НАСА планира прво во 2033-та да ја реализира првата експедиција на Фобос, после која во 2039-та и 2043-та би следеле две мисии за спуштање на човечка посада на Црвената планета.
Додека Маск предвидува во текот на наредните 40 до 100 години да подигне град на Марс со милион луѓе, НАСА планира на 70-годишнината од првиот „мал/голем“ чекор на Месечината од страна на Армстронг, да го организира првото спуштање на луѓе на Црвената планета.
Иако Марс е во фокусот на неколку проекти на НАСА, всушност нивниот основен двигател, долго време ништо официјално не се обелоденило за нивните конкретни планови за лет на Црвената планета. Меѓутоа, Марс на некој интересен начин ги поврза политичарите, научниците, инженерите – како во државната сфера (НАСА), така и во приватниот сектор (SpaceX). Кога ќе се спомене Марс, тогаш помеѓу Конгресот и Белата куќа престануваат несогласностите. Исто така, ако постои тема околу која кандидатите за претседател на ноемвриските избори, Доналд Трамп и Хилари Клинтон, се согласуваа, тоа е токму Марс. Во САД, колку што може да се забележи од овој агол, постои национален консензус дека следната основна дестинација на Америка е Марс, а не Месечината, и дека таму треба да се отиде не само за да се спуштат луѓе на Марс, туку дека со тие пионерски мисли треба да се удрат темелите за почеток на колонизација на Марс. Секако, кога се зборува за национален консензус, големо е прашањето колку всушност се консултира народното мислење за овие прашања, но евидентно е дека многу очи од таа страна на океанот се вперени кон Марс.
Црвената планета ги чека своите први луѓе-истражувачи
Кога споменавме толкава приврзаност на политичарите за Црвената планета, треба да напоменеме дека сите знаат дека станува збор за посебен проект во кој многу од тие кои сега седат во Конгресот или во Белата куќа најверојатно или нема да го доживеат, или дури и да го доживеат нема повеќе да бидат таму каде што се сега, значи нема да ја сносат одговорноста ако нешто тргне во погрешен правец, или ако се покаже дека од државната каса се потребни многу повеќе пари отколку што во нивниот мандат или време било испланирано. Од една страна, сите се за Марс, меѓутоа никој, како во Конгресот, така и во Белата куќа, не е спремен да потпише чек на огромна сума пари за остварување на целта.
Исто така, кога ќе го поставите прашањето како да стигнете до Марс, тука почнуваат различни размислувања. Некој вели дека на Марс треба да се стигне директно, значи онака како што е тоа сторено за време на програмта „Аполо“. Со низа лансирања на супер-носачи SLS на орбитата околу Земјата да се формира Марсов комплекс (МК) и да се насочи кон Црвената планета. Секако, пред да стигнат луѓето таму, треба да се прати одредена инфраструктура – модул, којшто ќе ги пречека истражувачите на местото на спуштање на првата експедиција. Меѓутоа, други велат – ајде прво да го прелетаме Марс, да видиме како технологијата и луѓето ќе ги поднесат меѓупланетарните летови, па ако сè помине без проблем, тогаш да летаме на Марс. Трети предложуваат дека подготовките за лет на Марс можат да се изведат во орбита околу Месечината, каде што би требало да биде составен МК и од таму да се упатат кон Марс. Има и такви кои сметаат дека мисиите во длабокиот Космос, до некој астероид, или прво до Фобос (поголемиот сателит на Марс) би биле вистинска увертира за натамошно освојување на Црвената планета.
