Сколько стоит слетать на Марс и Луну. Когда NASA отправит людей на них?
Независимый анализ космической программы NASA указывает на то, что американское аэрокосмическое агентство не сможет отправить людей на Марс к 2033 году. По самым оптимистичным оценкам это может случиться не раньше конца 2030-х годов, сообщает портал SpaceNews, со ссылкой на соответствующий документ. Несмотря на то, что сам отчет был подготовлен еще до официальных заявлений Администрацией США в конце марта этого года о том, что страна должна высадить человека на Луну к 2024 году, документ предлагает свежий взгляд на стоимость новой лунной программы США, а также перспективу последующего после этого человеческого освоения Красной планеты.
Красная планета всегда будоражила умы землян
Для подготовки стороннего взгляда на свою программу NASA по требованию американского Конгресса, озвученному еще в 2017 году, обратилось к Институту научно-технологической политики (Science and Technology Policy Institute, STPI).
Документ был составлен с учетом оценки технологических возможностей агентства и стоимости долговременной программы, целью которой является отправка американских астронавтов на Марс в 2033 году.
Объектом анализа оказался новый доклад аэрокосмического агентства под заголовком «Исследовательская компания», в котором описываются перспективы развития и эксплуатации новой ракеты-носителя Space Launch System (SLS), нового пилотируемого космического аппарата «Орион» (будет работать в паре с SLS), а также проводится оценка развития программы строительства окололунной станции Gateway в 2020-х годах. Кроме того, в нем же рассматриваются вопросы разработки пилотируемого космического корабля Deep Space Transport (DST), специально предназначенного для полетов в дальнем космосе, в том числе к Марсу. В рамках новой программы NASA также значится разработка нескольких лунных посадочных модулей и луноходов. Кроме того, агентству также необходимо разработать новые системы жизнеобеспечения астронавтов для жизни в окололунном пространстве и лунной среде, а также аналогичные системы для последующих пилотируемых полетов к Марсу.
Сколько стоит полететь в космос
Согласно оценкам специалистов STPI, вся эта работа потребует очень много времени, чтобы агентство смогло успеть к изначально озвученным срокам первой марсианской пилотируемой миссии в 2033 году.
«Мы делаем вывод, что даже при отсутствии бюджетных ограничений подготовить орбитальную миссию на Марс к 2033 году, как заявлено в текущих национальных планах, а также планах самого агентства NASA, невозможно. Наш анализ показывает, что проведение орбитальной миссии к Марсу станет возможно не ранее 2037 года, с учетом готовности к этому времени технологий, которых сейчас нет, с учетом отсутствия задержек в подготовке программы, а также с учетом отсутствия проблем с финансированием и соблюдением рамок выделяемого бюджета на эту программу», — говорится в документе.
В отчете особое внимание отводится технологическим рискам, ставящим под вопрос способность агентства быть готовым к марсианской пилотируемой миссии к 2033 году.
В частности, в нем говорится о сложностях разработки многоразового космического аппарата Deep Space Transport, необходимых технологий пропульсивных систем, а также систем жизнеобеспечения, создание и испытания которых потребует очень большого количества времени. Чтобы успеть к миссии, запланированной на 2033 год, агентству необходимо разработать и протестировать все критически важные технологии уже к 2022 году, что маловероятно, отмечается в отчете. Если же развитие программы будет проводиться без учета этих критически важных технологий, то с самой разработкой Deep Space Transport могут возникнуть проблемы уже в ходе конструкторской фазы, что в свою очередь приведет к задержкам реализации программы.
Кроме того, в отчете указывается, что финансовая оценка разработки Deep Space Transport должна начаться уже в 2020 году, что также маловероятно, поскольку DST не существует даже в технической документации. В докладе поясняется, что попытка ускорить график выполнения работ, что пойдет в разрез с существующими стандартами подготовки космических миссий NASA, «приведет к высоким технологическим и финансовым рискам» будущей программы.
