Terwijl de camera van het Russisch-Europese ruimtevaartuig ExoMars het eerste beeld van de Rode Planeet naar de aarde stuurde, werken de Verenigde Staten aan het sturen van een volwaardige bemande expeditie naar Mars. Waarom de Amerikanen het nodig hebben, hoeveel zo'n project gaat kosten en of Rusland van plan is eraan deel te nemen, zijn vragen die om een antwoord vragen.
De taak van een bemande flyby van Mars werd in 2010 bepaald door president Barack Obama. Vervolgens tekende hij voor NASA het volgende actieplan: in 2025 een bemande vlucht maken naar een asteroïde dicht bij de aarde, halverwege de jaren '30 - naar Mars, waarna een landingsmissie volgt. Tot nu toe kunnen we zeggen dat NASA als geheel in de geplande tijdlijn past. Tegelijkertijd plant het bureau niet alleen een flyby van de Rode Planeet, maar ook een bezoek aan zijn natuurlijke satelliet Phobos.
Tot op heden heeft het bureau zes basiselementen geïdentificeerd die nodig zijn voor een vlucht naar Mars, inclusief landing. Dit zijn het SLS zware draagraket, het Orion-ruimtevaartuig, de Transheb-woonmodule (voor vluchten langs de route Aarde-Mars-Aarde), een lander, een startpodium en een zonne-elektrisch voortstuwingssysteem (SEP). Volgens een van de voorlopige schattingen zal 15 tot 20 ton vracht en uitrusting naar het oppervlak van de Rode Planeet moeten worden afgeleverd om de eerste landing van mensen op het oppervlak te garanderen. NASA-vertegenwoordigers kondigden echter het cijfer van 30 ton of meer aan, rekening houdend met het feit dat het gewicht van de geprojecteerde startfase alleen al 18 ton zal zijn en het gewicht van de lander ten minste 20 ton. Om deze elementen de ruimte in te sturen zijn minimaal 6 lanceringen van een zware/superzware carrier SLS met een draagvermogen van 70 tot 130 ton nodig. In een poging om tijd en geld te besparen bij de ontwikkeling en productie van deze "zware vrachtwagen", gebruikte NASA technologie en apparatuur die over waren van shuttles, waaronder motoren, brandstoftank en "shuttles" voor boosters voor vaste stuwstof.
De elementen van het Marscomplex zullen zich in een bundel verzamelen, niet in een bijna-baan om de aarde, maar in het Lagrange-punt L-2. Het bevindt zich op anderhalf miljoen kilometer van de aarde, achter de andere kant van de maan, bij een inslag van 61.500. NASA noemt L-2 niets meer dan een "testsite", en benadrukt daarmee dat niet alleen de assemblage, maar ook het testen van Mars-technologie daar zal worden uitgevoerd.
De Amerikaanse en internationale media hebben herhaaldelijk, ook met verwijzing naar enkele bronnen bij NASA, melding gemaakt van de mogelijkheid van de terugkeer van de Amerikanen naar de maan ter voorbereiding van de Marsexpeditie. Dit is nu echter geen vraag. Als een van de toonaangevende Amerikaanse experts op het gebied van ruimtebeleid, John Logsdon, vertelde de krant VZGLYAD dat de creatie van een maanlander niet is opgenomen in de plannen van NASA. Het is echter niet uitgesloten dat de European Space Agency (ESA) beslist over de vlucht naar de maan. En in het geval dat ESA een lander bouwt, kunnen de Verenigde Staten deelnemen aan het Europese maanproject en mogelijk SLS leveren om deze module aan een natuurlijke satelliet van de aarde te leveren.