Кога овие четири варијанти за лет на Марс ќе се споредат лесно се воочуваат нивните големи разлики, и тоа во секој можен аспект – технички, технолошки, организациски, проектен, финансиски и над сè, од аспект на ризик за мисијата. Меѓутоа, она што е заедничко за секоја од варијантите е употребата на супер-ракета SLS. Таа е алфа и омега за сите планови на НАСА низ годините кои доаѓаат. Успехот на нејзините испитувања е од фундаментално значање, како и секое лансирање, почнувајќи од првата означена како ЕМ-1 (т.н. Прва истражувачка мисија). Тоа е планирано за крајот на 2018-та, но извесно е дека ќе биде поместено за неколку месеци, можеби и подолго. Во текот на мисијата ЕМ-1 кон Месечината ќе биде лансиран вселенскиот брод Орион, со европски сервисен модул. По три дена Орион ќе пристигне на елиптичната орбита околу Месечината со параметри 100х70.000 километри, каде ќе биде шест дена. За време на враќањето на Земјата, капсулата Орион ќе биде изложена на огромни термодинамички напрегања; се очекува дека неговата површина мора да издржи температура од околу 2.800 Целзиусови степени.
‘Рбетот на програмата на НАСА за освојување на Марс – Ракета-носач SLS Blok 1
Во овој момент, мисијата ЕМ-1 е единствена која во потполност е разработена и извесна. Сè уште никој со сигурност не може да каже кои мисии ќе следат после ЕМ-1, но позицијата на НАСА е до крајот на 2029-та, т.н. Blok 2 ракета SLS, односно нејзината најјака верзија со носивост од 130 тони да биде спремна за првото лансирање. Исто така, сè повеќе критикуваната мисија за испитување на парче астероид кој автоматски ќе биде повлечен недалеку од Месечината, сè уште е во план за 2025 година.
Ахиловата пета на лансерот SLS (како и секоја супер-тешка ракета) е цената и вкупната рентабилност на проектот, како и бројот на лансирања кои на годишно ниво тешко може да надмине два космички старта. Со таков ритам на лансирања, ќе биде потребна година за SLS да собере доволно поени за да може да се смета за целосно валиден лансер кој еден ден би требало да однесе луѓе на Марс.
Каква е стратегијата на НАСА по однос на прашањето за лет на човекот на Марс? Од средината на 2015 година НАСА работи на стратегија која опфаќа три етапи. Во првата, екипа од астронаути во 2033-та ќе слета на Фобос, поголемиот сателит на Марс, и на неговата површна ќе ја реализираат првата рунда далечинско сондирање на површината на Црвената планета. Првото спуштање на луѓе на Марс планирано е за втората етапа и треба да биде изведено во 2039-та, за во 2043-та година, во текот на третата етапа, да следи и второ спуштање. Во рамките на овој план, од 2018 до 2046 година би требало да бидат остварени 41 лансирање на ракета-носач SLS, значи во просек едно на секои девет месеци. Кога е во прашање истражувањето на Марс, тогаш програмата на НАСА од 2028 до 2046 година опфаќа 32 мисии на SLS.
Споменавме дека SLS е клучен елемент на сите планови на НАСА поврзани со лет на луѓето на Марс. Покрај SLS, вселенскиот брод Орион е исто така важен. Но она што треба да се нагласи е тоа што иако е фален како апарат специјализиран за лет во длабоката Вселена, Орион не е замислен за лет на релација Земја-Марс-Земја. Космичките бродови проектирани на двомодуларна база (команден модел+сервисен модел) со вкупен корисен капацитет од помалку од 20 кубни метри, едноставно не се поволни за долготраен престој на повеќечлена посада. Во сценариото за лет на Марс, улогата на Орион, чиишто ресурси овозможуваат максимален лет со траење до четири недели, е сведена на превоз на посада од Земјата до МК, којшто ќе биде изграден на орбитата околу Месечината. Исто така, кога посадата би се враќала од Марс, на орбитата околу Месечината ќе ги чека Орион, за да ги врати истражувачите од Црвената планета назад на Земајта.
Третиот столб од проектот за лет на Марс е модулот за долготраен престој на астронаутите. Во него астронаутите би се наоѓале практично цело време за време на летот кон Марс, операцијата на орбитата и за време на враќањето. Тука е и тн. MTV – Марсов транспортен апарат – своеврстен севисен или инструментален модул, во кој ќе се наоѓаат погонско-енергетски системи од витално значење за сите операции во текот на транспланетарната и орбиталната етапа на мисијата. Секако, тука е и лендер, апарат за слетување, како и модулите кои на површината ќе ги пречекаат првите истражувачи.