Таким образом, отмечается в отчете, «пилотируемая миссия к Марсу в 2033 году с технологической точки зрения и учетом графика ее подготовки просто невозможна». Следующее стартовое окно будет открыто в 2035 году, но отчет указывает, что и к этому времени NASA не сможет подготовить все необходимое для этой миссии, поэтому самой ранней датой называется стартовое окно, которое откроется в 2037 году.
Специалисты STPI также посчитали приблизительную стоимость первой марсианской миссии, намеченной на 2037 год. Так, общая стоимость разработки и подготовки всех критических элементов программы, включая ракету-носитель SLS, корабль «Орион», создание лунной орбитальной станции Gateway, космического аппарата DST, а также другой необходимой инфраструктуры обойдется стране к 2037 году примерно в 120,6 миллиарда долларов. При этом отмечается, только на одну разработку SLS и «Орион», а также соответствующую инфраструктуру для их будущей эксплуатации уже было потрачено 33,7 миллиарда долларов.
Сколько стоит космический корабль
В документе указывается, что стоимость разработки корабля DST составит порядка 29,2 миллиарда долларов. Однако стоит учитывать, что эти цифры очень приблизительные поскольку готовой дизайн-конструкторской документации аппарата по-прежнему никто не видел. Поэтому STPI проводила расчеты с учетом стоимости разработки космического аппарата «Орион». Что интересно, общая стоимость космической станции Gateway оценивается специалистами «всего» в 6 миллиардов долларов. Аналитики STPI объясняют это тем, что разработкой и отправкой части модулей новой окололунной станции будут заниматься партнеры NASA – проект будет международный. Поэтому их стоимость в общий бюджет американского агентства не была включена.
Стоимость лунных высадок
Миссия на Марс является лишь частью общей новой программы пилотируемых космических исследований NASA, которая, по оценкам аналитиков, обойдется США к 2037 году примерно в 217,4 миллиарда долларов. Эти деньги собираются потратить не только на полеты к Марсу, но и на проекты на околоземной орбите, а также на разработку элементов марсианской инфраструктуры, которые потребуются в дальнейших миссиях американского агентства.
Здесь же в бюджет включена и серия миссий по высадке на лунную поверхность. Отчет прогнозирует, что первая высадка человека на Луну состоится в 2028 году – именно на эту дату рассчитывало само NASA до заявлений новой Администрации США, которая поставила перед агентством задачу вернуть американских астронавтов на спутник Земли уже в 2024 году. Далее агентство рассчитывало проводить по одной пилотируемой миссии к Луне вплоть до 2032 года.
Документ проводит оценку трехступенчатой системы, которую NASA собирается использовать для пилотируемых полетов к Луне. Ее устройство агентство представило в прошлом году. Тогда речь шла об использовании систем с многоразовой первой ступенью, космическим аппаратом и расходными ступенями для посадки на поверхность Луны. С учетом этого, документ указывает, что посадочные модули и система дозаправки обойдется агентству в 8 миллиардов долларов. Такие затраты позволят провести серию из нескольких пробных беспилотных миссий, а также пяти пилотируемых посадок на спутник.
Дополнительные 12 миллиардов долларов придется потратить на запуски SLS, космических аппаратов «Орион», а также другие миссии по доставке посадочных модулей, топлива и других грузов на спутник. Указывается, что в озвученные цифры не включена стоимость самой разработки SLS, «Ориона» и станции Gateway.
В дополнение к этому специалисты STPI сообщают, что согласно их оценке, стоимость первой высадки на Луну обойдется NASA примерно в 2,44 миллиарда долларов. Эти деньги пойдут как на сами запуск, так и на разработку необходимого для него оборудования. Еще несколько миллиардов потребуется потратить на создание посадочных модулей.
Обсудить статью можно в нашем Telegram-чате.
Аэрокосмическое агентство NASAКосмосЛунаПланета Марс
Для отправки комментария вы должны или
Чем опасны пилотируемые полёты на Марс для людей
Полёт на Марс — давняя и пока недостижимая мечта всего человечества. Не спутник Земли, но другая, неизведанная планета. Это стоит того, чтобы постараться.
