Але навіть якщо технічна частина питання буде вирішена, це зовсім не означає, що все буде готове до відправки людей на Марс. Найбільша проблема, без сумніву, - це кількість вантажу (і, отже, маса, яку потрібно перевезти), необхідна для здійснення подібної експедиції. Тобто важливий не тільки сам корабель і його екіпаж. Ще потрібно паливо, провізія, системи життєзабезпечення. Очевидно, що все це просто необхідно для успішного завершення подорожі. Запуск місії з Землі - ця одна з найдорожчих частин експедиції. Але корисне навантаження при цьому - лише найменша частина загальної маси, яку потрібно вивести в космос.
Наприклад, ракета Сатурн V, яка відправляла Аполлон-11 (та інші місії) на Місяць, важила понад 3000 тонн! Однак корисне навантаження при цьому було всього 140 тонн (5% від початкової маси). Це при виведенні на низьку навколоземну орбіту. І тільки 50 тонн (менше 2% від початкової маси) при польоті до Місяця. Очевидно, що у випадку з Марсом ці цифри виявляться ще більшими лякаючими. І цю проблему треба буде якось вирішувати. Наприклад - не везти з собою все паливо відразу.
Заправка в дорозі
SpaceX, наприклад, планує що Starship зможе дозаправлятися в космосі. Для цього буде використовуватися паливний бак, що запускається на орбіту незалежно від космічного корабля. Таким чином можна буде взяти на борт набагато більше корисного навантаження. У разі безпілотної місії фактор часу, необхідного для проведення подібних процедур, є відносно другорядним аспектом. Для економії палива безпілотні кораблі можна буде направляти по складних траєкторіях, які будуть довшими, але при цьому енергетично більш вигідні.
Використовуючи гравітаційні маневри можна заощадити багато палива. Це дозволить відвідати такі місця, як Юпітер або Сатурн. Так, на такі експедиції підуть роки. І для пілотованої місії це явно не підходить. Але вихід можна знайти. І Марс, і Земля мають майже кругові орбіти навколо Сонця. І найекономічніший спосіб подорожувати з однієї планети на іншу - це маневр, відомий як перехід Хомана.
По суті, він складається з одноразового запуску двигунів корабля для створення еліптичної орбіти, яка переміщує його з однієї планети на іншу. Перехід Хомана між Землею і Марсом триває від 8 до 9 місяців. Проводити його можна тільки раз на два роки, коли планети знаходяться на найкоротшій відстані один від одного. Але можна подорожувати і швидше, просто використовуючи більше палива. За оцінками SpaceX, за допомогою Starship можна буде дістатися до Червоної планети всього за шість місяців подорожі. Але це буде набагато складніше.
Посадка серед марсіанських пісків
Давайте уявимо, що наш героїчний екіпаж успішно досяг орбіти навколо Червоної планети. На їхньому кораблі є всі системи життєзабезпечення, ємності для зберігання продуктів, всі необхідні інструменти тощо. З психологічної та фізичної точки зору всі космонавти у відмінній формі. Однак є багато аспектів, які потрібно враховувати і добре проаналізувати після того, коли місія буде завершена. Наприклад, космічна радіація. Або відчуття сильної відірваності від будинку. Сьогодні ми допустимо, що всі ці проблеми успішно подолані.
Наступне завдання - висадити екіпаж на Марс. У випадку із Землею корабель може використовувати атмосферу і спричинене нею тертя для уповільнення руху. Це забезпечить цілком безпечну посадку за умови, що він оснащений теплозахисним екраном і може витримати подібний вплив. На Марсі ж атмосфера в сто разів слабша. Тому її гальмівна здатність набагато нижча. І приземлення буде неможливим без використання якихось додаткових механізмів. У деяких випадках для досягнення поверхні Марса раніше використовувалися спеціальні подушки безпеки, а іноді двигуни (це означає, що потрібно буде мати для них запас палива). Ясно, що посадити на Марс корабель з 100 членами екіпажу - завдання, рішення якого ще належить знайти.
Але, припустимо, цю проблему вирішили. Ура! Ми на Марсі! Отже, що ж чекає нас у цьому чудовому світі? Доба на Марсі триває 24 години 37 хвилин. Це здорово. Але це єдина схожість з нашою планетою, яку екіпаж знайде на Марсі. Атмосфера тут настільки слабка, що температура може різко змінюватися залежно від часу доби. Максимально вона може досягати 30ºC (влітку в південній півкулі), а може і різко падати: до -140ºC. Середня температура планети -63ºC. Для порівняння: взимку середня температура на Південному полюсі Землі становить близько -49ºC. Так що тут холодно. Дуже холодно! Добре лише одне - для зберігання марсіанських грибів не потрібен буде kholodilnik.
Життя і повернення на Землю
Важливо зрозуміти, як захистити екіпаж від таких різких перепадів температур. З іншого боку, гравітація на Марсі становить всього 38% гравітації на Землі. Тому на Марсі нам буде легше бігати вранці і підтягуватися на turnike. Атмосфера планети складається в основному з двоокису вуглецю з невеликою часткою кисню. Людина не зможе їй дихати, тому для нормального життя на Марсі необхідно буде мати відповідне середовище проживання. Для цього перед відправкою людини SpaceX планує здійснити кілька вантажних місій, які допоможуть згодом розгорнути необхідну інфраструктуру. Вона буде включати в себе теплиці, сонячні батареї і установку для виробництва палива, необхідного для повернення на Землю.
Досягти Марса і висадиться на його поверхні в принципі, напевно, можна. І навіть вижити на Червоній планеті. В останні роки було проведено безліч симуляцій, в яких люди жили в практично «марсіанських» умовах. І результати були отримані задовільні. Однак рано чи пізно нам доведеться задуматися про повернення на Землю... І це буде не найпростішою частиною експедиції. Місія «Аполлон-11», наприклад, увійшла в атмосферу нашої планети на швидкості близько 40 000 км/год. А швидкість, з якою космічний корабель прилетить з Марса, буде ще вище.
Залежно від використовуваної орбіти її значення становитиме від 47 000 до 54 000 км/год. Звичайно, можна було б загальмувати на низькій навколоземній орбіті. До прийнятної швидкості 28 800 км/год. Але для цього знадобилося б дуже багато палива. Інший варіант - потрапити в атмосферу і гальмувати вже в ній. Але для цього при таких швидкостях буде потрібно дуже серйозний тепловий захист. Яка, що очевидно, буде дуже важкою...
І це лише невелика частина тих проблем, з якими НАСА, SpaceX та інші агентства і космічні компанії зіткнуться при здійсненні марсіанських місій...
