Курс на Марс. Самый реалистичный проект полета к Красной планете - Роберт Зубрин

Возможность обеспечить свободное возвращение на Землю не является ключевым фактором в выборе траектории полета с Марса на Землю. Тем не менее уменьшение времени полета снижает шансы вернуться, если скорость старта превышает 4 километра в секунду. Чтобы двигаться намного быстрее, пришлось бы просто отказаться от части полезной нагрузки корабля и, таким образом, от критически важной дублированности его систем, при этом время полета снизилось бы почти незначительно.

Итак, мы выяснили, что наиболее удобными траекториями между Землей и Марсом во время пилотируемой марсианской миссии являются те, которые позволяют покинуть Землю со стартовой скоростью 5 километров в секунду (и не более) и покинуть Марс со стартовой скоростью около 4 километра в секунду. Для беспилотной грузовой миссии наиболее удобными будут траектории Гомана или вариант А с близкими к минимальным затратами энергии и стартовой скоростью 3,3 километра в секунду. И что же в итоге? Все это легко осуществить с использованием современных химических реактивных двигателей. От автора: ΔV, необходимое для миссии, и стартовая скорость миссии связаны, но это не одно и то же. Для интересующихся математические соотношения, связывающие их друг с другом, с удельным импульсом ракеты и массой миссии, приводятся в техническом разделе в конце этой главы.

Таблица 4.2. Траектории свободного возвращения между Землей и Марсом

После того как мы определили нашу траекторию, мы должны выбрать экипаж: кто полетит? Сколько всего человек?

Выражение «в тесноте, да не в обиде» отражает общую тенденцию, связанную с численностью экипажа для продолжительной миссии на Марс. Однако, так как размер экипажа определяет массу всех обитаемых модулей, двигательных установок и ракет-носителей, важно сделать его минимальным. К тому же, сколько резервных систем и вариантов прерывания ни включал бы в себя план миссии, мы должны понимать, что отправляем людей в опасную неизвестность. С этой точки зрения, чем меньше их будет на борту первой миссии, тем лучше. Наконец, как бы ни хотелось отправить в длительное путешествие большую группу астронавтов, достаточно изучить историю освоения Земли, чтобы понять: провести длительную экспедицию может один человек, два человека или любое другое число людей.

Тогда вопрос стоит переформулировать: сколько людей действительно необходимо для пилотируемой марсианской миссии? Иными словами, в ком мы действительно нуждаемся? Если миссии суждено провалиться, несомненно, наиболее вероятной причиной неудачи будет отказ одной или более критически важных механических и электрических систем (двигатели, управление, жизнеобеспечение). В таком случае самым важным членом экипажа будет механик, человек, от которого зависят жизни его коллег. Если угодно, можно назвать его бортинженером (он должен быть инженером вроде тех, что работали на старинных железнодорожных локомотивах или пароходах), но миссии нужен высококлассный механик, способный распознать проблемы до их возникновения и исправить все, что может быть исправлено. Эта работа настолько важна, что, несмотря на все ограничения, я бы порекомендовал взять двоих людей, способных ее выполнять.

Следующая наиболее важная для миссии роль – это обязанности ученого, работающего в полевых условиях. Помните, что исследования Марса являются сутью и смыслом пилотируемой миссии к Красной планете. Следующие по важности работники после тех, кто обеспечит путь на Марс и возвращение домой, – те, без кого не достичь исследовательских целей миссии. Поскольку нулевой научный результат будет фактически означать провал миссии, я снова рекомендую взять двоих ученых. Одного геолога – он займется разведыванием ресурсов и изучением геологической истории Марса, и одного биолога, который сосредоточится на особенностях Марса, способных прояснить вопрос о жизни на планете. Биолог также будет проводить эксперименты, чтобы определить химическую и биологическую токсичность марсианских веществ для земных растений и животных, а также пригодность местных почв для тепличных сельскохозяйственных работ.

Вот, собственно, и все. Если экипаж состоит из двух механиков и двух «ученых-полевиков», есть возможность разделить его на две группы, в которых никто не останется в одиночестве (один будет выезжать в поле на ровере, скажем, в то время, как другие остаются в базовом лагере). В этом случае всегда найдется кому починить неисправное оборудование и кому сделать научную работу. В людях, которые выполняют только особые функции, такие как «командир миссии», «пилот» или «доктор», нет необходимости. Разумеется, в экипаже миссии будет нужен кто-то, выполняющий обязанности командира, и человек, который может быть его заместителем, потому что в опасных ситуациях необходим человек, способный быстро принимать решения за всех, чтобы не устраивать голосования и обсуждения. Но для человека, который занят исключительно контролем над работой других, места нет. Аналогичным образом, на борту не должно быть человека, который отвечает только за пилотирование. Космический аппарат сможет совершить посадку в полностью автоматическом режиме, и навыки пилотирования окажутся полезны, разве что если вдруг откажет запасная система автоматизированного управления полетом – а это всего несколько минут за два с половиной года проведения миссии. Но в крайнем случае один или несколько членов экипажа могут пройти дополнительную подготовку – гораздо проще обучить пилотированию геолога, чем обучить пилота геологии. Наконец, врача на корабле не будет как такового. Великий норвежский исследователь Руаль Амундсен всегда отказывался брать врачей в свои экспедиции, заметив, что их присутствие пагубно сказывалось на моральном состоянии коллектива и что с подавляющим большинством медицинских проблем, которые возникают в экспедициях, опытные путешественники могут справиться сами. И если говорить честно, отбросив официоз, почти все космонавты ненавидят космических врачей. Вы бы на их месте тоже ненавидели: просто представьте, что во время выполнения тяжелой работы кто-то постоянно тычет в вас иголками, прикрепляет провода и ставит градусники. Всех членов экипажа обучат оказанию первой помощи, на борту работой терапевта займутся экспертные системы, а также можно будет получить медицинскую консультацию с Земли для диагностики легко излечимых заболеваний (ушных инфекций и тому подобного). Достаточно, чтобы среди членов экипажа был человек с опытом работы терапевтом или подготовкой фельдшера, а на борту имелся фельдшерский набор и запас антибиотиков широкого спектра действия. На роль такого человека, разумеется, хорошо подошел бы биолог. А вот иметь на борту первоклассного врача, который будет проводить свое время, читая медицинские статьи и оттачивая навыки по практической хирургии с использованием шлема виртуальной реальности, или хуже, мотая нервы коллегам углубленными обследованиями, – явное излишество.

Подводя итог в духе «Звездного пути», в пилотируемой миссии на Марс нужны два Скотти и два Спока. Капитан Кирк, Суду или Маккой не нужны, и что еще более важно, не придется обеспечивать их спальными местами и едой.