Марс: миссия выполнима. Как россияне изучают Красную планету
С конца апреля россияне вместе с европейцами сосредоточенно ищут следы жизни на Марсе: к исследованию атмосферы Красной планеты приступила миссия «Экзомарс» Европейского космического агентства и Роскосмоса.
Пока самолично мы до Марса не добрались, программистские компании предлагают побывать там с помощью очков виртуальной реальности. Попривыкнуть. ФОТО Ferrari/ZUMA PRESS/ТАСС
А в начале мая к Марсу стартовала миссия НАСА InSight с намерением пробурить глубочайший на сегодня «инопланетный» шурф. На Земле тем временем испытатели учатся сживаться с невесомостью - умение пригодится в долгих полетах. В Информационном центре атомной энергии популяризаторы и практики космонавтики обсуждали перспективы.
Жизнь пахнет метаном
- Бытует убеждение, будто в космосе Россия теперь работает только на орбите Земли, а миссии за ее пределы не запускает. И будто мы только как извозчики доставляем «Союзами» и «Прогрессами» экипажи и грузы на МКС, - говорит Дмитрий Олиферович, популяризатор, член молодежной секции Федерации космонавтики РФ. - Это убеждение неверное.
В 1996 году Россия запустила автоматическую станцию «Марс-96», в 2011-м - «Фобос-Грунт», и доставка грунта с марсианского спутника Фобоса на Землю стала бы выдающимся прорывом. Но обе «операции» оказались неудачными: станции не смогли покинуть околоземную орбиту. А вот нынешняя миссия Европейского космического агентства и России «Экзомарс» добралась до Красной планеты и приступила к работе.
Изначально России в проекте вообще-то не было, напоминает Дмитрий Олиферович. Доставить европейский аппарат должен был носитель НАСА, но с бюджетом и у американцев туго, они вышли из проекта, и «европейцы» обратились к Роскосмосу. С нас - ракета-носитель «Протон», с них - место на аппарате для российских научных приборов. 14 марта 2016 года космический аппарат был запущен, 19 октября приблизился к Марсу, в середине апреля этого года приступил к научной работе.
Без потерь все-таки не обошлось. Еще в октябре 2016-го на планету должен был сесть спускаемый аппарат «Скиапарелли», чтобы измерять концентрацию атмосферной пыли и электрические поля на марсианской поверхности, но мягкая посадка не удалась, аппарат разбился.
Тем не менее основная программа, орбитальная, идет. Орбитальный аппарат Trace Gas Orbiter сейчас ищет в атмосфере скопления газа, который мы обычно не ищем, а, зажав нос, избегаем. Метан. Это один из самых надежных признаков наличия микроорганизмов, говорит Олиферович. Правда, у этого газа может быть не биологическое, а геологическое происхождение, но геологическая активность Марса невелика, так что остается надежда на встречу с «марсианами». Даже если это одноклеточные организмы, прячущиеся в подповерхностных слоях: на поверхности ультрафиолетовое излучение их бы уничтожило.
Голливуд уже сообщал нам, какими ужасами эта встреча земных организмов с марсианскими может обернуться, но, к примеру, американский инженер и основатель Марсианского общества Роберт Зубрин над опасениями смеется. Дескать, бактерии патогенны только для тех видов, с которыми делят среду обитания, и у марсианских бактерий (если такие существуют) просто нет химических механизмов влияния на земные организмы.
«Экзомарс» будет искать и залежи льда. «Наличие воды на Марсе - факт, но нужно составить глобальную карту ее распределения», - комментирует Дмитрий. Американский марсоход «Кьюриосити», путешествуя по Марсу с 2012 года, тоже ищет воду, но марсоходы справедливее было бы называть «марсоползами»: «Кьюриосити» за 6 лет протопал чуть больше 15 км. А орбитальный аппарат обозревает всю планету.
У «Экзомарса» намечено продолжение: на июнь 2020 года запланирована миссия «Экзомарс-2020», доставка на поверхность планеты марсохода «Пастер». Ровно в то место, где в нынешней миссии орбитальный аппарат увидит скопления метана. Мобильные лаборатории на борту будут изучать образцы грунта на наличие «следов жизни».
