Есть люди, которым претит любовь небезызвестного миллиардера Илона Маска к широким и громким жестам. Но его следует поблагодарить как минимум за одну вещь: он пропагандирует и популяризует все, что связано с полетами в космос, чрезвычайно рьяно. Да, что-то в его деятельности чрезмерно выпячено — как было с недавним запуском в космос спортивного автомобиля. Широкой публике показалось, что еще чуть-чуть — и ждем гиперлуп с электрокарами на Красной планете. С другой стороны — нашлись те, кто начал разбираться с низкими и высокими орбитами, количеством топлива, потребного для межпланетных полетов и т. д. Так что продвижение знаний — налицо. И даже от того, что некоторые моменты в своих начинаниях Маск, как опытный пиарщик, либо замалчивает, либо обходит стороной, есть польза: популяризаторы науки и техники получают отличный повод лишний раз рассказать об освоении космоса. Например — о серьезных барьерах, стоящих на пути человечества к Марсу, который обещано колонизировать буквально за 20 лет.
Газета "Сегодня" собрала самые значимые сложности, стоящие между нами и Красной планетой. Тяжело спрогнозировать, какую именно из них преодолеть будет сложнее всего. Вполне возможно, выход из ситуации может стать совершенно неожиданным. Но пока что взгляд на весь ворох проблем, связанный с пилотируемым полетом на Марс, возвращает к мысли: "Пускай там пока роботы поработают…"
ЧИТАЙТЕ ТАКЖЕ
Радиация: эффективной защиты не придумано
Напомним, что на нашей планете сложились уникальные условия. Вполне возможно, что именно благодаря такому стечению обстоятельств на Земле и смогла возникнуть жизнь. Земля окружена этаким двухслойным щитом. Сначала озоновый слой в верхних слоях атмосферы защищает все живое от чрезмерного количества ультрафиолетовых лучей — тех самых, что могут вызвать рак кожи. А плотная атмосфера уменьшает воздействие других видов радиации — например, рентгеновского излучения.
Магнитное поле Земли отводит от нее потоки высокоэнергетических частиц, летящих из Вселенной и от Солнца. До последнего времени считалось, что ключевую роль в защите от излучения играет именно магнитосфера. Но исследования последних лет показывают: в истории планеты были периоды, когда магнитное поле существенно слабело. И ничего, массовых вымираний организмов в ту эпоху не обнаружено. Скорее теперь придется говорить о равнозначном влиянии толщины и свойств атмосферы и влиянии магнитного поля.
Если же говорить о космонавтике, то подавляющее большинство человеческой активности за пределами Земли проходит в пределах магнитосферы, и убийственные потоки частиц проносятся в стороне от обитаемых аппаратов. Однако в марсианской экспедиции экипаж очень скоро выйдет за пределы магнитосферного щита. Уже в ходе миссий на Луне было отмечено воздействие космических лучей на организм человека. А в случае Марса дело обстоит принципиально хуже.
Вот несколько цифр. В 2014 г. NASA опубликовало данные, полученные от марсохода Curiosity. Участники экспедиции в ходе полета туда и обратно получат дозу радиации не менее 0,66 зиверта (единица измерения доз ионизирующего излучения в системе СИ). Это без учета дозы, полученной на поверхности Марса. По нормам NASA, предельная допустимая доза — 0,6—1 Зв (женщины) и 0,8—1,2 Зв (мужчины).
В Калифорнийском университете (США) подопытных мышей 12 недель облучали ионами. Так сымитировали радиационную обстановку в ходе полета к Марсу. Результаты оказались мрачными.
"Воздействие частиц с высокими энергиями может вызвать нарушения памяти, тревогу, депрессию, снижение производительности труда и быстроты принятия решений", — заявил профессор радиационной онкологии школы медицины при Университете Калифорнии Чарльз Лимоли. Возникает вопрос: стоит ли тратить колоссальные средства на предприятие, которое в какой-то момент может рухнуть из-за впавшего в депрессию или сошедшего с ума участника?
Никаких реалистичных способов защиты экипажа от излучения до сих пор не найдено. Включение в конструкцию неких защитных слоев на корабле и марсианских сооружениях моментально увеличивает вес и объемы снаряжения, и грузоподъемность существующих ракет-носителей делает всю затею нереальной.
Можно создать мини-магнитосферу вокруг марсианского корабля. Но тогда понадобится очень мощный источник энергии, которого пока не существует.
Наконец, можно каким-то образом изменить биологию человека, чтобы организм не боялся воздействия излучения. Увы: дальше идеи на этом направлении дело не продвинулось.
"Марсианин". В фильме и книге не касаются проблемы облучения
Метеориты: увернуться вряд ли получится
В 2013 г. российский научный наноспутник BLITS, работавший с 2009 г., внезапно изменил орбиту и параметры движения. Вскоре аппарат разрушился. Таков результат столкновения с фрагментом космического мусора. Оказалось, что для уничтожения спутника весом 7,5 кг достаточно частицы массой всего 0,02 г. Эксперты Европейского космического агентства ESA заявляют: частица размером 10 см может "разнести на куски спутник или космический корабль".
Угроза подобного столкновения для марсианской миссии вполне реальна. Во-первых, на начальном этапе всегда есть риск не разминуться с обломками космического мусора, движущегося на околоземных орбитах. Во-вторых, между Землей и Марсом вполне можно налететь на какой-нибудь уже совершенно естественный булыжник.
Ситуацию облегчает тот факт, что движение роев метеоритов (и тем более крупных астероидов) уже давно рассчитано и может контролироваться радиолокаторами. Поэтому есть возможность либо заранее просчитать безопасную траекторию движения, либо ускорить или притормозить корабль, чтобы пропустить метеорит. Но от случайного столкновения никто не застрахован. А способа защиты экипажа от такой катастрофы при межпланетном перелете пока не предложено.