Но чтобы совершить первый полёт, человечеству требуется так много всего — нужна сверхтяжёлая ракета, больше, чем все существующие в настоящее время, нужен космический корабль, в котором астронавты смогут продержаться более года, необходимого для совершения полёта туда и обратно, нужны специальные скафандры, спускаемый модуль и отработанная возможность сборки космических кораблей на орбите.
Изображение Марса, переданные с орбиты планеты автоматической межпланетной станцией «Фобос». Фотохроника ТАСС
Но что ещё хуже, некоторые учёные говорят о том, что даже это не спасёт: у космонавтов просто нет шанса слетать на Марс и обратно из-за опасности получить тяжёлые заболевания или даже умереть. Всему виной космическая радиация. Настолько ли она опасна и можно ли избежать заражения?
Смертельный космос
На самом деле космическое пространство вовсе не так пусто, как иногда кажется. Космическое излучение и космические лучи, состоящие из заряженных частиц, пронизывают пространство.
Их источником является и Солнце, и реликтовое излучение. К счастью, на Земле мы надёжно укрыты от космической радиации атмосферой и магнитным полем планеты. Если представить атмосферу нашей планеты в виде стены из воды (а она очень эффективно задерживает излучение), то мы получили бы стену толщиной около десяти метров.
Для сравнения, суммарная толщина всех слоёв защиты МКС всего 1 сантиметр в водном эквиваленте. Поэтому спасает космонавтов лишь не самая высокая орбита станции (около 400 километров), проходящая как раз в границах магнитного поля Земли. Там, где оно начинается, сформировались так называемые радиационные пояса, или пояса Ван Аллена. МКС как раз летит под ними, не касаясь их, а потому не получает максимального излучения.
Фото © Flickr / Roscosmos
И всё равно космонавты, работая на станции, получают достаточно большую дозу. Средний житель нашей планеты, не особенно напирающий на авиаполёты, получает в год 1–2 мЗв радиации. Это немного, чтобы доза приблизилась к опасной, требуется прожить почти тысячу лет.
Специалисты, работающие на атомных электростанциях, по нормативам, могут получить больше 20 мЗв. Специалисты по ликвидации аварий, работники в высшей степени опасной профессии, имеют нормативы до 200 мЗв радиации ежегодно. Примерно столько же получают и космонавты на Международной космической станции в течение года.
В настоящее время медициной установлена максимальная предельная доза, которую в течение жизни человеку превышать нельзя во избежание серьёзных проблем со здоровьем. Это 1000 мЗв, или 1 Зв. И космонавт за четыре полёта по году, с учётом достаточно высокой солнечной активности, может набрать близкое к опасной зоне количество.
Путь на Марс
При полёте на Марс ситуация ещё хуже. Для начала космический корабль будет длительное время разгоняться, находясь под воздействием радиационного пояса Земли. Затем в течение всего пути до Марса и обратно космонавты будут подвержены влиянию космического излучения. Насколько сильной получится доза, пока сказать нельзя.
Это будет зависеть от солнечной активности во время полёта, времени пребывания на поверхности Марса (там слабая атмосфера и практически отсутствует магнитное поле). Естественно, зависит это от обшивки корабля и его радиационной защиты.
Фото © ТАСС / ZUMA
Вот и получается, что каждый раз насчитывают разное количество получаемой радиации. Вполне вероятно, что этот полёт станет последним для экипажа. В космос его точно больше не выпустят. Также вполне возможно, что это приведёт к серьёзным последствиям в будущем. Нужно понимать, что солнечная радиация — основной естественный (природный) канцероген для всех людей и животных.
Время строить корабль
Что ещё более важно, что в настоящее время спорить о том, насколько сильно отразится радиация на космонавтах во время полёта к Марсу и обратно, просто бессмысленно. Пока не готов космический корабль, на котором можно будет совершить этот полёт. В нынешнем своём состоянии американский «Орион» маловат, год с лишним в нём не прожить.
Да и сверхтяжёлая ракета SLS для пилотируемого полёта к Марсу тоже не подходит, нужно что-то более серьёзное.
