Mentre la telecamera della navicella spaziale russo-europea ExoMars ha inviato la prima immagine del Pianeta Rosso sulla Terra, gli Stati Uniti stanno lavorando per inviare una spedizione con equipaggio a tutti gli effetti su Marte. Perché gli americani ne hanno bisogno, quanto costerà un progetto del genere e se la Russia ha intenzione di parteciparvi sono domande che richiedono una risposta.
Il compito di un sorvolo di Marte con equipaggio è stato stabilito dal presidente Barack Obama nel 2010. Quindi ha disegnato il seguente piano d'azione davanti alla NASA: entro il 2025, fare un volo con equipaggio su un asteroide vicino alla Terra, a metà degli anni 2030 - su Marte, dopo di che seguirà una missione di atterraggio. Finora, possiamo dire che la NASA nel suo insieme si inserisce nella linea temporale pianificata. Allo stesso tempo, l'agenzia pianifica non solo un sorvolo del Pianeta Rosso, ma una visita al suo satellite naturale Phobos.
Ad oggi, l'agenzia ha individuato sei elementi fondamentali necessari per un volo su Marte, compreso l'atterraggio. Si tratta del veicolo di lancio pesante SLS, della navicella spaziale Orion, del modulo vivente Transheb (per il volo lungo la rotta Terra-Marte-Terra), un lander, uno stadio di decollo e un sistema di propulsione solare-elettrica (SEP). Secondo una delle stime preliminari, sulla superficie del Pianeta Rosso dovranno essere consegnate dalle 15 alle 20 tonnellate di merci e attrezzature per garantire il primo sbarco di persone sulla sua superficie. Tuttavia, i rappresentanti della NASA hanno annunciato la cifra di 30 tonnellate o più, tenendo conto del fatto che il peso della sola fase di decollo prevista sarà di 18 tonnellate e il peso del lander sarà di almeno 20 tonnellate. Per inviare questi elementi nello spazio saranno necessari almeno 6 lanci di un vettore pesante/super pesante SLS con una capacità di carico da 70 a 130 tonnellate. Nel tentativo di risparmiare tempo e denaro nello sviluppo e nella produzione di questo "camion pesante", la NASA ha utilizzato la tecnologia e le attrezzature rimaste dalle navette, inclusi motori, serbatoio del carburante e "navette" di booster a propellente solido.
Gli elementi del complesso marziano si riuniranno in un fascio non in orbita vicina alla terra, ma nel punto di Lagrange L-2. Si trova a un milione e mezzo di chilometri dalla Terra, dietro il lato opposto della Luna, a 61.500 impatti. La NASA chiama L-2 nient'altro che un "sito di prova", sottolineando così che non solo l'assemblaggio, ma anche il test della tecnologia marziana verrà effettuato lì.
I media americani e internazionali hanno più volte, anche con riferimento ad alcune fonti della Nasa, menzionato la possibilità del ritorno degli americani sulla luna in preparazione della spedizione marziana. Tuttavia, questa non è una domanda ora. Come ha dichiarato al quotidiano VZGLYAD uno dei massimi esperti americani nel campo della politica spaziale, John Logsdon, la creazione di un lander lunare non è inclusa nei piani della NASA. Non è escluso, tuttavia, che l'Agenzia spaziale europea (ESA) decida sul volo sulla luna. E nel caso in cui l'ESA costruisca un lander, gli Stati Uniti possono partecipare al progetto lunare europeo, possibilmente fornendo SLS per consegnare questo modulo a un satellite naturale della Terra.
Tre passi su Marte
I veicoli di lancio più potenti nella storia dell'astronautica
La NASA ha chiamato il suo primo passo "appoggiarsi alla Terra". Include la pratica delle operazioni necessarie e l'accumulo dell'esperienza richiesta in orbita terrestre bassa utilizzando la ISS. Inoltre, come parte di questa fase, l'agenzia sta sviluppando modi e metodi per utilizzare risorse marziane improvvisate (ISRU) per ottenere carburante e altri materiali necessari. L'attività è abbastanza gratificante se si considera che la fase di decollo da 18 tonnellate richiederà 33 tonnellate di carburante, e la NASA intende estrarlo dall'anidride carbonica e dall'acqua disponibili sul Pianeta Rosso.
Il secondo passaggio è chiamato "sito di prova", che, come già notato, si trova nel punto L-2. Con l'aiuto di un dispositivo automatico, si prevede di catturare un asteroide vicino, che verrà trasferito a questo punto, dove verrà esaminato dall'equipaggio della navicella Orion.
Il terzo passo è stato chiamato "indipendente dalla Terra". Stiamo già parlando dello studio e dello sviluppo diretto del Pianeta Rosso. Include la vita su Marte, l'uso intensivo delle risorse marziane e la trasmissione regolare di informazioni scientifiche sulla Terra utilizzando sistemi di comunicazione avanzati.
