Sementara kamera kapal angkasa Rusia-Eropah ExoMars mengirim gambar pertama Planet Merah ke Bumi, Amerika Syarikat sedang berusaha menghantar ekspedisi berawak penuh ke Marikh. Mengapa Amerika memerlukannya, berapa kos projek tersebut dan sama ada Rusia merancang untuk turut serta adalah soalan yang memerlukan jawapan.
Tugas kapal terbang berawak Mars ditetapkan oleh Presiden Barack Obama pada tahun 2010. Kemudian dia membuat rancangan tindakan berikut di depan NASA: menjelang 2025, melakukan penerbangan berawak ke asteroid dekat dengan Bumi, pada pertengahan 2030-an - ke Mars, setelah itu misi pendaratan akan diikuti. Sejauh ini, kita dapat mengatakan bahawa NASA secara keseluruhan sesuai dengan garis masa yang dirancang. Pada masa yang sama, agensi ini bukan hanya merancang penerbangan terbang dari Red Planet, tetapi juga lawatan ke satelit semula jadi Phobos.
Sehingga kini, agensi itu telah mengenal pasti enam elemen asas yang diperlukan untuk penerbangan ke Marikh, termasuk mendarat. Ini adalah kenderaan pelancaran berat SLS, kapal angkasa Orion, modul hidup Transheb (untuk penerbangan di sepanjang laluan Bumi-Mars-Bumi), pendaratan, pentas lepas landas dan sistem pendorong elektrik-suria (SEP). Menurut salah satu anggaran awal, 15 hingga 20 tan kargo dan peralatan perlu dihantar ke permukaan Planet Merah untuk memastikan pendaratan pertama orang di permukaannya. Walau bagaimanapun, perwakilan NASA mengumumkan jumlah 30 tan atau lebih, dengan mengambil kira fakta bahawa berat pentas lepas landas yang diproyeksikan akan menjadi 18 tan, dan berat pendarat akan sekurang-kurangnya 20 tan. Untuk menghantar unsur-unsur ini ke angkasa, diperlukan sekurang-kurangnya 6 pelancaran SLS pengangkut berat / super-berat dengan daya bawa 70 hingga 130 tan. Dalam usaha untuk menjimatkan masa dan wang dalam pengembangan dan pengeluaran "trak berat" ini NASA menggunakan teknologi dan peralatan yang tersisa dari pengangkutan ulang-alik, termasuk mesin, tangki bahan bakar dan penggalak pendorong padat "ulang-alik".
Unsur-unsur kompleks Martian akan berkumpul dalam kumpulan bukan di orbit dekat bumi, tetapi di titik Lagrange L-2. Ia terletak satu setengah juta kilometer dari Bumi, di belakang sisi paling jauh Bulan, dengan 61.500 hentaman. NASA memanggil L-2 tidak lebih dari "laman ujian", dengan itu menekankan bahawa bukan sahaja pemasangan, tetapi juga pengujian teknologi Martian akan dilakukan di sana.
Media Amerika dan antarabangsa berulang kali, termasuk dengan merujuk kepada beberapa sumber di NASA, menyebutkan kemungkinan kembalinya orang Amerika ke bulan sebagai persiapan untuk ekspedisi Martian. Namun, ini bukan persoalan sekarang. Sebagai salah seorang pakar Amerika terkemuka dalam bidang dasar ruang angkasa, John Logsdon, memberitahu akhbar VZGLYAD, penciptaan pendaratan lunar tidak termasuk dalam rancangan NASA. Namun, tidak dikecualikan bahawa Agensi Angkasa Eropah (ESA) akan memutuskan penerbangan ke bulan. Sekiranya ESA membina pendarat, Amerika Syarikat dapat mengambil bahagian dalam projek lunar Eropah, mungkin menyediakan SLS untuk menyampaikan modul ini ke satelit semula jadi Bumi.
