Колонизация Марса: почему до сих пор ничего не вышло
Фантасты и футурологи XX века в один голос твердили о необратимости колонизации Марса. Причем дату начала его освоения человеком называли примерно одну и ту же: первую четверть нашего столетия. Писатель Артур Кларк, например, полагал, что человек впервые ступит на Красную планету уже в 2021 году, а фантаст Айзек Азимов и вовсе предрекал, что к 2014 году между планетами установится чуть ли не регулярное сообщение беспилотных кораблей.
Но все эти пророчества не сбылись. Марс, за которым человечество столь пристально наблюдает уже более 300 лет, так и остался неприступен. Более того, по сравнению с тем, как развивалась космическая индустрия в прошлом веке, сегодня мы будто бы наблюдаем регресс. Это особенно заметно по сфере пилотируемой космонавтики.
Все основные миссии сконцентрированы на МКС, а также на запуске спутников, закладывающих, например, инфраструктурные основы для «интернета вещей» или милитаризации космоса. Последний раз нога человека ступала на Луну в далеком 1972 году, в то время как американцы торжествуют по поводу недавней успешной стыковки с МКС космического корабля Crew Dragon.
По сравнению с хроникой триумфов 60-70-х годов прошлого века все это выглядит, мягко говоря, скромно.
Но такое торможение в развитии космонавтики в целом, и в реализации пилотируемого полета на Марс в частности, — скорее связано с более сложными проблемами институционального порядка, нежели с тем, что человек просто предпочел потребление покорению космоса — «пить пиво и смотреть сериалы», как посетовал однажды писатель Рэй Брэдбери.
И дело даже не в финансировании (хотя любой проект, связанный с полетом на Марс, требует астрономических затрат) или отсутствии ярко выраженной идеологической составляющей, каковая была в эпоху холодной войны. За минувшие десятилетия наши знания о Марсе настолько расширились, что теперь на подобные миссии мы смотрим куда более реалистически, без того головокружительного воодушевления, с каким смотрели в будущее футурологи XX века. В этом смысле сама история проекта полета на Марс крайне поучительна.
От Циолковского до очарованности космосом
В научном дискурсе проблема межпланетных полетов человека впервые была поднята в работах ученого Константина Циолковского, математика Якова Перельмана и инженера Владимира Рюмина в самом начале прошлого века. Первые же эксперименты в этой области принадлежат советскому изобретателю Фридриху Цандеру, который, основываясь на теоретических расчетах своих предшественников, подготовил первый проект полета человека на другую планету.
Согласно подсчетам Цандера, для путешествия двух-трех космонавтов на Марс потребовался бы корабль массой в 400 тонн, конструкция которого должна была представлять собой комбинацию аэроплана и ракеты — на случай, если полет придется осуществлять в другой по своей плотности атмосфере.
Для обслуживания космонавтов и кораблей ученый предлагал использовать околопланетные орбитальные станции. К слову, Цандер впервые сумел экспериментально проверить возможность использования оранжерей, которые планировал разместить на борту корабля для выращивания питания космонавтам.
Впоследствии на фундаменте этих исследований была организована «Группа изучения реактивного движения» (ГИРД), которая в 1933 году вошла в Реактивный научно-исследовательский институт (РНИИ), главным инженером которого стал легендарный Сергей Королев. Осенью того же года произошел первый запуск советской ракеты «ГИРД-Х», которая, взлетев вертикально на высоту около 80 метров, разбилась. До начала Второй мировой войны ее продолжали улучшать, обкатывая на наземных и летных испытаниях.
Вместе с тем, на Западе уже в 1952 году германо-американский конструктор Вернер фон Браун опубликовал свой проект пилотируемого полета на Марс. В книге Das Marsprojekt он предложил отправить на Красную планету десять межпланетных кораблей — семь с людьми (по десять человек на каждом) и три с грузом. Фон Браун спроектировал и посадочный модуль, напоминающий самолет. Предполагалось, что космонавты смогут приземлиться на поверхность Марса как на самолете, после чего демонтируют крылья так, чтобы модуль вновь принял облик ракеты.