От такого финала нет гарантий
Невесомость: делает слабаками
Природа создавала человеческий организм под земные условия. Поэтому невесомость хороша только на видеозаписи, в реальности же она создает множество проблем для космонавтики. Обратите внимание, что космонавтов после возвращения с МКС из спускаемого аппарата выносят на руках. Это не проявление восхищения: в невесомости атрофируются мышцы и теряется костная масса (около 1% в месяц). После двух месяцев пребывания в космосе человек не в состоянии простоять на ногах даже 5 минут, даже с учетом ежедневных многочасовых упражнений на тренажерах. Нужно какое-то время, чтобы мышцы и скелет окрепли.
МКС. Астронавт Стив Свенсон занимается на беговой дорожке. Фото: NASA
Представьте, что команда таких "лиц с ограниченными возможностями" высаживается на Марс. Каждый час пребывания стоит огромных денег, а бедолагам нужно несколько дней, только чтобы начать ходить!
Создавать искусственную силу тяжести мы пока не можем. Реальный выход — имитация гравитации при помощи центробежной силы. Для этого жилые отсеки корабля строятся в огромном кольце, которое приводит в движение центрифуга. Космонавты ходят по внутренней стенке кольца как по полу, прижимаемые центробежной силой: картинка, знакомая по фантастическим фильмам. Однако ни одного корабля, в котором была бы реализована эта идея, пока что не построено.
Возвращение. Астронавтов на руках переносят из корабля
Микробы: полная непредсказуемость
На Международной космической станции есть множество укромных местечек, где собирается конденсат из-за перепада температур за бортом и слабой циркуляции воздуха. Это просто заповедники для плесневых грибков! Соседство это довольно опасное: на советской станции "Мир" отмечены выходы из строя аппаратуры из-за того, что плесень разрушила изоляцию.
На МКС научились с ними бороться. Но как соседство с плесенью скажется на людях, долгое время живущих скученно, с пониженным иммунитетом, — пока никто сказать не может.
Среди земных микроорганизмов есть на удивление живучие. Например, бактерия дейнококк. Она хранит геном в четырех экземплярах. Выдерживает чудовищную радиацию. Убить ее можно, только если продержать в кипятке 30 минут! А какой-нибудь ботулине, производящей известный токсин, хватает и 5 минут.
Плесень. Добралась до стенок МКС. Фото: NASA
Правда, для человека этот микроорганизм безвреден. Но что случится, если дейнококк долетит до Марса? Мы ничего не знаем о том, есть ли на Красной планете жизнь и как себя поведут земные микробы, столкнувшись с местными.
Наконец, вполне возможна обратная ситуация: человек столкнется с марсианскими микроорганизмами. Последствия встречи непредсказуемы, да и как предотвратить риск занести "марсиан" на Землю вместе с экспедицией? Никто, даже сам Илон Маск, ответа на этот вопрос пока не знает.
Поэтому и звучат трезвые голоса, призывающие повременить с полетами людей на Красную планету. Пусть сначала автоматы разберутся с тамошними бациллами.
Проблема. Микроорганизмы из космического корабля
Проблемы психологии: депрессии и сонливость
В 2010 году был проведен эксперимент "Марс-500". Шесть человек добровольно согласились просидеть взаперти 1,5 года в помещении объемом 550 куб. м с интерьером, максимально приближенным к дизайну космического корабля. За это время они приняли участие почти в сотне экспериментов. С них считывалась медицинская информация. Так выяснялись последствия долгого пребывания группы людей в тесном пространстве.
Важнейший результат: участники продемонстрировали стабильное снижение активности на протяжении эксперимента. Длительность сна и бодрствования постоянно изменялась в пользу сна, при этом качество сна ухудшалось. Накапливалась усталость, и понижалась работоспособность. При этом эксперимент был проведен с огромными натяжками: участники могли покинуть "корабль" в любой момент, а связь с внешним миром не имела задержек во времени. А они будут, когда корабль окажется возле Марса. Также не учитывалось влияние космического излучения, о котором сказано выше.
ЧИТАЙТЕ ТАКЖЕ
Здесь стоит упомянуть о человеке, дольше всех прожившем в космосе. Космонавт Валерий Поляков пробыл на орбите 434 дня. Врач по образованию, он хотел доказать, что можно сохранить психику на протяжении всего полета. И ему вроде бы это удалось. Однако психологи отметили дефицит в эмоциональном состоянии подопечного. Он часто бывал угрюм и легко раздражался. Поэтому специалисты допускают, что экипаж может перессориться между собой еще на пути к Марсу. О какой продуктивной работе на поверхности планеты и благополучном возвращении можно говорить в таком случае?
"Гравитация". В ленте хорошо передана обстановка на корабле
Прочие неожиданности
Мечтателям, уверенным в скорой колонизации Марса, эта планета умудряется постоянно преподносить неожиданные и крайне неприятные сюрпризы.
В какой-то момент выяснилось, что в пыли на поверхности планеты содержится огромное количество веществ под названием перхлораты (соли хлорной кислоты). Причем их там в 10 тысяч раз больше, чем в почве земли.
Для человечества эти соединения не являются чем-то новым или малоизвестным: одни из них используются для лечения заболеваний щитовидной железы, другие — применяются как компоненты ракетного топлива. Но если в малых дозах и правильно употребленный перхлорат является лекарством, то его избыток в окружающей среде смертельно опасен, так как вызывает перечень опасных расстройств о организме. Поэтому у колонистов на Марсе появляется новая беда — создание надежного барьера на пути попадания токсичной пыли, насыщенной перхлоратами, в помещения базы.