Кто был первым человеком на марсе. Вот почему на марсе до сих пор нет людей
> Когда мы отправим людей на Марс?
Сможет ли человек оказаться на Марсе : современные идеи, планы и миссии, полет человека на Марс, создание колонии, способы формирования среды жизни с фото.
В 1969 году произошел важный космический прорыв, когда Нилу Армстронгу и Баззу Олдрину удалось пройтись по лунной поверхности. Это была кульминация десятилетий работы и множества жертв и неудачных попыток. Какая следующая ступень?
Сейчас наша цель – Марс! Уже несколько лет обсуждают будущие миссии и перспективу создания колонии. Но эта задача кажется еще более сложной, поэтому нужен четкий план. Сможет ли человек оказаться на Марсе ?
Предложения по отправке людей на Марс
Концепцию первой экипажной миссии разработал Вернер фон Браун. Он был бывшим нацистским ученым и возглавлял проект Меркурий НАСА. В 1952 году предложил создать 10 аппаратов (по 7 человек), которые смогли бы доставить 70 человек к Красной планете.
Частично его разработки основывались на американском проекте Operation Highjump, где хотели использовать несколько многоразовых шаттлов. Он считал, что можно было добиться постройки корабля до 1965 года (позже отодвинул к 1980-му) и за три года выполнить потел в оба конца.
Браун не только вычислил размер и вес кораблей, но и определил количество необходимого топлива для осуществления маневров. Но полет человек на Марс так и не состоялся. Более того, с 1972 года люди так и не вернулись на Луну. Последним там побывал Юджин Сернан.
Но ведь важен не сам полет, а организация того, чтобы люди жили на Марсе. В 1990 году свой проект Mars Direct предложил Роберт Зубрин, который ориентировался на колонизацию. Первые миссии должны были построить площадку для будущего поселения. Позже можно было бы спуститься под землю и разрабатывать среду обитания уже там.
На последнем этапе можно было бы разместить специальные геодезические купола. В такой среде есть возможность для выращивания растительности на основе местных ресурсов. Зубрин знал, что колонисты все же будут зависеть от земных доставок. Но со временем они смогут добиться автономии. На Марсе огромная концентрация драгоценных металлов, к тому же там много дейтерия – источник ракетного топлива.
В 1993 году появился план Mars Design Reference от НАСА, который редактировали 5 раз до 2009 года. Но проект так и не вышел за пределы расчетов и разговоров.
Современные идеи когда мы отправим людей на Марс
Все началось с президентских заявлений. В 2004 году Джордж Буш посчитал, что нужно забыть о шаттлах и придумать новые аппараты, способные доставить человека снова на спутник в 2020-х гг. Потом Барак Обама в 2010-м сказал, что необходимо ориентироваться на Марс и посетить его уже в 2030-х гг. То есть, на этом этапе появились конкретные даты, когда люди полетят на Марс.
В 2015-м году сформировался детальных план, где доставка основывалась на использовании корабля Орион и системы запуска SLS. Проект основывается на 3-х этапах и 32-х запусках в 2018-2030-х гг. За это время получится перевезти необходимое оборудование и обустроить подготовительную площадку. До 2024-го года необходимо протестировать Орион и SLS.
Также в НАСА планируют поймать ближайший астероид и притащить его к орбите Луны, чтобы протестировать новое оборудование. Это важная миссия, которая поможет не только уберечь Землю от падения опасной космической скалы, но и использовать их для трансформации планет (создания благоприятной среды для человека- терраформирование Марса).
Первый экипажный полет на Орионе должен состояться в 2021-2023-х гг. На втором этапе запустится череда доставки оборудования на Красную планету. Третья стадия включает создание необходимой защитной среды и проверка всех необходимых приборов.
Но виды на Марс есть не только у НАСА. ЕКА также заинтересовано в изучении и колонизации чужого мира. Программа Аврора рассчитывает в 2030-х гг. отправить людей на ракете Ariane-M. В 2040-2060-х гг. Красную планету может посетить Роскосмос. Еще в 2011 году в России проводили успешные симуляции миссии. Китай определил для себя те же сроки. Однажды мы можем прийти к тому, что на Марсе живут люди.
В 2012 году голландские предприниматели заявили, что собираются в 2023-м году создать на Марсе человеческую базу, которая позже расширится в колонию.
Миссия MarsOne планирует разместить телекоммуникационное орбитальное устройство в 2018 году, ровер – в 2020-м и базу для поселенцев – в 2023-м. Она будет питаться за счет солнечных батарей с протяжностью в 3000 м 2 . Доставят 4-х астронавтов на ракете Falcon-9 в 2025-м году, где они проведут 2 года.
Свое рвение к Марсу не скрывает и генеральный директор SpaceX Илон Маск. Он собирается создать колонию на 80000 человек. И это лишь малая часть того, сколько людей способно расположиться на Марсе. Для этого ему нужна специальная система транспортировки, которая бы работала в режиме конвейера. Он уже преуспел в создании системы повторного использования ракет.
