Марс атакует?

Национальные космические агентства — Роскосмос, NASA, ЕКА — объявили полет человека к Марсу своей целью в отдаленной перспективе. При этом документально это намерение пока нигде не зафиксировано, что дает частным компаниям возможность конкурировать с государственными корпорациями.

Специалисты признают, что при сегодняшнем развитии техники полет к Марсу вполне реализуем. «На современных двигателях и при существующих системах жизнеобеспечения долететь можно», — считает Дмитрий Пайсон, директор по науке космического кластера Фонда «Сколково».

Однако есть некоторые «но», превращающие марсианскую экспедицию в дело далекого будущего. Прежде всего финансирование, которое в одиночку не потянет ни одно космическое агентство, а тем более частник. К тому же, несмотря на заверения некоторых специалистов, есть масса нерешенных проблем, например, связанных с доставкой человека на Марс, медицинским обеспечением полета и самой жизнью в марсианской колонии.

Тем удивительнее, что уже четыре коммерческие компании занимаются серьезной подготовкой к полету: проводят эксперименты, ведут расчеты, предполетный отбор проходят добровольцы и даже называются конкретные сроки старта... «Известия» попробовали разобраться, насколько мы готовы к такой экспедиции и когда она реально сможет отравиться на Марс.

Наперегонки

Один из наиболее «раскрученных» сегодня частных проектов освоения Марса предложил известный американский ученый, президент Марсианского общества Роберт Зубрин. Он предлагает лететь туда напрямую, осуществив два пуска (возвратной ракеты и космического корабля), а затем создать на Марсе постоянную базу с экспедициями, которые будут меняться каждые полтора года. Основным исполнителем он планирует сделать NASA, накопившее огромные знания в этой области. По мнению экспертов, проект имеет серьезные технические обоснования и вполне осуществим. Правда, основная проблема — финансирование — пока так и осталась нерешенной.

Другой проект — нашумевший Mars One, предложенный голландским бизнесменом Басом Лансдорпом,— тоже предполагает создание марсианской базы, но более крупной. Финансовые вопросы голландец планирует решить оригинальным способом: с помощью онлайн-трансляции полета и жизни первых людей на Марсе. Он даже называет сроки отправления первой экспедиции — 2024 год. Проекту удалось получить масштабный пиар благодаря нашумевшему конкурсу по отбору добровольцев на полет «в один конец». Заявки подало порядка шести тысяч человек, из которых отобрали тысячу потенциальных кандидатов (в том числе 52 из России).

«Это выглядит несерьезно, но людям идея нравится, и они с удовольствием участвуют», — говорит член  Марсианского общества Александр Ильин. Интересно, что публике не мешает отсутствие серьезной технической проработки: не выбран способ перелета, не решены проблемы последующей жизни на планете. Но ни это, ни денежные взносы за участие в конкурсе, ни даже отсутствие возможности возвращения не останавливает людей! «Разрешат ли им миссию самоубийственного характера — вопрос не технический, а гуманитарный, — считает Дмитрий Пайсон. — Но лично мне такой рейс представляется абсолютно авантюрной задачей».

Бизнес или государство

С точки зрения научного сообщества, гораздо более серьезным является амбициозный план миллиардера и изобретателя Элона Маска. Он предполагает создание многоразовой и дешевой ракеты, способной отправлять корабли с грузами и людьми на Марс, где будет разбита колония на 80 тыс. землян с жилищем и даже огромным огородом! «Проект хороший, но пока все находится в стадии разработки и они не собираются лететь в ближайшие десять-пятнадцать лет», — признает Александр Ильин.

Есть еще один интересный и хорошо продуманный план покорения планеты — Inspiration Mars («Вдохновение Марс»), который планирует не высадку человека на поверхность, а облет планеты на космическом корабле и возвращение на Землю. Найти финансирование на него пытается первый космический турист, предприниматель и мультимиллионер Деннис Тито.

И хотя ни один из частных проектов пока не предлагает окончательного решения, специалисты уверены, что все они заслуживают поддержки. «Это — пиар, необходимый космонавтике, а при подготовке к миссии могут возникнуть новые технологические идеи», — считает Олег Орлов, член-корреспондент РАН, замдиректора Института медико-биологических проблем.

Между тем национальные агентства крупных «космических держав» хотя и не ставят марсианскую экспедицию своей приоритетной задачей, все же присматриваются к такой возможности в отдаленной перспективе. В том числе, конечно, и Роскосмос.

