Марс всегда вдохновлял на создание научно-фантастических рассказов. Знакомый и довольно хорошо изученный, но в тоже время другой и расположенный достаточно далеко, чтобы быть хорошим местом для внеземных приключений. У НАСА схожий взгляд на Красную планету.
Роботы, в том числе и марсоход Perseverance, который скоро будет отправлен на Марс, передают данные об условиях на поверхности планеты. Эти знания помогают в планировании будущих миссий людей на Красную планету. Нам предстоит оснастить космические корабли и астронавтов технологиями, с помощью которых они смогут достичь Марса, исследовать поверхность и безопасно вернуться домой. Путешествие туда и обратно займет около двух лет, в это время включен полет до Марса и обратно, а также время нахождения на поверхности планеты.
Разработка этих технологий уже ведётся, а первый полет с экипажем на борту планируется уже в 2030х годах. Большинство разработок, в первую очередь, будут продемонстрированы на Луне, в то время как другие предназначены для более дальнего космоса. Вот шесть технологий над которыми работает НАСА, чтобы сделать фантастические рассказы реальностью.
1. Силовая установка, чтобы доставить нас туда (и обратно домой!) как можно быстрее
Астронавтам предстоит пролететь около 225 млн км чтобы добраться до Марса. Улучшения в силовой установке — это ключевой аспект быстрой и безопасной доставки нашей команды в пункт назначения.
Ещё рано говорить какой двигатель доставит астронавтов на Марс, но мы знаем, что он должен быть основан на ядерной энергии, чтобы сократить время полета. НАСА развивает несколько направлений, включая ядерную электродвигательную и ядерную тепловую установки. Обе используют ядерную реакцию, но каждая по-своему. Ядерный электродвигатель более эффективен, но не генерирует много тяги. С другой стороны, ядерная тепловая установка имеет большую мощность.
Не важно какая система будет выбрана, главной задачей ядерных силовых установок является сокращение времени путешествия команды. Агентство и его партнёры разрабатывают, тестируют и улучшают важнейшие компоненты различных двигателей, чтобы уменьшить риск во время первой миссии на Марс с участием людей.
Иллюстрация космического корабля с системой ядерного двигателя.
2. Надувной тепловой экран для посадки на других планетах.
Самый большой марсоход отправленный на Марс по размерам схож с обычной машиной, но для отправки людей понадобиться корабль намного больше. Новые технологии позволят тяжёлым космическим кораблям войти в марсианскую атмосферу, достичь поверхности и приземлиться максимально близко к месту исследования астронавтами.
НАСА работает над надувным тепловым экраном, который будет покрывать больше поверхности ракеты, но при этом будет занимать меньше места, чем обычный жёсткий. Технология позволит приземлять космический корабль на любой планете, у которой есть атмосфера. Экран будет активирован и надуется перед вхождением в марсианскую атмосферу, чтобы безопасно доставить груз и астронавтов на поверхность.
Данная технология ещё не готова к полету на Красную планету. В предстоящем тестовом полёте, 6-ти метровый прототип продемонстрирует работу экрана при вхождении в атмосферу Земли.
Инженеры производят монтаж гибкого теплового экрана на надувной каркас. Вид снизу, сам щит находится на верхней части конструкции.
3. Высокотехнологичный марсианский скафандр
Скафандр — это, по сути, личный космический корабль для астронавтов. Последний скафандр НАСА очень высокотехнологичный, у него модульный дизайн и он спроектирован так, чтобы использоваться повсюду в космосе.
Первая женщина на Луне будет носить скафандр НАСА следующего поколения, который был назван - исследовательская мобильная единица для пребывания вне корабля (the exploration extravehicular mobility unit) или xEMU. Безопасность команды является приоритетом для скафандра, но в тоже время он позволяет двигаться более естественно, "как на Земле", и выполнять задачи, которые были невозможны во время миссии Аполло.
В будущем скафандр ждут обновления специально для Марса, которые будут включать систему жизнеобеспечения в богатой углекислым газом атмосфере, а также улучшение внешних слоев скафандра, чтобы поддерживать тепло во время марсианской зимы и не допустить перегрева во время летнего периода.
Скафандр НАСА следующего поколения спроектирован так, чтобы дать больше мобильности астронавтам на Луне и Марсе.
4. Марсианский дом и лаборатория на колесах
Чтобы уменьшить количество предметов, необходимых для приземления, НАСА скомбинирует первый марсианский дом и транспорт в единственный вездеход.
НАСА провела масштабные испытания вездехода на Земле, чтобы предоставить данные для разработки герметичного мобильного дома на Луне. Астронавты программы Артемида (Артемида - программа НАСА по возвращению человека на Луну), которые будут жить и работать в будущем лунном вездеходе, смогут составить предложения по улучшению вездехода для Марса. Марсоходы так же помогут в проектировании - от лучших для Марса колес до того, как вездеход будет прокладывать свой путь по сложной местности.
Прямо как автодом, герметичный вездеход будет включать в себе все что может потребоваться астронавту для жизни или работы неделями. Они смогут проехать десятки километров от корабля, который отправит их обратно в космос для возвращения обратно на Землю. Когда они достигнут интересного места, то смогут надеть свои высокотехнологичные скафандры и покинуть вездеход, собрать образцы и провести научные эксперименты.
Иллюстрация герметичного вездехода на Марсе
НАСА уже ведёт работы над транспортным средством, способным передвигаться по поверхности Красной планеты.
5. Бесперебойная подача энергии
Также как на Земле мы используем электроэнергию для зарядки наших устройств, так и астронавтам на Марсе нужен надёжный источник энергии. Система должна быть лёгкой и работать независимо от условий местности и погоды на Красной планете.
У Марса такой же цикл смены дня и ночи как на Земле, но бывают периоды песчаных штормов, которые могут длиться месяцами, для таких условий создание ядерного реактора будет более подходящим выбором, чем солнечные батареи. НАСА уже протестировала эту технологию и продемонстрировала её безопасность, эффективность и достаточную избыточность производимой энергии для долговременных миссий. НАСА планирует продемонстрировать и использовать данную систему сначала на Луне, а уже потом на Марсе.
Художественная иллюстрация ядерного реактора на Марсе.
6. Лазерная связь, чтобы отправлять больше информации домой
Миссии на Марс с участием людей могут использовать лазеры, чтобы оставаться в контакте с Землёй. Система лазерной связи на Марсе, может отправлять большие объемы информации и данных в режиме реального времени, включая изображения высокой четкости и видеотрансляции.
Отправка карты Марса на Землю может занять девять лет с текущей радиосистемой, и не более 9 недель с помощью лазерной связи. Эта технология так же позволит нам общаться с астронавтами и проследить за их приключениями на Красной планете.
В 2013 году НАСА доказала, что лазерная связь возможна, отправив сообщение с Луны. В следующий раз агентство продемонстрирует улучшения в системе наведения, а также работу в условиях низкой околоземной орбиты - облака и другие объекты могут создавать помехи. НАСА создаёт небольшие прототипы, чтобы протестировать их в космических полетах, включая полеты на МКС и первый полет людей по программе Артемида. Ещё один прототип будет отправлен в глубокий космос, чтобы узнать возможности лазерной связи за миллионы и миллионы километров от Земли.
Иллюстрация космического аппарата, использующего лазерную связь для передачи данных с Марса на Землю.