В 2016 году Маск заявил о том, что первый беспилотный полет осуществят в 2022 году, а экипажный – 2024 год. Он считает, что на все потребуется 10 млрд. долл. и можно будет запустить 100 пассажиров. Это будут туристические поездки, отправляемые каждые 26 месяцев (окно, когда Земля и Марс расположены на максимальной близости).
Первые миссии могут потребовать жертвы. Но уже многие выразили желание отправиться в один конец. Когда же мы увидим первых людей на Марсе? Точной даты нет, но факты свидетельствуют о том, что это случится в ближайшие десятилетия. Конечно, у нас все еще есть сомнения. Но никто не верил в успех американцев на Луне. И все же там стоит их флаг.
Наука
Любая миссия на Марс сопровождается массой сложностей, а полет человека на Красную планету пока вообще невозможен. На это имеется ряд причин , о которых мы хотели бы рассказать.
Несмотря на то, что такой полет обошелся бы в невероятно большую сумму , а современные технологии все еще не находятся на достаточном уровне, настанет день, когда полеты к Марсу станут вполне реальными.
Но что делать с психологической стороной вопроса? Может ли человек справиться с таким перелетом? Может ли наше тело приспособиться жить где-то на другой планете?
Высокая стоимость полетов на Марс
Программы полетов на Луну в 1960-х и 1970-х годах обошлись американцам в общей сложности в 25 миллиардов долларов , по тем временам это была невероятная сумма. Большая часть этих денег ушла на подготовку миссии корабля Аполлон-11 . Именно этот корабль с людьми на борту успешно совершил первую посадку на Луне. После этого все последующие миссии обходились уже куда дешевле.
Полет корабля к Марсу с людьми на борту выйдет дороже, в первую очередь, из-за большого расстояния. При максимальном сближении Земли с Красной планетой расстояние между ними составляет 55,76 миллионов километров , но когда Марс удаляется от нашей планеты, расстояние может быть куда дальше - 401 миллион километров.
Работа со сложнейшим марсоходом "Кьюриосити" незадолго до запуска аппарата на Марс. Он обошелся НАСА в 2,5 миллиарда долларов
Более того, по пути людей могут подстерегать самые разные опасности , которых полно в открытом космосе. Как только человек покидает атмосферу Земли, Вселенная, похоже, делает все возможное, чтобы убить его. Чтобы уберечься от опасностей, также требуются немалые средства.
Зачем нужны деньги в космосе?
Во-первых, деньги нужны для тщательного планирования, разработки средств защиты, топлива. Во-вторых, необходимо предвидеть каждую мелочь, причем не только в космосе, но и на Земле, ведь на управление всем процессом также нужны немалые средства. Более того, многие вещи, о которых пойдет речь ниже, тесным образом связанны именно с этим важными моментом – деньгами.
Земные микробы помешают полетам на Марс
Вас удивляет, почему техники и ученые при работе с космическими кораблями и оборудованием одеваются, как хирурги на операции? Тут нет ничего удивительного: и хирурги, и создатели космических аппаратов делают все, чтобы избежать распространения микробов.
Ни один микроб не должен попасть на Марс
Известно, что некоторые микроорганизмы вполне могут выжить в условиях космоса , где нет ни воздуха, ни воды и где температуры могут быть весьма экстремальны, а солнечная радиация невероятно высока. Возьмем, к примеру, Deinococcus radiodurans – живучую бактерию, которая выдерживает очень высокую радиацию.
Эта бактерия выживает при дозе радиации 10 тысяч Грей. Для сравнения – летальная доза радиации для человека – 5 Грей . Чтобы убить бактерию, необходимо сварить ее, причем, умрет она далеко не сразу, а только через 25 минут.
Живучая бактерия Deinococcus radiodurans, которой радиация ни по чем
Deinococcus можно обнаружить в испорченной пище, в бытовых сточных водах, бытовой пыли и многих других местах. Сложно представить, что будет, если эта бактерия окажется на Марсе. Мы пока еще точно не знаем, есть ли жизнь на Марсе, однако вот-вот марсоход "Кьюриосити" позволит нам ответить на этот вопрос.
Если жизнь на Марсе все-таки есть, скорее всего, она представлена в виде микробов , которые никогда не встречались с земными организмами. Deinococcus не приносит вреда человеку, однако вполне вероятно, что она может стать губительной для инопланетной жизни.
Может быть, марсиане такие?
Именно по этой причине многие критики проектов полета человека к Марсу говорят об этичности и настаивают на том, что нога человека не должна ступать на Красную планету, на которой могут жить уникальные формы жизни.
Двигатель космического корабля для полета на Марс
В настоящее время вся наша деятельность в космосе осуществляется с помощью ракетной техники . Чтобы оторваться от Земли и выйти в открытый космос, необходимо развить нешуточную скорость – 11,2 километра в секунду, то есть 40 тысяч километров в час . Самая быстрая пуля движется со скоростью не более 1 километра в секунду.
Единственный способ, позволяющий оторваться от земли и вырваться за пределы гравитационного поля - это поместить объект (в данном случае летательный космический аппарат) на верхушку мощной бомбы , при взрыве которой он взлетит вверх.
