Misionāri uz Marsu

Akmeņainajos kalnos jūs jūtaties tuvāk kosmosam. Gaisa plīvurs ir plāns; zvaigznes un planētas šķiet tuvākas. Tāpēc ir pareizi, ka cilvēku nosūtīšanas uz Marsu kustības galvaspilsēta atrodas Kolorādo Universitātē Boulderā.

Žurnālistikas pilnīgas izpaušanas interesēs man šeit jāatzīmē, ka tā ir kustība, kuras dalībnieks es lepojos. Kopš 1981. gada esmu devies uz Boulderu, lai neregulārās konferencēs rīkotu Marsa lidojumu entuziastus; pēdējais bija pagājušā gada augustā. Es joprojām atceros pirmo Case for Mars konferenci, ko organizēja grupa absolventu, kuriem nebija ne jausmas, kāda veida uzņemšanu sagaidīs viņu ierosinātais sasaukums. Galu galā pēdējā valdības amatpersona, kas atbalstīja pilotētu lidojumu uz Marsu, bija Ričarda Niksona drīzumā apkaunotais viceprezidents Spiro Agnew — nelaimīgais aizbildnis.

Šis stāsts bija daļa no mūsu 1999. gada janvāra numura

• Skatiet pārējo izdevuma daļu
• Abonēt

Kosmosa laikmeta pirmajos gados gan amerikāņu pilsoņi, gan kosmosa inženieri uzskatīja, ka nosēšanās Mēness bija tikai pirmais solis nepārtrauktā pilotējamo lidojumu secībā, kas 10 līdz 15 gadu laikā novedīs pie Marsa. Bet 70. gados pēc Apollo samazināšanas Marss tika izslēgts no pat visoptimistiskākā NASA grafika; Ņemot vērā politisko uzskatu, ka esam uzvarējuši kosmosa sacīkstēs, NASA budžets tika samazināts par divām trešdaļām. Aģentūras atlikušie spēki tika koncentrēti uz kosmosa kuģu programmu, un pilotētais lidojums uz Marsu pazuda no oficiālās izskatīšanas.

Tomēr cilvēki ieradās Bolderā 81. gadā. Viņi pulcējās vilcinoši, gandrīz kautrīgi, bez oficiāla atbalsta no aģentūrām vai korporācijām. Daudzi bija saglabājuši ticību desmit gadu laikā, kad runas par pilotētu starpplanētu lidojumu bija gandrīz tabu. Katrs šķita pārsteigts, redzot, ka tik daudzi citi izkāpj no intelektuālajiem skapjiem, lai pasludinātu, ka arī viņi domā, ka cilvēka misija uz Marsu ir iespējama un vēlama, un ka arī viņiem ir jauna ideja vai ierosinājums to tuvināt.

Taču pagājušajā vasarā konference bija pārdroši. Šoreiz vairāk nekā 700 cilvēku pulcējās ne tikai, lai apmainītos ar idejām, bet arī lai izveidotu jaunu Marsa biedrību un parakstītu Marsa deklarāciju, kurā pausta pārliecība, ka cilvēka lidojums uz Marsu beidzot ir kļuvis iespējams un vēlams nekā jebkad agrāk. (Šī deklarācija kopš tā laika ir ievietota viņu tīmekļa vietnē www.marssociety.org , un kopijas ir nosūtītas uz Vašingtonu.) Uz galvenā pjedestāla runātāju parāde sniedza mežonīgi tēlainas prezentācijas ar nolūku likt visiem pārējiem izskatīties pārāk mēreniem. Konferenču dalībnieki bija pārsteidzoši eklektiski: NASA zinātnieki un astronauti; universitātes pētnieki un maģistranti; pat parastie pilsoņi, no kuriem daži atveda savus bērnus. Pārdevēji piedāvāja Marsa T-kreklus un Marsa kalendārus.

Kopš konferences plānotājiem, ko vada privātā sektora kosmosa inženieris Bobs Zubrins, Pioneer Astronautics dibinātājs Leikvudā, Kolo. (skat. Marss uz kurpju auklas, BĒRNI 1996. gada novembris/decembris) , bija agresīvi iekļaujošas, prezentāciju kvalitāte bija ļoti atšķirīga. Idejas tika mētātas, izmestas un enerģiski pārstrādātas. Specializētās sesijās tika aplūkots viss, sākot no Marsa misijas inženiertehniskajiem un medicīniskajiem izaicinājumiem līdz juridiskajiem un filozofiskiem jautājumiem, ko radīja planētas izpēte.

