Марсианские полёты и перспективы

                Марсианские полёты и перспективы российской МКС.

                Марсианские полёты НАСА США 2021 г.

        Вертолет “Ingenuity” (дрон “Изобретательность”) совершил первый полет в атмосфере Красной планеты Марса, плотность которой составляет 1% от земной. Он прибыл на Марс в феврале 2021 г. после семимесячного полёта от Земли вместе с новым марсоходом “Perseverance” («Настойчивость»). Первый марсианский воздушный полет, безусловно, событие исторические, кроме того, операторам приходится управлять этой сложной техникой на расстоянии многих миллионов километров, разделяющих Землю и Марс. Однако дрон «Изобретательность» не прошел предполетный тест на раскрутку винтов. Атмосфера Марса очень разряжена. Поэтому, чтобы вертолетик массой 1,8 кг. (на Марсе он весит 680 гр., там сила тяжести меньше) поднялся в небо, скорость вращения винтов должна быть гораздо выше, чем на Земле (min. 2400 об./ мин). Марсолёт развить такую скорость не мог. Выяснилось, что ситуацию можно исправить, если дописать программу. Но как это совершить на другой планете. Ранее управление луноходами осуществлялось в ручном режиме в реальном времени, пусть и с небольшой задержкой (Луну и Землю разделяют 384 тыс. км.). На Марсе все совсем по-другому. Минимальное расстояние между Марсом и Землей составляет 55,76 млн. км. - такое сближение планет происходит раз в 15 - 17 лет. А когда планеты расходятся по дальним точкам своих орбит, расстояние увеличивается до 401 млн. км. Это пространство радиосигнал преодолевает примерно за 22 мин. вертолетик по радиосвязи обменивается данными с марсоходом, а тот, в свою очередь, поддерживает связь с Землей через спутники. Сеансы связи продолжительно-стью около 10 мин. возможны только когда спутники оказываются в прямой зоне видимости марсохода. Большую часть суток марсианские роботы оказываются вне зоны доступа, поэтому инженеры отказались от ручного управления и используют пошаговую программу. Это значит, что во время сеансов связи на борт марсохода забрасывается пакет с командами, а дальше он действует самостоятельно. В перспективе задача марсианского вертолетного флота - это поддержка миссий с воздуха, разведка местности, научные исследования. Режим слепого вождения марсоходом довольно сложен и едет он очень медленно - со скоростью 2,4 м./ мин. Для ускорения процесса освоения Марса планируют использовать вертолеты. Аппарат первый раз поднялся на высоту 3 м., завис на какое-то время, совершил разворот, а затем плавно опустился на поверхность. Продолжительность полета составила около 40 сек. Пока же в программе работы вертолета запланировано всего пять полетов. По их итогам NASA примет решение, имеет ли смысл развивать марсианское вертолетостроение. Нынешний образец обошелся в $ 23 млн. Максимальная дальность полета - 300 м. Параметры дрона: максимальная высота полета - 5 м., диаметр винтов - 1,2 м. мощность двигателя - 350 Вт., максимальная продолжительность полета - 90 сек., оборудование - камера для навигации и камера высокого разрешения для фотосъемки, питание дрон получает от солнечных батарей. Ограничивающим фактором - выдержать холодные марсианские ночи, когда температура опускается до -130 гр. по Фаренгейту (-90 гр. по Цельсию).
         Почему на Марсе никто не живет.
         Атмосферное давление намного ниже предела Армстронга, при котором люди могут выжить без скафандров. Атмосфера токсична, так как большая ее часть состоит из углекислого газа — 95%. Еще в составе: 3% азота, 1,6% аргона и менее 0,4% кислорода. Хотя общий состав похож на Землю, планета враждебна жизни. Вот почему атмосфера тонкая и токсичная, непригодная для дыхания.

