Однако даже самые узкие специалисты понимают: пилотируемая космонавтика может выйти из того состояния стагнации, в котором ныне оказалась, лишь при помощи программ освоения других планет. Именно на это и бьют ныне люди, отдавшие, по существу, всю свою жизнь космической отрасли. Недавно, к примеру, им удалось протолкнуть финансирование и подготовку первой марсианской экспедиции…

Речь, конечно же, не о настоящем путешествии на красную планету, а о программе «Марс-500», в ходе которой сотрудники Института медико-биологических проблем (ИМБП РАН) пытаются имитировать особенности межпланетной миссии в земных условиях.

Программа эта, как известно, разворачивалась в несколько этапов. Сначала шестеро российских добровольцев провели 14 суток в полной изоляции от внешнего мира. Эти две недели они прожили в специальном комплексе, построенном на территории ИМБП.

В первой части эксперимента приняли участие пятеро мужчин и одна дама — биолог Марина Тугушева. Среди представителей «сильного пола» — два действующих космонавта (врач Сергей Рязанский и инженер Олег Артемьев), два инженера (Антон Артамонов и Александр Ковалев) и один врач, специалист по телемедицине Дмитрий Перфилов.

Целью первого этапа являлась проверка соответствия технических и эксплуатационных характеристик модулей и их систем требованиям разработанной технической и эксплуатационной документации в условиях, максимально приближенных к реальной эксплуатации. Эксперимент проводился в двух модулях медико-технического комплекса: в жилом модуле объемом 150 куб. м и медицинском модуле объемом 100 куб. м. В течение 14 суток специалисты и «космонавты» испытывали вновь разработанные системы жизнеобеспечения, контроля и управления, информационного обеспечения, а также локальную телемедицинскую сеть. По мнению руководителей эксперимента, «экипаж успешно справился с возложенными на него задачами».

Подводя итоги этого этапа эксперимента, научный руководитель проекта, академик РАН Анатолий Григорьев тогда отметил, что до начала длительного 520-суточного «пилотируемого полета на Марс» в институте будет проведен еще один предварительный эксперимент — 105-суточный.

«В течение 14 суток мы проверили технические средства, а затем в 105-суточном эксперименте проведем селекцию российских и европейских научных предложений, которые затем будут реализованы в программе „Марс-500“», — пояснил он.

Тут надо, наверное, пояснить, что сооружение макета марсианского корабля было завершено в стенах Института медико-биологических проблем РАН летом 2007 года. Герметичные «бочки», построенные в ИМБП еще при Королеве и участвовавшие в ряде проектов, пришлось полностью модернизировать под новую программу. Так, преобразился жилой сегмент ЭУ-150, в котором появились шесть отдельных кают для экипажа, кухня и кают-компания. ЭУ-100 был отведен под медицинские нужды. В нем разместились операционная, спортзал и еще ряд технических комплексов.

В итоге общий объем двух модулей составил 250 куб. м. По внутренним размерам готовые помещения можно сравнить с большой трехкомнатной квартирой. В этом пространстве добровольцы и провели первые две недели «заточения».

К началу основного эксперимента оставалось завершить оборудование еще двух моделей. Это ЭУ-50, выполняющий роль спускаемого аппарата. А также ЭУ-250, в котором разместятся обширная оранжерея и комната психологической разгрузки. Кроме того, рядом с кораблем смоделирован небольшой участок марсианской поверхности, на котором космонавты будут отрабатывать технологии работы в скафандрах.

Все намеченное было выполнено к лету 2010 года. И вот в июне 2010 года начался 520-суточный этап программы «Марс-500» по имитации полета на красную планету. Эксперимент, проходивший в три этапа, был завершен 4 ноября 2011 года.

По словам технического руководителя проекта «Марс-500», заместителя главного конструктора Института медико-биологических проблем Евгения Демина, в нем было задействовано пять модулей-«бочек». Первый — общим объемом 100 куб. м — предназначался для размещения экипажа. Он включал в себя шесть индивидуальных кают, каждая размером с вагонное купе, кают-компанию для отдыха и общих сборов, кухню, санузел, главный пульт управления.

Второй модуль — медицинский. В нем проводились всевозможные эксперименты; всего на время «полета» их было запланировано более сотни. Блок был оборудован жилым отсеком на два спальных места и рабочей зоной с медицинской аппаратурой.