Drie stappen naar Mars
De krachtigste draagraketten in de geschiedenis van de ruimtevaart
NASA noemde zijn eerste stap 'leunend op de aarde'. Het omvat het oefenen van de noodzakelijke operaties en het opdoen van de vereiste ervaring in een lage baan om de aarde met behulp van het ISS. Daarnaast ontwikkelt het bureau, als onderdeel van deze stap, manieren en methoden om geïmproviseerde Marsbronnen (ISRU) te gebruiken om brandstof en andere noodzakelijke materialen te verkrijgen. De activiteit is heel de moeite waard als je bedenkt dat de 18-tons startfase 33 ton brandstof nodig heeft, en NASA is van plan om het te extraheren uit de koolstofdioxide en het water dat beschikbaar is op de Rode Planeet.
De tweede stap wordt de "testsite" genoemd, die, zoals reeds opgemerkt, zich op punt L-2 bevindt. Met behulp van een automatisch apparaat is het de bedoeling om een nabijgelegen asteroïde te vangen, die naar dit punt zal worden overgebracht, waar het wordt onderzocht door de bemanning van het ruimtevaartuig Orion.
De derde stap werd 'onafhankelijk van de aarde' genoemd. We hebben het al over de directe studie en ontwikkeling van de Rode Planeet. Het omvat het leven op Mars, het intensieve gebruik van Marsbronnen en de regelmatige overdracht van wetenschappelijke informatie naar de aarde met behulp van geavanceerde communicatiesystemen.
Het is de moeite waard om nader in te gaan op de rol van "Orion". Ondanks het feit dat het uiterlijk lijkt op een vergrote versie van het klassieke wegwerpbare ruimtevaartuig van de Apollo-klasse (soms wordt de Orion gekscherend "Apollo op steroïden" genoemd), zal de nieuwe "taxi" voor NASA-astronauten herbruikbaar zijn - het is de bedoeling om de dezelfde afdaling voertuig schip tot tien keer. Tegelijkertijd zal "Orion" zich onderscheiden door een verhoogde "passagierscapaciteit" en zal het tot 7 bemanningsleden aan boord kunnen nemen.
Maar dit is niet het belangrijkste kenmerk van Orion. Volgens Charles Precott, vice-president van Orbital ATK, dat vijf-segment boosters voor vaste brandstoffen voor de SLS ontwikkelt, zal het schip onderdeel worden van het interplanetaire Mars-complex. De systemen, waaronder een levensondersteunend systeem (koelvloeistof) en bescherming tegen straling, worden in dit complex geïntegreerd om de betrouwbaarheid te vergroten.
Statistieken over het lanceren van de ruimte in verschillende landen
De geschatte hulpbron van "Orion" is niet minder dan 1000 dagen. Het is ontworpen om met hogere snelheden de atmosfeer van de aarde binnen te gaan, zoals bij terugkeer van L-2 of Mars. Daarnaast wordt het schip een extra schuilplaats voor de bemanning voor het geval er iets misgaat. Precott gaf het voorbeeld van Apollo 13, waarvan de bemanning, na de explosie van de zuurstoftank in de commandomodule tijdens de vlucht naar de maan, grotendeels werd gered dankzij het koelvloeistof- en voortstuwingssysteem van de maanlander. Deze module, hoewel niet ontworpen om te werken tijdens de vlucht langs de route aarde-maan-aarde, voerde in een kritieke situatie met succes functies uit die ongebruikelijk zijn voor hem.
De eerste testvlucht van Orion vond automatisch plaats in december 2014, toen het werd gelanceerd vanaf het Delta IV Heavy-draagraket. De volgende staat gepland voor september 2018, Orion (nog steeds zonder bemanning) zal al in een cirkelvormige baan vliegen met de hulp van de SLS-carrier, waarvoor dit overigens de eerste lancering zal zijn. En de eerste bemande vlucht van het ruimtevaartuig - rechtstreeks naar de maan - is gepland voor 2021-2023.
