Что нам мешает отправиться на Марс?   

Несмотря на то, что такой полет обошелся бы в невероятно большую сумму, а современные технологии все еще не находятся на достаточном уровне, настанет день, когда полеты к Марсу станут вполне реальными.

Но что делать с психологической стороной вопроса? Может ли человек справиться с таким перелетом? Может ли наше тело приспособиться жить где-то на другой планете?

Высокая стоимость полетов на Марс

Программы полетов на Луну в 1960-х и 1970-х годах обошлись американцам в общей сложности в 25 миллиардов долларов, по тем временам это была невероятная сумма. Большая часть этих денег ушла на подготовку миссии корабля Аполлон-11. Именно этот корабль с людьми на борту успешно совершил первую посадку на Луне. После этого все последующие миссии обходились уже куда дешевле.

Полет корабля к Марсу с людьми на борту выйдет дороже, в первую очередь, из-за большого расстояния. При максимальном сближении Земли с Красной планетой расстояние между ними составляет 55,76 миллионов километров, но когда Марс удаляется от нашей планеты, расстояние может быть куда дальше - 401 миллион километров.

Работа со сложнейшим марсоходом "Кьюриосити" незадолго до запуска аппарата на Марс. Он обошелся НАСА в 2,5 миллиарда долларов

Более того, по пути людей могут подстерегать самые разные опасности, которых полно в открытом космосе. Как только человек покидает атмосферу Земли, Вселенная, похоже, делает все возможное, чтобы убить его. Чтобы уберечься от опасностей, также требуются немалые средства.

Зачем нужны деньги в космосе?

Во-первых, деньги нужны для тщательного планирования, разработки средств защиты, топлива. Во-вторых, необходимо предвидеть каждую мелочь, причем не только в космосе, но и на Земле, ведь на управление всем процессом также нужны немалые средства. Более того, многие вещи, о которых пойдет речь ниже, тесным образом связанны именно с этим важными моментом – деньгами.

Земные микробы помешают полетам на Марс

Вас удивляет, почему техники и ученые при работе с космическими кораблями и оборудованием одеваются, как хирурги на операции? Тут нет ничего удивительного: и хирурги, и создатели космических аппаратов делают все, чтобы избежать распространения микробов.

Ни один микроб не должен попасть на Марс

Известно, что некоторые микроорганизмы вполне могут выжить в условиях космоса, где нет ни воздуха, ни воды и где температуры могут быть весьма экстремальны, а солнечная радиация невероятно высока. Возьмем, к примеру, Deinococcus radiodurans – живучую бактерию, которая выдерживает очень высокую радиацию.

Эта бактерия выживает при дозе радиации 10 тысяч Грей. Для сравнения – летальная доза радиации для человека – 5 Грей. Чтобы убить бактерию, необходимо сварить ее, причем, умрет она далеко не сразу, а только через 25 минут.

Живучая бактерия Deinococcus radiodurans, которой радиация ни по чем

Deinococcus можно обнаружить в испорченной пище, в бытовых сточных водах, бытовой пили и многих других местах. Сложно представить, что будет, если эта бактерия окажется на Марсе. Мы пока еще точно не знаем, есть ли жизнь на Марсе, однако вот-вот марсоход "Кьюриосити" позволит нам ответить на этот вопрос.

Если жизнь на Марсе все-таки есть, скорее всего, она представлена в виде микробов, которые никогда не встречались с земными организмами. Deinococcus не приносит вреда человеку, однако вполне вероятно, что она может стать губительной для инопланетной жизни.

Может быть, марсиане такие?

Именно по этой причине многие критики проектов полета человека к Марсу говорят об этичности и настаивают на том, что нога человека не должна ступать на Красную планету, на которой могут жить уникальные формы жизни.

Двигатель космического корабля для полета на Марс

В настоящее время вся наша деятельность в космосе осуществляется с помощью ракетной техники. Чтобы оторваться от Земли и выйти в открытый космос, необходимо развить нешуточную скорость – 11,2 километра в секунду, то есть 40 тысяч километров в час. Самая быстрая пуля движется со скоростью не более 1 километра в секунду.

