Земля – Марс – Земля

Доставка образцов марсианского грунта на Землю представляется наиболее сложным элементом предложенной советскими учеными программы исследований Марса. Возможный вариант – запуск двух автономных аппаратов: один из них совершит посадку на поверхность Марса, другой станет его спутником. Посадочный аппарат опустится в заранее выбранном месте, где его уже будет ожидать доставленный на планету в предыдущей экспедиции марсоход с собранными им образцами пород. (Марсоход будет играть и роль радиомаяка для посадочного аппарата.) Образцы пород перегружаются манипулятором во взлетную ракету.

Кроме того, часть образцов будет собираться в районе посадки спускаемого аппарата небольшим марсоходом, размещенным на его борту. Он также оборудуется манипуляторами и грунтозаборным устройством, которое позволит взять образцы с достаточно большой глубины.

Взлетная ракета доставит грунт к орбитальному аппарату, состыкуется с ним, после чего образцы перегружаются в возвращаемый к Земле модуль. При подлете к нашей планете он перехватывается орбитальной станцией.

Было бы целесообразно выполнить на борту станции первичный анализ марсианского грунта. Это позволит разрешить одну из трудных задач экспедиции – обеспечение карантина, исключающего заражение нашей планеты внеземными организмами, которые могут оказаться в доставленных с Марса образцах грунта, как бы ни была мала такая вероятность. Само собой разумеется, необходима и стерилизация космического аппарата перед стартом с Земли, чтобы не занести на Марс земные микробы.

Доставка на Землю грунта с Марса позволит разрешить многие сложные вопросы природы этой планеты. Анализ минералогического состава образцов, содержания в них благородных газов и летучих веществ, а также распределения элементов поможет уяснить эволюцию Марса. Изучение изотопов даст возможность датировать породы и получить сведения о прежних геологических условиях на планете. Ученые надеются обнаружить углерод, воду и другие химические элементы, свидетельствующие о том, что на Марсе в свое время существовала жизнь. Не исключено, что будут найдены ископаемые остатки.

Проработки показали, в частности, что совместить возврат фотопленки с околомарсианской орбиты на Землю с выполнением всех других задач экспедиции будет трудно. Возможно, для проведения детальной фотографической съемки поверхности планеты с последующей доставкой пленки на Землю понадобится запуск специального аппарата. При этом облегчается и решение ряда специфических проблем, таких, например, как защита фотослоя от воздействия космической радиации.

Использование носителя типа ракеты «Энергия», способного доставить к Марсу значительно большую полезную нагрузку, открывает принципиально новые возможности в реализации марсианской программы. Одним стартом могут быть решены все основные задачи, включая возврат на Землю кассеты с материалами фотосъемки.

Может быть обеспечено одновременное исследование и значительно большего числа точек на Марсе при помощи марсоходов, аэростатных зондов и малых посадочных станций. Предварительные оценки показывают, что в одном запуске ракеты-носителя «Энергия» могут быть доставлены на планету сразу три марсохода – один тяжелый с возможностью глубокого бурения и два легких, несколько кассет с десятью метеомаяками каждая и большое количество пенетраторов.

Удастся снять и весовые ограничения в решении проблемы доставки грунта с Марса. В принципе можно было бы попытаться одновременно доставить грунт и с марсианского спутника Фобос.

Доставка на землю образцов марсианского грунта в варианте использования ракеты «Энергия», по сути, может стать решающим этапом отработки в натурных условиях элементов и основных технических средств будущей пилотируемой экспедиции – ядерной электрореактивной двигательной установки, марсианского посадочного корабля со взлетной ракетой на борту, корабля возвращения на Землю.

Полетим вместе

Предполагается, что в предложенной советскими учеными программе исследований Марса примут участие научные организации и специалисты многих других стран. Опыт проекта «Венера – комета Галлея» показал, насколько эффективной может быть такая кооперация. По числу участников из разных стран, непосредственно работавших над созданием техники и приборов, этот проект беспрецедентен. По сути дела, это был первый шаг на пути превращения космоса в открытую интернациональную лабораторию, к чему и призывает советская программа «звездного мира» – проявление нового мышления в космической практике. Очень важно не только сохранить дух научного сотрудничества, который возник в ходе реализации проекта «Вега» и еще больше укрепился при подготовке проекта «Фобос», но и далее развивать его.