Третий отсек был для хранения продовольствия. Специально для эксперимента было разработано меню, поделенное учеными на три этапа. Первую часть полета — 250 дней — исследователи питались продуктами глубокой заморозки, предоставленными немецкими диетологами. Замороженные при −20 °C супы, вторые блюда, хлеб и даже пироги разогревались в обычной СВЧ-печи. Во второй части эксперимента, когда предполагалось, что экипаж уже «высадился» на марсианскую поверхность, основу рациона составила пища, используемая космонавтами на МКС. На обратном пути пришлось есть сублимированные, обезвоженные продукты, занимавшие минимум места. Всего же на борт марсолета загрузили 6 т продуктов. Кроме того, в пищу использовали редис, помидоры, салат и лук, которые участники эксперимента сами выращивали в оранжерее.

Тут же, в третьем отсеке, располагался и тренажерный зал; без каждодневных занятий, как показывает опыт работы на орбитальных станциях, космонавты долго не протянут.

Четвертый модуль имитировал спускаемую на поверхность Марса капсулу; в ней, по идее, трое участников экспедиции должны были высадиться на поверхность красной планеты.

И наконец, пятый отсек был «имитатором марсианской поверхности». Здесь тоже был проведен ряд экспериментов. Звездное небо здесь имитировали синие светодиодные лампочки.

Повседневной униформой космонавтов-испытателей были темно-синие комбинезоны с нашивками. «Через тернии к Марсу» — было написано на них. И в самом деле, на пути экспедиции на красную планету предстоит преодолеть еще немало трудностей.

«Уже сам по себе процесс формирования экипажа оказался делом непростым», — сказал Евгений Демин. Сначала отбор кандидатов шел по их специальностям. В экипаже должны быть врачи, физиологи и инженеры. Затем отобранные профессионалы, подобно настоящим кандидатам в космонавты, прошли придирчивое медицинское обследование. В итоге из сотен желающих отобрали самых здоровых мужчин, не имеющих хронических заболеваний.

Затем стали проверять их на психологическую совместимость, ведь космонавтам предстоит многие недели не только жить, но и работать в одной команде. Проверка проходила не только на тренажерах, но и в натурных, экстремальных условиях. К примеру, будущих космонавтов как-то оставили в подмосковном лесу на морозе. Они жгли костры, строили шалаши, питались консервами — в общем, выживали. Аналогичный отбор проходили и иностранцы, пожелавшие стать членами экипажа.

В итоге командиром марсолета стал 38-летний инженер Алексей Ситев, а бортовыми врачами — 37-летний хирург Сухроб Комолов и 32-летний Александр Смолеевский. Международную часть экипажа представляют 27-летний китайский космический исследователь Ванг Юэ, уже получивший в экипаже прозвище Ваня, 27-летний итальянский инженер Диего Урбина и 31 — летний инженер из Франции Роман Чарльз. В последний момент на «скамейку запасных» был посажен инженер Михаил Синельников.

Рабочими языками в экипаже стали английский и русский. Кроме того, по ходу дела был выработан и свой «язык жестов» на случай, если при работе возникнет недопонимание.

Имитация полета проходила по сценарию, разработанному специалистами Ракетно-космической корпорации «Энергия». Сценарий включал «короткий период, имитирующий работу с орбитальным комплексом, который продлится 10–11 дней и несколько периодов перелета». В эти периоды включены полеты по «спиралевидной траектории, когда корабль удаляется от Земли, период полета по прямой траектории и по спиралевидной на этапе приближения к Марсу», что займет примерно 270 суток.

Прилетевший на красную планету экипаж затем разделили на две части: одна осталась на борту «марсианского» комплекса, другая работала в имитаторе модуля, который будто бы совершил посадку на марсианскую поверхность. «Марсианские» первопроходцы совершили три выхода на «марсианскую» поверхность, проведя ряд исследований специальными инструментами, а также с помощью робота.

По словам научного директора проекта «Марс-500», врача-космонавта Бориса Морукова, у всех членов «марсианского экипажа» имелись существенные нагрузки — как у тех троих, кто «высадился» на поверхность красной планеты, так и у тех, кто остался на борту основного комплекса, — ведь им пришлось втроем работать за шестерых.

