Роберт Зубрин - Как выжить на Марсе

То есть вот вам подсказка: если не хватает денег, выбирайте эллипс Гомана. Это самый дешевый вариант полета. Если же у вас есть лишние пиастры или вы работаете на того, у кого они есть, выбирайте 1 тип. Но не позволяйте себе даже думать о 2 типе, иначе придется заплатить бо́льшие деньги за более длинный перелет. Иногда корабли летают по орбите 2 типа, поскольку этого требует их стартовое расписание, но вам ее следует избегать.

Это возвращает нас к вопросу о паромах. Давным-давно в чьем-то мозгу родилась светлая идея о целесообразности запуска на постоянную орбиту между Марсом и Землей одного или нескольких больших межпланетных паромов. Единожды стартовавшие, эти огромные обитаемые отсеки не нужно будет запускать снова и снова. Тогда люди смогут путешествовать, просто добравшись до них в маленькой и быстрой капсуле «такси», выстреливающей с Земли или с Марса в то время, когда паром пролетает рядом. Помимо риска пропустить момент встречи (у вас есть только одна попытка), идея звучит неплохо, но содержит и некоторые шероховатости. Например, перелет Гомана в один конец занимает 8,5 месяца; то есть полет туда и обратно — 17 месяцев. Это время нельзя синхронизировать с 12‑месячным орбитальным периодом Земли. Таким образом, если бы корабль стартовал с Земли по эллипсу Гомана и вернулся по нему же, то он бы просто не застал Землю на том же месте. Поэтому космические паромы по эллипсу Гомана не летают. Чтобы вернуться к Земле через 24 месяца после старта и, таким образом, снова встретиться с родной планетой, паром мог бы использовать высокоэнергетическую орбиту, выходящую далеко за орбиту Марса. Но при этом план полета между Землей и Марсом включал бы в себя как короткий отрезок 1 типа, так и длинный 2 типа. Каждый из них может входить как в маршрут отлета, так и в маршрут возвращения, но в результате пассажиры, летящие либо туда, либо обратно, застрянут на тихом ходу. Более того, если станция с двухгодичным периодом обращения будет каждый раз встречаться с Землей, она окажется несинхронизированной с орбитой Марса, период которого составляет 23 месяца. Итак, чтобы такая транспортная система работала эффективно, нужно несколько паромов, каждый из которых подходит к Земле в разные моменты времени и используется для выполнения рейса Земля — Марс один раз в шесть-семь лет.

Поскольку все орбиты требуют большего реактивного импульса, чем перелет Гомана, дополнительное ускорение для выхода на среднеэнергетическую орбиту соединения 1 типа (или 2 типа) выглядит относительно скромно (если вы не пытаетесь покрыть путь в один конец менее чем за пять-шесть месяцев). Если же вы действительно хотите попасть на Марс как можно быстрее (допустим, за три и менее месяца), то нужно использовать высокоэнергетические орбиты. Но это отнюдь не практичный выбор для космического корабля, располагающего химическими (со скоростью истечения реактивной струи около 4,5 км/ с) или даже термоядерными (со скоростью истечения 9 км/ с) двигателями. Вместо них требуются более современные системы — например, ядерно-электрический ионный привод (скорость истечения 50 км/ си более). Проблема с этими ультравысокоэнергетическими орбитами состоит в том, что максимальная скорость на них выше скорости освобождения из Солнечной системы! То есть, если этот привод выйдет из строя после ускорения, но до торможения, то судно окажется на пути в бесконечность с билетом в один конец.

На диаграмме из древнего документа НАСА показан план экспедиции к Марсу по орбите противостояния. Обратите внимание на длительное время перелетов, абсурдно короткое время стоянки и жаркий пролет внутри орбиты Венеры, которым экипаж насладится в полной мере на обратном пути. Что курили эти ребята? (Предоставлена НАСА)

Последний тип перелета, который стоит кратко упомянуть, — это орбита противостояния. При ее использовании полет на Марс делится на две неравные части. Одной из них может быть орбита соединения, но второй служит траектория, проходящая через внутреннюю область Солнечной системы (примерно на расстоянии Венеры от Солнца), — чтобы резко завернуть корабль и направить его к Земле, находящейся с той же стороны от Солнца, где был Марс в момент старта. Поэтому такая траектория и называется орбитой противостояния — по аналогии со старыми геоцентрическими понятиями астрологов из лаборатории реактивного движения.

Орбита противостояния требует большего импульса, чем любая орбита соединения, а один из ее отрезков очень длинный — он продолжается от 14 до 15 месяцев. Более того, действие радиации и теплового излучения на пассажиров и экипаж при пролете внутри орбиты Венеры близко от Солнца (так называемая венерианская прожарка) может оказаться пагубным. Короче, это очень плохой план, поэтому в наши дни его почти не используют. Разработанный мечтателями из НАСА в XX веке, он уменьшает время полета на Марс за счет обратного пути, поскольку отпадает необходимость сидеть на Красной планете и ждать разрешения старта по орбите соединения. В старые добрые времена лететь по последней означало две траектории 1 типа в оба конца с 18‑месячной стоянкой на Марсе. Или один полугодовой полет на Марс и один 14‑месячный — обратно, но при этом на самой Красной планете вы могли провести только месяц. Однако, поскольку весь смысл перелета на Марс заключался в том, чтобы исследовать его (а для этого требуется время), второй вариант был нерациональным даже в те далекие времена первооткрывателей. Компенсирующее преимущество обратной траектории по минимизации времени нахождения вдали от дома звучит вообще абсурдно: в конце концов, если главным критерием удачной миссии для вас является быстрое возвращение домой, так лучше здесь и оставайтесь!

В любом случае, вы летите на Марс, чтобы там остаться. Поэтому выбирайте орбиту соединения.

Если вы следовали моим советам, то сейчас уже находитесь на Марсе, целы и невредимы, обзавелись некоторыми полезными знакомствами и небольшой заначкой на первое время. Отлично. Тем не менее для процветания на Марсе вам предстоит принять еще много важных решений. Первым встает вопрос одежды.

В одной старой поговорке землян говорится: «Встречают по одежке…» Это особенно важно на Марсе. Не будем тратить время на обсуждение вашего домашнего одеяния, поскольку принципы его подбора не сильно меняются от планеты к планете. Но, поскольку самые прибыльные возможности на Красной планете включают в себя работу за пределами жилых модулей, вы быстро столкнетесь с необходимостью выбора соответствующего скафандра.