Angsten en realiteit
Bemanningen die in een lage baan om de aarde vliegen, worden beschermd tegen kosmische straling door het magnetische veld van de aarde. Vooral astronauten die op weg zijn naar de Maan en Mars worden van deze bescherming beroofd. Volgens Scientific American, die gegevens van de Curiosity-rover citeert, is het gevaar van straling vanuit de verre ruimte echter niet zo groot dat het een obstakel wordt voor de uitvoering van de Mars-expeditie. Dus astronauten die 180 dagen besteden om naar Mars te komen, hetzelfde aantal om ervan terug te keren, en ook 500 dagen op het oppervlak van de Rode Planeet doorbrengen, zullen een totale dosis straling ontvangen in de regio van 1,01 sievert. Volgens de ESA-normen mag een astronaut tijdens al zijn vluchten niet meer dan één sievert krijgen. Deze dosis verhoogt volgens artsen het risico op kanker met 5%. NASA heeft strengere normen: het risico op kanker van een astronaut voor de gehele periode van zijn professionele activiteit mag niet meer dan 3% bedragen. Volgens Don Hassler, een van de leden van het onderzoeksteam van Curiosity, is 5% echter "een volkomen acceptabel cijfer".
Scott Hubbard, voorheen verantwoordelijk voor NASA's Mars-projecten en nu professor aan de Stanford University, citeerde NASA-hoofdarts Richard Williams, die zei dat "er momenteel geen gezondheidsrisico's voor de bemanning zijn die een bemande missie naar Mars zou voorkomen." Williams geeft toe dat er enig gezondheidsrisico is voor astronauten, maar NASA is bereid dit te accepteren, vooral omdat het bureau voortdurend nieuwe manieren ontwikkelt om het te verminderen. Zo experimenteert NASA momenteel met een materiaal gemaakt van gehydrogeneerde boornitride-nanobuisjes (BNNT) met veelbelovende anti-stralingseigenschappen.
Volgens Andy Weier, de auteur van het boek "The Martian", op basis waarvan de gelijknamige film is gemaakt, zou zijn held echter zeker kanker krijgen tijdens zijn verblijf op het oppervlak van de Rode Planeet. Wie is er dichter bij de waarheid - wetenschappers of sciencefictionschrijver, de tijd zal het leren.
Wanneer, voor hoeveel en met wie?
NASA houdt zich momenteel aan het volgende schema voor bemande verkenning en verkenning van Mars. Van 2021 tot 2025 zijn er minstens vijf bemande missies naar de maanruimte gepland, waaronder de "vangst" en studie van de asteroïde. In 2033 zullen astronauten naar verwachting Phobos bereiken en in 2039 zullen ze naar verwachting voor het eerst op het oppervlak van Mars stappen. Een tweede expeditie zal in 2043 op Mars landen.
Om de bemande "aanval" van de Rode Planeet van 2018 tot 2046 te ondersteunen, moeten er minstens 41 SLS-type carriers gelanceerd worden. Het is niet uitgesloten dat hieraan de lancering van reeds geëxploiteerde carriers van de typen Delta-4 en Atlas-5 moet worden toegevoegd (als deze laatste Amerikaanse motoren ontvangt in plaats van Russische en nog steeds in bedrijf is). Ze zullen voornamelijk worden gebruikt voor het lanceren van automatische voertuigen naar Mars en Mars, die zullen worden belast met de functie van "mijnwerkers" van wetenschappelijke informatie om bemande expedities te helpen.
Natuurlijk kan het aantal dragers en hun typen variëren, afhankelijk van de wijzigingen die zijn aangebracht in de configuratie van de bemande missies van Mars. Er is een optie waarbij slechts 32 SLS-type vliegdekschepen nodig zijn (vijf niet meegerekend voor de eerder genoemde expedities rond de maan): tien om een bemande missie naar Phobos te ondersteunen, twaalf voor de eerste landing van astronauten op Mars en nog tien voor de tweede.
