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Le 11 juin, une campagne de financement pour la création d'un projet de mission pour un survol habité de Mars et de Vénus a été menée à bien . Pendant un certain temps, j'ai voulu écrire où et pourquoi il vaut mieux voler, mais, comme je suis très critique des missions de vol, j'ai reporté la publication afin que la critique n'interfère pas par inadvertance avec une idée généralement utile. Eh bien, maintenant, après avoir félicité et souhaité à l'équipe de développeurs du projet tout le meilleur, nous pouvons spéculer sans interférence quel objet sera le plus populaire pour l'expansion de l'espace habité?

Comment les découvertes ont changé les objectifs

A gauche - Mars, comme le voit le télescope Hubble, à droite - comme les astronomes de la fin du XIXe siècle ont vu Mars

La réponse à la question «où voler» était simple pour les auteurs de science-fiction du début au milieu du 20e siècle - tout objectif était attrayant en raison d'un manque de connaissances. Le mystérieux revers de la lune, couvert de nuages éternels Vénus, Mars avec ses canaux - il fallait voler partout. Mais les découvertes scientifiques étaient amères. Il n'y avait pas d'atmosphère, d'indigènes ou quoi que ce soit d'intéressant sur la lune autre que le régolithe et les roches volcaniques. Vénus, qui était représentée comme le passé de la Terre, n'était pas habitée par des femmes préhistoriques, et sous les nuages était un véritable enfer avec une température de 500 ° et une pression de 100 atmosphères. Mars, qui était censée être une ancienne civilisation sage, aux prises avec un manque d'eau et d'oxygène, ou, dans des cas extrêmes, ses ruines, s'est avérée morte, et même le sphinx avec les pyramides découvertes par des sondes à Kydonia s'est avéré être, comme des canaux, une illusion d'optique.Et il est difficile de répondre à la personne qui appelle le programme lunaire, dans lequel les gens ont atterri six fois sur un autre corps céleste avec le mot offensif "bâton de drapeau". En effet, les gens ont quitté la lune et depuis quarante ans n'ont pas été motivés pour revenir.

Au XXIe siècle, la situation n'est guère meilleure. Nous avons beaucoup appris grâce aux missions automatiques, mais dans le monde de ceux qui travaillent dans l'industrie ou qui sont simplement intéressés par l'espace, il n'y a pas de consensus sur l'objectif du prochain "saut géant" de l'humanité. Dans les différends et les discussions, plusieurs des objets les plus prometteurs sont maintenus:

Lune. Pour les lunaires base de supports , par exemple, le nouveau directeur de l'Agence spatiale européenne Johan-Dietrich Werner. Quelle que soit l'utilité de l'ISS, elle n'est pas éternelle et lors de la conférence de mai, Werner a proposé l'idée d'une base de l'autre côté de la lune.
. NASA, . , , , Mars One ( )
. 2013 Inspiration Mars — 500 2018 . , 2015, , — , . .
Stations orbitales. En fait, le seul projet qui fonctionne avec succès maintenant est l'ISS, qui vole depuis 15 ans, et les gens y travaillent continuellement, visitant des expéditions menant au Tiangong chinois. En plus de l'orbite terrestre, des idées de stations ont été proposées aux points de Lagrange et sur l'orbite de la Lune.

Essayons d'examiner ces options plus en détail.

Malédiction de la mission

La soi-disant mission de vol est que le navire, à partir d'une orbite terrestre basse, vole devant l'objet cible sans entrer dans son orbite. Parfois, vous pouvez réussir à visiter plusieurs objets, en changeant l'orbite par des manœuvres gravitationnelles sur les planètes cibles. Habituellement, les planètes adjacentes à la Terre - Mars, Vénus, sont choisies comme cibles. De tels projets ont été créés en URSS et aux États-Unis , en 2013 Tito a fait beaucoup de bruit, et maintenant les amateurs de cosmonautes russes veulent développer un projet pour une telle mission.

Dans le projet de la mission de vol de 2021-2023, il est proposé d'utiliser un navire basé sur le camion ATV européen

Mais toute mission de vol pose un énorme problème, dont les solutions doivent être présentées par l'équipe de développement. En termes simples, une mission de vol est assise pendant des mois dans les conditions difficiles et dangereuses d'un petit navire pendant plusieurs heures en survolant la planète cible. Que peut faire une personne dans de telles conditions? Prendre une photo de la planète en orbite et appuyer sur quelques boutons, y compris des instruments scientifiques? Mais les machines automatiques qui pèsent moins, n'ont pas besoin de nourriture, d'eau, d'oxygène et de produits d'hygiène, peuvent voler pendant des années en mode sommeil, elles ont littéralement des nerfs de fer et leur mort n'est pas une tragédie.

