Пилотируемый полет на Марс

(технологические нюансы выращивания яблонь)

Краткая история вопроса

• Первый технический эскиз корабля для полета к Марсу предложил Ф.А. Цандер в 1924 году

• Первый проект марсианской пилотируемой экспедиции «Das Marsprojekt» – В. фон Браун, 1952 год

• Первый проект полета к Марсу, перешедший в стадию начала реализации – 1960 г., ОКБ-1 (без высадки на Марс). Проект был закрыт через 5 лет, элементы были использованы при создании станций серии «Салют»

В 70-80-е годы прошлого века существовало большое количество разнообразных программ, подразумевавших высадку на Марс, создание марсианской базы и даже начало колонизации Марса.

Последняя программа, предполагавшая полет на Марс была закрыта в 2010 году (программа Созвездие, NASA).

В настоящее время ни одна страна мира не имеет утвержденных планов

марсианской пилотируемой миссии

WTF?

Как же так вышло?

Давайте разберемся!

Марс

• Средний радиус: 3386,2 км

• Масса: 6,4185×1023 кг 0,1 Земных

• Атмосферное давление: 0,006-0,01 атм

• Минимальное расстояние от Марса до Земли составляет 55,75 млн км

Этапы и элементы полета

• старт с Земли

• полет к Марсу

• посадка на Марс

• взлет с Марса

• возвращение на Землю

Старт с ЗемлиГрузоподъемность тяжелых РН:

• Протон – 22 тонн• Ариан 5 – 21 тонн• Атлас V – 29 тонн• Н1 – 100 тонн (не

летала)• Сатурн V – 140 тонн

(снята с производства в 1973 году)

• Энергия - 105 тонн (снята с производства в 1993 году)

Предполагаемая масса марсианского корабля по различным проектам от 300 до 2000 тонн.Рекордсмен – проект фон Брауна, 37000 тонн.

Масса МКС 360 тонн (время постройки более 10 лет)

Полет к МарсуМарс• Расстояние: 56 млн

км• Время полета в одну

сторону: около 15 месяцев (оценки Роскосмос, NASA)

• Общее время полёта: около 2,5 лет

Луна• Расстояние: 356

тысяч км• Время полета в одну

сторону: 3 дня (программа «Аполлон»)

• Общее время полёта: около 10 дней

Проблема радиации• Космические лучи и солнечная радиация

разрушают ткани и ДНК живого организма. Часть повреждений необратима и может приводить к клеточным мутациям. Защита снижает поглощённую дозу, но до сих пор не было опыта с долговременным пребыванием человека в межпланетном космическом пространстве вне защищающего магнитного поля Земли

• При возникновении солнечных вспышек, космонавты могут единовременно получить опасные для жизни дозы облучения

Проблема невесомости

• Потеря кальция в костях• Деградация мышечной

ткани (до 25% мышечной массы)

Примерно после 8-ми месяцев пребывания в невесомости требуется от 2-х лет и больше для восстановления на Земле, так как процесс разрушения костей некоторое время происходит и при земной силе тяготения

Рекорд пребывания в невесомости 437 суток принадлежит В.В. Полякову

Проблема отказов оборудования

• На орбитальных станциях Мир и МКС отказы оборудования, требующие ремонта, случались раз в 2-3 месяца

• В среднем раз в 2 месяца на МКС производится доставка грузов (в том числе запчастей для ремонта аппаратуры)

• Одна из миссий по программе «Аполлон» закончилась аварией в полете, и экипаж был спасен только благодаря возможности экстренного возвращения на землю

Прочие проблемы

• Проблема гипомагнитной среды

• Проблема здоровья экипажа

• Проблема психологической устойчивости экипажа

Посадка на Марс

Методы посадки:• аэродинамическое

торможение в атмосфере• спуск на парашюте• двигатели мягкой посадки

Сложности:• разряженная атмосфера• большая масса спускаемого

аппарата

Самый тяжелый аппарат, совершивший посадку на поверхность Марса, – 350 кг.Предполагаемая масса пилотируемого спускаемого аппарата – 25 тонн.За последние 15 лет на Марс успешно сели 4 аппарата, погибли при посадке 3.

Зонд «Феникс» (модель)

Взлет с Марса

До сих пор с Марса ничего не взлетало

Первая космическая скорость

• Земля: 7,9 км/c• Луна: 1,68 км/c• Марс: 3,6 км/c

Основные варианты конструкции марсианского корабля

• ЖРД • ЯРД• ЭРД с ядерной

силовой установкой• ЭРД с питанием от

солнечных батарей

Выводы

• В 70-ые годы XX века человечество не располагало технологиями, позволяющими осуществить полет на Марс

• В ближайшие 15-20 лет полет человека на Марс мало реален, если не произойдет внезапного технологического скачка

Закат на Марсе (фотография Spirit, кратер Гусева)

Литература

• Пилотируемая экспедиция на Марс. Под ред. А.С. Коротеева. – М.: Российская академия космонавтики имени К.Э. Циолковского, 2006

• www.wikipedia.org• www.nasa.gov• Полет человека на Марс. Доктор

технических наук Л. Горшков. «Наука и Жизнь» №7, 2007