Конечно, первые проекты пилотируемого полета человека на другую планету были не реализуемыми в принципе. Например, сегодня мы знаем, что из-за низкой температуры (в среднем минус 62 градуса по Цельсию) и предельно разреженной атмосферы (примерно в 100 раз менее плотной, чем на Земле) совершить посадку на Марс, используя крылья самолета, невозможно.
Эти проекты скорее определили общий вектор развития, поставили новые задачи перед инженерами и превратили космическую отрасль едва ли не в самое культовое явление во всем цивилизованном мире.
Именно на пике этой всеобщей очарованности космосом, к концу 50-х — началу 60-х годов, в СССР и США сумели, наконец, сконструировать первые реальные аппараты, проложившие первые тропинки к Марсу.
14-секундное знакомство
Первые попытки посадить на планету автоматический аппарат осуществил Советский Союз в начале 1960-х годов. Правда, все они закончились провалом. «Марс 1960А» и «Марс 1960Б» не достигли планеты из-за аварий ракеты-носителя «Молния». Чуть более успешным оказался запуск станции «Марс-1», которая, несмотря на Карибский кризис, все же сумела взлететь с Байконура и подобраться к планете на расстояние в 200 тыс. км, после чего связь с аппаратом была утрачена.
В дальнейшем Советскому Союзу удалось лишь 14-секундное пребывание на Марсе: в 1971 году аппарат «Марс-3» сумел успешно приземлиться на планету, однако сильнейшая пылевая буря прервала связь с марсоходом. Много большее удалось американцам.
В 1965 году аппарат «Mariner- 4» подлетел к планете на минимальное расстояние до ее центра — 13 200 км — и сумел сделать 21 изображение с разрешением порядка одного км. Затем уже в 1971 году был запущен первый искусственный спутник планеты «Mariner-9», который доставил на Землю тысячи новых и куда более детализированных снимков.
Например, оказалось, что Марс испещрен вулканическими и тектоническими геологическими формациями, что на нем есть высохшие русла водных потоков. С того момента начались масштабные исследования атмосферы и ионосферы планеты, а также ее окружающей среды.
Наконец, в 1975 году на планету успешно приземлились две автоматические станции «Viking 1» и «Viking 2». На Землю было отправлено более 50 тыс. снимков, которые позволили составить первый картографический набросок планеты. После этого успешных марсианских экспедиций не было более 20 лет. Только в 1996 году на орбиту вышел «Mars Global Surveyor», который сумел сделать уникальные по своей четкости изображения Марса.
Сегодня в сторону планеты движется новый исследовательский аппарат «Настойчивость» (Perseverance). В случае удачи, марсоход в 2029 году передаст орбитальному кораблю первые образцы марсианского грунта, которые будут доставлены на Землю.
Это особенно важно, потому что за счет мощностей наземных лабораторий ученые смогут определить биологическое происхождение марсианской почвы, а в перспективе — хотя бы частично реконструировать историю жизни на этой планете.
В целом за 60 лет активных исследований Марса общее количество миссий на эту планету достигло 45. Из них только 19 были успешными. И это — миссии только для автоматических аппаратов. О пилотируемом полете человека мы пока не вели даже речи.
Без гравитации и связи, но с плесенью и радиацией
Дело в том, что за все время активного изучения Красной планеты человечество многое узнало не только о том, что из себя представляет сам Марс — например, какова средняя температура на поверхности планеты, какие на ней климат, гравитационное и магнитное поля, атмосфера, — но и то, с какими трудностями сопряжены путешествие и посадка на Марс.
В итоге за счет собранной информации удалось определить основные проблемы пилотируемого проекта, без решения которых освоение человеком планеты невозможно или будет сопряжено с огромными рисками. Все они так или иначе входят в одну глобальную проблему — расстояние между Землей и Марсом, которое составляет более 55 млн км. Для сравнения — между Землей и Луной пролегает чуть больше 384 тыс. км.