                - 2 -

Температура в среднем колебалась от ;70 до 0, но достаточно толстая, чтобы вызывать мощные пылевые бури по всей планете. Бесплодный ландшафт покрыт мелкой пылью и сильным ионизирующим излучением. Марс потерял свое магнитное поле более 4 миллиардов лет назад, когда его внешнее ядро остыло. Это подвергло планету воздействию солнечного ветра, который разорвал атмосферу, из-за чего вся вода на планете выплеснулась в космос.
         Суровые температуры. Погода на Марсе напоминает Антарктиду. Средняя температура поверхности колеблется от ;87 до ;5 °C, в зависимости от сезона и широты. Самая низкая температура на на Земле составляла ;89,2 °C и была зафиксирована в Антарктиде.
Слабая гравитация. Марсианская гравитация составляет около 38% от земной. Это может повлиять на физиологию человека — привести к остеопорозу, мышечной слабости и другим проблемам. Зато человек сможет поднимать тяжелые предметы. Например, груз, который на Земле весит 100 кг., будет весить всего 38 кг. на Марсе.
         Мало воды. Марсоходы Spirit и Opportunity находят на Марсе меньше воды, чем в самой сухой пустыне Земли. Почти вся вода на планете сегодня существует в виде льда, а также присутствует в небольших количествах в виде пара в атмосфере.
         Радиация. Поскольку Марс примерно на 52% дальше от Солнца, чем Земля, количество солнечной энергии, поступающей в верхние слои его атмосферы на единицу площади составляет всего 43% от того, что достигает верхних слоев атмосферы нашей планеты. Несмотря на это, до марсианской поверхности доходит больше радиации. В 1965 г. зонд Mariner 4 обнаружил, что у Красной планеты нет глобального магнитного поля, которое защитило бы ее от опасного для жизни космического излучения и солнечной радиации.
         Токсичность почвы. Марсианская почва токсична из-за высоких концентраций хлора и связанных с ним соединений, таких, как перхлораты, которые опасны для всех известных форм жизни. Некоторые галотолерантные микроорганизмы могут справляться с повышенными концентрациями перхлоратов с помощью физиологической адаптации.
         Растения и животные не могут выжить в условиях Марса. Тем не менее, некоторые экстремофильные организмы (способные жить и размножаться в экстремальных условиях) на Земле выдерживают условия, приближенные к марсианским.
         Марс ближе всего к условиям Земли по температуре и солнечному свету, чем любая другая планета Солнечной системы. Поэтому его считают первым претендентом на колонизацию. Но чтобы это реализовать, нужно много технологий, которые позволят создать условия для жизни и работы.
         Транспортировка людей и материалов. Одна из первых задач, которую необходимо решить — доставка на Марс людей и необходимых материалов, таких, как оборудование, материалы для строительства и пища. До планеты добираться 6;8 месяцев.
         Строительство жилых помещений. У ученых есть несколько вариантов, как возвести жилье на Красной планете: 3D-печать, использование надувных жилых модулей, крепкие здания из реголита.
         Человеческая природа является главным препятствием жизни на Марсе. Люди попросту не захотят жить в таких условиях. Антарктида имеет самые близкие к Красной планете температуры, но вполне пригодную для дыхания атмосферу и обилие пресной воды. Но в Антарктиде нет постоянных жителей, никто не хочет там жить. Ученые, работающие на антарктических базах, страдают от синдрома зимовки, который проявляется в раздражительности, депрессии, бессоннице. Жизнь на Марсе будет в разы труднее.


                - 3 -

         Миллиардер Илон Маск, основатель SpaceX хочет отправить людей на Красную планету уже в этом десятилетии. В 2020 г. он был уверен, что пилотируемая миссия может состояться в 2024 г., если «повезет», а если не повезет, то в 2026 г. Но пока что к 2024 г. люди долетят  лишь до Луны — во время миссии NASA Artemis. Исследование медицинских и психологических аспектов выживания на Луне может помочь в разработке технологий для дальних миссий на Красную планету. Маск планирует построить полноценный город-миллионник на поверхности Марса к 2050 г., чтобы превратить человечество в многопланетный вид. Переселение на Марс, по его мнению, может стать спасением, если жизни Земле будет что-то угрожать.  Марс ближе всего к условиям Земли по температуре и солнечному свету, чем любая другая планета Солнечной системы. Поэтому его считают первым претендентом на колонизацию. Но чтобы это реализовать, нужно много новых технологий, которые позволят создать условия для жизни и работы. (Л1)
Национальная российская космическая станция
РОСС с научно-энергетическим модулем НЕМ к 2025 г. 
        Россия покинет проект Международной космической станции после 2025 г. и будет «переезжать» в свою, национальную станцию РОСС. Д. Рогозин заявил о полной готовности "Роскосмоса" к такой нелегкой операции. К указанному сроку он пообещал построить первый компонент нового космического дома - Научно-энергетический модуль (НЭМ). Текущее состояние МКС, а точнее российского модуля «Звезда», в котором два года назад было обнаружено несколько трещин, может привести к катастрофе.  В отличие от 51,6 гр. у МКС, у новой станции будет около 97 гр. Это необходимо для того, чтобы орбита станции позволяла работающим на ней космонавтам видеть всю территорию страны, включая Северный морской путь, удобно без дополнительного маневра лететь на Луну. То есть она является опорной для такого полета, не требующей дополнительных гравитационных маневров. Но
при приближении к полюсам есть опасность увеличения на треть уровня солнечной и галактической радиации. Просто надо рекомендовать летать всего лишь на 30% меньше, чем сейчас, то есть не все полгода, а 4 месяца. Недавно создали новый композитный материал - многослойный полимер, из которого можно шить специальную одежду для космонавтов или отделывать стены жилого модуля. Новый материал уже прошел испытания на атомной подводной лодке и атомной электростанции и в этом году он отправится на МКС для проверки его защитных свойств. А космонавтам хотелось бы, чтобы стены НЭМа уже были покрыты таким защитным экраном. А в настоящее время по состоянию на 9 апреля 2021 г. В списке - 125 космонавтов, из которых 4 женщины. 111 космонавтов уже завершили карьеру, 14 находится в активном отряде. Четверо космонавтов погибли во время полёта. К настоящему времени нет в живых 40 космонавтов. (Л2)     Литература:               
             1. День марсианской авиации круче, чем День десантника. Газета
                Комсомольская правда 28.04.21 – 05 .05.21, стр.16. 
                (https://www.kp.ru/daily/27271.3/4406428/)
             2. Космонавтика встаёт во весь РОСС. Газета “Московский Комсо-
                молец. РРЕ”. 20.04.21 – 04.05.21, стр.20
                Материал подготовил Львов Ю.М. 05.05.21