«Люди точно слетают на Марс – но необходимости в постоянных миссиях может не возникнуть»

Достигнув Луны, человечество стало связывать дальнейшие надежды на освоение космоса с пилотируемыми полетами к Марсу, а открытие новых экзопланет дает надежду, что где-то во Вселенной для нас есть еще дом. Но даже полет к соседней планете требует колоссальных усилий. Что происходит с организмом космонавта в условиях низкой гравитации, с какими еще трудностями столкнутся люди при освоении Марса и как наука пытается решить эти проблемы, рассказывает популяризатор науки, пресс-секретарь Института медико-биологических проблем РАН Олег Волошин.

Нужно ли отправлять человека на Марс?

Люди разделились на два лагеря: те, кто считает, что при исследовании Марса можно прекрасно обойтись автоматами, и те, кто уверен, что человек все-таки должен туда долететь. Я отношусь ко второй категории: человек способен исследовать Марс эффективнее, чем машины. Ученые, которые управляют роверами, говорят, что будь они на месте аппаратов, они бы сумели получить гораздо больше информации.

Сейчас изучается, как менялась геология Марса, что находится под его поверхностью. Эту планету интересно рассматривать как один из возможных путей развития Земли. Если там все же будет найдена жизнь, то это сильно сдвинет чашу весов в пользу пилотируемых миссий. Но при текущем состоянии техники перелет к Марсу будет составлять около года – а это довольно длительный срок, сопряженный с определенными рисками.

Человеку было бы интересно слетать на Марс: ведь это одно из немногих мест во Вселенной, которые мы можем посетить. У нас есть Луна, отдельные астероиды и Марс – все. Другие интересные нам небесные тела, такие как спутники Юпитера и Сатурна, находятся намного дальше, и радиация возле них намного выше. На спутнике Сатурна Титане есть атмосфера, моря и океаны из метана, этана и пропана, но температура там составляет -170 градусов, и человек там работать не сможет. Даже до ближайшей экзопланеты человек неспособен долететь в принципе: это может сделать лишь поколение.

В 1977 году был запущен «Вояджер», и лишь в 2013 году он достиг границы Солнечной системы. Пока человечество не придумает способ, при котором корабль будет способен достичь хотя бы половины скорости света, ни о каких полетах одного человека к экзопланетам не может быть речи. А если брать в расчет поколения, то необходимо построить в космосе огромный корабль со всеми удобствами, рассчитанный на тысячи человек, чтобы люди могли там работать, отдыхать, размножаться – вести полноценную жизнь. Это колоссальная трата ресурсов. Марс - это наименьшее из зол.

Какие проблемы ждут человека в ходе полета к Марсу и при высадке?

Отсутствие гравитации. Из-за длительного отсутствия гравитации у космонавтов атрофируются мышцы – не какие-то конкретные, а вообще все – потому что в космосе очень маленькие нагрузки. Соответственно, нужно придумывать системы тренировки. Каждый день по несколько часов космонавтам приходится тренироваться в специальных костюмах, которые вынуждают их нагружать мышцы. Из-за сниженной гравитации также происходит перераспределение жидкостей в организме. В земных условиях кровь стремится вниз, к ногам. Соответственно, все системы в организме устроены так, чтобы противодействовать этому. В космосе кровь, как и любая жидкость, стремится принять форму шара. Но организм космонавта по-прежнему работает, как на Земле, и выталкивает кровь к голове. Опять же, приходится придумывать системы, которые позволяют сердечно-сосудистой системе и вообще, жидкостной системе организма, функционировать нормально. Также из-за недостаточной нагрузки становятся более хрупкими кости: из них вымывается кальций. Полеты показывают, что профилактика эффективна.

Радиация. Количество радиации влияет на степень повреждения тканей, клеток и генетического материала в организме. Если они очень большие, организм не справляется с ними и возникают различные стадии лучевой болезни. У космонавтов после первого полета лучевая болезнь не возникает – но в течение всей карьеры доза накапливается. Если космический корабль полетит к Марсу неподготовленным, то радиация, которую космонавт или астронавт получит за время перелета, сравнима с максимально допустимой дозой за всю его карьеру. По сути, космонавт может слетать на Марс только один раз в жизни.