Единственный способ, позволяющий оторваться от земли и вырваться за пределы гравитационного поля - это поместить объект (в данном случае летательный космический аппарат) на верхушку мощной бомбы, при взрыве которой он взлетит вверх.

Топливо, которое было необходимо для того, чтобы космический аппарат "Спейс Шаттл" вышел на орбиту земли, весило около 500 тонн для каждого ракетного ускорителя. Большая часть этого топлива состояла из перхлората аммония.

Шаттл на старте

Среди миссий шаттлов было очень мало неудач, однако они все же были, например, катастрофа шаттла "Челленджер", которая унесла жизни семи членов экипажа. Большинство специалистов в области космических технологий убеждены, что ракетная техника - не самое эффективное средство для отправки аппаратов в космос.

В большинстве фантастических литературных произведений и кино выход на орбиту Земли осуществляется с помощью других техник. Впрочем, подробных описаний, как же удается кораблям взлетать, вы встретите редко. Видимо, это связано с тем, что у нас пока что имеется мало представлений о том, каким же еще образом могут взлетать космические корабли, если не с помощью ракет.

Предполагаемый космический корабль будущего

Практически все транспортные средства, включая самолеты, двигаются с помощью двигателей внутреннего сгорания, а для этого нужно топливо. Мы ничего не знаем о том, каким образом корабль может оторваться от земли и взлетать в космос без взрыва на старте. Именно к таким технологиям нам следует стремиться, чтобы попасть на Марс.

Человеческий фактор в миссиях на Марс

Замкнутые пространства, высокие скорости и невозможность ступить на твердую почву могут сыграть злую шутку с любым, даже очень натренированным человеком. Конечно, в космосе космонавты всегда заняты делом и им некогда думать о чем-то постороннем. Однако достаточно длительное путешествие на Марс может сильно влиять на психику.

Сложно представить, что космонавты вынуждены будут лететь около 8 месяцев к Красной планете, затем какое-то время побудут на ней, сделают все необходимые работы и отправятся в обратный путь, который тоже займет 8 месяцев. И все это в тесном помещении, при высоких перегрузках и в постоянном стрессе. Более того, своих коллег придется видеть 24 часа в сутки и при этом нельзя будет отказаться от общения с ними.

На подготовку космонавтов понадобится масса времени, но смогут ли они выдержать полет психологически?

Рекорд Валерия Полякова

Самое длительное пребывание в космосе в изоляции принадлежит Валерию Полякову, российскому космонавту, который находится в космосе рекордное количество времени, а именно 437,7 дней в 1994 и 1995 годах. Конечно, он постоянно был на связи с центром управления полетами, однако 258 дней вынужден был быть физически в полном одиночестве.

Оставаясь на орбите так долго, он смог доказать, что длительные полеты в космосе без вреда человеческой психике вполне возможны. Впрочем, нельзя сказать, что Поляков пережил такое длительное пребывание в космосе без каких-либо последствий. Психологи отметили изменения в его эмоциональном состоянии и общем настроении. После полета он стал мрачноватым и очень быстро раздражался.

Валерий Поляков во время работы

Также следует учесть, что так как расстояние до Марса весьма внушительное, радио сигналы, которые путешествуют со скоростью света, будут добираться до адресата за 20 минут. Даже при самом ближайшем расстоянии до Красной планеты сигналу понадобится 6-7 минут. Нормального живого общения с землянами при таком раскладе быть не может.

Космический скафандр

Самым важным требованием для космического костюма является его герметичность и давление, потому что без этого тело человека раздуется. При малейшей разгерметизации наступит смерть в течение не более 1 минуты. Открытый космос – не та среда, где мы, привыкшие ходить по Земле при колоссальном атмосферном давлении, можем выжить.

Космонавты, которые выходят в открытый космос, нуждаются в особых костюмах. Обычно их пребывание там не длится долго. Современные скафандры очень неуклюжие, объемные, тяжелые и неудобные, они не дают человеку свободы движений.