Такая дистанция требует совершенно особых решений для успешного полета — начиная с устройства ракеты, заканчивая предварительной медико-психологической подготовкой космонавтов и координацией всей миссии.
«Главное техническое препятствие сегодня — чисто формальное. Пока ни в США, ни в Китае, ни в РФ нет достаточно мощной ракеты, чтобы отправить на ней даже одного человека на Марс. Те ракеты, которые отправляют на планету автоматические станции, способны бросить туда около 5 т. Причем до самой поверхности планеты долетает только одна тонна. Для сравнения, полеты на Луну в 1970-х годах требовали 50-тонного космического корабля. И это, внимание, для шестидневного пути — туда и обратно. Тогда как до Марса путь займет уже многие месяцы. То есть все имеющиеся ракеты пока слишком слабы», — Владимир Сурдин, кандидат физико-математических наук, старший научный сотрудник Государственного астрономического института им. П. К. Штернберга МГУ.
Но даже если и удастся сконструировать достаточно мощный двигатель, начнутся препятствия совершенно другого порядка. Примерное время пути до Марса составит около 9 месяцев. Суммарная же длительность путешествия туда и обратно будет примерно 500 дней. То есть почти полтора года космонавтам придется провести в закрытом помещении в условиях почти полного отсутствия гравитации, с крайне примитивной и прерывающейся связью с Землей, а затем еще и в ужасающих марсианских условиях — при очень низких температурах и давлении.
Особенно много проблем — в отсутствии гравитации. «В невесомости происходит перемещение крови из вен нижних конечностей в верхнюю часть тела, которое приводит к переполнению кровью головы, отеку тканей в области шеи и головы и другим реакциям», — пишут, например, авторы книги «Пилотируемая экспедиция на Марс».
Иными словами, если в условиях Земли организм стремится доставить кровь и другие жидкости, преодолевая обычную гравитацию, то в космосе эти процессы продолжаются, несмотря на изменившиеся условия, что спровоцирует физиологические проблемы. Кроме того, ввиду отсутствия привычной нагрузки, человек будет терять мышечную массу и толщину костных тканей.
Помимо воздействия невесомости во время путешествия на Марс космонавт может получить чрезмерную дозу радиации, крайне опасную для работы организма.
«Если мы возьмем радиационный норматив для человека, который работает на ядерных предприятиях или на урановых рудниках, то уровень облучения равняется 1 тыс. миллизиверт. Считается, что такую не угрожающую жизни человека дозу можно получить, работая на подобном предприятии 50 лет. Так вот тот же космонавт, который работает на МКС, в год получает около 220 миллизиверт, то есть может находиться на ней безопасно, условно, в течение четырех лет. Но дело в том, что, находясь на МКС, человек защищен геомагнитным полем Земли, которое эффективно отклоняет заряженные частицы, в то время как полет на Марс будет проходить за пределами этого поля», — Вячеслав Шуршаков, заведующий отделом радиационной безопасности пилотируемых космических полетов ИМБП.
То есть, оказавшись в открытом космосе, астронавты на протяжении всего пути будут находиться под постоянным ионизирующим излучением, которое суммарно будет равняться разрешенной дозе на всю карьеру — 1 тыс. миллизиверт. Не говоря уже о том, что во время полета может произойти так называемое солнечное протонное событие — опасное проявление солнечной активности, которое может выбросить в сотни раз больше радиации, чем в невозмущенных условиях.
Полученная за полет доза радиации может привести к значительному сокращению продолжительности человеческой жизни, увеличению риска развития болезни Паркинсона и онкологических заболеваний, нарушению кратковременной памяти. К слову, поэтому считается, что женщине пока не стоит участвовать в миссии вовсе, ведь статистически продолжительность жизни женщины больше, чем у мужчины, а значит — больше рисков столкнуться с отсроченными болезнями к старости.