Советские ученые уже сотрудничают в разработке «марсианской программы» с социалистическими государствами, Францией, Австрией, Италией и рядом других стран. Что же касается США, то пока советская и американская программы будущих исследований Марса рассматриваются независимо, лишь с некоторой координацией. Есть, однако, надежда и на определенное сотрудничество. По-видимому, какие-то американские приборы будут установлены на советских аппаратах. Прорабатывается вопрос совместных исследований советскими космическими аппаратами 1994 года и американскими аппаратами «Марс-обсервер» (старт в 1992 году), которые несколько лет должны находиться на околомарсианской орбите. Это пока единственный утвержденный проект в американской программе исследований Марса. «Марс-обсервер» мог бы, например, принимать телеметрическую информацию от советских аэростатов и марсоходов. Не менее важна организация совместной наземной сети для круглосуточного приема данных с искусственных спутников Марса. Особый интерес представляет координация исследований отдельных районов планеты. На борту американского аппарата «Марс-обсервер» планируется установить телевизионную камеру высокого разрешения, и он мог бы выполнить эффективное исследование районов предполагаемого десантирования марсоходов, пенетраторов и метеомаяков советской миссии к Марсу.

В дальнейшем мог бы быть произведен обмен информацией по метеорологии Марса, о характеристиках его атмосферы и поверхности, создан общий банк фотопланов и картографических материалов, организована совместная интерпретация результатов исследований. Итогом этой работы стала бы разработка объединенными усилиями инженерной модели Марса для ее использования в последующих этапах исследования планеты.

Полет же человека на Марс, по-видимому, вообще невозможен без международного сотрудничества. Напомним, что программа высадки людей на Луну стоила США двадцать пять миллиардов долларов. Стоимость марсианской пилотируемой экспедиции будет составлять по разным оценкам от 50 до 250 миллиардов долларов. Такие расходы обременительны даже для высокоразвитой страны. Вывод: необходимо объединение ресурсов разных стран. А чтобы такая экспедиция имела смысл, ее подготовка, включая предварительные полеты автоматов, должна вестись в рамках широкой международной программы долгосрочных исследований. Тогда это будет не просто пилотируемая экспедиция на Марс, а начало его колонизации.

В дискуссии с американскими учеными по программам исследований Марса директор Института космических исследований АН СССР академик Р. Сагдеев предложил, чтобы одна сторона послала на Марс, например, самоходный аппарат для сбора образцов грунта и пород, которые будут затем переданы на борт космического корабля другой страны для доставки их на Землю.

Во время московской встречи М. С. Горбачева и Р. Рейгана «в качестве областей возможного сотрудничества» они отметили «научные экспедиции на Луну и Марс».

«Уральский следопыт» 1989 г. №1

МЕНЮ КОСМОНАВТОВ

Говорят, что путь к сердцу мужчины лежит через его желудок. Тем не менее многие представители сильной половины человечества мечтают похудеть, и это желание приветствуется медициной. Космические врачи напротив следят за тем, чтобы у космонавтов вес тела в полете не очень-то снижался. Дело в том, что обычно люди стремятся избавиться от излишней жировой ткани. В космосе человек теряет вес прежде всего из-за обезвоживания организма и уменьшения мышечной массы. А это далеко не полезно. Конечно речь в данном случае идет не о сохранении жизни, а только о здоровье и работоспособности космонавтов.

Вопрос о необходимости специальной системы питания космонавтов, как одной из составляющих комплекса жизнеобеспечения экипажей космических кораблей, возник еще при подготовке к первым стартам. Ввиду кратковременности полетов на «Востоках» и «Восходах» бортовые системы питания были максимально упрощены. На кораблях «Восток», например, система питания включала только запасы пищи, контейнер для их хранения, ключ для отвинчивания головок алюминиевых туб и пленочный мешок для хранения пищевых остатков и пустой тары.

Переход к продолжительным полетам, запуск долговременных орбитальных станций потребовали обеспечения максимально комфортных условий для экипажей, в том числе организации более полноценного питания космонавтов, как эффективного средства сохранения здоровья и высокой работоспособности в длительных полетах. Учитывалось и то, что прием космонавтами вкусной, разнообразной пищи – это не только «заправка калориями», но и одновременно активный отдых, источник положительных эмоций, которых в космическом рейсе не так уж и много. Еда в полете относится к числу дополнительных, после прослушивания музыки и компьютерных игр, развлечений.

Питание космонавтов в полете весьма калорийно, ежедневно они «съедают» около 3 тысяч килокалорий. Это достаточно много, но обусловлено большим расходом энергии космонавтов в следствии необходимости систематических физических упражнений для профилактики неблагоприятных последствий пребывания в невесомости. В целом суточный рацион космонавтов не только соответствует по калорийности расходу энергии в их организме, но и имеет определенные резервы.

В научно-фантастических романах можно прочитать о «космической» пище в виде маленьких таблеток или пилюль повышенной питательности. Такая «миниатюризация» позволяет свести суточный рацион космонавтов до нескольких таблеток в день. А весь запас пищи в корабле уместить в нескольких небольших коробочках. Съел одну-две таблетки – и сыт на весь день.