Vale la pena soffermarsi sul ruolo di "Orion" in modo più dettagliato. Nonostante il fatto che esteriormente assomigli a una versione ingrandita della classica navicella spaziale usa e getta di classe Apollo (a volte l'Orion è scherzosamente chiamato "Apollo on steroids"), il nuovo "taxi" per gli astronauti della NASA sarà riutilizzabile - si prevede di utilizzare il stesso veicolo di discesa spedire fino a dieci volte. Allo stesso tempo "Orion" si distinguerà per una maggiore "capacità passeggeri" e potrà imbarcare fino a 7 membri dell'equipaggio.
Ma questa non è la caratteristica principale di Orion. Secondo Charles Precott, vicepresidente di Orbital ATK, che sviluppa booster a combustibile solido a cinque segmenti per l'SLS, la nave entrerà a far parte del complesso interplanetario marziano. I suoi sistemi, compreso un sistema di supporto vitale (refrigerante) e protezione contro le radiazioni, saranno integrati in questo complesso per aumentarne l'affidabilità.
Statistiche di successo del lancio spaziale in diversi paesi
La risorsa stimata di "Orion" non è inferiore a 1000 giorni. È progettato per entrare nell'atmosfera terrestre a velocità più elevate, come quando si torna da L-2 o da Marte. Inoltre, la nave diventerà un ulteriore rifugio per l'equipaggio nel caso qualcosa vada storto. Precott ha fatto l'esempio dell'Apollo 13, il cui equipaggio, dopo l'esplosione della bombola di ossigeno nel modulo di comando durante il volo sulla Luna, si è salvato in gran parte grazie al refrigerante e al sistema di propulsione del lander lunare. Questo modulo, pur non essendo stato progettato per operare durante il volo lungo la rotta Terra-Luna-Terra, in una situazione critica ha svolto con successo funzioni per esso inusuali.
Il primo volo di prova di Orion si è svolto automaticamente nel dicembre 2014, quando è stato lanciato dal veicolo di lancio Delta IV Heavy. Il prossimo è previsto per settembre 2018, Orion (ancora senza equipaggio) volerà in orbita circumlunare già con l'aiuto del vettore SLS, per il quale questo, tra l'altro, sarà il primo lancio. E il primo volo con equipaggio della navicella - direttamente sulla Luna - è previsto per il 2021-2023.
Paure e realtà
Gli equipaggi che volano in orbita terrestre bassa sono protetti dalle radiazioni cosmiche dal campo magnetico terrestre. Gli astronauti diretti verso la Luna e in particolare su Marte sono privati di questa protezione. Tuttavia, secondo Scientific American, citando i dati del rover Curiosity, il pericolo delle radiazioni dallo spazio profondo non è così grande da diventare un ostacolo all'attuazione della spedizione marziana. Quindi, gli astronauti che trascorrono 180 giorni per arrivare su Marte, la stessa quantità per tornare da esso, e trascorrono anche 500 giorni sulla superficie del Pianeta Rosso, riceveranno una dose totale di radiazioni nella regione di 1,01 sievert. Secondo gli standard ESA, un astronauta non dovrebbe ricevere più di un sievert durante tutti i suoi voli. Questa dose, secondo i medici, aumenta il rischio di cancro del 5%. La NASA ha standard più severi: il rischio di cancro di un astronauta per l'intero periodo della sua attività professionale non dovrebbe superare il 3%. Tuttavia, secondo Don Hassler, uno dei membri del team di ricerca di Curiosity, il 5% è "una cifra perfettamente accettabile".
Parlando alla conferenza People to Mars (H2M) a Washington questo maggio, Scott Hubbard, ex responsabile dei progetti della NASA su Marte e ora professore alla Stanford University, ha citato il capo medico della NASA Richard Williams dicendo che "attualmente non ci sono rischi per la salute dell'equipaggio che impedirebbe una missione con equipaggio su Marte". Williams ammette che c'è qualche rischio per la salute degli astronauti, ma la NASA è disposta ad accettarlo, soprattutto perché l'agenzia sviluppa costantemente nuovi modi per mitigarlo. Ad esempio, la NASA sta attualmente sperimentando un materiale realizzato con nanotubi di nitruro di boro idrogenato (BNNT) che mostra proprietà anti-radiazioni molto promettenti.
Tuttavia, secondo Andy Weier, l'autore del libro "The Martian", sulla base del quale è stato realizzato il film omonimo, il suo eroe si sarebbe sicuramente ammalato di cancro durante la sua permanenza sulla superficie del Pianeta Rosso. Chi è più vicino alla verità - scienziati o scrittore di fantascienza, il tempo lo dirà.
Quando, per quanto e con chi
La NASA sta attualmente aderendo al seguente programma per l'esplorazione e l'esplorazione con equipaggio di Marte. Dal 2021 al 2025 sono previste almeno cinque missioni con equipaggio nello spazio lunare, tra cui la "cattura" e lo studio dell'asteroide. Nel 2033, gli astronauti dovrebbero raggiungere Phobos e nel 2039 dovrebbero salire sulla superficie di Marte per la prima volta. Una seconda spedizione atterrerà su Marte nel 2043.