По словам Вячеслава Шуршакова, на сегодняшний день обсуждаются сразу несколько способов минимизации вреда ионизирующего излучения на космонавтов, например, есть идея создать вокруг космического корабля нечто подобное тому магнитному полю, которое окружает Землю и защищает человека на МКС. Также можно ввести космонавтов в летаргический сон, произвести изменения на генном уровне, сделав организм более устойчивым к радиации. Есть варианты нейрохирургического вмешательства, заранее купирующего возможные проявления болезни Паркинсона. Такие операции сегодня уже проводятся в Японии.
Но и это еще не все. Помимо психологических проблем есть сложности и с гигиеной: неясно как стирать одежду и мыться. Отсутствие же солнечного света и замкнутая влажная атмосфера — идеальная среда для образования грибков и плесени, которые опасны тем, что могут «съесть» пластиковые изоляции на борту корабля и спровоцировать аварии.
К этому добавляются еще и типичные для любых космических полетов заболевания. Авторы книги «Пилотируемая экспедиция на Марс» дают такой внушительный список: «Космическая болезнь движения, заложенность носовых пазух, запоры, головная боль, раздражение кожи и ее сухость, абсцессы, небольшие ссадины и ушибы, воспаление роговицы или ее ссадины, инфекция верхних дыхательных путей, бессонница, отит». Поэтому на борту корабля потребуется создать автономный медицинский центр. Значимыми здесь могут оказаться и технологии телемедицины.
Конечно, все эти проблемы в перспективе могут быть решены. Многое уже прорабатывается сегодня. Например, инженеры продумывают более совершенные скафандры, которые помогут человеку выжить в условиях марсианского климата, совершенствуют систему связи, чтобы улучшить координацию всего проекта, конструируют аппарат для безопасной посадки на планету. Продумывается и возможность выращивания овощей на планете, чтобы обеспечить всю команду едой. Изучаются возможные психологические проблемы долгого полета.
Но хотя человечество за минувшие годы сделало очень многое для приближения колонизации Марса, пока даже в среднесрочной перспективе не стоит рассчитывать на то, что человек ступит на эту планету.
Подписывайтесь на Telegram-канал РБК Тренды и будьте в курсе актуальных тенденций и прогнозов о будущем технологий, эко-номики, образования и инноваций.
Илон Маск хотел колонизировать Марс. Теперь он стал ближе к мечте
PayPal, Tesla, Hyperloop — эти слова для многих стали символами прогресса и будущего. Все это — проекты Илона Маска, одного из самых знаковых бизнесменов современности. Но, пожалуй, его главное и самое успешное дело — космическая компания SpaceX.
30 мая 2020 года она впервые в истории частных компаний запустила человека в космос. Теперь SpaceX может стать основным подрядчиком NASA и окончательно сделать космические полеты коммерческой сферой. А еще — приблизиться к колонизации Марса, что Маск считает главной целью.
Менее чем за 20 лет из стартапа, в который никто не верил, SpaceX превратилась в одного из лидеров мировой космической индустрии. Как это вышло — в нашем тексте.
SpaceX родилась после неудачных переговоров с Россией
Маск всегда мечтал о колонизации Марса — он считал, что людям нужны межпланетные перелеты для развития цивилизации и для того, чтобы избежать уничтожения жизни на Земле. Он хотел вдохновить человечество путем доставки миниатюрной теплицы с земными растениями на поверхность планеты. Для этого ему нужна была ракета — но тут возникли сложности.
Цены на американскую продукцию его не устроили, и осенью 2001 года Маск поехал в Россию, чтобы купить переоборудованную межконтинентальную баллистическую ракету «Днепр». С ее помощью он хотел отправить на Марс мышей.
В биографии бизнесмена « Илон Маск : Tesla, SpaceX и поиски фантастического будущего» рассказывается о нескольких встречах с представителями НПО имени Лавочкина и компании «Космотрас» — однако все они закончились безрезультатно, так как россияне не приняли предложения Маска всерьез.
Прямо в самолете Илон составил примерный план дальнейших действий и сказал шокированным партнерам, что будет строить ракеты сам. Один из инвесторов SpaceX Стив Джурветсон рассказывал о подсчетах Маска, из которых выходило, что сырье для создания ракеты составляло всего три процента от ее цены. С этого и началась история SpaceX.