Mēness virs Marsa

Tomēr, ja cilvēki vēlas nokļūt Marsā, tas prasīs daudz vairāk nekā aizrautību. Veiksmīgie astronautu lidojumi uz Mēnesi un atpakaļ Apollo programmas laikā no 1968. līdz 1972. gadam tiek uzskatīti par vienu no lielākajiem cilvēces tehnoloģiju vēsturiskajiem sasniegumiem; inženieri koordinēti pārvarēja izaicinājumus desmitiem jomu, tostarp piedziņas, termiskās aizsardzības, komunikāciju un navigācijas jomā. Taču tehnoloģiskais izaicinājums, kas saistīts ar pilotētu misiju uz Marsu, ir atšķirīgs.

Apsveriet pamata skaitļus. Viena trīs cilvēku Apollo misija izmantoja vienu Saturn-V pastiprinātāju, kas novietoja aptuveni 120 000 kilogramu kosmosa kuģa un propelenta zemā stāvošā orbītā tieši aiz Zemes atmosfēras malas. Pēc vēl vienas raķetes izšaušanas un trīs dienu brauciena divi apkalpes locekļi nolaidās uz Mēness un pavadīja vairākas dienas, izkāpjot uz virsmas, lai savāktu paraugus, fotografētu un izvietotu instrumentus. Kopējais misijas ilgums vienam no Apollo lidojumiem bija 10 līdz 12 dienas.

Marsam daudzi no šiem skaitļiem dramatiski pieaugtu. Lielākajai daļai misiju stratēģiju ir nepieciešams montēt transportlīdzekli stāvēšanas orbītā no vairākiem atsevišķi palaistiem komponentiem, pievienojot līdz 400 000 līdz 500 000 kilogramu. Izbraucošais reiss ilgtu sešus līdz desmit mēnešus, kam sekotu uzturēšanās uz Marsa virsmas, kas ilgs vairāk nekā gadu; Šajā laikā apkalpes locekļi veica simtiem braucienu ārpusē, nevis trīs vai četrus Apollo skafandra braucienus, kurus mocīja rupji izmantošana un abrazīvi Mēness putekļi. Pilna misija ilgs gandrīz trīs gadus, un astronautu pakļaušana medicīniskiem apdraudējumiem, piemēram, ilgstošam bezsvara stāvoklim un kosmiskajiem stariem, būtu 100 reizes lielāka nekā Mēness misijām.

Tātad no pirmā acu uzmetiena šķiet, ka Marsa misija būtu daudzkārt grūtāka nekā Mēness nolaišanās un līdz ar to daudzkārt dārgāka (pašreizējos dolāros Apollo maksā aptuveni 80 miljardus USD). Taču, pēc pieredzējušu kosmosa plānotāju un ekonomistu domām, kosmosa tehnoloģija jau ir sasniegusi līmeni, kas ļautu veikt Marsa misijas par izmaksām, kas ir vienādas vai pat mazākas par Apollo programmas izmaksām. (skatiet Lēti sēdekļi?, vai ne) .

Uz spārna un rets gaiss

lai gan marsa entuziasti vēl nezina pietiekami daudz par Marsa augsni, viņi jau zina vienu svarīgu lietu par Marsa gaisu: tas ir ļoti plāns. Un, lai gan Marsa atmosfērā ir mazāks par 1 procentu no Zemes atmosfēras spiediena jūras līmenī, daži kosmosa inženieri izstrādā projektus mazām bezpilota lidmašīnām, kas spēj lidot pāri plašām Marsa reljefa teritorijām. Šādas lidmašīnas instrumenti varētu apsekot sarežģītus ģeoloģiskos reģionus, tostarp daudzus, kas izskatās pārāk raupji virszemes roveriem.

