Освоение Красной планеты — это уже не научная фантастика. На ближайшие 10 лет запланирован запуск сразу нескольких космических программ, которые позволят найти первые внеземные формы жизни, отправить к Марсу первую пилотируемую экспедицию и даже основать на нем колонию землян. «Теории и практики» составили список самых амбициозных проектов.
Mars One: межпланетное реалити-шоу
Mars One — частный проект, которым руководит голландский ученый и предприниматель Бас Лансдорп. В рамках этой программы планируется уже через 10 лет, в 2023 году, основать на Красной планете первое поселение землян. При этом четверо первопроходцев, которые должны стартовать к Марсу в 2022 году, гарантировано не вернутся на родную планету. Однако еще до первого пилотируемого полета ученым придется отправить на Марс 2,5 тонны запчастей, оборудования, солнечных батарей и других необходимых предметов, два жилых блока, два блока жизнеобеспечения, блок энергопитания, марсоход и вездеход, который выберет оптимальное место для поселения. Первую партию оборудования организаторы готовят к отправке уже в 2014 году.
Программа Mars One является не только экспедицией, но и медиа-событием. Все, происходящее в ракетах и марсианском поселении, планируется круглые сутки транслировать в эфир. Сами колонизаторы смогут связаться с родной планетой по аудио- и видеосвязи, а также с помощью текстовых сообщений. Минимальная скорость сигнала должна составить 3 минуты (при сближении планет), максимальная — 22 минуты (в моменты, когда Марс и Земля оказыватся друг от друга максимально далеко). Первые поселенцы смогут пользоваться серверами с презагруженной информацией, которые будут время от времени синхронизироваться с земными базами данных. При этом людям на Марсе придется регулярно переживать периоды информационной изоляции, когда их планета будет скрыта от Земли Солнцем.
Отбор будущих астронавтов Mars One начался в первом квартале 2013 года. За пять месяцев в оргкомитет проекта поступило 202 586 заявок из 140 стран мира. Больше всего желающих оказалось в США (48 620 человек), Индии (20 258 человек) и Китае (12 155 человек). Россия в списке заняла седьмое место: здесь стать первыми колонизаторами Марса захотели 8103 человека. Принять участие в проекте также изъявили желание представители Бразилии, Великобритании, Канады, Мексики, Филиппин, Испании, Колумбии, Аргентины, Австралии, Франции, Турции, Чили, Украины, Перу, Германии, Италии, Польши и других стран. Результаты первого тура организаторы проекта планируют объявить в конце 2013 года. Затем в течение двух лет они проведут еще два отборочных тура и сформируют по их результатам несколько групп, по 6-10 человек в каждой, для дальнейших тестов.
Первая группа — «невозвращенцы», как их называют, — должна будет отправиться на Красную планету в 2022 году. Двое мужчин и двое женщин достигнут Марса в 2023 году и в течение двух лет будут четырьмя единственными разумными живыми существами на целой планете. Прибытие во внеземное поселение второй группы поселенцев запланировано на 2025 год. К 2033 году население колонии Mars One планируется увеличить до 20 человек.
Роберт Зубрин
инженер аэрокосмических летательных аппаратов, основатель Марсианского общества.
В том, что касается космических программ, NASA ходит кругами все последние 30 лет. Нам пора сформулировать для этого агентства новые цели. Они стоят всех рисков, которые предполагает пилотируемый межпланетный полет. Марс — это следующая ступень в развитии наших космических программ, логическое продолжение всего, что мы делали до сих пор. Это задача, которая вот уже три десятилетия буквально смотрит нам в лицо. Это планета, которая похожа на Землю больше всего. Планета, на которой есть все необходимые для жизни ресурсы, способные толчок к ее технологическому развитию. Марс способен дать нам ключевое понимание того, распространена ли жизнь во Вселенной, или ее можно назвать уникальным явлением. Эта планета позволит нам проверить себя и понять, можем ли мы покинуть Землю и стать существами, способными к путешествиям в космосе.
