Кевин Фонг - Extremes. На пределе

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.