Lerijs Lemke, robotikas eksperts no NASA Eimsas pētniecības centra Kalifornijā, plenārsēdē pastāstīja par vienu spārnotu misiju. 150 kilogramus smags transportlīdzeklis ar 10 metru spārnu platumu, kas atbilstu dzinēja deltaplāna mērogam šeit uz Zemes, tiktu palaists no Zemes, salocīts zondē. Pēc tam, kad zonde iekļuva Marsa atmosfērā, tā nometa savu siltuma vairogu un atvēra nelielu stabilizējošu izpletni. Lidmašīna atvērsies nolaišanās laikā un atdalītos no izpletņa brīvam lidojumam. Spārnotais robots varētu pārvadāt 20 kilogramus smagu instrumentu, tostarp infrasarkano staru spektrometru minerālu un ledus nogulumu kartēšanai, kā arī ģeofizikālo lauka instrumentu komplektu, lai atklātu planētas ģeoloģiskās vēstures pēdas. Lemkes komanda jau ir izveidojusi 2000 kilometrus garu trīs stundu kursu lejup Marsa Vallis Marineris kanjonā (kas ir garāks nekā ASV platums).

Plānais Marsa gaiss, Lemke uzstāja, nebūtu problēma. Viņš norādīja, ka uz planētas virsmas Marsa gaisa spiediens ir aptuveni tāds pats kā uz Zemes 24 000 metru augstumā. Tā kā NASA bezpilota ar saules enerģiju darbināmā lidmašīna Pathfinder regulāri brauc šādā augstumā pa Zemi, tas ir pierādījums tam, ka uz Marsu varētu lidot arī specializētāks transportlīdzeklis. Aerodinamika nav problēma, sanāksmē sacīja Lemke.

Arī tehnoloģija nav problēma, sacīja Lemke. Marsa lidmašīna pēdējo 20 gadu laikā ir guvusi labumu no daudziem tehnoloģiskiem sasniegumiem apgabalos, kas nav saistīti ar astronautiku. Ir bijis darbs radiovadāmās lidmašīnās, vieglās konstrukcijās, elektropiedziņas dzinējos un militārās izvietošanas sistēmās.

Lemke uzskata, ka šī koncepcija ir tik dzīvotspējīga, ka viņš aicina palaišanu 2003. gadā, lai atzīmētu brāļu Raitu pirmo par gaisu smagāku lidojumu simtgadi. Viņš teica, ka mums vajadzētu atzīmēt 100. gadadienu kopš pirmā lidmašīnas lidojuma uz Zemes ar pirmo lidmašīnas lidojumu uz Marsu.

Ieslēgšanās

neatkarīgi no tā, vai robotu lidmašīnas lido uz Marsa vai nē, cilvēku ceļojumos galvenais apsvērums būs spēkstacija, kas nogādās pētniekus. Viena iespēja, kas tika apsvērta Marsa sanāksmē, bija kodolenerģija. Ar kodolenerģiju darbināma raķete ir bijusi zinātniskās fantastikas pamats paaudzēm ilgi, un 20. gadsimta 60. gados Atomenerģijas komisija faktiski izstrādāja un pārbaudīja vairākus ar urānu 235 darbināmus prototipus, lai tie kalpotu par augšējiem posmiem kosmosā. Izspiežot pārkarsētu ūdeņraža gāzi, tie nodrošināja tikpat spēcīgu vilci kā līdzīga izmēra ķīmiskie dzinēji, taču varēja iegūt tādu pašu vilci, vienlaikus iztērējot tikai uz pusi mazāk degvielas. Šī efektivitāte būtu bijusi milzīga priekšrocība smagajiem pilotējamiem Marsa transportlīdzekļiem, kas toreiz tika apsvērti.

Patiešām, kosmosa kodolenerģija bija vairāku konferences sesiju tēma. Sesija, kurā es piedalījos, notika klasē bez logiem pagrabā, un to vadīja Rodžers Lenards, inženieru vadītājs no Aizsardzības departamenta Sandia Labs Albukerkā. NM Lenards ir iestājies par kodolenerģijas izmantošanu kosmosā kopš viņa pienākumu pildīšanas direktora amatā. Timberwind projektam, ar kodolenerģiju darbināmai pretraķešu sistēmai, kas izstrādāta kā daļa no Zvaigžņu karu aizsardzības sistēmas. Taču Timberwind sabruka pirms desmit gadiem, jo ​​tika saņemta slikta publicitāte par iespējamo ietekmi uz vidi — tā izšaušana kaujās draudēja piesārņot lielas Klusā okeāna teritorijas, tostarp Jaunzēlandi.