SpaceX начала с неудач и исправилась в самый нужный момент
Затем было еще два неудачных пуска, причем в последнем случае ракета потеряла полезную нагрузку: военный спутник США и пару малайзийских микроспутников. Еще один провал мог поставить крест на перспективах компании.
Черная полоса завершилась 28 сентября 2008-го. Тогда Falcon 1 стала первой в истории частной ракетой на жидком топливе, вышедшей на орбиту Земли с макетом груза.
Корабль Dragon и ракета Falcon 9 позволили совершить прорыв
В том же году она вывела на орбиту корабль Dragon — первый частный космический корабль, разработанный по заказу NASA. Маск назвал его в честь песни американской фолк-группы Peter, Paul and Mary «Puff, the Magic Dragon». Маск говорил, что сделал это из-за критиков, которые считали его цели после основания SpaceX недостижимыми. Dragon — до сих пор единственный грузовой корабль, который может вернуть груз из космоса.
В декабре 2010-го SpaceX намекнула, что корабль Dragon перевезет в космос спецгруз, но не сообщила какой. После успешного испытательного полета компания сообщила, что именно вывела на орбиту — это было колесо сыра в спецконтейнере с надписью «Совершенно секретно». Таким образом SpaceX сделала отсылку к скетчу в сырном магазине комик-труппы «Монти-Пайтон». Корабль выловили в Тихом океане и торжественно водрузили под потолок производственного комплекса SpaceX в Хоторне.
В 2012-м второй и третий испытательные полеты Dragon объединили: в итоге корабль успешно пристыковался к МКС (Международной космической станции) и доставил продовольствие, одежду и оборудование. С тех пор Dragon регулярно возит грузы на МКС.
Давней целью Маска была многоразовая система запуска — она позволила бы резко удешевить себестоимость. «Только представьте, во сколько обходились бы поездки на машинах или полеты на авиалайнерах, если бы они были одноразовыми, как ракеты», — говорил Маск.
И в 2015-м SpaceX после нескольких неудачных попыток добилась успешного возвращения (вертикальной посадки) первой ступени ракеты Falcon 9. Первая ступень больше не терялась безвозвратно, и некоторые элементы можно было использовать повторно.
С Crew Dragon компания перешла на новый уровень
В 2014 году SpaceX презентовала многоразовый пилотируемый корабль Crew Dragon, способный перевозить до семи астронавтов на МКС. Его фишка — возможность совершать управляемую посадку на Землю с точностью вертолета. Первый беспилотный запуск состоялся в марте 2019-го.
А первый полет с астронавтами на борту состоялся 30 мая 2020 года. Это уникальное событие в истории космической индустрии: раньше частные компании лишь запускали спутники и доставляли грузы — полеты с астронавтами на борту им не доверяли.
Кроме того, для NASA это будет первый полет с участием астронавтов с 2011 года, когда закрыли программу «Спейс Шаттл» — почти целое десятилетие людей на МКС доставлял только «Роскосмос».
SpaceX отлично делает яркие истории из своих успехов
SpaceX и Маск всегда могли великолепно себя продвинуть. Вот лишь пара примечательных примеров, добавлявшие популярности компании и ее основателю:
В июне 2007-го актер Роберт Дауни-младший, готовившийся к роли изобретателя Тони Старка в «Железном человеке», побывал в производственном комплексе SpaceX. Его настолько поразило увиденное, что он попросил режиссера Джона Фавро разместить в мастерской Старка электрокар Tesla Roadster. А сам Маск, по мнению Дауни-младшего, мог быть другом его персонажа. В итоге Илону досталась эпизодическая роль в «Железном человеке-2», часть съемок которого проходила на заводе SpaceX.
А в феврале 2018-го компания запустила сверхтяжелую ракету-носитель Falcon Heavy, способную доставить на низкую околоземную орбиту до 64 тонн груза. Она стала самой мощной из существующих ракет-носителей. В качестве полезной нагрузки SpaceX отправила в космос электрокар Tesla Roadster с манекеном в скафандре и диском с романами цикла «Основание» Айзека Азимова.