Однако в действительности все обстоит значительно сложнее. Человеку нужна разнообразная пища как по составу (белки, жиры, углеводы, витамины) и калорийности, так и по «форме», вкусовым качествам, сбалансированности компонентов и т. д. В рацион питания космонавтов принято вводить белки, жиры и углеводы в соотношении 1:1:3 (по весу в граммах). Рацион отличается также высоким содержанием витаминов и солей, которые собственно и должны способствовать стабилизации веса космонавтов.

На орбитальных станциях «Салют» и «Мир» меню менялось каждые 6 дней, т.е. в течение этого времени ни одно блюдо не повторялось. На Международной космической станции оно будет 8-дневным. К уже имеющемся первым блюдам: борщу, харчо, рассольнику, щам, а также крестьянскому супу и супу-пюре прибавился вермишелевый и рисовый супы с овощами. Даже американцы, у которых первое не так популярно, глядя на россиян, разработали для космического питания острокислый суп с томатами и куриный с вермишелью. Правда, опробовать их удастся только членам 3-й и 4-й экспедиций.

Набор блюд (во время полета используется половина российских, половина американских продуктов) сбалансирован и рассчитан на то, чтобы космонавты получали необходимое количество питательных веществ, и обмен веществ в их организме в специфических условиях космоса протекал на уровне возможно более близком к оптимальному. Однако этого оказывается недостаточно.

Космическая еда

Обычно на аппетит космонавты не жалуются, но вкусы в полете у них меняются. Космос обостряет все чувства, в том числе и вкусовые ощущения. Например, Юрий Романенко и Георгий Гречко в полете жаловались, что ветчина в консервных банках соленая. Олег Макаров и Владимир Джанибеков вполне были солидарны с ними на орбите. А когда вернулись на Землю, то Макаров специально попробовал ветчину из контрольной партии, в точности дублирующую ту, что ушла в полет. И… ветчина была нормальной, даже как будто, чуть-чуть недосоленой.

Надо сказать, что космонавты очень серьезно относятся к тем пищевым рационам, которые им предлагают специалисты. Перед каждым полетом и основной экипаж, и их дублеры обязательно дегустируют все продукты и из большого ассортимента отбирают только то, что им нравится и больше соответствует их вкусам.

Но одно дело дегустация и совсем другое – длительный полет. «Пришлите больше лука и чеснока – не раз напоминали с орбиты Коваленок и Иванченков – Мы с собой шелуху носим в карманах, чтобы запах сохранился».

Аппетит к некоторым продуктам у космонавтов может снижаться, в то время как к другим оставаться прежним и даже повышаться. И это учитывается, когда Земля присылает с транспортными кораблями новые продовольственные наборы. Космонавтам также разрешается брать из пищевых запасов то, что им нравится в данный момент.

Из переговоров с космонавтами во время их полета иногда выясняется, что им хочется побаловать себя на орбите каким-то особенно любимым блюдом. И наземные службы идут навстречу. Так работающим сегодня на МКС американскому астронавту Уильяму Шеперду и российским космонавтам Сергею Крикалеву и Юрию Гидзенко впервые отправлены бонусные контейнеры с их любимыми «вкусностями». Американец оказался поклонником российского сыра, печенья и чернослива, начиненного орехами. Россияне же из родной кухни предпочли творог с орехами, курагу (сушеные абрикосы), чернослив и гречневую кашу, а из западной – американский черный кофе, гавайские орешки макадамия, кешью, а также грудинку в соусе барбекю, шоколадный пудинг и консервированные персики.

Что же касается «живых» витаминов – свежих яблок, апельсинов, лука и чеснока, то их также доставил на станцию стартовавший 26 февраля грузовой корабль «Прогресс».

Надо также сказать, что создание космической пищи – дело не простое. Она должна отвечать очень многим, зачастую противоречивым требованиям. Быть не только вкусной, высококалорийной и хорошо сбалансированной по белкам, жирам и углеводам, но и выдерживать длительное хранение без холодильника. Быть удобной для использования в условиях невесомости, как можно меньше весить и занимать мало места. Борщ, например, делают пюреобразным: мясо, лук, свеклу, капусту измельчают в крошечные кусочки, заливают в тубы и потом тщательно пастеризуют. На борту орбитальной станции космонавты в своей кухне просто подогревают тубы – и борщ готов.

На «Салюте-3» впервые были проведены эксперименты по восстановлению обезвоженной пищи с помощью холодной и горячей воды. Это позволило иметь рационы более разнообразные по набору продуктов. Такая пища в полиэтиленовом пакете кажется почти невесомой. На орбите космонавты заливают в пакет через специальный клапан воду, которая подведена к обеденному столу, встряхивают пакет и получается вкусное второе блюдо. Да и космонавтам такие сублимированные продукты нравятся значительно больше чем консервы.