De vraag is: hoeveel zal dit alles kosten en zullen de Verenigde Staten dergelijke uitgaven alleen "trekken"? Het sturen van astronauten naar Mars kost volgens een groep experts van NASA en vertegenwoordigers van de industrie en de academische wereld in de Verenigde Staten slechts een fractie van wat werd uitgegeven aan de ontwikkeling en productie van de zesde generatie F-35 straaljager. management van de Verenigde Staten, zou het F-35-programma uiteindelijk een biljoen dollar kunnen kosten) en zal het niet meer dan 100 miljard dollar bedragen. Dit is hetzelfde bedrag dat de VS tot dusver aan het ISS-programma hebben uitgegeven. Tegen 2024 zal de vlucht van het station voltooid zijn en zal NASA niet langer bijna $ 4 miljard per jaar besteden aan de werking ervan. Dus in de tien jaar tussen het einde van de baan van het station rond de aarde en het begin van de missie naar Phobos, zal het bespaarde bedrag ongeveer $ 40 miljard bedragen, en de Verenigde Staten zullen een extra $ 60 moeten vinden miljard om zijn Marsplannen uit te voeren.
Over de kosten van de Mars-missie gesproken, experts benadrukken dat deze nog meer kan worden verlaagd als internationale deelnemers bij het project worden betrokken. De voor de hand liggende vraag is: behoort Rusland tot hen, dat momenteel een van de grootste partners van de Verenigde Staten op ruimtegebied is en een serieus ruimtepotentieel heeft (vooral op het gebied van bemande vluchten)? Maar als de Verenigde Staten zulke plannen met Rusland hebben, worden ze voorlopig geheim gehouden.
Eind mei van dit jaar schetste de krant Space News de visie van NASA-hoofd Charles Bolden over de toekomst van internationale samenwerking in de ruimte. Hij sprak over het belang van interactie buiten de atmosfeer met Europa, Japan en China. Met betrekking tot de VRC zei Bolden dat hij het aan het einde van de zomer zou bezoeken, waarbij hij benadrukte dat de Verenigde Staten en China vroeg of laat zeker nauw zullen gaan samenwerken op het gebied van ruimtevaart. Op de lijst van potentiële ruimtepartners staan zelfs landen als Israël, Jordanië en de Verenigde Arabische Emiraten. Maar Bolden zei geen woord over Rusland. Misschien was er gewoon geen reden voor, maar een andere verklaring is mogelijk: sterk verslechterde relaties tussen Moskou en Washington, evenals Ruslands gebrek aan technologie en technologie voor diepe ruimte (om toegang tot hen te krijgen, konden de Verenigde Staten afgezien van algemene politieke meningsverschillen) dragen niet bij aan het Amerikaanse belang om de samenwerking met ons land na het einde van de ISS-vlucht voort te zetten.
Er moet nog worden toegevoegd dat er, naast het Mars-programma van de Amerikaanse staat, ook een privéprogramma is dat SpaceX van plan is te implementeren. Het hoofd van dit bedrijf, Elon Musk, kondigde plannen aan om het Dragon-schip in 2018 op het oppervlak van de Rode Planeet te laten landen en daar in 2026 mensen naartoe te sturen.
Tijdens de People to Mars-conferentie en pratend over waarom Amerika streeft naar de Rode Planeet, zei Charles Precott: “Springen in de ruimte gebeuren alleen als de strategische belangen van het land achter hen staan. We gaan naar Mars omdat we de wereld willen laten zien dat we iets kunnen doen wat nog nooit iemand heeft gedaan, om ons leiderschap in de ruimtevaart te demonstreren en onze toegang tot de wereldwijde ruimtemarkt te garanderen, die een jaarlijkse omzet van $ 330 miljard bereikt. Zoals je kunt zien, is de verklaring vrij eenvoudig. En onwillekeurig rijst de vraag: heeft Rusland echt niet zulke strategische belangen die kunnen worden gerealiseerd met behulp van een project dat twee Olympische Spelen in Sochi kost?