Наши крупные государственные предприятия, такие как РКК «Энергия» и ЦНИИмаш, сегодня охотно рассматривают вопросы пилотируемого освоения Луны и Марса. Однако, как отмечают эксперты, при существующей неопределенности в промышленности и экономике, большом количестве других задач в отрасли сделать это нереально. «Такие проекты в России должны рассматриваться сегодня как чисто исследовательские, поисковые, а если заходит речь об интеграции планов освоения людьми небесных тел — с деньгами и сроками — в государственные программы, это признак недобросовестного подхода к делу и, скорее, желания освоения государственных денег, чем освоения космоса», — полагает Дмитрий Пайсон. При этом он уверен, что полет еще долго не встанет в реальную повестку дня не только Роскосмоса, но и других космических агентств мира.

Загадки Красной планеты

Помимо перспектив колонизации Марс всегда привлекал ученых еще и потому, что там надеялись обнаружить остатки цивилизации или хотя бы простейшую жизнь. Право на такую гипотезу давало предположение, что на планете есть вода, а следовательно, могут существовать и живые организмы. Однако имеющиеся результаты исследований этого не подтвердили: уже достоверно известно, что на планете нет свободной воды, а следовательно — ни растительности, ни жизни. Но на склонах вулканов и (предположительно) под безжизненным верхним слоем поверхности есть водяной лед, а в некоторых местах — даже слабая гейзерная активность. А значит, там могла существовать жизнь, ведь миллионы лет назад климат Марса был мягче, и, возможно, там были моря и океаны, а по материкам текли реки.

Предположения, что поверхность Марса раньше покрывала вода, позволяют сделать результаты многолетних исследований. Первый космический аппарат прибыл на Красную планету 40 лет назад и передал на Землю первые снимки поверхности, дав ученым серьезный научный материал. Выяснилось, что Марс больше, чем другие планеты Солнечной системы, напоминает Землю: имеет сезонный климат, от минус 100 градусов Цельсия зимой до нуля летом, а на экваторе и до 20 градусов. Сутки на Марсе лишь на 37 минут длиннее земных, а поверхность — каменистая и песчаная, усеянная камнями и песчаными дюнами.

На плоских равнинах — кратеры и огромные вулканы, втрое выше Эвереста. Полюса увенчаны белыми шапками льда, который тает с наступлением марсианского лета, превращается в пар, а затем в облака. Фантастическое зрелище на фоне буровато-розового неба... Ночной иней и туман покрывают планету легкой голубоватой дымкой, а днем уходят, открывая гигантские каньоны Долины Маринера, потухший вулкан Олимп и другие загадочные уголки Марса, которые еще ждут своих исследователей.

Об особом интересе к Марсу свидетельствует присутствие там пяти космических аппаратов. Это больше, чем на любой другой планете. Американская станция «Марс Одиссей» изучает с орбиты геологическое строение планеты, европейский аппарат «Марс-экспресс» — лед, а спутник NASA составляет карту. На поверхности работают два марсохода: Opportunity, исследующий горные породы, и Curiosity с химической лабораторией на борту. Несколько земных машин, закончивших свою работу, также остались там как еще одно свидетельство научного интереса соседей по Солнечной системе.

Решить задачу

Аппараты тщательно отсняли и закартографировали поверхность Марса, что позволяет нам изучить планету. При этом большинство аппаратов не только преодолели дальний космический перелет, но и успешно выполнили свою миссию. Но полет на Марс человека — совсем другое дело, для него ученым еще предстоит решить множество задач. Одна из главных — защита от разного рода излучений. «Перелет будет проходить за пределами радиационных поясов Земли, защищающих околоземные экспедиции, поэтому, прежде чем лететь, нужно решить проблему радиационной защиты», — уверен Дмитрий Пайсон.

Кроме того, медики признают и непредсказуемость последствий длительного пребывания человека в условиях отсутствия магнитного поля. Что случится с людьми после многомесячной жизни в гипомагнитной среде? «Мы пока этого не знаем, — рассуждает доктор медицинских наук Олег Орлов. — Да и технологии автономного обеспечения длительного полета не отработаны». Отсюда вытекает необходимость создания надежных систем жизнеобеспечения и медицинского контроля полета: «Системы медицинского обеспечения длительных полетов за пределы магнитосферы, несмотря на большой опыт орбитальных программ Земли, у нас пока нет», — утверждает специалист.

Однако не исключено, что масштаб «радиационного бедствия» сильно преувеличен, и надо просто пересмотреть подход к этому вопросу. «Вполне возможно, что опасность радиации преувеличена, как в свое время при создании первых многомодульных станций была преувеличена опасность от «эффекта кнута», — размышляет Дмитрий Пайсон. Тогда считалось, что новые модули, стыкуясь к космической станции перпендикулярно оси, могут вызывать колебания, приводящие к разрушению всей конструкции.

