Ждет ли нас красная планета? - Анатолий Казаков

Кларк пишет, что парящему в невесомости командиру одной из яхт Джону Мертону не зря казалось, «что парус заполнил все небо. Ничего удивительного — пятьдесят миллионов квадратных футов соединено с его капсулой чуть ли не сотней миль такелажа. Если бы сшить вместе л паруса всех клиперов; которые в прошлом белыми тучками летали над Индийским океаном, то и тогда бы они не сравнялись с парусом, в который „Диана“ ловила солнечный ветер. А вещества в нем чуть больше, чем в мыльном пузыре: толщина этих двух квадратных миль алюминированного пластика — всего лишь несколько миллионных дюйма».

Согласитесь, создать такой корабль не просто. Но это вовсе не значит, что идея отдана, на откуп фантастам. Работа над первыми солнечными яхтами идет полным ходом. Причем ведется она не только за рубежом, но и в нашей стране. Вот что, к примеру, рассказывал главный конструктор проекта «Витязь» Александр Лавренев: «Толчком к зарождению проекта явилось такое объявление. В декабре 1988 года комиссия, созданная конгрессом США, объявила конкурс проектов на лучший космический парусник. В 1992 году, в год торжеств по поводу 500-летия открытия Нового Света экспедицией Колумба, должна состояться международная космическая регата „Колумбус-500“. Планируется запустить как минимум три солнечных парусника, представляющих три материка — Америку, Европу и Азию. Из европейцев в конкурсе участвуют итальянские специалисты, группа британских разработчиков из Кембриджского университета, франко-испанский альянс и два советских коллектива…»

Почему решили использовать именно солнечные паруса? Так вспомните: ветер, наполнив паруса Колумбовых каравелл «Санта Марии», «Пинты» и «Ниньи», пригнал их 12 октября 1492 года к острову Сан-Сальватор. Не будь Колумба, Америке все равно не пришлось бы долго дожидаться кораблей чужеземцев. А потому, не обидев Колумба, скажем: «Америку открыл парус!» И вот теперь парус же, только другой — солнечный, похоже, открывает «новый свет» космических путешествий.

Подготовка к регате «Колумбус-500» вызвала небывалый всплеск идей. Впрочем, справедливости ради надо отметить, что А. Кларк довольно точно описал возможные варианты космических летательных аппаратов с солнечными парусами (КЛАСП). Среди них вполне могут быть и парусники-«зонтики», и «баллоны», и «парашюты», и «роторы»… Именно к последнему виду относится «Витязь». Он будет представлять собой две пленочные, бескаркасные лопасти, каждая длиной в 845 м и шириной 7,1 м, которые стабилизируются за счет центробежных сил, возникающих при вращении лопастей вокруг центра.

Стоимость разработки, изготовления, испытаний и управления в процессе полета — чуть более 6 млн. долларов. Это не так уж много по космическим меркам —: примерно столько же стоит запуск среднего спутника. Правда, в эту сумму не включены расходы по самому запуску и стоимость носителя. Впрочем, они тоже будут не столь велики, поскольку создатели КЛАСПа планируют, что их парусник будет беспилотным и может быть выведен на орбиту одной из существующих ныне ракет, например «Протонон».

После вывода в космос по команде с Земли «Витязь» будет развернут в рабочее положение и под управлением компьютера отправится в путешествие. Разработчики предлагают для него такой маршрут: сделав для разгона несколько витков вокруг Земли, КЛАСП отправится к Луне. Затем, совершив гравитационный маневр в поле тяготения Луны, КЛАСП полетит к Марсу. Через некоторое время он достигнет окрестностей Красной планеты и проследует дальше — к окраинам Солнечной системы.

Такой полет можно рассматривать как предпосылку к созданию и более совершенных КЛАСПов, способных выполнять роль межорбитальных буксиров и даже разведчиков дальнего космоса. Например, в серьезном научном журнале «Нью сайентист» недавно был опубликован проект создания космического корабля «Старвисп» — «Звездный пучок». Он будет представлять собой парус-сетку шестиугольной формы около 1 км в поперечнике и массой всего-навсего… 20 граммов! Сетка сплетается из множества шестиугольных ячеек, в пересечениях которых расположатся микросхемы, обладающие развитой логикой и образующие в целом суперкомпьютер. Кроме того, каждая микросхема чувствительна к свету и может работать как фотоэлемент.