Фото © Flickr / Nasa
Ни одна из стран ещё не начала строительство корабля, достаточного для выполнения марсианской миссии. По идее, такие работы ведутся в компании Илона Маска, но, до того как корабль покажут широкой публике, говорить об этом преждевременно. Вполне возможно, что, когда корабль будет создан, на нём получится реализовать использование стенок корабля для хранения воды, а также специальные укрытия на случай вспышек на солнце.
И вот тогда придётся пересчитывать все возможные варианты заново. Лишь после этого можно будет серьёзно говорить о возможности или невозможности совершения перелёта на Марс и обратно. Пока же это лишь способ написать научную работу или пощекотать себе нервы.
С другой стороны, именно с таких мелочей и начинается длинная и удивительно сложная дорога к Красной планете.
Михаил Котов
- Статьи
- марс
- Космонавтика
- Наука и Технологии
Комментариев: 1
Для комментирования авторизуйтесь!
Стоят ли дополнительные расходы астронавтов на десятки миллиардов долларов, чтобы отправиться на Марс?
Пока общество думает о полете на Луну или Марс, разгораются споры о том, стоит ли тратить миллиарды долларов на отправку людей на другие планеты, если робот или марсоход может выполнять необходимые научные работы.
Думаю, НАСА нужно отправить и людей, и машины. Позвольте мне объяснить, почему.
Свою 28-летнюю карьеру в НАСА я начал инженером на учебно-тренировочном самолете «Шаттл» — авиасимуляторе космического корабля «Шаттл». За 17 лет работы космонавтом я совершил три космических полета. Два из них были шаттлами, STS-117 и STS-119., на Международную космическую станцию.
Бортинженер 39-й экспедиции Стив Суонсон из НАСА работает на велоэргометре с системой изоляции вибрации (CEVIS) в американской лаборатории Destiny Международной космической станции. НАСАОсновная цель обеих этих миссий состояла в том, чтобы построить настоящую МКС, оставив мало времени для настоящих экспериментов. Однако наша миссия выполнялась, потому что мы строили научную лабораторию в космосе. Во время моей третьей миссии 39-й экспедиции на МКС.и 40 лет я провел на МКС пять с половиной месяцев.
Пока мы были на борту, я и мои товарищи по команде провели более 300 различных экспериментов.
К некоторым мы не прикасались, например, к альфа-магнитному спектрометру, который сканирует вселенную в поисках антиматерии. Другие мы настроили, и управление полетом взяло на себя управление. Для других экспериментов мы их настроили и провели эксперимент. В некоторых мы, астронавты, были морскими свинками.
Таким образом, мы использовали наше время, чтобы выжать максимум науки из нашего визита на МКС, сотрудничая с учеными на Земле. Благодаря этому сочетанию человеческих и автоматических экспериментов НАСА увеличило объем научных исследований, проводимых на МКС.
«Аполлон-17» и «Кьюриосити»
Чтобы попытаться сравнить научные результаты пилотируемой и роботизированной миссии, позвольте мне сравнить «Аполлон-17» — последнюю лунную миссию в декабре 1972 года, в которой Джин Сернан и Харрисон Шмитт провели 75 часов на Луне. поверхность – с марсоходом Curiosity по трем переменным: пройденному расстоянию, стоимости и взятым пробам грунта. Хотя эти две миссии совершенно разные — первая на Луне, а вторая на Марсе — есть сходства, которые помогают нам сравнить их продуктивность.
Когда дело доходит до пройденного расстояния, люди победили. Два астронавта Аполлона-17 преодолели расстояние в 35 километров на Луне за три дня — это примерно 11,6 километра в день. По состоянию на февраль 2019 года Curiosity проехал по Марсу 20,16 км — в среднем 9 км.метров в день с тех пор, как он начал свое путешествие по Марсу в августе 2012 года.