Если мы сделаем высадку на Марсе своей целью, появятся миллионы ученых, которые создадут миллионы новых изобретений, технологий и отраслей промышленности. Это колоссальный результат. И мы способны его достичь, если примем этот вызов. Ведь он способен вдохновить всю планету. Все, что у нас есть, мы получили благодаря нашим предшественникам. Людям, которые нашли в себе смелость оставить привычный образ жизни, выйти за его рамки, переселиться в дикие места и начать строить новые города. Мы не имеем права перестать быть такими. Сегодня у нас есть выбор: расти или умереть. Я думаю, что нам нужно расти.
MELOS: великое марсианское «Почему?»
MELOS (Mars Exploration with a Lander-Orbiter Synergy) — японский проект по исследованию атмосферы, водных ресурсов, климата, поверхности и грунта на Марсе. Ученые планируют направить к Красной планете ракету с орбитальным спутником и четырьмя посадочными модулями. Спутник позволит специалистам подробнее изучить марсианскую атмосферу и то, как на нее влияет солнечный ветер, а также составить подробную карту погоды.
Посадочные модули должны приземлиться в заранее определенных областях. Каждый из них будет выполнять свою особую миссию. Модуль А исследует грунт на поверхности планеты, Модуль С займется изучением ее недр, а Модуль D соберет образцы для отправки на Землю. Самая интересная задача, связанная с космической биологией, закреплена за Модулем B. Он проанализирует состав марсианской почвы возле метановых кратеров, используя флуорохром — краситель, обладающий люминисцентными свойствами — и микроскоп. Устройство соберет образцы грунта и попытается найти в нем белки и клеточные мембраны, а также оценит их биологические признаки. Датчики Модуля B будут настолько чувствительными, что смогут отреагировать на крошечные объемы биомассы: 10 клеток на 1 г почвы (для сравнения, в самых безжизненных пустынях на Земле количество клеток на 1 г грунта составляет порядка 104 шт.)
Запуск корабля MELOS запланирован на период с 2016 по 2020 годы. Если он произойдет в 2016 году, то уже в 2020 земляне смогут получить марсианские образцы. Главной целью Японского агентства аэрокосмических исследований (JAXA), которое организует проект, является поиск ответа на вопрос: «Почему Марс так не похож на Землю, и что произошло на этой планете для того, чтобы она стала такой?». Авторы программы надеются доказать, что на ранних стадиях своего развития Красная планета была такой же теплой и влажной, как Земля.
BOLD: поиски бактерий
Biological Oxidant and Life Detection (BOLD) — исследовательская программа NASA. Ее главная цель — обнаружить на Марсе следы микроорганизмов или живые клетки. Посадочные модули, которые планируется отправить к Красной планете, должны определить процент содержания пероксида водорода (H2O2) в марсианской почве и проанализировать протекающие в ней химические процессы. Также в рамках миссии планируется исследовать неизвестное окисляющее вещество, обнаруженное на планете в ходе предыдущих исследований. Кроме того, ученые будут искать на Марсе бактерии: литотрофы, для которых донорами необходимых для клеточных процессов электронов являются неорганические вещества, и прототрофные микробы, способные синтезировать сложные вещества из ограниченного числа простых соединений и жить на минимальной среде.
Программа BOLD является менее затратной, чем предыдущие марсианские миссии NASA: прежде всего потому, что она не предполагает использование орбитальной станции. Посадочные модули BOLD будут использовать уже существующие на орбите аппараты. Всего на Красную планету планируется доставить шесть подобных устройств, так что BOLD сможет выполнить свои задачи, даже если часть устройств неудачно приземлится или сломается.
«Фобос-грунт 2»: земля марсианской луны
Автоматическая межпланетная станция «Фобос-грунт 2» — проект российского НПО им. Лавочкина и Института космических исследований РАН. Этот аппарат планируется запустить к Марсу, чтобы исследовать грунт его естественного спутника Фобоса и доставить образцы на Землю. Запуск запланирован на 2018 год. Межпланетной станции предстоит за год достичь Марса и выйти на его орбиту. Затем аппарат совершит посадку на Фобос, чтобы провести на нем ряд исследований и собрать образцы. После этого «Фобос-грунт 2» стартует с поверхности спутника, покинет орбиту Красной планеты и вернется назад к Земле.
