Книга Extremes. На пределе. Границы возможностей человеческого организма - Кевин Фонг

В принципе основная проблема космических полетов — повторная адаптация к жизни в мире, в котором все определяет сила тяготения. Такая реакклиматизация, не только физическая, но и психологическая, проходит тяжело. По возвращении на Землю космонавтов тщательно и всесторонне обследуют, пока их организм заново учится жить в гравитационном поле. Но в случае полета на Марс по прибытии на место позаботиться о космонавтах будет некому.

Команде, долетевшей до Марса, предстоит сначала провести в космосе от шести до девяти месяцев и испытать на себе многие, если не все описанные трудности. Затем они должны будут совершить самую сложную посадку в истории пилотируемых полетов. Связь между Землей и Марсом идет с задержкой сигнала до двадцати минут. В момент посадки космонавты будут совсем одни. Хорошо, если все пройдет благополучно, — вспомним, что около 50% спутников, отправленных на Марс, потерпели крушение или бесследно пропали. В случае удачи команда должна будет выйти из корабля, чтобы добраться до заранее приготовленной для них базы. Расстояние до базы может быть с полкилометра.

Но это при условии, что им вообще удастся проделать такой долгий путь.

***

Стоит, наверное, вкратце рассмотреть, что это такое — путь до Марса. Термин «космический полет» не совсем точен. Аппарат с человеком на борту в действительности не летит в космосе. Ракетные двигатели включаются только в самом начале путешествия, на несколько минут, чтобы забросить корабль с космонавтами навстречу цели, как средневековая баллиста метала снаряд в стену крепости. У космического корабля есть свои двигатели и ракетные ускорители, но они намного уступают в мощности стартовой установке, которая отправляет их в космос. После того как корабль окажется на верном пути, остается только слегка корректировать курс. А то, что происходит с космонавтами с момента старта до посадки, точнее было бы назвать не полетом, а «космическим падением».

Пока корабль и его экипаж целенаправленно падают сквозь пространство, Марс несется в темноте по своей вытянутой орбите со скоростью более восьмидесяти тысяч километров в час. Оборот Марса вокруг Солнца составляет 687 дней. Земля выполняет свой оборот за 365,25 дня, двигаясь со скоростью около 112 тысяч километров в час, так что взаиморасположение планет постоянно изменяется.

Это означает, что невозможно отправиться на Марс в любое время, когда заблагорассудится. Покинуть околоземную орбиту надо так, чтобы к моменту прилета Марс находился в расчетной точке. То же самое касается и возвращения.

Несмотря на все эти осложняющие обстоятельства, было разработано множество разных способов добраться до Марса — их, похоже, ничуть не меньше, чем рецептов вкусного куриного супа. Авторы проектов вынуждены жонглировать параметрами стартовых установок, траекторий, скорости корабля, условий вхождения в атмосферу, их сопоставлений с массой полезного груза и весом экипажа в попытке создать нечто реалистичное в смысле соотношения цены и риска. Например, надо выбрать, что лучше: замысловатые маневры в глубоком космосе — скажем, с использованием орбитальной энергии Венеры для промежуточной корректировки полета на Марс и обратно — или прозаические, но менее рискованные варианты.

Однако в широком смысле все проекты марсианской экспедиции сводятся к двум основным сценариям: в первом предлагается прибыть на Марс и оставаться на нем несколько недель, во втором — задержаться на красной планете на год с лишним. Назовем эти варианты соответственно «краткосрочный» и «долгосрочный».

Краткосрочный проект предполагает, что полет до Марса займет примерно девять месяцев. Но оказавшись на месте, команда должна воспользоваться первой же возможностью вернуться на Землю, которая представится в срок от 30 до 90 суток после прибытия. По девять месяцев в полете туда и обратно — это как если бы вы прилетели из Лондона в Нью-Йорк, побегали по сувенирным магазинчикам в аэропорту и через час отправились прямиком домой. Но неоспоримое преимущество такой экспедиции заключается в том, что общая ее продолжительность — меньше двух лет.

Согласно долгосрочному варианту, вы добираетесь до Марса несколько быстрее — не за девять месяцев, а примерно за полгода, но планеты движутся по своим эллиптическим орбитам таким образом, что отправиться домой можно будет не раньше, чем через восемнадцать месяцев.

Это означает, что год вы проведете в пути и полтора года или даже больше — на Марсе. В целом такая экспедиция растягивается почти на три года — и все это время предстоит жить в невесомости или трудиться на поверхности Марса, сила тяжести на котором куда меньше, чем на Земле.

Столь продолжительной экспедиции сопутствуют серьезные проблемы. Первая из них — жизнеобеспечение. Как создать систему, которая позволила бы четырем взрослым людям жить вдали от Земли почти три года? На МКС кислород для дыхания получают путем электролиза воды: с помощью электрического тока ее разлагают на водород и молекулярный кислород. Для этого требуется надежный источник воды, и на станцию ее регулярно доставляет российский беспилотный корабль «Прогресс» — своего рода автофургон космической эры. Выделяемый при дыхании углекислый газ устраняется с помощью многоразовых поглотителей углекислоты и «лишней» воды. Запасные части для соответствующих приборов также регулярно подвозит «Прогресс», не говоря уже о питании для экипажа.

Но снабжение экипажа марсианского корабля — совсем другое дело, и для этой задачи тоже нашлось несколько остроумных решений. Одно из них предлагает создавать и выращивать самим, прямо на борту, всё необходимое для питания и жизнеобеспечения.

Именно этому был посвящен эксперимент, который я наблюдал в 1997 году, когда студентом впервые оказался в Космическом центре имени Джонсона. Растения в процессе фотосинтеза выделяют кислород и воду и поглощают углекислый газ. Расчеты показали, что вырастив десять тысяч побегов пшеницы, можно получить достаточно кислорода для одного человека и одновременно избавиться от углекислоты. Еще лучше то, что проростки пшеницы могут частично служить и источником питания. В Космическом центре четыре волонтера, помещенные в герметичную камеру, довольно долго жили там в автономном режиме, используя эту самовоспроизводящуюся систему жизнеобеспечения, которую выращивали на гидропонике. Все это было бы просто чудесно — если бы не фактор риска: ведь пшеница может не уродиться.

Другой вариант, обсуждавшийся на симпозиуме по освоению космоса в Европейском космическом агентстве, — выращивать водоросли, что и проще, и выгоднее, ведь водоросли богаты белком. А в сочетании с пшеницей они смогут обеспечить космонавтов чем-то вроде пиццы — лепешками с уложенными на них ароматизированными водорослями, значительно снизив тем самым вес и объем продуктов питания и систем жизнеобеспечения, необходимых для полета на Марс.

Помню, как после этой конференции я, широко раскрыв глаза, слушал в баре восторженного француза, специалиста по регенеративным системам жизнеобеспечения. Тот доказывал, что такие системы могут работать, и уже начал объяснять тонкости повторного использования мочи и применения фекалий в качестве источника удобрений.

— Понимаешь, — кричал он, перекрывая царящий в баре гвалт, — этим ребятам, тем, кто полетит на Марс, ведь им же в буквальном смысле придется питаться собственным дерьмом!