Более пятидесяти лет прошло с момента первого полёта человека в космос. Тысячи запусков спутников и космических аппаратов были проведены за это время. Но несмотря на то, что технологии не стояли на месте, человек не бывал дальше, чем на Луне. А это всего около 400 000 километров от Земли – в космических масштабах словно песчинка на марафонской дистанции.

Но людям, живущим в XXI веке, очень повезло. Уже в ближайшие два десятилетия NASA планирует начать исследование Марса и даже отправить на красную планету человека. Конечно, перелёт на Марс является очень непростой задачей, которая будет требовать немалых усилий, экспериментальных попыток и запусков.

Первым таким экспериментом станет Exploration Mission 1, запланированная на 2019 год. Миссия – полностью пробная и на первый взгляд не будет иметь никакого отношения к Марсу. Она включает в себя первый в истории запуск американской сверхтяжёлой ракеты-носителя SLS (Space Launch System), которая выведет на ретроградную орбиту Луны космический корабль Орион. Он будет многократно облетать Луну в течение 6 дней, после чего вернётся на Землю, пробыв в космосе около 3-х недель. На самом же деле значение этой миссии очень велико как для исследования Марса, так и для развития космонавтики в целом.

Факт о Марсе: Диаметр Марса 6792 км. 

Во-первых, SLS обещает стать крайне удачным сочетанием огромной мощности, почти как у его предшественника Saturn V, и новых технологий запуска и контроля полёта. К тому же, Orion заменит Space Shuttle и станет намного более совершенным многоразовым космическим кораблём. Ни SLS, ни Orion не были протестированы в реальных условиях ранее, и такая миссия как EM-1 очень важна для дальнейшего их использования. Она позволит понять все особенности этих кораблей, оценить их работоспособность и эффективность, и, самое главное, найти и исправить все недочёты конструкции. Более того, SLS рассчитана на бóльшие массы, чем масса всего одного многоразового космического корабля, и было бы нецелесообразно проводить запуск такой ракеты. Поэтому было принято решение доставить на лунную и земную орбиты в рамках EM-1 и другие космические корабли и спутники, в числе которых: 

• 6 спутников Луны, призванных искать водород, воду и другие элементы в почве Луны; 
• спутник-биолаборатория, на борту которого планируется впервые исследовать влияние радиации на живые существа на орбитах более удалённых, чем низкая околоземная орбита; 
• космический корабль миссии перенаправления астероидов (ARM) со спускаемыми модулями для исследования околоземных астероидов – тех самых, что мы с вами видим при звездопадах. 

Помимо этих спутников и кораблей SLS выведет на орбиту ещё несколько космических аппаратов, выбор которых продолжится путём голосования до конца этого года. Таким образом, миссия EM-1 заложит прекрасный фундамент для исследования Марса и начнёт новую эпоху в изучении бескрайних космических просторов.

Факт о Марсе: Год на Марсе почти в два раза длиннее, чем на Земле и длится 687 дней. 

Вскоре после этого, летом 2020 года состоится запуск марсохода Mars 2020 rover, призванного составить компанию марсоходу Curiosity. Посадка американского марсохода на поверхность Марса запланирована на 2021 год, так же как и для второй попытки европейско-российского ExoMars 2020.

Планируется осуществить посадку в одном из трёх интересных для исследования мест: кратер Джезеро (в древности жидкое озеро), северо-восток плато Большой Сирт (здесь на поверхности лежит очень древняя порода) или Холмы Колумбия (потенциально древний горячий ключ, найденный ровером Spirit).

Ровер "Марс 2020" будет оснащён новейшими приборами, на разработку и производство которых запланировано затратить 130 миллионов долларов. Один из самых важных приборов – Mastcam-Z. Это система двух камер с панорамным изображением для геоморфологических и геологических исследований, анализа атмосферных процессов и взаимодействия атмосферы с поверхностью планеты и, конечно же, для навигации – ведь Mastcam-Z станет основным "оком" нового марсохода. Для изучения почвы на ровер будет установлен георадар, а также ультрафиолетовый и рентгеновский спектрометры, которые позволят определить химический состав марсианской почвы с очень высокой точностью. Для поиска останков или зародышей жизни в почве Марса предназначен комплекс камеры, лазеров и спектрометров SuperCam. Не обойдётся марсоход и без системы атмосферных датчиков, которые сфокусируются на изучении температуры и влажности атмосферы, скорости и направления ветра, размера и состава частичек пыли, переносимых с ветром.

