в тепле во время марсианской зимы и избегать перегрева летом.

Космический костюм следующего поколения НАСА, предназначенный для того, чтобы дать астронавтам больше мобильности на Луне и Марсе. Предоставлено: НАСА.

Передвижная среда обитания

Для уменьшения количества полезной нагрузки НАСА, по крайней мере на начальном этапе, будет отдавать предпочтение "два в одном". Агентство планирует, что его астронавты будут путешествовать в своеобразном космическом "фургоне-кемпере". Другими словами, в находящейся под давлением среде обитания, смонтированной на колесах и способной передвигаться по мере необходимости.

Внутри у космонавтов будет то, что им нужно, чтобы жить и работать неделями. Они также смогут пилотировать машину в удобной одежде на десятки километров. При необходимости они могут также надеть скафандры, чтобы выбраться из ровера и собрать образцы или провести научные эксперименты.

НАСА уже провело несколько испытаний на Земле, чтобы пролить свет на разработку такого “мобильного дома” для будущих лунных миссий. Возвращение астронавтов из программы Artemis, развивающейся в этом будущем марсоходе под давлением, очевидно, будет рассмотрено с целью улучшения технологии.

Иллюстрация герметичного марсохода на Марсе. Предоставлено: НАСА.

Энергетическая проблема

На месте астронавтам понадобится надежный источник питания, чтобы исследовать планету. Система должна быть легкой и способной работать независимо от ее местоположения и погоды на Марсе. И это будет не маленькая задача. Напомним, что Марс подвержен пыльным бурям, которые могут длиться несколько месяцев.

Вот почему НАСА, похоже, предпочитает ядерное деление, а не солнечную энергию. Технология, уже испытанная на Земле, продемонстрировала, что она может быть безопасной и эффективной для длительных наземных миссий.

Однако НАСА планирует сначала использовать этот тип системы деления на Луне. Тогда он сможет полностью рассмотреть его на Марсе.

Иллюстрация концепции ядерной системы деления на Марсе. Предоставлено: НАСА.

Лазерная связь

Марсианские астронавты смогут рассчитывать на то, что лазеры будут поддерживать связь с наземными операторами. Этот тип системы обещает отправлять большие объемы информации и данных за относительно короткое время , в отличие от различных радиосистем.

Мы могли бы общаться с космонавтами практически в режиме реального времени и наслаждаться видеопотоками высокой четкости.

НАСА уже доказало жизнеспособность такой лазерной связи демонстрацией с лунной орбиты в 2013 году. Сейчас агентство работает над усовершенствованием технологии. Как правило, планируется проведение нескольких испытаний на Международной космической станции (МКС) и в ходе полетов в рамках проекта "Артемида".

Наконец, в ближайшем будущем планируется запустить в глубокий космос полезную нагрузку, чтобы протестировать эту технологию за миллионы километров от Земли.

Иллюстрация космического корабля, использующего лазерную связь для передачи данных с Марса на Землю.
Предоставлено: Центр космических полетов имени Годдарда НАСА.
Читайте Новая Наука в
Back to top button