У SpaceX колоссальные планы: от освоения Луны до колонизации Марса
В случае успешного полета NASA сертифицирует Crew Dragon и Falcon 9 для доставки астронавтов — следующий пилотируемый полет может состояться уже осенью. Но планы SpaceX простираются гораздо дальше отправки людей на МКС.
Одним из направлений работы компании является космический туризм: в феврале 2020-го SpaceX и Space Adventures подписали контракт об отправке первых клиентов на корабле Crew Dragon в 2021–2022 годах. А на 2023 год у SpaceX забронирован полет вокруг Луны для японского миллиардера Юсаку Маэдзавы.
Еще один мегапроект SpaceX — программа по обеспечению высокоскоростным интернетом всей Земли. Компания начала запускать спутники в 2019 году, и к апрелю на орбите было уже 418 спутников из запланированных 12 тыс. Для минимального покрытия этого уже хватает, для приемлемого — необходимо довести их число до 720.
Другие планы SpaceX еще более амбициозны. Компания разработала проект Межпланетной транспортной системы, предполагающий создание многоразового космического транспорта для доставки людей на Марс с прицелом на его колонизацию. Для этого Маск собирается использовать корабли Starship. Первый грузовой корабль на Марс SpaceX собирается отправить в 2022 году, а первую миссию с людьми — не раньше 2024 года.
SpaceX — один из лидеров отрасли. И возможно, все только начинается
SpaceX — по-прежнему многообещающая компания, перспективы которой захватывают. 15 лет назад у нее не было даже ракеты — а теперь она отправляет людей в космос.
SpaceX началась с нескольких десятков энтузиастов, а теперь объединяет более 6 тыс. квалифицированных специалистов. Она преобразила рынок космических запусков, заставив всю отрасль меняться вслед за собой. И с такими темпами развития даже мечты о Марсе перестают казаться слишком далекими — SpaceX доказала, что умеет удивлять и превосходить самые смелые прогнозы.
Все материалы нашего проекта доступны в Яндекс.Дзене. Подпишитесь, чтобы быть в курсе
Смоделирован худший сценарий полета на Марс: «Могут потерять память»
Ученые ищут способы защиты от сильнейшей радиации
Руководитель компаний SpaceX Илон Маск не исключил, что покорение Марса потребует человеческих жертв, и отметил, что отправляться на Красную планету будут только добровольцы. Получается, – добровольцы-смертники? С моим собеседником – кандидатом физико-математических наук, который возглавляет Службу радиационной безопасности пилотируемых космических полетов Института медико-биологических проблем РАН, Вячеславом Шуршаковым мы образно, пошагово смоделировали такой полет, чтобы понять, где на этом пути будут ждать особо неприятные моменты, и можно ли теоретически вернуться с Марса живым.
Свой проект межпланетной транспортной системы, предполагающей конструирование многоразового космического транспорта для доставки людей на Марс и создания там в будущем самоподдерживающейся колонии Маск представил 27 сентября 2016 года на 67-м Международном конгрессе по астронавтике в Гвадалахаре.
По всей видимости, дело не стоит на месте, основатель SpaceX изучает вопрос. Вот в недавнем интервью американскому каналу он сообщил, что полет на Марс будет сопряжен с большой опасностью: «Это будет опасно, неудобно и долго. Возможно, вы не вернетесь живыми. Непросто туда добраться». Конечно, компания никого не заставляет лететь. «Только добровольцы», – смеясь, говорит Маск.
«Вспомнят ли космонавты, летящие к Марсу, куда они летели и зачем?»
– Сначала рассмотрим вариант, когда организаторы полета выбрали год со спокойным прогнозом по радиационной обстановке, то есть при отсутствии мощных выбросов протонов с Солнца. Если возле Земли космонавты, работающие на Международной космической станции, при такой спокойной радиационной обстановке получают ежедневно по 0,7 миллизиверта (мЗв) радиации, то на трассе полета Земля-Марс по последним данным ученых из ИКИ РАН и ИМБП РАН, участвующих в миссии «ЭкзоМарс», радиация усилится до 1,8 мЗв в сутки. Это произойдет через трое суток вращения вокруг нашей планеты, после того, как кораблю придадут дополнительный импульс, и он направится Марсу.