Тут стоит, наверное, напомнить, что в нашей стране подобные наземные эксперименты по имитации длительного космического полета проводятся уже более 40 лет. Первой ласточкой в 1967 году была имитация годового полета с целью оценки работоспособности систем жизнеобеспечения. «Тогда перед нами стояла задача решения медико-технических проблем, — припомнил доктор технических наук, профессор Борис Адамович. — Первый „марсолет“ был проще нынешнего и состоял всего из двух модулей».

В помещении размером с вагонное купе надо было ужиться трем здоровым мужчинам в течение года. Системы жизнеобеспечения были совершенно другими, чем сейчас. Из мочи получали снова чистую воду, проводили очистку воздуха от углекислоты и вредных примесей, добывая кислород из выдыхаемого воздуха. Короче говоря, все, что у нас на Земле регенерируется и возобновляется, использовалось на борту «космического аппарата». Все, кроме пищи. Ее и поныне регенировать еще не научились.

С «Землей» исследователей связывала только радиосвязь. Правда, раз в месяц исследователю-врачу разрешали открыть шторку иллюминатора, чтобы поговорить с человеком на «Земле», что называется «с глазу на глаз».

Тогда и случилась довольно интересная история. Наблюдателем была молодая женщина Виолетта Городинская. Один из исследователей влюбился в нее и по выходе экипажа из своего «заключения» состоялась свадьба. Эта история, как и многие другие подробности того эксперимента, обстоятельно описаны кандидатом биологических наук А. Н. Божко в соавторстве с В. С. Городинской в книжке «Год в звездолете».

Потом были другие эксперименты, в том числе предварительные 14-суточный и 105-суточный по программе «Марс-500». Случалось во время их всякое, бывали и драматические моменты, когда люди требовали, чтобы их выпустили из «заключения»… И никто не знает, как пойдет дело на этот раз.

«Ныне максимальная длительность настоящего космического полета составляет 437 суток, — подчеркнул заместитель главного конструктора Евгений Демин. — В эксперименте „Марс-500“ мы существенно превысим нормативы и хотим убедиться, что это не принесет вреда здоровью и работоспособности экипажа…»

По большому счету это, конечно, все же игра. Пока это даже не тренировка, подобная той, что проходят перед каждым полетом на орбиту основной и дублирующий экипажи. Ведь там экипажи конкретно знают, на чем и когда они полетят. Тут заранее всем известно, что никакого марсолета еще не существуют и сами участники нынешнего проекта в натуральной марсианской экспедиции участие вряд ли примут. Хотя бы потому, что к тому времени, когда она реально будет подготовлена, они могут уж сильно постареть.

Но накопленный ими опыт непременно пригодится.

Люди смогут полететь на Марс через 25 лет, если начать реализацию «марсианской программы» уже сегодня. Так говорят многие специалисты. К такому заключению пришли недавно участники российско-французского «круглого стола» под названием «Человек в космосе: есть ли границы?».

Полет на Марс, по мнению вице-президента РАН, научного руководителя Института медико-биологических проблем Анатолия Григорьева, потребует создания новой технологической базы, средств медицинского обеспечения и решения многих других проблем, в частности, психологических и культорологических, поскольку в экипаж марсианского корабля, скорее всего, войдут представители разных народов.

Директор Исследовательского центра имени Келдыша академик Анатолий Коротеев обратил внимание участников встречи, что в нынешнем комплексе не хватает одного из главных модулей, без которого никакой полет невозможен. А именно: до сих пор не решена проблема, какими будут двигатели будущего марсолета. В настоящее время на полезные грузы приходится всего около 3 % массы корабля; остальное — на топливо, которое сгорает по дороге, отметил академик. «Если всерьез думать о проникновении в дальний космос, необходима транспортно-энергетическая революция», — сказал академик Коротеев. Важным шагом в этом направлении ученый считает решение Российского правительства о разработке космических аппаратов с ядерно-энергетической установкой, что позволит поднять эффективность в 10–15 раз по сравнению с нынешним уровнем.

У ученых многих стран уже есть определенные наработки по подготовке марсианского проекта, сообщил французский участник «круглого стола» инженер Мишель Эмар. По его словам, уже есть наработки по обеспечению радиационной безопасности корабля и марсианского поселения. «Мы думаем о надувных конструкциях с водой, которые защитят корабль и его экипаж», — пояснил он.