Tiga langkah ke Marikh
Kenderaan pelancaran paling kuat dalam sejarah angkasawan
NASA menyebut langkah pertama "bersandar di Bumi." Ini termasuk mempraktikkan operasi yang diperlukan dan mengumpulkan pengalaman yang diperlukan di orbit bumi rendah menggunakan ISS. Sebagai tambahan, sebagai bagian dari langkah ini, agensi ini sedang mengembangkan cara dan metode menggunakan sumber daya improvisasi Martian (ISRU) untuk mendapatkan bahan bakar dan bahan lain yang diperlukan. Kegiatan ini cukup memberangsangkan apabila anda menganggap bahawa tahap pengambilan 18 tan memerlukan 33 tan bahan bakar, dan NASA berhasrat untuk mengekstraknya dari karbon dioksida dan air yang terdapat di Planet Merah.
Langkah kedua disebut "tempat ujian", yang, seperti yang telah disebutkan, terletak di titik L-2. Dengan bantuan peranti automatik, ia dirancang untuk menangkap asteroid berdekatan, yang akan dipindahkan ke titik ini, di mana ia diperiksa oleh kru kapal angkasa Orion.
Langkah ketiga disebut "bebas dari Bumi." Kami sudah bercakap mengenai kajian langsung dan pengembangan Planet Merah. Ini termasuk kehidupan di Marikh, penggunaan sumber daya Mars secara intensif, dan penghantaran maklumat saintifik secara berkala ke Bumi menggunakan sistem komunikasi canggih.
Perlu diperhatikan peranan "Orion" dengan lebih terperinci. Walaupun pada hakikatnya ia menyerupai versi yang diperbesar dari kapal angkasa kelas Apollo kelas sekali pakai (kadang-kadang Orion secara bergurau disebut "Apollo on steroid"), "teksi" baru untuk angkasawan NASA akan dapat digunakan kembali - ia dirancang untuk menggunakan kapal kenderaan keturunan yang sama hingga sepuluh kali. Pada masa yang sama "Orion" akan dibezakan dengan peningkatan "kapasiti penumpang" dan akan dapat menaiki sehingga 7 orang anak kapal.
Tetapi ini bukan ciri utama Orion. Menurut Charles Precott, naib presiden Orbital ATK, yang mengembangkan penguat bahan api pepejal lima segmen untuk SLS, kapal itu akan menjadi sebahagian daripada kompleks Martian antara planet. Sistemnya, termasuk sistem sokongan hidup (penyejuk) dan perlindungan terhadap radiasi, akan disatukan ke dalam kompleks ini untuk meningkatkan kebolehpercayaannya.
Statistik kejayaan pelancaran ruang di pelbagai negara
Sumber anggaran "Orion" tidak kurang dari 1000 hari. Ia dirancang untuk memasuki atmosfer Bumi pada kelajuan yang lebih tinggi, seperti ketika kembali dari L-2 atau Mars. Di samping itu, kapal akan menjadi tempat perlindungan tambahan bagi kru sekiranya berlaku sesuatu. Precott memberikan contoh Apollo 13, yang kru, setelah letupan tangki oksigen dalam modul arahan semasa penerbangan ke Bulan, diselamatkan sebahagian besarnya berkat sistem pendingin dan pendorong pendarat lunar. Modul ini, walaupun tidak dirancang untuk beroperasi semasa penerbangan di sepanjang rute Bumi-Bulan-Bumi, dalam situasi kritikal berjaya menjalankan fungsi yang tidak biasa untuknya.
Penerbangan uji coba pertama Orion berlaku secara automatik pada bulan Disember 2014, ketika dilancarkan dari kenderaan pelancaran Berat Delta IV. Yang berikutnya dijadualkan pada bulan September 2018, Orion (masih tanpa kru) akan terbang di orbit sekeliling dengan bantuan syarikat penerbangan SLS, yang mana ini, dengan cara ini, akan menjadi pelancaran pertama. Dan penerbangan kapal angkasa berawak pertama - terus ke Bulan - dijadualkan pada 2021-2023.