Специалисты придумывали различные способы, чтобы избежать этого, но по мере набора опыта осознали, что пагубность «кнута» во многом преувеличена, и теперь к МКС модули стыкуются и вдоль, и поперек — и ничего страшного не происходит. «Еще никто вплотную не занимался проблемами парирования радиационного воздействия на организм в межпланетном перелете, поскольку не было такой реальной задачи», — говорит Пайсон.

Другая, не менее серьезная проблема — создание марсианской колонии и жизнь в ней. «До сих пор у земной техники нет даже отдаленно похожего опыта автономного существования, не говоря уже об обеспечении грузами на такие далекие расстояния, — поясняет Дмитрий Пайсон. — До конца не продумана технология выживания людей в экстремальных условиях и возможность быстрой эвакуации. На мой взгляд, это гораздо сложнее, чем полет с возвращением типа «аполлоновского».

Выжить в звездолете

Однако и решение этих проблем постепенно начинает сдвигаться с мертвой точки. По словам Олега Орлова, недавно его институт, накопивший огромный опыт в разработках по космической медицине, выступил с идеей создания Международного центра изучения медико-биологических аспектов межпланетных полетов и внеземных поселений. «Предложение получило поддержку Роскосмоса и РАН, и мы уже обсуждаем его с зарубежными партнерами», — заверяет он.

Не прекращаются и эксперименты, отрабатывающие технологии длительного пребывания людей в закрытом пространстве, начавшиеся еще в 60-х годах прошлого столетия. Ученым и медикам нужно понимать, с какими трудностями люди могут столкнуться в ходе полета в космическом корабле, в котором им придется провести год-полтора! Физиологи и психологи признают полет скучным и сложным занятием, а сами эксперименты (за длительность) шуточно называют «отсидкой». Очередная «отсидка» — имитация полета «Марс-500» — завершилась в Москве в конце 2011 года, продлившись 520 дней. В ней, кстати, помимо россиян участвовали трое иностранцев (француз, итальянец и китаец).

Другим серьезным начинанием эксперты считают создание научной базы в американском штате Юта — Марсианской пустынной станции. Там уже побывало более 120 экспедиций из разных стран, в том числе и российская. «Мы провели там две недели, отрабатывая выходы из космического корабля, шлюзование, работу в скафандрах на поверхности и прочую «текучку», с которой придется столкнуться людям в реальной жизни в будущей марсианской колонии»,— рассказывает Александр Ильин, участник первой экспедиции россиян на пустынную станцию.

Миссия выполнима… но не сейчас

Учитывая нерешенные сложности, с которыми неминуемо столкнется любая реальная попытка полета, а также проблемы финансирования, специалисты сомневаются в скором осуществлении любого из марсианских проектов. По мнению Дмитрия Пайсона, на практике первый облет Марса возможен не ранее середины–конца 2020-х годов, а экспедиция с возвращением — в лучшем случае в 2030-х.

Александр Ильин также считает, что в ближайшее время никакого полета на Марс состояться не может. «Это не прописано ни в одной государственной космической программе. Все заявления поступали исключительно от частных лиц, при этом ни один проект пока окончательно не проработан», — уверяет эксперт. С коллегами согласен и Олег Орлов: «Авторы частных проектов, как правило, оценивают сроки необоснованно оптимистично. Говорить о реализуемости этих планов и о готовности к полету на Марс в обозримой перспективе преждевременно, это будет реально лет через двадцать».

При этом эксперты сходятся во мнении, что марсианский полет под силу исключительно международной кооперации. «Даже не столько из-за того, что индивидуально мы это не тянем, сколько потому, что самостоятельное освоение Марса конкретной страной абсолютно бессмысленно», — считает Дмитрий Пайсон.

Истории успеха

Сверхскорости связи

Российская компания «Т 8» — резидент Фонда «Сколково» в IT-кластере — создала скоростную систему передачи данных, которая позволяет многократно повысить пропускную способность сетей связи между городами и странами. Оборудование успешно работает на сетях крупнейшего национального оператора дальней связи, а специалисты маленькой компании продолжают трудиться над созданием еще более скоростных систем — ведь потребности интернета растут с каждым годом.