– Теперь давайте определимся, сколько они получат радиации за полет?
– Если бы у нас был корабль с ядерным двигателем, мы смогли бы ускорить процесс полета до двух месяцев. Но пока мы таким не обладаем, остается только кислородно-керосиновый, на котором летают сейчас все наши ракеты. На таком двигателе люди доберутся до Марса только за 8 месяцев, или 250 суток. Умножим на 1,8 мЗв, – получается 450 мЗв.
Для космонавтов, летающих сегодня на низкой орбите, разрешенной считается доза 500 миллизивертов в год. То есть наши путешественники на Марс в этот «радиационный год» вроде бы укладываются. По-видимому, Маск тоже опирался на такие расчеты, а потому был уверен, что люди, по крайней мере, смогут долететь до Марса в добром здравии. Но давайте не будем спешить с оптимистичными выводами.
Когда наши «марсиане» отлетят от Земли буквально на 10 земных радиусов, радиация не просто усилится до 1,8 мЗв, – изменится ее состав. На таком расстоянии заканчивается магнитосфера Земли, и на человека кроме солнечной действует еще и галактическая радиация, с потоками тяжелых заряженных частиц. Это ядра всех элементов таблицы Менделеева, ускоренные до высоких энергий, потоки которых в пять раз превышают те, что были в пределах магнитосферы.
– Получается, расчет на то, что людям хватит запаса «радиационной прочности» на полет в одну сторону, неверен?
– Да, он верен для низких околоземных орбит, но открытый космос — это совсем другое дело. Эти тяжелые заряженные лучи воздействуют прежде всего на кору головного мозга, гиппокамп, центральную нервную систему. Доза радиации от этих тяжелых заряженных частиц, которая накопится за 250 дней полета к Марсу в межпланетном пространстве, на низкой околоземной орбите накапливалась бы в пять раз дольше, то есть за 1250 дней, а так долго у нас не летал еще ни один космонавт!
К тому же прибавьте возможные тяжелые последствия от гипомагнитной обстановки, невесомости, нахождения длительное время в замкнутом пространстве и, возможно, нехватку еды и воды. Конечно, марсианский корабль будет оборудован самыми совершенными системами регенерации, но ведь не исключено, что они могут просто поломаться, а подвезти запчасти, как на МКС, уже не получится.
– Так люди могут и не долететь?
– Давайте представим, что экипаж подлетает к Марсу, до спуска остается какая-нибудь неделя полета, они уже должны видеть в иллюминаторе его красноватую поверхность. Но. Видят ли их глаза? Не поврежден ли хрусталик потоками протонов и тяжелых заряженных частиц?
К этому времени организмы путешественников точно накопили уже в два раза больше радиации, чем положено по нормам ликвидаторам крупных аварий на АЭС. Они осознают, если еще в состоянии осознавать, что их ждет очень нерадостное будущее, быстрое развитие онкологических заболеваний, ранний Паркинсонизм или болезнь Альцгеймера.
– Как это выяснили?
– Различные воздействия больших доз радиации давно изучаются во всем мире. Откуда, по-вашему, мы взяли установленные нормативы по предельно допустимым дозам?
Но что касается воздействия тяжелых заряженных частиц галактических лучей на головной мозг, у нас в России мы еще не проводили исследований по такому воздействию на человека. Западные ученые уже выдают некоторые данные. Согласно им, подвергнувшись сильнейшей радиационной атаке, первые члены экипажи, летящие на Марс, могут потерять координацию и память уже в полете.
Ходит среди радиобиологов такая грустная шутка, что первые космонавты, долетев до Марса, не вспомнят, куда они летели и зачем. В любом случае, им будет очень нелегко. И мы, я напомню, пришли к этому выводу, исходя из того, что в радиационном плане год для полета будет выбран самым спокойным. Если же к этому добавятся мощные выбросы с поверхности Солнца, корабль может доставить на Марс людей, пораженных сильнейшей лучевой болезнью.