«Пастер» - на российской посадочной платформе (созданной в НПО Лавочкина), так что, как отмечает Олиферович, «если все пойдет благополучно, то впервые с 1974 года российский аппарат вновь сядет на поверхность Марса». Последним «из наших» там был аппарат «Марс-6»: спускаясь, он передавал информацию почти до этапа посадки, когда связь с ним прервалась.
А 5 мая к Марсу стартовала миссия НАСА «Инсайт» (InSight). Она должна была состояться еще в 2015-м, но возникли неполадки в сейсмометре, важнейшем инструменте программы: на Красной планете он должен фиксировать малейшие колебания поверхности. Еще один инструмент - зонд, он зароется на 6 м в глубину планеты (прежний рекорд - бурение на Луне, 3 м, это было еще в 1970-е), чтобы собирать данные о глубинных тепловых потоках.
Это попытка заглянуть в далекое прошлое Солнечной системы. Дело в том, объясняет Олиферович, что Марс - «планета-эмбрион»: 4,5 млрд лет назад на ней были условия, схожие с «раннеземными», - выпадали дожди, была жидкая вода, происходило испарение. Но у Марса по непонятной причине почти исчезло магнитное поле, и он растерял большую часть своей атмосферы, вода вымерзла, и не то чтобы на планете вообще ничего не происходило (есть песчаные бури, есть сезонные изменения), «но в принципе Марс - планета, застывшая во времени». И ученые намерены выяснить, насколько разнятся геологические процессы на планетах земной группы - к ним относятся Земля, Марс, Венера, Меркурий.
Пять суток в ванне
Сейчас невесомость может испытать и обычный (но не бедный) человек: покупаешь билет на специально оснащенный самолет, он в полете подныривает - и, пожалуйста, 22 секунды паришь. Правда, некоторые после первого же нырка хватаются за все что можно, лишь бы больше не испытывать это прекрасное состояние, а сами самолеты за глаза называют «рвотная комета».
Перед первым полетом человека в космос было очень смутное предоставление о влиянии невесомости на организм: Гагарина тренировали «нырянием» на истребителе, но что там разберешь за секунды? Как рассказывает Александр Хохлов, член Российской академии космонавтики имени К. Э. Циолковского, ученые опасались, что во время полета невесомость спровоцирует непредсказуемое поведение, космонавт просто сойдет с ума.
То, что невесомость (еще говорят «безопорность») может вызывать сильнейшую дурноту, выяснилось в первых же полетах. Отбор в космонавты ужесточился еще и по этому признаку - стойкости вестибулярного аппарата. Но даже при идеальной вестибулярке мышцы в условиях безопорности атрофируются. На Международной космической станции космонавты живут по полгода, но на станции все-таки есть тренажеры, чтобы поддерживать мышцы в тонусе. А до Марса добираться месяцев семь. И пока что самый долгий автономный (не в составе станции) полет - 17 суток и почти 17 часов.
Этот рекорд установили в июле 1970 года Андриян Николаев и Виталий Севостьянов на «Союзе-9». Рекорд этот не побит, потому что всем жить хочется: космонавты вернулись в тяжелейшем состоянии, для которого даже термин придумали: «эффект Николаева» - разрушительное воздействие на организм невесомости и обездвиженности.
Так что наука ищет способы компенсировать этот вред, причем наши ученые в этом лидируют: их зарубежные коллеги используют российские наработки. На одних космонавтах, правда, статистики не наберешь, поэтому к испытаниям привлекают «землян». Александр Хохлов - один из таких, впрочем, близкий к космосу: инженер-конструктор космического приборостроения. Он недавно участвовал в эксперименте «Сухая иммерсия» в московском Институте медико-биологических проблем РАН.
Участника опыта (его называют не «испытуемый», а «испытатель») в трусах-футболке-носках погружают в большую ванну, а чтобы кожа не пострадала, от воды тело отделяет пленка. На поверхности только голова и руки. Опоры телу - никакой, и мышцы начинают атрофироваться. Сейчас сухая иммерсия применяется и в медицине, но пациента держат в искусственной невесомости короткое время, а Хохлов лежал в ванне пять суток! Ученые проверяли, поможет ли компенсировать мышечную атрофию электромиостимуляция: прикрепленные электроды давали слабый ток по три часа в день. «Физически это ощущалось, будто ты часа два гулял по парку», - вспоминает время почти полной обездвиженности Александр.
