Чого і скільки треба взяти з собою у політ на Марс
Тонна кисню, дві тонни води плюс їжа, паливо, кілька десятків тонн свинцю – і літня сімейна пара може вирушати до 500-денного круїзу навколо Марса
Чому сімейна пара? Дуже просто. Політ буде заходом досить складним у психологічному плані, тому найкращі кандидати – це зріла подружня пара, яка вже виростила своїх дітей та виробила за роки спільного життя свій внутрішній код спілкування. Сексуальні позиви в таких людей вже не такі значні, зате вони вміють підлаштовуватися під настрій партнера і завжди готові надати йому психологічну підтримку.
Але тут питання не лише у психології. Є набагато більш приземлені, нагальні потреби, які мають бути вирішені, щоб відправити людей у політ. Це повітря, вода та їжа.
Повітря – це насамперед кисень. Ставлення до споживання людиною кисню вчених змінювалося протягом ХХ століття. Аж до появи реальної космонавтики фахівці часто посилалися на експерименти доби народження авіації. За даними досліджень 1910 року, людина у стані спокою споживала всього 180 міліграм кисню на хвилину, тобто 250 грамів на добу. Мається на увазі безповоротна втрата цього газу під час метаболізму. З урахуванням фізичної активності витрати допускали до 350-400 грамів на добу.
У 1967 році, вже на підставі досвіду космічних польотів, цифри дещо скоригувалися: споживання кисню вважали за доцільне вважати 800 грамів на добу. А за сучасними критеріями навіть до 1 кілограма за добу, оскільки від хвилювання кисню споживається ще більше. Ось і перша цифра: на п'ятисотденний політ на двох із собою доведеться взяти приблизно 1 тонну кисню.
Далі – вода. Перед Другою світовою війною вчені, які проектувалиміжпланетні польоти, вважали, що можна буде обійтися зовсім без запасів води, оскільки вона повинна виділитися з потом та диханням у процесі людського обміну речовин. Але це виявилося помилкою, за сучасними українськими критеріями потрібно зарезервувати 2200 грамів води на добу на людину – і для пиття, і для приготування їжі, що запасається у сублімованому (тобто зневодненому) вигляді.
2,2 кілограма на добу на двох – це 4,4 кілограма на добу, та 2200 кілограм на 500 днів. Їжа розраховується виходячи з пропорції 1 кілограм на день на двох – ще 500 кіло. Разом: повітря, вода та їжа, разом із недоторканним запасом, – це 4 тонни вантажу. Насправді не так багато. Космічний корабель Dragon розроблений для низьких навколоземних орбіт виводить 6 тонн вантажу. Два «дракони» – це вже 12 тонн. Технології збирання апаратів на орбіті вже відпрацьовані. А на низьку орбіту їх має підняти ракетоносій Falcon Heavy, з вантажопідйомністю 53 тонни.
Так що їжа, вода і повітря не будуть найголовнішою проблемою для марсіанського «польоту на двох». І навіть вага клітини для закоханої пари не є критичною. Головне – це паливо та, можливо, біологічний захист.
Щодо маси палива існує багато спекуляцій. Адже всі звикли бачити, як від величезної космічної ракети в результаті залишається маленький апарат, що спускається. Я не фахівець з ракетної техніки, тому звертаюся до існуючого досвіду, а саме до відправки на Марс апарата MSL Curiosity, що спускається, масою 3,8 тонни, включаючи всі модулі. Це саме ті ж 4 тонни кисню, води та їжі, що потрібні нашій парочці. Так ось, від Землі їх розганяв до Марса розгінний блок Centaur, який мав повну масу 16 тонн, причому паливо з окислювачем важило 14 тонн.
Досить багато, проте MSL благополучно дістався Марса і навіть вже просвердлив у ньому дірку. По суті, Falcon Heavy зможе підняти на низьку орбіту чотири такі розгінні блоки, які змогли б відправити в політ 16 тонн корисної маси.
Але ще одна проблема – це космічне випромінювання, від якого треба якось захищатися. На Землі від цього потоку нас захищає атмосфера та магнітне поле планети, що відхиляє заряджені частинки до полюсів. Їхню взаємодію з повітрям ми бачимо як полярне сяйво.
У відкритому космосі людина залишається з випромінюванням віч-на-віч. Тому ще в 60-ті роки, після низки радянських та американських експериментів, фахівці дійшли висновку, що найкращим захистом для космонавтів був би свинцевий екран завтовшки 1 метр. Або маса води завтовшки 10 метрів. Що одне, що інше одразу ставить хрест на ідеї польоту. Наприклад, площа перерізу Dragon складає 10 квадратних метрів. Це 10 кубічних метрів свинцю, маса якого становитиме 110 тонн.
Хоча не все так фатально. На кораблі буде вода, паливо для гальмування, всілякі механізми. Під час польоту Curiosity до Марса він пережив кілька потужних спалахів на Сонці. І, що примітно, спеціальний прилад RAD, встановлений в корпусі, показав, що рівень випромінювання був багаторазово нижче, ніж зовні. Ось тут у всій красі розкривається задум Тіто, який виклав на сайті своєї організації Inspiration on Mars. Тіто зовсім не хоче вбивати ентузіастів космонавтики. Він відправляє мандрівників у максимально безпечний політ.
Насамперед, у цьому польоті не передбачено гальмування та посадка на Марсі, а отже, маневрів у космічного корабля буде зовсім небагато. Сімейна пара космонавтів просто летітиме, підкоряючись законам небесної механіки (такназивається ця наука). Ближче до Марса сила його тяжіння змінить орбіту космічного корабля, і він почне рухатися назад, знову трасою зближення із Землею. 2018 буде роком сонячного мінімуму, і ймовірність потужних спалахів мінімальна. У космічних мандрівників найвищі шанси пролетіти за сто миль над Марсом і повернутися.
Залишається головне питання: навіщо все це потрібне? Тому, що людству потрібні великі звершення. Тіто вважає, що цей проект струсить Америку, її дух першовідкривачів та прогресу. Для розвитку людству потрібні нові цілі. І перший політ повз Марс – це буде старт нових перегонів, як свого часу політ Гагаріна. У ній братимуть участь не лише держави, а й приватний бізнес, і всілякі фонди, і окремі люди. Ну і, зрештою, як свого часу відповів альпініст Джордж Меллорі на запитання: «Навіщо треба дертися на Еверест?» – «Бо він існує».