Программа M2M: на чем американцы полетят на Марс. Часть 1
За месяц до инаугурации Дональда Трампа NASA опубликовало обновленный план «космических исследований всей Солнечной системы на благо человечества», в том числе несколько документов, уточняющих дорожную карту по программе Artemis в рамках подготовки к пилотируемым полетам на Марс. О деталях программы НАСА «От Луны к Марсу» (Moon to Mars, M2M) - в наших материалах.
АЭС на Марсе и выбор корабля
Особое внимание в программе M2M уделено энергетическому обеспечению этого мега-проекта. В частности, астронавтам придется долгое время (годы) находиться на поверхности Красной планеты из-за невозможности с современными технологиями наладить регулярное и быстрое транспортное сообщения с Марсом.
M2M, в частности, предусматривает, что для экспедиций, требующих пребывания астронавтов на поверхности Красной планеты более месяца, необходимо построить на Марсе атомный реактор класса Kilopower для выработки электроэнергии мощностью 10 кВт.
Преимуществами энергоустановок, основанных на реакции деления урана, называется большая мощность, компактность и гибкость регулирования выработки энергии по сравнению с радиоизотопными термоэлектрогенераторами и солнечными батареями. Кроме того, в отличие от последних, атомный реактор невосприимчив к пыли и бурям, которые могут уменьшить его эффективность, как показал опыт роверов Spirit, Opportunity и зонда InSight. NASA в настоящее время разрабатывает небольшие и «безопасные» реакторы, способные работать на Луне и Марсе, по проекту FSP (Fission Surface Power).
Обновления, внесенные в программу в самом конце 2024 года, не меняют подход к марсианской энергетике. Они также не вносят ясность в вопрос о том, какой конкретно космический корабль, должен доставить людей на Марс. Заместитель администратора NASA Джим Фри лишь заявил: «Мы методично подходим к планированию, понимая имеющиеся ресурсы и варианты технологий, и прислушиваясь к отзывам заинтересованных сторон».
При этом эксперты обвинили НАСА в том, что оно как раз не прислушивается к мнению "заинтересованных сторон". Основная причина критики заключается в том, что NASA в своей программе вообще не упоминает Starship, который уже создан и теоретически способен достичь Марса. Вместо этого НАСА, по мнению критиков, тратит время на разработку других кораблей и технологий.
Окололунный космопорт и надувная защита спускаемого аппарата
Справедливости ради отметим, что программа «От Луны к Марсу» направлена не на разработку конкретного и подробного плана пилотируемого полета на Красную планету, а на описание общей стратегии и технологий, которые необходимы для такого полета.
M2M рассматривает различные типы пилотируемых полетов на Марс:
1 и 2 типы — это краткосрочные экспедиции, которые предполагают пребывание экипажа на поверхности планеты не более 30 марсианских суток (солов). Отметим, что сол длиннее земных суток почти на 40 минут. Для их осуществления требуется доставить на Марс около 75 тонн оборудования;
3 тип — это более продолжительная экспедиция, которая продлится не менее 50 солов. Для ее реализации потребуется большее количество оборудования.
Корабли для марсианской экспедиции НАСА предполагает собирать на будущей окололунной станции Gateway, с которой они и стартуют к цели.
Также последняя версия программы НАСА по-прежнему делает ставку на надувные тепловые экраны для спуска в атмосфере Красной планеты. Однако, конструкция марсианского посадочного аппарата MDS (Mars Descent Vehicle) и марсианского взлетного аппарата MAV (Mars Ascent Vehicle) все сильнее становится похожа на большую капсулу, напоминающую марсианский экскурсионный аппарат MEV (Mars Excursion Vehicle) разработки 1960–1970-х.
"Звездолету" Маска нужен атомный реактор
Основные споры ведутся вокруг того, какая силовая установка будет использоваться для пилотируемого полета к Красной планете и возвращения на Землю. Корабли, использующие химические ракетные двигатели, позволяют достичь Марса минимум за 6-7 месяцев. Поскольку для возвращения придется ждать удобного "окна" (минимального расстояния между Марсом и Землей), экспедиция растянется на несколько лет. Многие специалисты опасаются, что при существующих технологиях для отправившихся на Марс это будет билет в один конец.
Сегодня принято возлагать надежды на твердотельный ядерный ракетный двигатель (ЯРД), что, несомненно, связано с текущими разработками, такими как DRACO. В таком двигателе реакция деления урана нагревает рабочее тело (например, водород), разгоняя его до высоких скоростей, из-за чего удельный импульс ядерного двигателя вдвое выше, чем у химического кислородно-водородного.
Однако в предыдущей версии M2M НАСА не рекомендовало ЯРД для длительных межпланетных полетов. В обновленной версии программы корабли с ЯРД рассматриваются наравне с другими. В частности, НАСА рассматривает возможность использования гибридной энергодвигательной установки, сочетающей ядерную тепловую и ядерную электрическую системы: в последней атомный реактор питает электроэнергией плазменный или ионный электроракетный двигатель.
Среди экспертов в числе фаворитов - системы с комбинированной двигательной установкой, состоящей из ядерного и химического двигателей. Это решение особенно нравится фанатам Илона Маска, поскольку технически возможно оснастить пилотируемую версию марсианского Starship атомным реактором.
В обновленной версии программы "От Луны к Марсу" подчеркивается, что выбор типа двигательной установки для всех вариантов пилотируемых полетов на Марс — одно из семи ключевых решений, которые необходимо принять перед отправкой людей на эту планету.
Илон Маск, как известно, говорит об отправке своего «Звездолета» на Марс без экипажа уже в 2026 году и с экипажем в 2028 году. Хотя вторая дата кажется нереальной, очевидно, что у SpaceX есть свои планы в отношении Красной планеты, и компания стремится получить поддержку Дональда Трампа, чтобы сделать свои планы приоритетными для NASA, которое должен возглавить соратник Маска Джаред Айзекман.
Продолжение следует...