Теперь я не стучу Curiosity или его команду. Но выполнить задачу чрезвычайно сложно, когда имеешь дело с марсоходом на расстоянии от 55 до 400 миллионов километров, в зависимости от относительного положения Земли и Марса на их орбитах. Если наземная команда Curiosity выдаст неправильные команды марсоходу, это может поставить под угрозу или даже завершить миссию. Следовательно, они должны двигаться медленно и проверять каждый шаг.
Это означает, что то, что человек может сделать за пару часов, например, взять несколько образцов породы, у робота может занять недели.
Во время полета «Аполлон-17» астронавты собрали 741 образец породы и грунта, в том числе трехметровый образец глубокого бурения. Это составляет 247 образцов каждый день. У меня были некоторые трудности с поиском эквивалентной информации для Curiosity. Что я действительно обнаружил, так это то, что по состоянию на 15 января 2019 года Curiosity пробурил 19 участков и взял два образца без бурения. Таким образом, Curiosity взял не более 30 образцов почвы на Марсе. То есть в среднем 0,013 пробы почвы в день — это показывает, насколько сложно управлять машиной удаленно. Когда такое оборудование, как дрель, которое есть на Curiosity, выходит из строя, там некому его чинить. Таким образом, команда должна найти обходные пути для решения проблем, чтобы они продолжали заниматься наукой.
Командир миссии «Аполлон-17» Юджин Сернан управляет луноходом в начале первой лунной прогулки на посадочной площадке Таурус-Литтроу.
Стоимость «Аполлона» и «Кьюриосити»
В долларах 2015 года каждая из семи лунных миссий «Аполлон» стоила около 20 миллиардов долларов США. Стоимость Curiosity в 2015 году составила около 2,5 миллиардов долларов.
Да, я сравниваю лунную миссию с миссией на Марс, что не совсем справедливо. Итак, давайте воспользуемся оценкой ожидаемой стоимости пилотируемой миссии на Марс — цифра колеблется от 100 до 500 миллиардов долларов за миссию. Я предполагаю, что это будет ближе к 500 миллиардам долларов или больше, учитывая, что одна только МКС стоит около 150 миллиардов долларов.
Если мы предположим 500 миллиардов долларов за миссию — цифра, которая, как мы надеемся, уменьшится при выполнении нескольких миссий, — то пилотируемая миссия принесет большую отдачу от инвестиций. Исходя из приведенных выше приблизительных оценок, мы можем сказать, что команда из четырех человек будет по крайней мере в 500 раз более продуктивной в научных исследованиях, чем марсоход, хотя стоимость будет примерно в 200 раз выше.
Исследование космоса требует и того, и другого
Теперь я признаю, что в этих быстрых расчетах есть большая погрешность. Тем не менее, я пытаюсь подчеркнуть преимущества участия человека. Следовательно, я думаю, что наиболее экономически эффективным решением будет совместное использование людей и вездеходов. Вот как мы увеличили объем научных исследований на МКС.
Для Марса у нас могли бы быть группы управления полетами по всему миру, проводящие эксперименты с использованием вездеходов, как это делается сейчас, но команды могли бы заниматься наукой гораздо быстрее. Это потому, что поблизости всегда будет человек, который поможет, если марсоход застрянет или выйдет из строя.
Да, отправлять людей в космос дороже, чем зонды и вездеходы, но нельзя не учитывать, что люди могут быстро адаптироваться к непредвиденным ситуациям, ремонтировать и модифицировать оборудование, что в конечном итоге повышает вероятность успеха.
Астронавт НАСА Стив Суонсон во время выхода в открытый космос для замены вышедшего из строя релейного блока резервного компьютера на Международной космической станции, 22 апреля 2014 года.
НАСАЧеловеческий взгляд
Мы можем узнать так много о новом мире, чего сенсоры просто не могут нам сказать. На что это похоже? Выглядит как? Пахнуть как? Именно так большинство людей на Земле будут относиться к освоению космоса. Так что эта человеческая точка зрения жизненно важна для создания энтузиазма.