Dans la mission Inspiration Mars, je devrais regarder le côté nuit de Mars, ce qui est encore plus triste

Pourquoi envoyer des gens si les machines sont plus faciles, moins chères et font mieux le travail? L'équipe de développeurs de la mission de vol devrait proposer une sorte de tâche élevée et importante pour laquelle des personnes sont nécessaires, et leurs risques et inconvénients seront justifiés d'une manière ou d'une autre. Dans le même temps, les idées avancées ne résistent pas à la critique:

Obtenir de nouvelles informations scientifiques . En quelques heures de vol devant une cible, les gens ne pourront pas obtenir plus d'informations scientifiques qu'un robot. De plus, le robot peut être transféré sur l'orbite de la planète, et il sera là pendant des années.
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Station "Salyut-7"

Les stations orbitales sont apparues il y a relativement longtemps - "Salyut-1" est allé dans l'espace au printemps de 1971. Il a été créé comme une réponse asymétrique au programme lunaire américain, mais l'idée a survécu au concurrent et a été très utile. Ce sont des stations orbitales qui ont permis aux gens d'être dans l'espace non pas pendant des jours, mais pendant des mois. Aux stations orbitales, de nombreuses expériences physiques, biologiques, médicales et autres sont en cours. Récemment, des projets de stations orbitales privées sont apparus.. Mais du point de vue de l'expansion spatiale, la station orbitale est un point de transbordement, pas le but ultime. L'espace est vide et, contrairement à la planète, la station orbitale ne peut pas utiliser les ressources locales. Par conséquent, maintenant les passionnés de stations orbitales ne peuvent pas répondre à la question de savoir pourquoi une station orbitale est nécessaire au-delà de l'orbite terrestre basse. C'est peut-être pour cela qu'il n'y a pas de projets lumineux et visibles de nouvelles stations orbitales. Oui, parfois, ils parlent de la station dans l'un des points de Lagrange, mais, encore une fois, elle est généralement considérée comme un point de transbordement sur le chemin de la Lune.

Deux finalistes

En conséquence, il nous reste deux finalistes - Luna et Mars. Au cours des derniers mois, je suis progressivement parvenu à la conclusion que la lune devait devenir l'objectif du XXIe siècle. Laissez les robots voyager sur Mars, mais même y atterrir, à mon avis, est irrationnel. Mais essayer de construire une base sur la Lune, au moins visitée, en vaut la peine, et je vais essayer de faire valoir mon opinion.

Le premier argument. Temps de vol

Distance à la Lune sur l'échelle de la vitesse de la lumière

La Lune peut être atteinte en trois jours. Il faut environ six mois pour voler vers Mars. Ce simple fait à notre niveau actuel de technologie est le plus important. L'évacuation d'urgence est possible depuis la Lune, mais pas depuis Mars. Sur les 9 vols habités vers la lune, un ( Apollo 13 ) a rencontré un accident mortel, mais les capacités du module lunaire étaient suffisantes pour maintenir la vie des astronautes au moment de leur retour. Un accident similaire sur le chemin de Mars est une mort certaine. Une technique n'est jamais fiable à 100%.
La distance jusqu'à la lune est d'environ une seconde lumineuse. Vous pouvez facilement rester en contact en temps réel et synchroniser le fonctionnement des instruments scientifiques. La distance jusqu'à Mars varie de 3 à 22 minutes-lumière. Si vous souhaitez «appeler» Mars, votre interlocuteur vous répondra dans le meilleur des cas après 6 minutes, et dans le pire des cas après 40. La seule option pour une communication acceptable est le courrier électronique. Et tous les 26 mois pendant environ deux semaines, lorsque le Soleil est entre la Terre et Mars, la communication est généralement impossible.
En plus de la communication, la durée du temps de vol rend les exigences qualitativement différentes pour les navires. Pendant deux semaines du vol Terre-Lune-Terre, il y a suffisamment de réserves non renouvelables d'eau, de nourriture, d'oxygène et d'électricité. Un vol vers Mars ne peut se passer d'un système de survie fermé, ce qui est beaucoup plus compliqué.

Le deuxième argument. Rien ne se passe gratuitement

Regardez la carte de la vitesse caractéristique (delta-V) que vous devez dépenser pour vous déplacer entre les corps du système solaire:

le triangle blanc signifie la possibilité d'une traînée aérodynamique sur l'atmosphère. Au niveau du circuit, tout semble simple, et la marge de vitesse caractéristique semble comparable pour la route vers la Lune et Mars. Cependant, le freinage aérodynamique n'est pas gratuit. Le bouclier aérodynamique et le système d'atterrissage ont une masse. Et pas le fait que le système d'atterrissage pour Mars, utilisant un freinage «libre» autour de l'atmosphère, sera plus facile que le système d'atterrissage sur la lune. Par exemple, l'étape d'atterrissage pour l'atterrissage en douceur du rover Curiosity de 900 kg pesait 2,4 tonnes. Une station d'atterrissage lunaire avec la même masse initiale permettra l'atterrissage environ 1,5 tonne à la surface, ce qui est suffisant pour un rover et une étape d'atterrissage similaires.

