После прихода к власти, президент США Барак Обама свернул программу возвращения на Луну Constellation («Созвездие»). Вместо нее НАСА обязалось совершить два крупных пилотируемых полета – на астероид в середине 2020-х годов и на Марс в середине 2030-х. С тех пор прошло несколько лет. Эти планы начали приобретать очертания, причем не совсем такие, как предполагалось изначально.

В 2013 году по заказу НАСА было проведено исследование, посвященное необходимой технике и технологиям для полета на околоземный астероид на его собственной орбите. Все путешествие должно было занять около 490 дней. Помимо сверхтяжелой ракеты и космического корабля, для его реализации понадобился бы обитаемый модуль, в котором астронавты смогут жить во время полета, и мобильный исследовательский корабль малого радиуса действия для прямого изучения астероида (SEV). Эта интересная и амбициозная миссия так и не попала в планы НАСА. Ее место в середине 2020-х заняла экспедиция к четырехметровому булыжнику, который предварительно будет доставлен на лунную орбиту автоматическим зондом. Такая экспедиция по первоначальному плану должна была предварять настоящий полет к астероиду. Для нее не требуется никакой новой пилотируемой техники помимо той, что уже разрабатывается.


Тренировка передвижения по Луне на SEV

Между тем, для высадки на Марс потребуется разработать двигательно-энергетический модуль, посадочный аппарат, отсек для жизни в космосе во время перелета, жилой отсек для поверхности Марса и многое другое. Работа над электрореактивным буксиром с солнечными батареями начнется в рамках создания космического аппарата ARM, который доставит астероид на орбиту Луны. Вся остальная техника, необходимая для Марса, в середине 2020-х не появится. Очевидно, что за десять лет, остающиеся до предполагаемой высадки на Марс, НАСА не успеет ее разработать, построить и испытать.

В 2015 году несколько организаций, включая Лабораторию реактивного движения НАСА, подготовили программу Evolvable Mars Campaign («Пошаговое движение к Марсу»). Подробности ее пока не опубликованы. Известно, однако, что эта программа предполагает перенос высадки на Марс с «середины 2030-х» на 2039 год. Кроме того, работа на поверхности планеты во время первой миссии продлится не полгода, а всего несколько недель. Зато уже в 2033 году американские астронавты должны будут добраться до орбиты Марса и даже высадиться на один из его спутников, Фобос.


Схема простейшей экспедиции на Фобос

Суть Evolvable Mars Campaign заключается в том, что НАСА будет постепенно разрабатывать и испытывать технику, необходимую для полета на Марс. В начале 2020-х появятся сверхтяжелая ракета SLS, корабль «Орион» и первая модификация электрореактивного буксира на солнечной энергии SEP. К полету на Фобос предстоит разработать усовершенствованную модель буксира, перелетный жилой модуль, специальный посадочный аппарат и исследовательский модуль для передвижения по поверхности на основе все того же SEV из лунной программы «Созвездие». К 2039 году должны быть завершены работы над марсианским взлетно-посадочным комплексом. Он станет единственным неопробованным компонентом во время экспедиции на поверхность соседней планеты.


Исследовательский транспорт PEV

Для самого базового полета к Фобосу понадобится четыре ракеты-носителя SLS. Первая выведет на высокую орбиту Земли электрореактивный буксир (SEP) мощностью 100 кВт и буксир с гидразиновой маршевой двигательной установкой. Последний будет использоваться для межорбитальных перелетов у Марса. Вторая ракета отправит в космос второй SEP и посадочный модуль для высадки на Фобос. Он должен также служить жилищем астронавтам во время пребывания на спутнике Марса. Третья SLS необходима для запуска обитаемого модуля, в котором космонавты будут жить о время межпланетного полета. Вместе с ним она выведет буксир, который обеспечит отлет с орбиты Марса к Земле. Наконец, четвертая ракета выведет корабль «Орион» с экипажем. Ее верхняя ступень обеспечит отлет всего экспедиционного комплекса к Марсу. Астронавтам предстоит провести 300 суток на Фобосе, 200-250 дней займет дорога в одну сторону. Разработчики концепции утверждают, что длительное пребывание на Фобосе существенно сократит долю радиационного облучения астронавтов, поскольку спутник Марса будет экранировать излучение своей массой.

НАСА рассматривает эту экспедицию не как чисто политическую и технологическую. У нее будут и научные задачи. Для этого, помимо перечисленной выше техники, понадобится отправить вместе с астронавтами мобильный модуль для исследования Фобоса PEV – специальную модификацию SEV.


Посадочно-обитаемый модуль на Фобосе

Разработчики миссии на Фобос считают, что она «затыкает технологическую дыру» между полетами в пространстве Земли-Луны и высадкой на Марс. В то же время, есть у предложенного плана и недостатки. Часть необходимой техники, включая посадочную платформу для Фобоса и зацепной механизм исследовательского транспортного модуля, не будет востребована на Марсе и не пригодится нигде после единственной экспедиции. В то же время, за основу механизма удержания космических аппаратов на поверхности Фобоса предполагается взять устройство, которое уже будет разработано для захвата булыжника с поверхности астероида космическим аппаратом ARM.

Существует и другая проблема. Очевидно, что между трехнедельным полетом на орбиту Луны в 2025 году и многолетней экспедицией за сотни миллионов километров остается огромный технологический разрыв. В одном из исследований Университет Техаса в Остине предлагает НАСА во второй половине 2020-х годов создать посещаемую инфраструктуру в окололунном пространстве, которая позволила бы увеличить продолжительность полетов за пределы орбиты Земли сначала до двух месяцев, затем до полугода и даже на больший срок. После этого НАСА будет иметь достаточно опыта для организации длительных экспедиций в дальний космос.

Обсудить