Он активно вел блог - приходилось поднимать руки над головой и в таком положении писать посты. Судя по опубликованным фото - блаженствовал. На самом деле мужественно терпел. «Первый день все хорошо. Адаптация началась ночью. Положение тела горизонтальное, жидкость в организме начинает распределяться иначе. Ощущение, что могу утонуть».
Болит живот, ноет спина, нос заложен, аппетита нет. Извините, «по-маленькому» - в утку, как в больнице. Самое счастливое время суток - когда дают 15 минут на душ и оставшиеся физиологические надобности. На пятые сутки Хохлов получил сочувственное фото с МКС: космонавты Антон Шкаплеров и Олег Артемьев держат лист бумаги с надписью «Саня, держись!».
Можно подумать, что пять дней пролежать в ванне - скучища. Но, по словам испытателя, не заскучаешь: то и дело осмотры врачей и эксперименты. После опытов восстанавливался примерно сутки: организм быстро забывает, что такое невесомость. Осенью в институте стартует 21-дневный эксперимент для испытателей, которые проходили сухую иммерсию больше года назад - вспомнит ли организм то состояние, быстрее ли адаптируется?
Если очень захотеть
В феврале этого года SpaceX, компания неугомонного американского инженера и предпринимателя Илона Маска, запустила тяжелую ракету-носитель Falcon Heavy. В сообществе любителей космонавтики горячо обсуждалось: почему в качестве полезного груза отправили не что-то дельное (например, научное оборудование), а электромобиль «Тесла» с манекеном в скафандре.
- В испытательном полете, как правило, запускают просто бетонный блок, - поясняет Андрей Самойлич, специалист в авиации, один из администраторов крупнейшего российского интернет-сообщества, посвященного компании Илона Маска. - Обычно стоимость полезной нагрузки ракеты в несколько раз дороже самого запуска, и отправлять станцию на ракете, чей успешный запуск был спрогнозирован как «50 на 50», было бы странно.
Маск планировал запуск еще в 2013-м, но он вообще торопливый. В Интернете даже есть календарь, соизмеряющий его желания с действительностью: вот провозглашенная дата очередного грандиозного события - а вот когда оно состоится на самом деле.
Победителей не судят: Маск показал, что и частники могут выводить в космос тяжелые грузы и запуски эти стоят в несколько раз дешевле государственных. Всепланетного восхищения не убавило даже то, что старт прошел с огрехами и парень в «Тесле» сейчас летит не к марсианской орбите, как было намечено, а в сторону пояса астероидов.
Любители космонавтики живо фантазируют, как отреагируют инопланетяне на летящий в космосе электромобиль с пассажиром (а лететь ему, видимо, миллиарды лет), но для Андрея Самойлича это момент истины: «Мы в детстве строили модели ракет и думали, что космос - закрытая отрасль. А этот полет позволяет мечтать о большем, о том, что когда-нибудь мы сможем летать на экскурсии в космос».
Маск к 2022 году собирается отправить два грузовых корабля на Марс при помощи новой ракеты-носителя BFR. А в 2024-м - два «грузовика» и два корабля с астронавтами (однако не забываем про календарь, соотносящий желания с возможностями). Упомянутый Роберт Зубрин продвигает идею колонизации Марса, но нам для начала хотя бы осмотреться там. По мнению Дмитрия Олиферовича, такая попытка состоится в 2030-е годы: «Возможно создание небольших исследовательских баз, как в Антарктиде». Что до колонизации, Дмитрий крепко сомневается: например, непонятно, как будет развиваться ребенок в условиях всего лишь одной трети от земной гравитации, не говоря о прочих марсианских прелестях.
Как бы то ни было, Хохлов и Олиферович (и тысячи других землян) на Марсе окажутся. В аппарат «Инсайт», приближающийся сейчас к четвертой планете от Солнца, вмонтирован микрочип с именами людей, которые просто заполнили на сайте НАСА специальную форму. Это такая популяризация: возможность «вписаться» в историю освоения космоса. Александр и Дмитрий это сделали. Хотите приобщиться - следите за следующими миссиями.
Материал был опубликован в газете под № 086 (6195) от 17.05.2018 под заголовком «Марс: миссия выполняема».
Материал опубликован в газете «Санкт-Петербургские ведомости» № 086 (6195) от 17.05.2018.
Комментарии