Ketakutan dan kenyataan
Kru yang terbang di orbit Bumi rendah dilindungi dari sinaran kosmik oleh medan magnet Bumi. Angkasawan yang menuju ke Bulan dan Marikh khususnya dilucutkan perlindungan ini. Namun, menurut Scientific American, mengutip data dari Curiosity rover, bahaya radiasi dari ruang dalam tidak begitu besar sehingga menjadi halangan dalam pelaksanaan ekspedisi Martian. Jadi, angkasawan yang menghabiskan 180 hari untuk sampai ke Marikh, jumlah yang sama untuk kembali dari itu, dan juga menghabiskan 500 hari di permukaan Planet Merah, akan menerima jumlah dos radiasi di wilayah 1,01 sievert. Menurut piawaian ESA, angkasawan tidak boleh menerima lebih dari satu sievert selama semua penerbangannya. Dos ini, menurut doktor, meningkatkan risiko barah sebanyak 5%. NASA mempunyai standard yang lebih ketat: risiko barah angkasawan untuk sepanjang aktiviti profesionalnya tidak boleh melebihi 3%. Namun, menurut Don Hassler, salah seorang anggota pasukan penyelidikan Curiosity, 5% adalah "angka yang dapat diterima dengan baik."
Bercakap pada persidangan People to Mars (H2M) di Washington Mei ini, Scott Hubbard, yang sebelumnya bertanggungjawab untuk projek NASA di Mars dan kini seorang profesor di Universiti Stanford, memetik Ketua Doktor NASA Richard Williams sebagai mengatakan bahawa "saat ini tidak ada bahaya kesihatan kru yang akan menghalang misi berawak ke Marikh. " Williams mengakui ada beberapa risiko kesihatan bagi angkasawan, tetapi NASA bersedia menerimanya, terutama ketika agensi tersebut terus mengembangkan cara baru untuk menguranginya. Sebagai contoh, NASA sedang bereksperimen dengan bahan yang terbuat dari nanotube boron nitrida terhidrogenasi (BNNT) yang menunjukkan sifat anti-radiasi yang sangat menjanjikan.
Namun, menurut Andy Weier, pengarang buku "The Martian", berdasarkan filem yang dibuat dengan nama yang sama, pahlawannya pasti akan mendapat barah semasa dia tinggal di permukaan Planet Merah. Siapa yang lebih dekat dengan kebenaran - saintis atau penulis fiksyen sains, masa akan memberitahu.
Bila, untuk berapa dan dengan siapa
NASA kini mematuhi jadual berikut untuk penjelajahan dan eksplorasi berawak di Mars. Dari 2021 hingga 2025, sekurang-kurangnya lima misi berawak ke ruang lunar dirancang, termasuk "penangkapan" dan kajian asteroid. Pada tahun 2033, angkasawan dijangka sampai di Phobos, dan pada tahun 2039, mereka diharapkan untuk melangkah ke permukaan Mars untuk pertama kalinya. Ekspedisi kedua akan mendarat di Marikh pada tahun 2043.
Untuk menyokong "serangan" berawak dari Planet Merah dari 2018 hingga 2046, sekurang-kurangnya 41 syarikat penerbangan jenis SLS harus dilancarkan. Tidak dikecualikan bahawa untuk ini diperlukan untuk menambah pelancaran pembawa yang sudah dikendalikan dari jenis Delta-4 dan Atlas-5 (jika yang terakhir ini menerima enjin Amerika dan bukannya mesin Rusia dan masih dalam operasi). Mereka akan digunakan terutamanya untuk melancarkan kenderaan automatik ke Marikh dan Mars, yang akan diberi kepercayaan sebagai "pelombong" maklumat saintifik untuk membantu ekspedisi berawak.
Sudah tentu, jumlah syarikat penerbangan dan jenisnya boleh berbeza-beza bergantung pada perubahan yang dilakukan pada konfigurasi misi berawak Martian. Terdapat pilihan di mana hanya 32 pembawa jenis SLS yang diperlukan (tidak termasuk lima untuk ekspedisi pelengkap yang disebutkan di atas): sepuluh untuk menyokong misi berawak ke Phobos, dua belas untuk pendaratan angkasawan pertama di Marikh, dan sepuluh lagi untuk yang kedua.