Кроме того, необходимо продумать все решения проблемы безопасности, чтобы иметь возможность при необходимости в любой момент прервать полет и вернуть корабль обратно. Перед исследователями Марса встает также вопрос биологической защиты, поскольку земляне могут занести на другую планету микроорганизмы, которые могут разрушить экологический баланс, а по возвращении с Марса не исключена возможность проникновения и марсианских бактерий на Землю.

Ту же проблему по-своему пытаются решить и американцы. Например, Роберт Зубрин вот уже несколько лет проводит подобные эксперименты в специальном лагере, созданном на севере Канады. Кроме того, исследователи США несколько лет назад провели эксперимент и в комплексе «Биосфера-2», имитировавшем колонию на Марсе. Неудача того эксперимента наглядно показала, что мы еще очень многого не понимаем в законах существования замкнутых экосистем. И нынешний эксперимент должен расширить область наших познаний.

Условная высадка на красную планету стала весьма ответственным этапом всего эксперимента «Марс-500». И дело не только в том, что трем членам экспедиции предстояло вынести необходимую аппаратуру, смонтировать ее, провести ряд замеров. Хотя, между прочим, «марсонавты» работали с реальной аппаратурой, которая готовилась для «лунных программ». И сама обстановка была максимально приближена к марсианской, включая соответствующую задержку радиосигнала при связи с Землей.

Был тут еще и психологический момент, подчеркнул Григорьев. Экипаж поделился на две половины. Трое побывали на поверхности Марса — они как бы выполнили главную работу, ради которой и затевалась вся экспедиция. А трое других лишь наблюдали за ними с борта корабля, чувствуя себя как бы людьми второго сорта.

«И обратный путь психологически был очень непростым», — говорит академик Григорьев.

С таким невероятным сообщением выступила недавно известная американская газета «Нью-Йорк таймс». И это вовсе не очередная попытка позабавить читателей черным юмором.

Специалисты уже подсчитали, что если экспедиция «Марс-500» обошлась более чем в миллион долларов, то настоящий полет обойдется на несколько порядков дороже. У нас, например, говорят о сумме в 4,8 триллиона рублей. Американцы оценили этот мероприятие примерно в 500 миллионов долларов. Но где их взять? Тем более что вернуть с прибылью и не обещают. И что там делать, тоже толком не знают…

Говорят только, что полетят лишь тогда, когда вероятность гибели экипажа от космической радиации будет сведена к минимуму. А сами космические системы станут достаточно надежными.

Уже во время орбитальных полетов специалисты стараются прогнозировать вспышки на Солнце и в этот момент предлагают астронавтам с космонавтами укрываться в специальных убежищах, имеющихся на борту МКС. И все равно за многомесячный полет экипаж получает изрядное количество отнюдь не полезных рентгенов.

Полет же только на Марс продлится около 250 суток. Плюс столько же на обратный перелет. Да и на самой красной планете атмосфера настолько разрежена, что не защищает от солнечного излучения, как это происходит на Земле.

Расчеты же показывают: надежная защита марсианского экипажа от губительного излучения сделает космический корабль настолько массивным и громоздким, что бортового запаса топлива может не хватить.

Придется либо посылать вслед за основным кораблем еще танкер-заправщик, что намного удорожит и усложнит экспедицию, либо отказаться от нынешних химических двигателей в пользу атомных. Но разработка их только началась, что отодвигает сроки экспедиции на весьма отдаленное будущее. Есть, правда, еще один вариант: надо найти способ произвести заправку на самом Марсе, изготовив топливо из местного сырья. Но как все это будет выглядеть на практике, эксперты тоже пока знают лишь в самых общих чертах…

Поэтому американскую миссию либо придется отложить, скажем, на конец нынешнего века, когда вышеперечисленные проблемы будут решены, либо… набрать команду из добровольцев, согласных долететь до Марса и умереть там, передав на Землю информацию, необходимую для подготовки последующих экспедиций.

Американцы уже бросили клич: кто из стариков готов полететь на Марс с билетом в один конец? Говорят, что желающие уже нашлись… Самоубийцы среди людей водились всегда, а тут такой шанс.