Le troisième argument. Pas de chance avec l'atmosphère

Poussière sur les panneaux solaires du Spirit rover

En général, l'atmosphère de Mars se caractérise par des caractéristiques étonnamment gênantes. La pression à la surface de Mars est comparable à la pression à une altitude de ~ 30 km au-dessus de la Terre, et l'atmosphère elle-même est à 95% de dioxyde de carbone. D'une part, l'atmosphère est trop dense pour être ignorée lors du décollage ou de l'atterrissage, d'autre part, elle est trop mince pour même marcher en surface sans combinaison spatiale. Il est difficile à utiliser pour quelque chose d'utile. Oui, des appareils spécialement conçus peuvent y voler et, par exemple, vous pouvez essayer de l'utiliser pour faire pousser des plantes et produire de l'oxygène, mais c'est difficile. L'atmosphère n'est pas suffisamment dense pour stocker la chaleur, et malgré le fait qu'il n'y ait pas de chaleur lunaire extrême sur Mars, les conditions ne sont pas beaucoup meilleures. La plage de -140 ° à + 20 °, hélas, est tout à fait comparable à la lunaire -170 ° - + 110 °.L'atmosphère martienne permet également la formation de tempêtes de poussière à l'échelle planétaire, qui interfèrent avec le fonctionnement des panneaux solaires et remplissent tout l'équipement de poussière. Sur la Lune, la poussière est également désagréable, elle est abrasive et nécessitera une attention accrue lors du développement des parties frottantes des mécanismes. Mais en général, l'atmosphère de Mars ne le rend pas plus joli que la Lune, et peut-être vice versa.

Le quatrième argument. À propos de l'eau et des ressources

Ces dernières années, de l'eau a été découverte dans tout le système solaire, de Mercure aux lunes de Saturne. Malheureusement, ces découvertes ne stimulent pas du tout les efforts de colonisation - d'autres conditions restent extrêmement gênantes. Il y a de l'eau sur Mars et sur la Lune, et là et il y en a beaucoup. Il est peut-être plus facile de l'obtenir sur Mars, il y a de la glace de manière fiable en grande quantité et concentrée, mais personne n'est vraiment descendu dans des cratères sur les pôles de la Lune, il n'est peut-être pas plus difficile d'y obtenir de l'eau.

Bleu - eau, vert - luminosité infrarouge, rouge - pyroxène minéral

En termes de géologie, Mars est plus riche que la lune. Il a eu une histoire longue et intéressante, il est déjà connu de manière presque fiable qu'il était une fois des océans d'eau liquide dessus. L'histoire de la lune est plus pauvre, il n'y avait pas d'eau liquide à sa surface, et il ne sera pas possible d'y trouver des roches sédimentaires trouvées en abondance sur Mars. Mais du point de vue de la colonisation, le plus important sera la question de l'utilisation économique des ressources locales. Et ici, semble-t-il, la Lune n'est pas loin derrière Mars. Par exemple, dans une étude de 2014Il est allégué que les plantes poussent assez bien dans les sols martien et lunaire. Oui, bien sûr, dans l'étude, nous avons utilisé des simulateurs de sol, mais la surface de Mars nous est bien connue grâce aux robots, et nous avons apporté beaucoup de sol de la Lune, afin que nous puissions espérer que les simulateurs seront suffisamment précis.

Carte de la prévalence de l'oxyde de fer sur la lune

Différents types de basaltes sur la lune.

Le cinquième argument. À propos de la science

Et sur la lune et sur Mars, vous pouvez effectuer des recherches très intéressantes. Sur Mars, son histoire sera extrêmement intéressante - comment a-t-il perdu de l'eau et de l'oxygène, y avait-il de la vie et était-il préservé maintenant? Sur la lune, vous pouvez mener un plus large éventail d'études. En plus d'explorer directement la lune, il est possible d'y construire des télescopes qui, en collaboration avec la terre, peuvent créer un interféromètre à base géante. Il sera possible d'examiner facilement les petites planètes des étoiles voisines et de prendre leur spectre. Qui sait, peut-être que les planètes en pierre avec beaucoup d'eau et d'oxygène sont aussi courantes que les géantes gazeuses que nous pouvons voir maintenant? De plus, la lune peut devenir un polygone de colonisation. Comment construire une base? Comment y organiser le maintien en vie? Comment utiliser les ressources locales? Tout cela peut être appris efficacement sur la lune.Quant à Mars, les robots enquêtent déjà avec succès sur son histoire, et quand nous apprendrons à construire des colonies sur d'autres corps célestes, son tour viendra.

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On pense que la mission sur Mars sera beaucoup plus prestigieuse que le programme lunaire. Je ne suis pas d'accord. Le fait est que le programme lunaire du XXe siècle était, en fait, un saut au-dessus de sa tête. Oui, six expéditions ont atterri sur la lune, mais trois d'entre elles n'ont passé qu'une journée à la surface, et les trois autres - seulement trois jours. C'est un temps très court. Il n'y avait qu'un seul géologue professionnel sur la lune. Même les mitrailleuses n'ont pas encore atterri aux pôles, et personne n'a fait de forage profond du sol lunaire. Oui, en effet, répéter le programme lunaire américain n'est pas intéressant et n'est pas prestigieux. Mais venir pendant longtemps, construire une base, faire de la science en grand - ce sera vraiment un grand pas en avant.

Sur où, quoi et comment faire sur la lune - dans la partie suivante.
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