«На Марсе жить легче, чем на Луне»
– Давайте продлим нашу историю, немного изменив сценарий. Предположим, что люди полетели на Марс на корабле с ядерным двигателем или на корабле с особо сильной защитой от радиации (должен же ее кто-нибудь изобрести!) Что будет ждать уже долетевших до Марса? Какие условия?
– Будет ли возможность людям как-то укрыться от радиации, используя марсианскую почву?
– Это, скорее всего, будет самым лучшим выходом. Рассчитано, что, только закопавшись в грунт на 3-5 метров, человек достигнет дозы радиации, близкой к земной. Но поскольку это, особенно на первых порах, будет невозможно (надо же кому-то еще построить эти убежища!), то давайте прикинем, сколько земляне смогут пробыть на Марсе, чтобы, по вашему, оптимистичному сценарию все-таки суметь после вернуться на родную планету Земля?
Если предположить, что при полете к Марсу они получили не критичную дозу радиации, а примерно в два раза меньше, то дней 100 у них в запасе будет. Главное уложиться с дозами, накопленными при полете туда, на планете и при полете обратно в рамках 1000 мЗв. Навсегда полететь туда по нашим нормативам не получится.
Радиационное меньшинство
– Какие уже сегодня есть идеи по поводу средств защиты?
– Есть ткани, которые теоретически могут снизить дозу радиации на 20-30%, если человек будет надевать их на себя или обивать ими стены космического корабля. Можно сделать более толстыми стенки корабля. Уже сегодня говорят об отборе людей по их индивидуальной чувствительности к радиации.
– Бывают менее чувствительные?
– Как же их вычислять?
– Облучать специально живого здорового человека, конечно, никто не будет. Поэтому делают тест ин витро — берут образцы крови и облучают разными дозами. Исследователи смотрят хромосомные изменения в лимфоцитах, их частоту. Коллега рассказывала мне, что в Канаде, к примеру, давно проводят такие тесты для потенциальных работников АЭС.
Это все из реально осуществимых методов. Но есть и научная фантастика. Обсуждается, в частности, киборгизация будущих путешественников на Марс. Если какие-то органы, которые могут пострадать в межпланетном полете, можно заменить на искусственные, то это может существенно облегчить последствия, – утверждают ее сторонники.
Шутки шутками, но хочется в связи с этим привести простой пример киборгизации, с которой мы сталкиваемся уже сейчас. Космонавтов или полярников перед экспедициями обязательно заставляют вставлять импланты вместо «ненадежных» зубов. Мы же не говорим, что человек после этого стал киборгом.
Это еще не все. Оказывается, самый чувствительный орган к радиации — это наш глазной хрусталик. Чтобы спасти человека от стремительного развития катаракты глаза, некоторые ученые предлагают перед полетом сразу менять родной хрусталик на искусственный, кусочек пластмассы.
Один японский нейрохирург предлагает перед длительными полетами заранее проводить операцию на мозге по предотвращению раннего развития Альцгеймера. Такие операции, не требующие трепанации черепа, проводятся по показаниям в ведущих клиниках мира. Но применять их к здоровым людям, для профилактики пока, естественно, никто не пробовал.
Еще одним способом долететь до Марса живыми и здоровыми для футурологов видится гибернация — введение человека в летаргический сон. Поскольку в таком состоянии все процессы в организме существенно замедляются, за 250 суток полета он, вероятно, меньше получит вреда от радиации.
В конечном итоге я хотел бы отметить, что идея Илона Маска отправить людей на Марс мне импонирует, несмотря на все сложности, о которых я, как специалист по радиобиологии знаю не понаслышке.
Думаю, талантливые ученые, вдохновленные такой мега-задачей, очень быстро найдут пару-тройку решений, которые будут воплощены в жизнь. Может быть, и на Марс никто не полетит в ближайшее время, но идеи пригодятся человечеству для чего-нибудь другого, как это не раз случалось…