Neraugoties uz šādām bažām, kodolenerģija joprojām ir populāra specializēto inženieru grupas iztēlē, un entuziasms par kodolenerģijas izmantošanu ārpus zemes konferencē sasniedza kritisko masu. Kosmosa kodolieroču aizstāvji, piemēram, Lenards, ir gaidījuši gadu desmitiem, lai saņemtu misijas apstiprinājumu, un viņi uzskata, ka Marss ir viņu labākā iespēja. Mērķējot uz planētu, kas ir pārāk tālu, lai to uzskatītu par kāda pagalmu, viņi cer apiet pret kodolenerģiju vērsto attieksmi, kas nav manā pagalmā.

Lenards kritizēja, viņaprāt, NASA tendenci izvairīties no kodolenerģijas tēmas tās pretrunu dēļ. Un pat NASA Marsa misijas pētījumos, kas ietver kodolenerģiju, viņš atklāja, viņaprāt, nereālus dizaina ierobežojumus. 1989. gadā Lenards strādāja kopā ar NASA kā kodolenerģijas speciālists Marsa dizaina atsauces misijā. Šajā projektā bija iekļauts viens bimodāls kodolreaktors, kas vispirms nodrošināja dzinējspēku, lai sāktu posmu no Zemes līdz Marsam, un pēc tam nodrošināja elektroenerģiju brauciena laikā un uz virsmas. Taču bimodalitāte ir slikta ideja, Lenards iebilda. Viņš teica, ka labas piedziņas sistēmas konstrukcijas prasības ir pretējas labas energosistēmas dizaina prasībām.

Vilces sistēmām nepieciešama pēc iespējas augstāka temperatūra - 3000 K, un tās darbojas tikai dažas stundas. Viņš piebilda, ka jums nav īpaši jāuztraucas par visu skaldīšanas produktu saglabāšanu, jo tie droši izgaist jau tā radioaktīvajā kosmosa fonā. Turpretim, lai nodrošinātu elektroenerģiju (gan lidojumā, gan uz virsmas), ir nepieciešama tikai neliela temperatūra un neliela efektivitāte, bet sistēmai ir jādarbojas ilgu laiku.

Lenarda analīzē citi Marsa entuziasti nav pārdomājuši šīs problēmas. Viņi pieņem, ka viena attīstības programma reaktoram, kas veic divas vai trīs lietas, automātiski ir lētāka nekā divas vai trīs atsevišķas programmas, viņš teica pārpildītajai telpai. Bet mēs to noraidām. Ja prasības ir tik viena otru izslēdzošas, tā kļūst par programmu ar milzīgu risku, ilgu izpildes laiku un augstām izmaksām.

Tomēr, izņemot politiskās pieņemamības savvaļas kārti, kodoltehnoloģija ir galvenā pretendente uz Marsa misiju. Bez kodolpiedziņas agrīnās pilotētās misijas uz Marsu būtu jāpaļaujas uz ķīmiskajiem dzinējiem, padarot transportlīdzekļus lielākus un, iespējams, dubultojot kravas rēķinu par kuģa nogādāšanu orbītā. Eksotiskākas sistēmas, kas nav saistītas ar kodolu, izmantojot tādus jēdzienus kā bezinerces dzinējspēks un antigravitācija, labākajā gadījumā paliek mežonīgi iedomāti un gadu desmitiem nākotnē.

Dzīve uz Marsa

lai gan jauda nepārprotami ir izaicinājums marsa misijai, pārejot no vienas sesijas uz sesiju un semināru uz semināru, es sāku saprast, ka ir vēl viena joma, kas atspoguļo izaicinājuma būtību, un tā patiesībā nav tehnoloģiska problēma. Kad Apollo misijas devās uz Mēnesi, vissvarīgākā bija aparatūra — raķetes, navigācija, apkalpes vadības sistēmas un pat akmeņi, kas bija misijas mērķi. Bet, ņemot vērā Marsu kā galamērķi, galvenā uzmanība tika pievērsta dzīvībai.