Первые космическое скафандры можно увидеть в музее

На Луне астронавты поняли, что лучшим способом передвижения в таких костюмах был бег вприпрыжку. На Марсе гравитация составляет две пятых гравитации Земли и передвигаться по его поверхности, скорее всего, проще, чем по поверхности Луны.

Астронавты могли бы ходить по Марсу почти так же, как по Земле, единственное, что при движении их тело могло бы немного отрываться от поверхности на пару сантиметров, поднимаясь вверх. Подобное невозможно точно сымитировать на нашей планете. Вода, к примеру, делает тело легче, но ограничивает свободу движений.

Прогулки по Марсу

Для экскурсий по Красной планете нам необходим облегающий костюм в отличие от того, который надувается. Этот костюм должен весить не более килограмма, а не 90 килограмм, как скафандры A7L, в которые облачились Нил Амстронг и Базз Олдрин, первые люди, ступившие на поверхность Луны.

Недостаток обтягивающих костюмов заключается в том, что они могут сильно сдавливать некоторые органы человека, даже если надеть какое-то защитное снаряжение.

Космический костюм нового поколения из эластичных полимеров

Искусственная гравитация

Нулевая гравитация – серьезная проблема для длительных полетов в космосе. Наш организм приспособлен к жизни в условиях сильной земной гравитации. Например, если взять силу гравитации Земли за 1, то на Юпитере эта сила будет составлять 2,528.

В невесомости человеческое тело испытывает серьезные проблемы, особенно происходит атрофия мышц, нарушение остеогенеза, то есть потеря костной массы и плотности.

Чтобы этого избежать, космонавты вынуждены усиленно заниматься спортом в течение 4-5 часов в день, причем занятия спортом не должны включать поднятие тяжестей, так как любые гантели тоже потеряют вес. Используются пружинно-поршневые веса, а также беговые дорожки и велотренажеры, однако и это мало помогает.

Человек в невесомости

Самым хорошо известным примером искусственной гравитации является центробежная сила. Космический корабль должен быть оснащен массивной центрифугой - крутящимся кольцом, которое, вращаясь, притягивает предметы к поверхности. Такие конструкции были довольно часто использованы в фантастических фильмах, например, в фильме "Космическая одиссея 2001 года".

Астронавт способен передвигаться по внутренней поверхности стенок центрифуги, как будто это пол. В настоящее время ни один корабль не оснащен ничем подобным, однако исследования продолжаются.

Эффект вращения центрифуги – вас прижимает к стенкам

Космонавты, которые возвращаются на Землю после 2-месячного пребывания на орбите, не могут стоять на ногах более 5 минут, они передвигаются в кресле, либо их поддерживают во время передвижения до тех пор, пока их тела снова не адаптируются к земным условиям.

Что же будет с ними после того, как они совершат полет к Марсу, который будет длиться минимум 8 месяцев? Последствия могут быть плачевными: человек будет терять около 1 процента костной массы каждый месяц, а сразу после прибытия на Красную планету, должен будет выполнять какие-то физические действия, заниматься научными исследованиями. После этого снова 8-ми месячный перелет.

Вращающаяся центрифуга

Еще одним методом создания искусственной гравитации является магнетизм, однако магнитные ботинки приклеятся к полу, но тело и все его органы все равно будут оставаться в невесомости, поэтому атрофия и остеопения никуда не денутся.

Марсианские микробы

Если говорить о загрязнении, то вероятные марсианские организмы могут загрязнить нашу планету так же, как и наши микробы могут загрязнить Марс. Если вы знакомы с произведением Герберта Уэллса "Война миров", вы вспомните, что марсиан убило не оружие, созданное руками человека, а микробы.

Но если мы отправимся на Марс, а затем вернемся домой, вполне вероятно, что мы можем привезти с собой марсианские микробы на поверхности корабля, оборудования или скафандров. Более того, астронавты могут привезти марсиан в своих же собственных телах. Неизвестно, как поведут себя эти формы жизни, появись рядом с ними человек.