Јасно е дека во однос на летот на Марс, истражувањето на Марс е доста покомплексна задача во секој поглед. Поради тоа, во НАСА се предложени два модели за лет на Марс. Првиот е тн. SEP-хемиски модел, а другиот е заснован на хибридна опција. Двете сценарија предвидуваат вкупно траење на мисијата на Марс од 500 дена, вклучувајќи 220 дена поминати на површината на планетата и примена на комбинирана технологија од соларно-електрична пропулзија (SEP) и конвенционални хемиски погони. Технички, овие модели се разликуваат од капацитетот на погонскиот систем, бидејќи електричната сила на SEP-хемискиот систем е 214 kW, а на хибридниот 425 kW. Основната разлика е во тоа што во текот на мисијата од SEP-хемискиот тип прво автоматски ќе биде транспортирано сè што е неопходно за живот на посадата од цис-лунарните во орбитата околу Марс. Кога сè ќе пристигне, ќе започне мисијата со човечка посада, користејќи погон на комбинација од течен кислород и метан. За разлика од SEP-хемиската, хибридната варијанта предвидува од орбитата околу Месечината, кон Марс, заедно да летаат и луѓето и неопходната опрема за нивен престој на Црвената планета. Во оваа етапа, како што беше наведено, посадата од астронаути во 2033-та прво ќе се спушти на Фобос, а шест години подоцна, во 2039 година и на Марс.
Од големо значање за успех на мисијата на Марс е автоматското спуштање на површината на планетата на голем број на лендери, модули и возила со помош на кои астронаутите, кои ќе пристигнат подоцна, ќе можат да истражуваат големи области околу местото на спуштање. Изградбата на првата база на Марс ќе потсетува на развој на поларна база на Антарктикот, само што во овој случај целата неопходна инфраструктура ќе мора да биде доставена прецизно, на одредена локација каде што подоцна ќе пристигнат астронаутите.
Двата модели вклучуваат вкупно 32 лансирања на ракета-носач SLS во склоп на програмата за лет на Фобос во 2033 година, и два натамошни спуштања на Марс во 2039 и 2043 година. SEP-хемискиот модел овозможува превоз на корисен терет од 27 до 72 тони, додека капацитетот на хибридната опција изнесува 48 тони. За лет на Фобос, SEP-хемискиот модел вклучува десет лансирања на ракетата SLS, две повеќе во однос на хибридната опција. За првиот лет на Марс ќе бидат потребни 12 лансирања на SLS (14 во хибридната верзија), додека другото спуштање во 2043 година бара по десет лансирања во двете варијанти.
Двете варијанти бараат осум лансирања на ракетата SLS помеѓу првата мисија (Blok 1/EM 1) во 2018 година и следните мисии заклучно со летот Blok 1B/EM-8 планирана за 2027 година. Во 2028 година започнува најјаката верзија SLS (Blok-2), со носивост од 130 тони, во серија од 32 мисии за лет на Фобос и две спуштања на Марс, сè до 2046 година, кога другата експедиција би требало да се врати на Земјата.
Во двете верзии за лет на Марс примената на вселенскиот брод Орион е ограничена на превоз на астронаутите до цис-лунарната орбита, каде што ќе ги пречека Марсовиот комплекс, како и за нивен транспорт до Земјата од истата таа орбита, кога ќе се вратат од Марс. За транспланетарниот лет во обата правци од клучно значење ќе биде таканаречениот транзитен модул за сместување на посадата – МТН, или TransHab. Поделен на четири нивоа, концептот на модулот МТН е заснован на технологија на надувување (ќе има пречник од околу осум метри).
