В начале октября состоится премьера научно-фантастической киноленты «Марсианин» известного режиссера Ридли Скотта. Герои фильма окажутся на Марсе в недалеком будущем и будут пользоваться перспективными технологиями, некоторые из которых являются отнюдь не плодом чего-либо воображения. Подобные технологии уже имеются на вооружении NASA, другие начнут применять уже в ближайшее время. С некоторыми из этих передовых технологий вас познакомит данный пост.
В Космическом центре имени Джонсона астронавты в рамках эксперимента HERA (Human Exploration Research Analog) готовятся к продолжительным миссиям на Красную планету. HERA имитирует поселение астронавтов на далекой планете. Двухэтажное здание состоит из жилых и рабочих помещений, санитарно-гигиенического модуля и шлюзового отсека. В эксперименте астронавты решают оперативные тренировочные задачи, предлагаемые НАСА, а психологи исследует взаимоотношения членов миссии. Эксперимент длится 14 суток. В дальнейшем НАСА планирует увеличить этот срок до 60 дней.
На Марсе люди не смогут рассчитывать на регулярно пополняемые с Земли запасы пищи. Поэтому члены пилотируемых миссий должны научиться сами выращивать необходимые сельскохозяйственные культуры (в частности зерновые) непосредственно на станции на поверхности Красной планеты. В эксперименте Veggie, на Международной космической станции (МКС) при помощи светодиодов (красного, синего и зеленого) астронавты вырастили салат.
На Марсе нет озер, рек и морей, а добыча воды из грунта может быть слишком энергозатратной. На МКС действует WRS (Water Recovery System), благодаря которой, как заметил один астронавт (в НАСА не уточняют, кто именно), «вчерашний кофе превращается в завтрашний кофе». Технология дистилляции жидкости, применяемая на МКС, уже сегодня хорошо зарекомендовала себя в бедных водой районах Земли и при стихийных бедствиях.
Вода, пища и дом необходимы для выживания на Земле. Однако на Марсе этого недостаточно — в атмосфере Красной планеты слишком мало кислорода. На МКС Oxygen Generation System производит кислород из выдыхаемого человеком углекислого газа электролизом. НАСА работает над повышением производительности этой системы, чтобы использовать ее на Марсе.
Условия на Марсе не слишком комфортны для человека. Без надежного скафандра на улицу не выйдешь. Кроме того, большой проблемой для астронавтов может стать марсианская пыль — нельзя допустить, чтобы она проникла внутрь скафандра и поселения на планете. Недавно НАСА определилось с дизайном марсианского скафандра — прототип Z-2 был выбран после голосования, организованного агентством на своем сайте.
Перемещаться на большие расстояния на Красной планете астронавтам поможет разрабатываемое НАСА транспортное средство MMSEV (Multi-Mission Space Exploration Vehicle). Этот вездеход с шестью разворачивающимися колесами способен выполнять сложные маневры на сильно пересеченной местности.
Ионные двигатели, предназначенные для будущих исследований далекого космоса, создают реактивную тягу при помощи ионизированного и разогнанного до высоких скоростей в электрическом поле газа. Такие агрегаты установлены, например, на станциях Dawn и New Horizons. Они отличаются малым расходом топлива и долговечностью, но у них сравнительно низкая тяга. НАСА в рамках проекта NEXT (NASA's Evolutionary Xenon Thruster) разрабатывает семикиловаттный ионный двигатель, который, возможно, найдет применение в пилотируемых миссиях.
У поверхности Марса почти нет ветра, а от широкого использования в пилотируемых миссиях ядерных источников энергии НАСА пока воздерживается. На МКС электроэнергию дают солнечные фотопанели, способные обеспечить электричеством до 40 частных жилых домов. Такие же панели установлены на космическом корабле Orion. Принимаемая ими энергия аккумулируется в литий-ионные батареи и позволит астронавтам обойтись без солнечного света на темной стороне орбиты Луны.
НАСА применяет радиоизотопные термоэлектрические генераторы (РИТЭГ) уже более 40 лет, от лунных миссий Apollo до ровера Curiosity. Задействуют их в предстоящей миссии Mars 2020. РИТЭГ преобразуют тепло естественного радиоактивного распада плутония-238 в электрическую энергию. На Curiosity РИТЭГ генерирует около 110 ватт электроэнергии — примерно столько же, сколько потребляет обычная лампочка накаливания. Как заверяет НАСА, естественный радиационный фон (космическое излучение) на поверхности Марса еще сильнее, чем у РИТЭГ, поэтому он почти не влияет на общую радиационную безопасность.
НАСА с партнерами разрабатывает очки дополненной реальности. Этот аксессуар предложат астронавтам на МКС, а также внедрят в конструкцию будущих скафандров.