Двигать такой КЛАСП будет уже не Солнце — его свет слишком малодействен за пределами Солнечной системы, — а мощный мазер, расположенный на околоземном спутнике. Луч, посылаемый таким генератором, будет дополнительно фокусироваться и направляться на парус специальной системой — линзой Френеля. Размер ее — около 50 км в поперечнике.

Сфокусированный на парусе луч позволит развить ускорение в 155 раз выше земного. За неделю корабль достигнет скорости 60 тыс. км/с. Затем мазер будет выключен, и корабль продолжит движение по инерции.

Когда он пройдет три четверти пути до ближайшей к нам звезды Проксима Центавра, расстояние до которой составляет 4,3 световых года, центр управления включит радиолуч и переключит все 10 триллионов микросхем зонда в режим фотоприемников. Таким образом получится огромный «глаз», который увидит все, что происходит в окрестностях звезды. По мере накопления информации парус выполнит и еще одну функцию — передающей антенны — все сведения будут переправлены на Землю.

Если полученные сведения окажутся интересными, а сам проект успешным, вслед за «Старвиспом» в путь отправятся другие парусники, в том числе и с экипажем на борту. Авторы проекта рассчитали все до мелочей и утверждают, что полет к ближайшей звезде, а также возвращение домой может отнять не так уж много времени — 51 год по земному летосчислению. Причем из-за того, что корабль будет двигаться с околосветовыми скоростями, члены экипажа состарятся за это время лишь на 46 лет.

Впрочем, мы с вами, кажется, отвлеклись от основной темы нашего нынешнего повествования. Вернемся в пределы Солнечной системы и снова обратим наше внимание на Марс.

III. Марсианские хроники

Так, если помните, Рей Брэдбери назвал книгу рассказов о жизни на Марсе. Но это было рождено воображением фантаста. А что думают о жизни на Красной планете специалисты?

Сколько продуктов надо? Итак, мы с вами разобрались, как и на чем космонавты смогут добраться до Марса, провести исследования и вернуться обратно. Но мы до сих пор не касались еще одной важной проблемы. Как бы то ни было, экспедиция продлится достаточно долго, а человеку свойственно есть и пить каждый день. И дышат люди безостановочно, поглощая за сутки немалое количество кислорода и выделяя почти столько же углекислого газа…

Как обеспечить экипаж всем необходимым? С какими еще проблемами жизнеобеспечения могут столкнуться космонавты? Давайте попробуем разобраться во всем этом с помощью специалистов.

«Как известно, обеспечение сегодняшних пилотируемых полетов строится преимущественно на использовании запасов. То есть все необходимое для жизни космонавтов доставляется с Земли, — рассказывал во время одного из своих публичных выступлений доктор медицинских наук Е. А. Ильин, представитель Института медико-биологических проблем. — Системы жизнеобеспечения, предназначенные для долговременных межпланетных полетов, не могут быть построены только на принципах запаса. Расчеты показывают, что в год на одного человека такие системы должны обеспечивать приблизительно 300 кг кислорода, 2,5 т воды, около 390 кг пищи… И при этом надо удалить около 350 кг углекислого газа и около тонны других отходов…»

Поэтому для будущих марсианских полетов окажутся более перспективными системы, основанные на использовании физико-химических и биологических принципов.

Использование принципа биологического круговорота веществ для обеспечения жизнедеятельности человека было предложено еще К. Э. Циолковским, как естественное следствие его работ по теоретическому обоснованию межпланетных полетов. Развивая эти идеи, С. П. Королев в 1961 году писал: «Проблема обеспечения жизнедеятельности в таком полете может быть разрешена лишь путем создания на борту межпланетного корабля замкнутой экологической системы с постоянным кругооборотом веществ для обеспечения жизни космонавтов».

Накопленный в результате исследований и практики опыт уже сегодня позволяет говорить о некоторых предпочтительных для включения в такую систему жизнеобеспечения организмах. Так, длительные эксперименты с замкнутыми по газообмену системами «человек — водоросли» показали, что регенерация атмосферы корабля на 30–40, а то и более процентов может произойти за счет фотосинтеза, осуществляемого водорослями.

Исследовались также возможности утилизации в водорослевом реакторе отходов жизнедеятельности и бытовой воды. Оказалось, что с помощью той же хлореллы может осуществляться полная регенерация воды из влагосодержащих отходов. В процессе фотосинтеза микроводоросли поглощают также углекислый газ и образуют органические вещества, в том числе белки, углеводы, жирные кислоты и витамины. Если их выделить и очистить по специальной технологии, то они могут быть использованы для питания человека и животных в условиях длительного космического полета.