Странное образование в марсианском метеорите, напоминающее бактерию. Снимок под микроскопом

На Марсе могут жить микроорганизмы, которых нам следует опасаться. Простейшие формы жизни порой бывают самыми опасными. Чужие организмы опасны в первую очередь тем, что против них у нас может не быть защиты, наш иммунитет будет бессилен.

Один единственный марсианский микроб может вызвать серьезные последствия и уничтожить все на нашей планете. Например, астронавты миссий "Аполлон 11,12 и 14", которые приземлялись на Луне, после полетов находились на карантине в течение 21 дня для того, чтобы ученые убедились, что они не привезли с собой какие-либо микроорганизмы.

Оранжевые минеральные образования в марсианском метеорите. Считается, что они образовались в результате деятельности примитивных бактерий 3,6 миллиардов лет назад

Однако на Луне нет атмосферы, а на Марсе есть, хотя она не такая плотная, как на нашей планете, а также в ее составе совершенно другие комбинации газов.

Космический корабль для полетов на Марс

В настоящее время землянам по силам создать космические корабли, которые могут успешно добраться до Марса и которыми можно было бы управлять с Земли. Однако если на корабле будет присутствовать человек, ответственность возрастает во много раз.

Это должен быть достаточно просторный корабль со всеми удобствами, чтобы человек чувствовал себя в нем комфортно в течение долгих месяцев полета. Корабль также должен выключать массу функций и быть достаточно безопасным, чтобы до него не смогли добраться космический мусор и солнечная радиация.

Фантастический космический корабль. До таких технологий нам еще далеко

Если, к примеру, в корабле будет установлена вращающаяся центрифуга для создания искусственной гравитации, размеры корабля должны быть достаточно большими. Пока современные технологии не позволяют построить такое космическое судно. Должно пройти еще немало времени, чтобы это стало возможным.

Астероиды, кометы, метеориты

Земля сталкивается с невероятным количеством метеоритов, астероидов и комет ежедневно. Больная часть небесных тел не больше песчинки. Но даже если метеорит будет размером с автомобиль, он не долетит до поверхности, а сгорит в атмосфере.

. На Луне атмосферы нет, поэтому ее поверхность постоянно подвергается бомбардировкам самых разных объектов. Достаточно посмотреть на ее изрезанную кратерами поверхность, чтобы понять это.

Астероиды, метеориты и кометы – привычные обитатели космоса

Атмосфера выступает в роли мусоросжигательной печи, однако в далеком космосе такой защиты нет, поэтому космические аппараты подвергаются серьезной опасности.

В пространстве между Марсом и Землей нет ничего, кроме космического мусора самых разных размеров, который движется со скоростью в 50 раз превышающую скорость пули. Если траектории движения комет и астероидов еще можно как-то вычислить, то за мелким мусором проследить практически нереально.

Чтобы противостоять столкновениям, нужно оснастить корабль прочной броней, однако это прибавит ему веса и ему будет сложнее двигаться.

Космическая радиация

Наша атмосфера и электромагнитное поле - это то, что позволяет нам уберечься от губительных солнечных лучей и не поджариться под палящим солнцем. В основном ультрафиолетовые лучи сдерживаются атмосферой, а видимый свет, у которого больше длина волны, проникает сквозь толстый слой атмосферы и добирается до поверхности.

В космосе дело обстоит совершенно иначе. Костюмы космонавтов оснащены защитными фильтрами, которые останавливают вредные солнечные лучи. Также их шлемы имеют защитные экраны от палящего солнца, без которых они могли бы ослепнуть в считанные секунды.

Губительная сила Солнца

В ходе миссий "Аполлона" ультрафиолетовая радиация сдерживалась с помощью алюминиевых модулей, однако во время полета к Луне и обратно астронавты жаловались на неожиданные и мгновенные вспышки яркого синего и белого света. Свет не был виден внутри или за пределами корабля и не мешал команде выполнять все необходимые обязанности, а также не причинял боли.

После того, как астронавты последующих миссий также стали жаловаться на подобные вещи, ученые стали более детально исследовать эти вспышки света и поняли, что они вызываются "космическими лучами", хотя называть их лучами было бы неправильно.

Красивый микромир по представлениям художника