Persoalannya: berapa semua kos ini dan Amerika Syarikat akan "menarik" perbelanjaan itu sahaja? Mengirim angkasawan ke Marikh hanya akan menelan belanja sebahagian kecil dari apa yang dibelanjakan untuk pengembangan dan pengeluaran jet tempur F-35 generasi keenam, menurut sekumpulan pakar dari NASA, serta perwakilan industri dan akademik di Amerika Syarikat. pengurusan Amerika Syarikat, akhirnya program F-35 dapat menelan belanja satu trilion dolar) dan tidak akan melebihi $ 100 bilion. Ini sama seperti yang telah dibelanjakan AS selama ini untuk program ISS. Menjelang 2024, penerbangan stesen akan selesai, dan NASA tidak lagi menghabiskan hampir $ 4 bilion setiap tahun untuk operasinya. Oleh itu, dalam sepuluh tahun yang memisahkan akhir stesen yang mengorbit di sekitar Bumi dan permulaan misi ke Phobos, jumlah dana yang disimpan akan berjumlah sekitar $ 40 bilion, dan Amerika Syarikat harus mencari tambahan $ 60 bilion untuk melaksanakan rancangan Martiannya.
Bercakap mengenai kos misi Mars, para pakar menekankan bahawa ia dapat dikurangkan lebih banyak lagi sekiranya peserta antarabangsa terlibat dalam projek ini. Soalan yang jelas adalah: adakah Rusia di antara mereka, yang kini merupakan salah satu rakan kongsi terbesar Amerika Syarikat dalam bidang angkasa dan mempunyai potensi ruang yang serius (terutama dalam bidang penerbangan berawak)? Tetapi jika Amerika Syarikat mempunyai rancangan seperti itu untuk Rusia, mereka dirahsiakan buat masa ini.
Pada akhir Mei tahun ini, akhbar Space News menggariskan pandangan ketua NASA Charles Bolden mengenai masa depan kerjasama antarabangsa di angkasa lepas. Dia bercakap mengenai pentingnya interaksi di luar atmosfera dengan Eropah, Jepun dan China. Berkenaan dengan RRC, Bolden menyebutkan bahwa dia akan mengunjunginya pada akhir musim panas, dengan menekankan bahawa cepat atau lambat Amerika Syarikat dan China pasti akan mulai bekerjasama erat dalam bidang ruang angkasa. Senarai rakan ruang angkasa yang berpotensi bahkan merangkumi negara-negara seperti Israel, Jordan dan Emiriah Arab Bersatu. Tetapi Bolden tidak mengatakan sepatah kata pun mengenai Rusia. Mungkin tidak ada alasan untuk ini, tetapi penjelasan lain adalah mungkin: hubungan yang semakin teruk antara Moscow dan Washington, serta kekurangan teknologi dan teknologi Rusia untuk ruang dalam (demi mendapatkan akses kepada mereka, Amerika Syarikat dapat menetapkan selain perbezaan politik umum) tidak menyumbang kepada kepentingan Amerika untuk meneruskan kerjasama dengan negara kita setelah berakhirnya penerbangan ISS.
Masih ada yang menambahkan bahawa, selain program Mars negara AS, ada juga program swasta, yang ingin dilaksanakan oleh SpaceX. Ketua syarikat ini, Elon Musk, mengumumkan rancangan untuk mendaratkan kapal Naga di permukaan Planet Merah pada tahun 2018, dan mengirim orang ke sana pada tahun 2026.
Bercakap di persidangan People to Mars dan membicarakan mengapa Amerika memperjuangkan Planet Merah, Charles Precott mengatakan: “Lompatan ke angkasa hanya berlaku apabila kepentingan strategik negara berada di belakang mereka. Kami akan pergi ke Marikh kerana kami ingin menunjukkan kepada dunia kemampuan kami untuk melakukan sesuatu yang belum pernah dilakukan oleh orang lain, untuk menunjukkan kepemimpinan ruang kami dan menjamin akses kami ke pasaran ruang angkasa global, yang mencapai pendapatan tahunan $ 330 bilion. Seperti yang anda lihat, penjelasannya agak mudah. Dan persoalannya timbul secara tidak sengaja: adakah Rusia benar-benar tidak mempunyai kepentingan strategik seperti itu yang dapat direalisasikan dengan bantuan projek yang menelan belanja dua Sukan Olimpik Sochi?