На самом Марсе тоже присутствует радиация. Его магнитное поле очень разрозненное, поэтому очень многое зависит от выбора места посадки корабля. По карте магнитных аномалий можно определить, где уровень радиации будет наиболее низким. Еще один вариант – спуститься под поверхность Марса и выходить наружу лишь на короткое время.

Гипомагнитная среда. Магнитное поле необходимо для нормального функционирования организма. Наш институт проводил эксперименты с пониженным магнитным полем. Как выяснилось, для организма это не смертельно, но сказывается на нем не очень хорошо.

Один из возможных вариантов подготовки космического корабля к полету на Марс – создание вокруг аппарата мощного электромагнитного поля. В идеале это должно защитить корабль и космонавтов внутри него от радиации и одновременно исключить проблемы, связанные с гипомагнитной средой. Но технически осуществить это очень сложно. Конкретных разработок я пока не видел.

Психологический фактор – не самый очевидный, но самый сложный. В конечном счете именно от него будет зависеть успех миссий. На Земле проводится множество экспериментов по изоляции космонавтов. В ходе этих проектов изучается психология малых групп в условиях длительного космического полета. Наш институт проводил эксперименты «Марс-500» и «Луна-2015», также сейчас реализуется крупный проект SIRIUS, который мы готовим совместно с американскими исследователями.

Пылевые бури на Марсе представляют непосредственную опасность только для аппаратуры. Благодаря разреженной атмосфере, пылевая буря не будет такой как на Земле, когда движущийся с огромной скоростью песок, как терка, повреждает все, что попадается на его пути. Скорости там будут намного ниже. Пыль всего лишь будет оседать на технике, забивать подвижные механизмы и как абразивный материал истирать какие-то элементы. Но это долгосрочная проблема: одна буря не может уничтожить всю аппаратуру.

Останется ли человек на Марсе, если он сможет достичь его?

Сложно сказать. Россия и США сейчас строят планы по освоению Луны в 2030-2040 годы. Я предполагаю, что к этому сроку состоится, как минимум, одна пилотируемая миссия к Марсу. Вопрос в том, будем ли мы продолжать летать туда. В 1961 году человек впервые отправился в космос, а уже в 1969 году он ступил на поверхность другого небесного тела. Но в последний раз астронавты побывали на Луне в 1971 году – и больше они туда не возвращались. Красивая, амбициозная задача была решена, и расходовать ресурсы дальше на тот момент было нецелесообразно.

То же самое может случиться и с Марсом: люди слетают туда один раз, чтобы доказать возможность пилотируемых полетов – а необходимости в постоянных миссиях может не возникнуть. Вряд ли кто-то будет готов тратить такое количество ресурсов только ради исследований.

Это связано не только с технической сложностью самих полетов. Требуется множество сопутствующих решений. Надо продумать систему спуска достаточно массивных аппаратов на поверхность Марса, построить на ней платформы для стартов. Максимальная масса, которую мы пока можем туда доставить и посадить, составляет примерно одну тонну. Согласно расчетам, необходимо отправить на Марс не менее десяти тонн, чтобы долететь туда и благополучно вернуться на Землю.

Еще один важный момент – системы жизнеобеспечения. Одно дело – отправить человека на Марс и тут же вернуть его обратно. Совсем другое – создавать форпост на поверхности Красной планеты. Это уже требует создания марсианской базы, чтобы человек мог прожить там хотя бы в течение месяца. Задача сложная, с учетом того, что в институтах всего мира, к сожалению, сегодня нет даже точных данных о том, как ведет себя живой организм в условиях межпланетного пространства – не говоря уже о марсианской поверхности. Мы можем только экстраполировать данные датчиков на межпланетных кораблях, которые замеряют космический фон и другие параметры. Для уточнения проводятся различные эксперименты.

К примеру, ИМБП РАН занимается запуском биологических спутников. Примерно в 2022 году мы планируем запустить спутник «Бион-М2» (первый был запущен в 2013 году). Он будет находиться на высокой орбите до 1000 км. МКС сейчас находится в 450 км над Землей – то есть, радиация там довольно низкая. Но что будет, если отправить живой организм на более высокую орбиту? Это необходимо выяснить.

Подвигнуть людей осесть на Марсе надолго могут серьезные причины, вроде перенаселения планеты – что, кстати, при наших темпах развития, вовсе не является сюжетом научно-фантастического фильма.