TransHab – модул за сместување на астронаути за време на летот кон Марс и назад. Летот на Фобос ќе биде мисија со голем ризик и сложеност која од оваа временска дистанца не е лесно да се разбере. За тоа говори фактот дека на орбитата околу Месечината во текот на пет години ќе бидат формирани два меѓупланетарни комплекси (првиот без посада, а другиот со астронаути) со вкупна маса од 394,5 тони што е еквивалентно на масата на Меѓународната космичка станица МКС.
За мисија на Фобос, почнувајќи од 2028 година, планирано е на орбитата околу Земјата да бидат лансирани, во рамки на посебни мисии, модул за живот на посадата на Фобос (РНМ), истражувачко возило (РЕV) и пропулзиони блокови од типот SEP. Овие блокови ќе бидат склопени на орбитата околу Месечината, после што во 2030 година меѓупланетарниот комплекс без посада ќе замине кон Фобос. Потоа во 2031 година на орбитата околу Месечината треба да биде формиран друг комплекс за превоз на астронаути до Фобос составен од модул за сместување на посада МТН, ракетен блок за префрлање на комплексот од орбитата околу Месечината на транспланетарниот лет кон Марс (тн. ТМI блок) и ракетен степен за премин на комплексот од транспланетарното патување на орбитата околу Марс (МОI блок). Кога овој комлекс ќе биде склопен, Орион ќе пристигне таму во 2033 со четиричлена посада која ќе премине во модулот МТН, каде што ќе престојува во текот на транспланетарниот лет низ меѓупланетарниот простор. Додека астронаутите летаат кон Фобос, на орбитата околу Марс ќе ги чека првиот комплекс составен од модулите PMH, PEV и SEP. Модулот за нивниот престој РМН потоа ќе биде спуштен на Фобос, а кога посадата ќе пристигне на орбитата околу Марс, ќе дојде до спојување на двата комплекси и астронаутите ќе преминат во PEV, па ќе се спуштат под модулот PMH. На Фобос, екипата астронаути ќе се занимава со геолошки истражувања на сателитот на Марс и од неговата површина ќе ги следат процесите на Марс и неговата атмосфера. Враќањето на астронаутите од Фобос на Земјата е планиран за 2035 година. Со тоа, ќе биде подготвен теренот за првото спуштање на луѓе на Марс.
Увертира за првото спуштање на луѓе на Марс – сателитот Фобос
Додека трае мисијата на Фобос, започнува беспилотно лансирање во рамки на програмата мисија на Марс за првото спуштање на луѓе на Марс во 2039 година. По враќањето на астронаутите од Фобос во 2035 година планирано е модулот за живот на посадата MTH да остане во орбитата околу Месечината и да ја чека следната, прва Марсова посада, така што тој ќе биде повторно користен, но сега во склоп на Марсовиот комплекс. Секако, неколку екипи астронаути ќе извршат детално сервисирање на модулот, ќе заменат се што е неопходно и ќе го осигураат модулот за повторен транспланетарен лет на Марс. Кога Марсовиот комплекс ќе биде формиран на орбитата околу Месечината, во 2038 година со Орион ќе пристигне четиричлена екипа астронаути која во 2039 година ќе замине од цис-лунарната орбита на патување кон Марс. Враќањето на Земјата на првата екипа Марсонаути планирано е за 2042 година. Во тоа време, на орбитата околу Месечината ќе биде комплетиран друг Марсов комплекс, со посада која во 2043 година ќе замине кон Марс. Масата на Марсовиот комплекс на орбитата околу Месечината ќе изнесува 483,2 тони, што ќе бара десет лансирања на ракета-носач SLS. Во 2046 година со Орион друга посада ќе се врати на Земајта, од орбитата околу Месечината, каде што со модулот MTH ќе пристигне по враќањето од Марс.
Три концепции на лендер на Марс
Како што се гледа, практично почнувајќи од 2018 година НАСА започнува амбициозен програм за лансирање носач SLS со основна цел во периодот помеѓу 2033 и 2046 да се изведат три експедиции – една на Фобос и две на Црвената планета.
Превод: Александра Бошкова
Извор: Astronomski Magazin