Все эти приспособления объединяют в себе передовые технологии и опыт прошедших миссий, но особого внимания на этом ровере заслуживает система MOXIE (Марсианский эксперимент по утилизации ресурсов на месте и выработке кислорода). Эта небольшая коробочка размером 24×24×30 см будет производить до 10 грамм кислорода в час, потребляя не больше энергии, чем 3 ярких лампочки накаливания – 300 ватт. Интересен тот факт, что этот прибор не требует никакого другого топлива. Работая лишь на электричестве, он будет вбирать в себя марсианскую атмосферу, а на выходе выдавать смесь кислорода, углекислого газа и угарного газа, однако в процентном соотношение в этой смеси кислорода будет в разы больше, чем в атмосфере Марса на данный момент. Если этот эксперимент удастся, то в будущем можно будет обогатить воздух Марса пригодным для земных форм жизни количеством кислорода. Иными словами, проект Mars 2020 станет огромным прорывом в исследовании Марса и первым шагом к его освоению.

Факт о Марсе: потребуется 6 Марсов, чтобы заполнить объем Земли.

Вторая миссия Exploration Mission кораблей SLS и Orion должна будет отправить в 2023 году на лунную орбиту большую часть космической станции Proving Ground и первую часть своего рода стартовой площадки для дальних космических перелётов Deep Space Gateway. Proving Ground послужит для учёных доказательством того, что люди и приборы готовы находиться продолжительное время в космосе. На этой станции астронавты Exploration Mission 3 проведут один земной год, занимаясь различными исследованиями. В дальнейшем планируется использование этой станции для изучения образцов околоземных астероидов в рамках ранее упомянутой миссии ARM, которая стартует с EM-1 уже через пару лет. Deep Space Gateway же будет использоваться для первой пилотируемой миссии на Марс, а в случае успеха станет первым космодромом, находящимся не на Земле.

Но наверняка многих очень волнует вопрос: когда же человеческая нога ступит на поверхность Марса? К сожалению, ответ на этот вопрос мы сейчас можем дать лишь приблизительно – в период с 2035 по 2050 годы. Заявленная дата пилотируемой миссии – 2037-2039 г. (ранее упоминался 2033 год, а с отказом от ядерно-термального топлива и переходом на солнечно-электрическое даты были перенесены), однако слишком много факторов влияет на то, состоится ли этот перелёт в настолько близком будущем. Одно мы сейчас знаем точно – NASA настроено очень решительно на пилотируемую миссию перелёта на Марс в ближайшее время. Об этом свидетельствуют практически все последние направления деятельности агентства. Американская часть МКС сейчас превратилась почти полностью в лабораторию по исследованию влияния радиации на тело человека. На земле же агентство проводит интенсивные исследования в области солнечно-электрических двигателей. Этот двигатель представляет собой систему ионно-электрических двигателей и солнечных батарей. Такая система позволит космическим кораблям двигаться сквозь космическое пространство в десятки раз быстрее, чем позволяют современные технологии, экономя при этом от 50 до 90% топлива, что является идеальным решением для сравнительно дальних космических перелётов, в том числе перелёт на Марс.

Факт о Марсе: Гравитация на Марсе ниже на 62,5%, чем на Земле.

Сама первая пилотируемая миссия на Марс – это новая ступень человеческих исследований, на которой человек отправится на десятки миллионов километров от Земли. Перелёт займёт от 10 до 20 земных месяцев в зависимости от выбранной траектории и уровня развития солнечно-электрического топлива к времени запуска миссии. На красную планету будет отправлено от 4 до 6 астронавтов, в одном корабле с их марсианским жилищем-лабораторией и, наиболее вероятно, пилотируемым марсоходом. Ввиду того, что для полёта в обратном направлении взаимное расположение Марса и Земли относительно Солнца должно будет повториться, астронавты проведут на Марсе 540 или 1100 земных дней. Поэтому тесты материалов для марсианского жилища идут полным ходом, как на Земле, так и на Международной Космической станции. Цели этой миссии ничем не отличаются от целей любой другой непилотируемой миссии на Марс как "Curiosity" или "Mars 2020". Астронавты будут также исследовать почву и атмосферу планеты и искать свидетельства существовавшей ранее или только зарождающейся жизни. Но отличает эту миссию то, что люди всё ещё разумнее, чем компьютеры, и смогут принести гораздо больше пользы науке, особенно в непредсказуемой или нештатной ситуации.

Что будет после? Остаётся только гадать. Агентство не берётся планировать больше чем на четверть века вперёд. Известно одно – развитие космонавтики не стоит на месте. Полвека назад, а может даже и ещё вчера, казалось немыслимым, что человек сможет побывать на той планете, что на ночном небе не больше любой яркой звезды.

Иллюстрации: mars.nasa.gov