По расчетам ученых, за ту сумму, в которую обойдется путешествие четырех человек с возвратом их на Землю, можно отправить на красную планету 20 астронавтов на постоянное жительство. Да еще и обеспечить их всем необходимым на первое время. В дальнейшем, как надеются энтузиасты, колонисты смогут обеспечивать себя сами всем необходимым.

Если все пойдет по плану, первая партия добровольцев будет отправлена на красную планету в 2030 году, что обойдется примерно в миллиард долларов. Пока что DARPA выделило на исследования миллион долларов, и еще 100 тысяч долларов поступило от НАСА.

И это будет лишь первый этап колонизации других планет. С учетом накопленного опыта человечество может затем попытаться заселить экзопланеты, если там найдутся природные условия, близкие к земным.

Впрочем, по словам директора Центра имени Эймса Пита Уордена, наличие сходных с Землей природных условий вовсе не обязательно. Проще генетически изменить человека, чем, скажем, превратить Марс в копию Земли. Кстати, первым эту мысль почти полвека назад высказал американский писатель-фантаст Рей Брэдбери. И вот теперь, похоже, его идею берут на вооружение ученые.

Тем более что путешествие корабля к дальним планетам займет не одно десятилетие (что и отражено в названии проекта). Пройдет, по-видимому, несколько поколений, пока потомки стартовавших с Земли достигнут цели своего путешествия. И им будет чем заняться во время своего длительного путешествия. Люди Земли за это время перестанут быть таковыми, из представителей рода хомо сапиенс они превратятся в «космо сапиенс»

Правда, по поводу такой переделки у исследователей есть еще немало вопросов. А вот с кораблем, на котором возможно такое путешествие, ясности побольше. Во всяком случае, первые прикидки у инженеров уже имеются.

Кстати, идея отправиться на Марс «с билетом в один конец» не так уж нова, как может показаться. Ныне уж мало кто помнит, но проект пилотируемого полета рассматривался в СССР еще четыре десятилетия тому назад, когда стало понятно, что лунную гонку мы проиграли. Конструктором Г. Ю. Максимовым и его коллегами под присмотром С. П. Королева была проведена черновая проработка корабля для такой экспедиции на основе уже проделанной работы по подготовке «лунной программы».

В частности, корабль «Союз» разрабатывался с учетом возможности слетать на нем к Луне и обратно. И луноходы разрабатывались первоначально с расчетом на то, что на них будут ездить космонавты. И даже экипажи — А. Леонов и Н. Рукавишников (основной), В. Кубасов и В. Севастьянов (дублеры) — были уже назначены и прошли соответствующий курс тренировок.

Когда же стало понятно, что на Луне нам уже не бывать, тогдашний кандидат в космонавты, а ныне вице-президент Российской академии космонавтики им. К. Э. Циолковского Михаил Бурдаев вышел к руководству с предложением: подготовить один «Союз» для полета на Марс. И брался такой полет осуществить. В одиночку.

Здравое зерно в его предложении было. Бурдаев просчитал, что «Союз», рассчитанный на троих человек, сможет обеспечить одного космонавта всеми необходимыми припасами для дальнего полета. А чтобы время от времени подправлять траекторию полета, на борту должен присутствовать профессиональный баллистик-навигатор, который бы разбирался в небесной механике, динамике полета космического корабля и мог бы просчитать команды на возвращение, сумел бы привести корабль с Марса обратно.

«Я был в отряде космонавтов единственным, кто профессионально разбирался в космической баллистике и навигации, — вспоминает Бурдаев. — На очередном совещании я показал все эти выкладки и заявил: „Вот расчеты, вот оценки, еще один блок к „Союзу“ — и я один улетаю на Марс“. Меня спрашивают: „А если не вернешься? Что будешь делать?“ Я ответил: „Если не смогу вернуться, выполню программу исследований и застрелюсь“».

Фраза просочилась в прессу и пошла гулять по миру, хотя совещание было закрытым. Но на самом деле, как уверяет Бурдаев, это был рискованный, но не авантюристический проект. «Я собирался вернуться. Все было тщательно просчитано, — говорит он. — Представляете, что бы было, если бы советский корабль ушел на Марс и вернулся»…

Однако руководство после гибели В. Комарова и других жертв советской космонавтики посчитало, что риск еще раз опозориться на весь мир весьма велик, и предложение М. Бурдаева отклонило.