Veiksmīgai pilotētai misijai uz Marsu, ko ierosināja daudzi dažādi sanāksmes aspekti, mums ir jāapsver dzīve daudzos mērogos. Mikroskopiskās nanofosilijas var norādīt uz Marsa pagātnes dzīvi, un tās būs galvenais izpētes mērķis. Medicīnas līmenī mums ir jānosaka, kā lidojuma apstākļos saglabāt cilvēka veselību. Socioloģiski mums būs jāsaprot apkalpes prasmju atbilstība un pareiza apkalpes organizācija daudzgadu misijām ārpus radio sarunu diapazona.

Radiosignāla pārvietošanās laiks turp un atpakaļ svārstās no astoņām līdz 30 minūtēm atkarībā no tā, cik tālu viens no otra jebkurā brīdī atrodas Marss un Zeme, tāpēc mūsdienu zemes neapmierinātība ar balss pasta atzīmju atskaņošanu Marsa ceļotājiem kļūs par normu. Vienkāršā sakaru aizkavēšanās demonstrācijā, izmantojot videomagnetofonu bankas un periodiski apmainītas kasetes, es organizēju vingrinājumu, kurā 1997. gada medicīnas konferences apmeklētāji Hjūstonā saskārās ar simulētu medicīnisko palīdzību uz Marsa. Aktieriem-astronautiem sekojot kontrolsarakstam par atbildēm uz krīzi, zemes medicīnas komandai bija jāiemācās paredzēt Marsa komandas vajadzības un progresu.

Pārsteidzoši, ka gan zemes, gan ārpuszemes komandas stundas laikā pielāgojās starpplanētu ritmam, sniedzot adekvātus jautājumus un atbildes pārsteidzoši efektīvā veidā. Bet vingrinājumā tika izmantota tikai četru minūšu kavēšanās, un medicīniskais scenārijs bija labi definēts. Turpmākajos eksperimentos būs jārisina reālistiskāki kavējumi un neparedzamāki scenāriji, jo kosmosa plānotāji gatavojas Marsa īslaicīgajam izaicinājumam.

Marsa misijas komunikācijas izaicinājumi attiecas arī uz cilvēkiem, kas palikuši uz Zemes. Politikas un diplomātijas jomā mums ir jāapkopo nacionālā neatlaidība un starptautiskā sadarbība, kas nepieciešama šādam ilgtermiņa projektam. Starpplanētu mērogā mums būtu jāapsver karantīnas standarti, lai aizsargātu Zemi no jebkādām ārpuszemes dzīvības formām, kas varētu aizbraukt mājās no Marsa. Visbeidzot, iespējams, universālā mērogā, es redzēju aizrautīgu argumentāciju par Marsa klimata vēlamību un stratēģijām kādreiz mainīt Marsa klimatu, lai padarītu to līdzīgāku zemei, citiem vārdiem sakot, lai to terraformētu. Tikai daži no šiem jautājumiem bija nozīmīgi 1960. gadu nolaišanās uz Mēness laikā, taču daudzi no tiem kļūs par kritiskiem veiksmīgai cilvēka misijai uz Marsu.

Un tas var būt galvenais, lai nodrošinātu valdības apņemšanos īstenot šādu projektu, jo šādi dzīvības jautājumi rezonē uz Zemes, kā arī kosmosā. Man šķita, ka cilvēka Marsa programma — ne tikai vienreizējs karogu un pēdu nospiedums, bet arī ilgstoša ekspedīciju paplašināšanās — varētu radīt tādu pašu plašu tehnoloģisko uzmundrinājumu, kādu Apollo izaicināja pirms 30 gadiem. Ja šis drosmīgais projekts ir pareizi izstrādāts, tas varētu paātrināt novatorisku izpēti, kas attiecas arī uz sauszemes problēmām, gan zināmām, gan vēl nezināmām.

Bet tas bija arguments politiķiem un federālā budžeta biroja pupiņu skaitītājiem. Konferencē mani ieskauj cilvēki, kuri jau bija pārliecināti, kā es esmu, ka projekts ir vēlams, pat steidzams. Un, lai gan Marss tajā nedēļā nebija acij redzams — tas tikai parādījās no saules atspīduma debesīs pirms rītausmas —, tā attēls manā prātā iedegās spilgti. Man, apgriežot ikdienas ceļu satiksmes noteikumus, sarkanā gaisma debesīs nozīmēja Aiziet!

paslēpties