Per supportare l'"assalto" con equipaggio del Pianeta Rosso dal 2018 al 2046, dovranno essere lanciate almeno 41 portaerei di tipo SLS. Non è escluso che a ciò sarà necessario aggiungere i lanci di vettori già operati del tipo Delta-4 e Atlas-5 (se quest'ultimo riceve motori americani invece di russi ed è ancora in funzione). Saranno utilizzati principalmente per il lancio di veicoli automatici su Marte e Marte, ai quali sarà affidata la funzione di "minatori" di informazioni scientifiche per aiutare le spedizioni con equipaggio.
Ovviamente il numero delle portaerei e la loro tipologia può variare a seconda delle modifiche apportate alla configurazione delle missioni con equipaggio marziano. C'è un'opzione in cui sono necessarie solo 32 portaerei di tipo SLS (senza contare cinque per le suddette spedizioni circumlunari): dieci per supportare una missione con equipaggio su Phobos, dodici per il primo sbarco di astronauti su Marte e altri dieci per il secondo.
La domanda è: quanto costerà tutto questo e gli Stati Uniti "tireranno" tali spese da soli? L'invio di astronauti su Marte costerà solo una frazione di quanto è stato speso per lo sviluppo e la produzione del caccia da combattimento F-35 di sesta generazione, secondo un gruppo di esperti della NASA, nonché rappresentanti dell'industria e del mondo accademico negli Stati Uniti. gestione degli Stati Uniti, in definitiva il programma F-35 potrebbe costare un trilione di dollari) e non supererà i 100 miliardi di dollari. Questo è lo stesso che gli Stati Uniti hanno speso finora per il programma ISS. Entro il 2024, il volo della stazione sarà completato e la NASA non spenderà più quasi $ 4 miliardi all'anno per il suo funzionamento. Così, nei dieci anni che separano la fine dell'orbita della stazione intorno alla Terra e l'inizio della missione su Phobos, l'ammontare dei fondi risparmiati ammonterà a circa $ 40 miliardi, e gli Stati Uniti dovranno trovare altri $ 60 miliardi per attuare i suoi piani marziani.
Parlando del costo della missione su Marte, gli esperti sottolineano che può essere ulteriormente ridotto se nel progetto sono coinvolti partecipanti internazionali. La domanda ovvia è: tra questi c'è la Russia, che è attualmente uno dei maggiori partner degli Stati Uniti nel campo spaziale e ha un serio potenziale spaziale (soprattutto nel campo dei voli con equipaggio)? Ma se gli Stati Uniti hanno tali piani per la Russia, per il momento vengono tenuti segreti.
Alla fine di maggio di quest'anno, il quotidiano Space News ha delineato le opinioni del capo della NASA Charles Bolden sul futuro della cooperazione internazionale nello spazio. Ha parlato dell'importanza dell'interazione al di fuori dell'atmosfera con l'Europa, il Giappone e la Cina. Per quanto riguarda la RPC, Bolden ha detto che sarebbe andato a visitarla alla fine dell'estate, sottolineando che prima o poi Stati Uniti e Cina inizieranno sicuramente a collaborare strettamente nel campo dello spazio. L'elenco dei potenziali partner spaziali include anche paesi come Israele, Giordania ed Emirati Arabi Uniti. Ma Bolden non ha detto una parola sulla Russia. Forse non c'era semplicemente motivo per questo, ma è possibile un'altra spiegazione: le relazioni fortemente aggravate tra Mosca e Washington, così come la mancanza di tecnologia e tecnologia della Russia per lo spazio profondo (per accedervi, gli Stati Uniti potrebbero impostare a parte le differenze politiche generali) non contribuiscono all'interesse dell'America a continuare la sua partnership con il nostro Paese dopo la fine del volo della ISS.
Resta da aggiungere che, oltre al programma statale statunitense Mars, ce n'è anche uno privato, che SpaceX intende attuare. Il capo di questa compagnia, Elon Musk, ha annunciato l'intenzione di far atterrare la nave Dragon sulla superficie del Pianeta Rosso nel 2018 e di inviare persone lì nel 2026.
Parlando alla conferenza People to Mars e parlando del motivo per cui l'America sta lottando per il Pianeta Rosso, Charles Precott ha dichiarato: "I salti nello spazio avvengono solo quando gli interessi strategici del paese sono dietro di loro. Andremo su Marte perché vogliamo mostrare al mondo la nostra capacità di fare qualcosa che nessuno ha mai fatto prima, per dimostrare la nostra leadership spaziale e garantire il nostro accesso al mercato spaziale globale, che raggiunge i 330 miliardi di dollari di fatturato annuo". Come puoi vedere, la spiegazione è abbastanza semplice. E la domanda sorge spontanea: la Russia non ha davvero tali interessi strategici che possono essere realizzati con l'aiuto di un progetto che costa due Olimpiadi di Sochi?
