А потом мне пришлось вернуться к работе: надо было подключить кабель питания к лотку на PMA-2, который в конечном итоге будет подключен к стыковочному кольцу капсулы.
Вы уловили суть. Этот момент стал микрокосмом семи месяцев моего пребывания в космосе. Непрерывное противопоставление возвышенного и обыденного. Начиная с первых восьми с половиной минут во время запуска «Индевора» до последнего дня моей 200-дневной миссии на МКС, 99 % моего времени было потрачено на ремонт оборудования, складирование снаряжения, нанесение смазки на болты и бег по беговой дорожке. И только 1 % времени был потрачен на то, чтобы услышать Бога и посмотреть на его творение под таким ракурсом, под которым я даже не считал возможным его увидеть.
Поэтому, если вы планируете выход в открытый космос, помните следующее: следите за своими страховочными тросами; не совершайте промахов с инструментами для смазки оборудования; поверните ручку люка против часовой стрелки, чтобы закрыть его; потратьте несколько минут, чтобы посмотреть на Вселенную и услышать Бога. Капли воды в космосе не падают. И самое главное: тише едешь – дальше будешь.
Глубокий космос
42. Что нужно, чтобы добраться до Марса
Реалистичный взгляд на то, что для этого потребуется
Сорок лет многонациональных длительных миссий на МКС, «Мире», «Скайлэбе» и «Салюте» продемонстрировали, что люди могут жить и работать в космосе в течение продолжительного времени. Российский космонавт Валерий Поляков даже выполнил полет, пробыв в космосе более 437 дней! Он доказал, что люди могут прекрасно чувствовать себя во время миссий, длящихся более полугода, и, таким образом, проложил путь для дальнейшего исследования человеком Солнечной системы. Однако для этих миссий потребуется длительное время доставки до планет-мест назначения, во время которых астронавты будут подвергаться воздействию радиации и невесомости. Несмотря на то, что стандартный срок пребывания на МКС, вращающейся на низкой околоземной орбите, теперь составляет шесть месяцев, существует множество проблем, которые необходимо решить, если мы хотим покинуть относительно безопасную Землю и отправиться в глубокий космос.
Цель научных исследований человека в XXI веке – добраться до Марса. Луна станет важным полигоном для тестирования оборудования и технологий, которые нам потребуются, чтобы достичь его, потому что красная планета будет нашей долгосрочной целью. Марс – более интересное и гостеприимное место, чем Луна. И для этого есть свои причины. День на Марсе от одного восхода до другого восхода Солнца длится двадцать четыре с половиной часа, что очень похоже на нашу родную планету. А на Луне продолжительность одного дня составляет более двадцати девяти земных дней. На Марсе есть атмосфера, хотя и очень тонкая, но она может быть полезной. Есть вода, замерзшая в виде полярных ледниковых покровов. Возможно, в прошлом на Марсе были океаны. На Марсе с гораздо большей вероятностью, чем на Луне, может быть жизнь, хотя бы в виде микробов. Гравитация на Марсе вдвое сильнее, чем на Луне, и гораздо больше напоминает гравитацию на Земле. Радиационная обстановка намного лучше, потому что планета находится дальше от Солнца. Почва похожа на почвы пустынь на Земле, и может использоваться в сельском хозяйстве. В то время как почва на Луне чрезвычайно твердая и очень похожа на битое стекло. И этот список можно продолжать и продолжать.
Теперь, когда вы убедились, что мы должны отправить астронавтов на Марс, следует задать вопрос, какие технологии нужно разработать, чтобы попасть туда. А почему бы просто не полететь? Есть множество голливудских фильмов, в которых большой космический корабль волшебным образом появляется и уносит экипаж на красную планету. Например, как в недавно вышедшем на экран фильме «Марсианин». Давайте вникнем в детали того, что нам потребуется, чтобы это путешествие состоялось. Список получится довольно обширным.
Потребуется разработать много видов оборудования: посадочные модули, марсоходы для перевозки астронавтов, более эффективные и надежные системы переработки воды и воздуха, скафандры, которые можно неоднократно использовать в пыльной среде и которые экипажу будет легко обслуживать, тренажеры, которые не весят много. Будут нужны полезные роботы, неперегорающие электрические лампочки, компактное оборудование для уборки и т. д. Надежность оборудования – очень большая проблема; за своей 200-дневный полет я дважды в течение недели ремонтировал оборудование по удалению углекислого газа, используя много громоздких и тяжелых запчастей. Такие критически важные системы должны стать более надежными и легкими, а для их технического обслуживания должна использоваться 3D-печать. Эти проблемы не являются непреодолимыми, и мы должны работать над усовершенствованием оборудования, чтобы обеспечить возможность полетов на Марс.
Помимо всего этого есть одна всеобъемлющая технология, которую следует развивать, – это ядерная энергетика. Она будет служить двум целям: включению электрической двигательной установки в космосе и обеспечению экипажа электричеством во время нахождения на орбите Земли. Зонды НАСА с 1960-х годов работают на атомной энергии, которую генерируют RTG (радиоизотопные термоэлектрические генераторы). В них используются несколько килограммов плутония или другого радиоактивного материала, который нагревается и одновременно испускает низкоуровневое излучение, нагревая термопары, которые затем превращают тепло в электричество. Обычный космический зонд RTG генерирует несколько сотен ватт. Поскольку период полураспада плутония составляет более восьмидесяти семи лет, эти зонды работают очень долго. Фактически RTG зонды “Вояджер”, запущенные в 1976 году, все еще генерируют электрическую энергию мощностью примерно в 200 Вт, и этого достаточно для работы некоторых базовых инструментов и отправки на Землю слабых радиосигналов, несмотря на то, что в настоящее время зонды находятся за пределами Солнечной системы.
Эти устройства просты, безопасны и очень надежны. Однако они генерируют всего лишь сотни ватт и поэтому бесполезны для освоения космоса человеком. Для запуска двигателей космических кораблей нужны мегаватты энергии, а для работы наземных систем жизнеобеспечения требуются киловатты энергии.
Сначала поговорим о ракетном двигателе. Конвенциональные химические двигатели, типа ракет, которые использовались десятилетиями, сжигают топливо и окислитель в процессе химической реакции. Если астронавты полетят на ракете, в которой установлена эта традиционная силовая установка, их полет до Марса и обратно займет три года: от шести до девяти месяцев уйдет на перелет до Марса, затем им придется провести полтора года на поверхности планеты в ожидании момента, когда Земля и Марс выровняются на орбите вокруг Солнца, а затем шесть – девять месяцев на обратный перелет до Земли. Мне кажется, что три года – это слишком долго; потребуется упаковать очень много припасов, экипаж подвергнется слишком большому воздействию радиации, крайне велик риск возникновения механических неисправностей. К счастью, электрические двигатели позволяют летать гораздо быстрее, чем химические, и в этом случае полет на Марс сократится до одного года: от четырех до шести месяцев потребуется на перелет до красной планеты; затем месяц или два на ее поверхности; обратный перелет продлится от четырех до шести месяцев.