Проложить магистральный волоконно-оптический кабель — дорогостоящее удовольствие. Это тысячи километров линий связи с промежуточными пунктами, требующими электропитания и обслуживания. Намного дешевле заменить приемопередающее оборудование на существующих линиях. Поэтому сегодня операторам связи нужны прежде всего такие технологии, которые позволяют достичь максимальных скоростей, не меняя существующей кабельной инфраструктуры. Одна из таких технологий — спектральное уплотнение (DWDM), когда по одному оптическому волокну передаются десятки или даже сотни информационных каналов.

«Мы разрабатываем систему, которая позволит передавать 25 терабит в секунду. С такой скоростью, например, все жители Казани и Новосибирска могли бы одновременно общаться друг с другом по видеосвязи с таким же качеством изображения, как у телевидения высокой четкости! — рассказывает Владимир Трещиков, генеральный директор «Т 8». — Затраты на исследование и разработку скоростных систем достаточно велики, поэтому совместное финансирование этого проекта со стороны «Сколково» является для нас большим подспорьем».

В компании работает примерно 140 человек, в том числе двенадцать кандидатов наук и два профессора МФТИ и МГУ. Мощная научная база, глубокое понимание технологии и физики передачи сигнала — залог успеха компании. Второй год подряд она ставит мировые рекорды в передаче данных, удивляя мировых телекоммуникационных гигантов. Физика не стоит на месте: делаются открытия, изучаются новые эффекты, на основе которых создаются новые технологии. А внедрение новых технологий лучше всего удается небольшим, гибким инновационным компаниям.

«Мы создали оборудование мирового класса, но даже на собственном рынке нам нелегко конкурировать с зарубежными брендами: у них сильное лобби на уровне своих правительств, хорошая финансовая поддержка, — отмечает Владимир Трещиков. — А на основе нашего оборудования создаются стратегические системы передачи данных  — это не только коммерция, но и вопрос национальной безопасности. Поэтому для нашего дальнейшего развития важно понимание со стороны государства, поддержка крупных структур, в том числе и Фонда «Сколково».

Человеческий фактор не в счет!

За неполные три года существования компания «Аэроб» (резидент Фонда «Сколково в кластере космических технологий) создала несколько успешных проектов, главный из которых — автоматическая беспилотная платформа на базе самолета Aerob 4d. Уникальные аэродинамические характеристики новинки позволяют в экономичном автоматическом режиме пролетать без посадки до 1500 км на одной заправке, развивать скорость до 250 км/ч, поднимать до 10 кг аппаратуры.

При этом весит беспилотный летательный аппарат (БПЛА) менее 32 кг, что позволяет запускать его со стартового устройства, размещаемого на прицепе легкового автомобиля. «Это наш новый продукт в разряде от 25 до 45 кг взлетного веса. Он выпущен опытной серией, умный, мощный, экономичный и недорогой, — отметил Андрей Мамонтов, генеральный директор компании «Аэроб». — Сейчас мы создаем на его базе летающую лабораторию для испытаний опытных образцов новейшего навигационного оборудования различных производителей».

Исторически сложилось, что беспилотные самолеты со взлетным весом 30–40 кг очень слабо представлены на российском рынке. Имеющиеся прочие аналоги в несколько раз дороже и уступают новинке по техническим характеристикам. Зарубежные аналоги — еще более дорогие и недоступны как продукция двойного назначения.

Согласно проведенным аналитическим исследованиям, именно такие БПЛА наилучшим образом подходят для комплексного мониторинга протяженных нефтегазовых объектов, объектов сырьевой горнодобывающей промышленности, для реализации целей и задач МЧС. Инновационный продукт вызвал пристальный интерес и силовых ведомств РФ, готовится ряд договоров на его использование. «Наш самолет имеет уникальную аэродинамику и логику управления, что позволяет экономично расходовать топливо и лететь практически в горизонтальной плоскости, имея колебания до 1 градуса. Это является решающим фактором успеха при 3-D сканировании (лазерном или радиолокационном) местности, технологичен в изготовлении и эксплуатации», — подчеркнул Андрей Мамонтов.

В перспективе компания «Аэроб» ставит перед собой амбициозные цели: выведение российской беспилотной индустрии на принципиально новый уровень безопасности и функциональной вооруженности, позволяющей в основных сферах применения уверенно превзойти пилотируемый авиаэшелон, практически полностью вывести из штатных и нештатных летных ситуаций влияние человеческого фактора, предоставить широкий перечень доступных авиауслуг массовому конечному пользователю: это экстренная медицина, аграрные предприятия, муниципальные службы, службы безопасности, промышленные предприятия, органы власти и самоуправления, курьерские службы и службы доставки. Беспилотники должны быть доступны!