Например, один из первых вопросов, которые я получаю от людей, когда мы говорим о космосе, звучит просто: «Как это было?» И они хотели знать все подробности, от чистки зубов до выхода в открытый космос. Я всегда добавлял, что мы никогда не знали, как проходит наш день, потому что большинство наших задач, будь то наука или техническое обслуживание, сталкивались с проблемами, которые требовали решения человеком.
Я согласен, что марсоходы на Марсе творили чудеса и помогли людям увлечься исследованием планет, но я уверен, что люди, отправившиеся на Марс, были бы в гораздо большем восторге.
Билеты на Марс в конечном итоге будут стоить менее 500 000 долларов, говорит Илон Маск
Художественная иллюстрация, показывающая космические корабли SpaceX на поверхности Марса.
Этот рендеринг предшествует самому последнему дизайну Starship, в котором предполагается, что транспортные средства сделаны из нержавеющей стали.
(Изображение предоставлено SpaceX)Марсианские корабли SpaceX не будут перевозить только сверхбогатых на Красную планету и обратно, если все пойдет по плану Илона Маска.
Цена места на борту SpaceX Межпланетный корабль Starship в конечном итоге упадет достаточно, чтобы быть доступным для большой части населения промышленно развитого мира, предсказал предприниматель-миллиардер на выходных.
«Очень зависит от объема, но я уверен, что переезд на Марс (обратный билет бесплатный) однажды будет стоить менее 500 тысяч долларов, а может быть, даже меньше 100 тысяч долларов. Достаточно дешево, чтобы большинство людей в странах с развитой экономикой могли продать свой дом за Земля и переместитесь на Марс, если они захотят», — написал Маск в Twitter в воскресенье вечером (10 февраля). [ Изображения: Гигантский космический корабль SpaceX для марсианской колонии и за его пределами ]
Сильно зависит от объема, но я уверен, что переезд на Марс (обратный билет бесплатный) однажды будет стоить меньше 500 тысяч долларов, а может быть, даже меньше 100 тысяч долларов.
Достаточно низко, чтобы большинство людей в странах с развитой экономикой могли продать свой дом на Земле и переехать на Марс, если захотят. 11 февраля 2019 г. , а затем направится к Марсу (или к Луне, или к какому-либо другому месту назначения — корабль может пройти во многие места Солнечной системы, сказал Маск). Super Heavy вернется на Землю, совершит вертикальную посадку и снова полетит — на самом деле, еще много раз.Действительно, быстрое и неоднократное повторное использование как Starship, так и Super Heavy является ключом к видению Маска амбициозного, но доступного космического полета. По его словам, в этом отношении также помогает недавнее изменение конструкции Starship: создание транспортного средства из нержавеющей стали, а не из более дорогого углеродно-композитного материала, как планировалось изначально.
«Это прозвучит неправдоподобно, но я думаю, что есть способ построить Starship/Super Heavy дешевле, чем Falcon 9», — написал Маск в другом твите в воскресенье вечером, имея в виду рабочую лошадку SpaceX Falcon 9.
ракета. Затем он ответил «Да», когда один из его подписчиков в Твиттере спросил, является ли переход на нержавеющую сталь важным фактором в этом потенциальном снижении цен.
SpaceX планирует запустить свои первые марсианские миссии с кораблями Starship и Super Heavy в середине 2020-х годов. Но прототип Starship может взлететь очень скоро. SpaceX уже построила небольшой «бункер» и планирует запустить этот аппарат в свой первый испытательный полет в ближайшие недели или месяцы.
Однако воронка не приблизится к Марсу; он проверит конструкцию Starship во время коротких полетов в атмосфере Земли.
Подписывайтесь на Майка Уолла в Твиттере
@michaeldwall . Подпишитесь на нас @Spacedotcom или Facebook .Присоединяйтесь к нашим космическим форумам, чтобы продолжать обсуждать последние миссии, ночное небо и многое другое! А если у вас есть новость, исправление или комментарий, сообщите нам об этом по адресу: community@space.
ракета. Затем он ответил «Да», когда один из его подписчиков в Твиттере спросил, является ли переход на нержавеющую сталь важным фактором в этом потенциальном снижении цен.