«Фобос-грунт 2» является преемником печально известного «Фобос-грунт». Станция, которая была отправлена к Марсу в рамках этой программы в январе 2012 года, вскоре после старта сгорела в верхних слоях атмосферы Земли. По мнению ученых, это произошло из-за того, что разгонный блок «Фрегат» был установлен на «Фобос грунт» в усеченном виде. При строительстве «Фобос-грунт 2» специалисты используют полную версию этого разгонного блока. Также они улучшат систему управления межпланетной станцией и апробируют системы ее служебного модуля в ходе грядущих лунных миссий «Луна-Глоб» и «Луна-Ресурс». Кроме того, некоторые приборы, которыми раньше планировалось оснастить «Фобос-грунт 2», отправятся на аппарат «ЭкзоМарс». Он отправится к Красной планете в рамках совместного проекта Европейского космического агентства (ЕКА) и Российского национального космического агентства (Роскосмос) между 2017 и 2019 годами.
Inspiration Mars Foundation: любовь как способ выжить
Некоммерческую организацию Inspiration Mars Foundation, в рамках которой реализуется другой интереснейший марсианский проект, основал Деннис Тито — предприниматель, мультимиллионер и первый космический турист, побывавший на МКС в 2001 году. Его фонд планирует отправить пилотируемую экспедицию к Марсу в 2018 году. В отличие от первых колонизаторов Mars One, ее участники должны вернуться на Землю. Целью Inspiration Mars Foundation является исследование физических и психологических возможностей человека, находящегося в длительном космическом перелете, изучение климата Красной планеты, а также оживление образовательного интереса к науке, технике, инженерному делу и математике в целом.
В 2018 году противостояние Марса и Земли, когда две планеты окажутся друг к другу рекордно близко, позволит совершить полет к Красной планете и обратно за рекордно короткий срок: всего за 501 день. Возможность подобных полетов представляется землянам всего дважды в течение каждых 15 лет. После 2018 года следующий шанс выпадет лишь в 2031 году. Запуск Inspiration Mars Foundation также совпадает с 11-летним солнечным минимумом, который обеспечит космонавтам минимальное воздействие исходящей от Солнца радиации. В 2031 году такого удачного стечения обстоятельств уже не ожидается. Схема полета Inspiration Mars Foundation проста и не предполагает сложных орбитальных маневров, стыковок, а также необходимости сближения с Красной планетой и входа в ее атмосферу. Космический корабль просто обогнет Марс по облетной траектории и направится обратно к Земле. При этом после выведения на основную траекторию перелета возможности прервать движение и развернуться у корабля не будет.
Фонд Денниса Тито планирует отправить в полет американский экипаж из двух человек: мужчины и женщины, состоящих в браке. Эти люди должны быть «терпеливыми, уравновешенными и способными сохранять позитивный настрой в условиях трудностей». Двум первопроходцам необходимо будет провести почти полтора года в условиях невесомости, внутри системы помещений объемом всего 17 м³. Также, несмотря на солнечный минимум, они подвергнутся воздействию радиации, которое увеличит риск возникновения у них рака на 3%.
Для полета к Марсу Inspiration Mars Foundation намерен построить 10-тонный пилотируемый корабль с капсулой для защиты от перегрева при возвращении в атмосферу Земли и надувным либо жестким жилым отсеком. Корабль оснастят системами жизнеобеспечения, тренажерами для компенсации воздействия невесомости, компактным оборудованием для очистки воды и атмосферы, аналогичным оборудованию на МКС, и другими устройствами. В запасе у экипажа будет 1400 кг сухого пайка. А вот скафандров и шлюза на корабле не будет: все 500 с лишним дней первопроходцам придется провести в замкнутом пространстве.