Но идеи, как известно, носятся в воздухе. И вот теперь, как пишет «Нью-Йорк таймс», американские исследователи предлагают посылать на Марс добровольцев, которые готовы остаться там навсегда.

В ходе опроса было выявлено достаточно много самоотверженных молодых ученых, готовых на такой рейс — в один конец. Однако предлагается отбирать для миссии на Марс людей в возрасте от 65 лет и старше, готовых провести последние годы жизни на красной планете, провести цикл исследований, подготовить все необходимое — жилой комплекс, завод по производству топлива и т. д. — для последующих экспедиций.

Однако пока конгресс США и HAСA не готовы принять решение, которое фактически предполагает отправку на Марс смертников. Никому не хочется брать на себя тяжелый груз моральных проблем.

Так что, скорее всего, решение вопроса будет отложено до тех времен, когда медики научатся бороться с лучевой болезнью. Первые успехи на этом фронте, кстати, уже наметились. Например, в нашей стране разработаны лекарства, которые в значительной мере уменьшают риск умереть после чрезмерной дозы облучения.

Да и куда, собственно, торопиться? Практическая нужда в освоении Марса, как полагают многие специалисты, наступит не ранее чем через сто лет. А просто слетать туда, чтобы просто отметиться, как это было с Луной, кому это ныне надо? Политическая обстановка в мире заметно изменилась, и марсианской гонки, скорее всего, не будет. Разве что китайцы захотят рискнуть…

Кроме того, прежде чем лететь, надо решить еще одну проблему — создать межпланетные двигатели нового класса, лучше всего — ядерные.

В Вашингтоне наметили новую программу Mars Exploration Rover, в рамках которой планируется несколько полетов на красную планету.

Думают о полетах на Марс и в России. Те же специалисты Центра имени Хруничева хотят сначала создать околомарсианскую станцию. Затем предлагается осуществить несколько высадок на поверхность. Вслед за тем — создание временной базы, постоянной колонии и т. д.

Для межпланетных кораблей наши специалисты, опираясь на свои давние, еще королёвских времен, разработки, предлагают проект двухрежимного ядерного ракетного двигателя (ЯРД). Он сможет работать и в качестве непосредственно ядерного двигателя, и как источник энергии для целой батареи электроракетных двигателей (ЭРД) малой тяги.

Вблизи планет, где требуется большая тяга, сильно разогретый водород, прокачанный через активную зону реактора, выбрасывается через сопло в космос и создает необходимую тягу. В межпланетном пространстве двигатель работает как АЭС. Это требует наличия огромных радиаторов для охлаждения хладагента (в отличие от наземных АЭС, тепло в космосе можно сбросить только излучением), а также турбин и генераторов. Энергия, вырабатываемая космической атомной электростанцией, пойдет на питание электроракетных двигателей малой тяги. Удельный импульс таких двигателей чрезвычайно высок (а значит, затраты топлива минимальны). «Ничего принципиально нереализуемого в проекте нет, — утверждают наши специалисты, — первые проработки двигателя уже имеются»…

О новом межпланетном двигателе мечтает и бывший астронавт Франклин Чанг-Диас. Он объявил, что уже договорился с НАСА об испытании в 2014 году своего прототипа магнитоплазменного реактивного двигателя с переменным импульсом (VASIMR) и ядерного бортового реактора мощностью 200 МВт. Если придуманная им концепция окажется успешной, это позволит сократить время перелета на Марс до 39 дней.

VASIMR использует пару радиоантенн для ионизации и разогрева газов (например, аргона) и ускорения реактивной струи с помощью силовых линий магнитного поля. В отличие от обычных химических ракетных двигателей, VASIMR развивает меньшую тягу, однако по сравнению с ионными ракетными двигателями он должен обладать довольно большим удельным импульсом — до 30 тысяч с — и скоростью истечения реактивной струи до 300 км/с. Двигатель также способен регулировать тягу, он конструктивно прост и компактен, а также может непрерывно работать в течение нескольких дней или недель, что позволяет разогнать корабль до больших скоростей, а потом так же затормозить его. Все это и позволит сократить продолжительность полета на Марс почти в пять раз.