Топливо, которое было необходимо для того, чтобы космический аппарат "Спейс Шаттл" вышел на орбиту земли, весило около 500 тонн для каждого ракетного ускорителя. Большая часть этого топлива состояла из перхлората аммония.
Шаттл на старте
Среди миссий шаттлов было очень мало неудач, однако они все же были, например, катастрофа шаттла "Челленджер" , которая унесла жизни семи членов экипажа. Большинство специалистов в области космических технологий убеждены, что ракетная техника - не самое эффективное средство для отправки аппаратов в космос.
В большинстве фантастических литературных произведений и кино выход на орбиту Земли осуществляется с помощью других техник. Впрочем, подробных описаний, как же удается кораблям взлетать, вы встретите редко . Видимо, это связано с тем, что у нас пока что имеется мало представлений о том, каким же еще образом могут взлетать космические корабли, если не с помощью ракет.
Предполагаемый космический корабль будущего
Практически все транспортные средства, включая самолеты, двигаются с помощью двигателей внутреннего сгорания , а для этого нужно топливо. Мы ничего не знаем о том, каким образом корабль может оторваться от земли и взлетать в космос без взрыва на старте. Именно к таким технологиям нам следует стремиться, чтобы попасть на Марс.
Человеческий фактор в миссиях на Марс
Замкнутые пространства, высокие скорости и невозможность ступить на твердую почву могут сыграть злую шутку с любым , даже очень натренированным человеком. Конечно, в космосе космонавты всегда заняты делом и им некогда думать о чем-то постороннем. Однако достаточно длительное путешествие на Марс может сильно влиять на психику.
Сложно представить, что космонавты вынуждены будут лететь около 8 месяцев к Красной планете, затем какое-то время побудут на ней, сделают все необходимые работы и отправятся в обратный путь, который тоже займет 8 месяцев . И все это в тесном помещении, при высоких перегрузках и в постоянном стрессе. Более того, своих коллег придется видеть 24 часа в сутки и при этом нельзя будет отказаться от общения с ними.
На подготовку космонавтов понадобится масса времени, но смогут ли они выдержать полет психологически?
Рекорд Валерия Полякова
Самое длительное пребывание в космосе в изоляции принадлежит Валерию Полякову , российскому космонавту, который находится в космосе рекордное количество времени, а именно 437,7 дней в 1994 и 1995 годах . Конечно, он постоянно был на связи с центром управления полетами, однако 258 дней вынужден был быть физически в полном одиночестве.
Оставаясь на орбите так долго, он смог доказать, что длительные полеты в космосе без вреда человеческой психике вполне возможны . Впрочем, нельзя сказать, что Поляков пережил такое длительное пребывание в космосе без каких-либо последствий. Психологи отметили изменения в его эмоциональном состоянии и общем настроении. После полета он стал мрачноватым и очень быстро раздражался.
Валерий Поляков во время работы
Также следует учесть, что так как расстояние до Марса весьма внушительное, радио сигналы, которые путешествуют со скоростью света, будут добираться до адресата за 20 минут . Даже при самом ближайшем расстоянии до Красной планеты сигналу понадобится 6-7 минут . Нормального живого общения с землянами при таком раскладе быть не может.
Космический скафандр
Самым важным требованием для космического костюма является его герметичность и давление, потому что без этого тело человека раздуется. При малейшей разгерметизации наступит смерть в течение не более 1 минуты . Открытый космос – не та среда, где мы, привыкшие ходить по Земле при колоссальном атмосферном давлении, можем выжить.
Космонавты, которые выходят в открытый космос, нуждаются в особых костюмах. Обычно их пребывание там не длится долго. Современные скафандры очень неуклюжие, объемные, тяжелые и неудобные , они не дают человеку свободы движений.
Первые космическое скафандры можно увидеть в музее
На Луне астронавты поняли, что лучшим способом передвижения в таких костюмах был бег вприпрыжку . На Марсе гравитация составляет две пятых гравитации Земли и передвигаться по его поверхности, скорее всего, проще, чем по поверхности Луны.
Астронавты могли бы ходить по Марсу почти так же, как по Земле, единственное, что при движении их тело могло бы немного отрываться от поверхности на пару сантиметров , поднимаясь вверх. Подобное невозможно точно сымитировать на нашей планете. Вода, к примеру, делает тело легче, но ограничивает свободу движений.
Прогулки по Марсу
Для экскурсий по Красной планете нам необходим облегающий костюм в отличие от того, который надувается. Этот костюм должен весить не более килограмма, а не 90 килограмм, как скафандры A7L , в которые облачились Нил Армстронг и Базз Олдрин , первые люди, ступившие на поверхность Луны.
Недостаток обтягивающих костюмов заключается в том, что они могут сильно сдавливать некоторые органы человека, даже если надеть какое-то защитное снаряжение.
Космический костюм нового поколения из эластичных полимеров
Искусственная гравитация
Нулевая гравитация – серьезная проблема для длительных полетов в космосе. Наш организм приспособлен к жизни в условиях сильной земной гравитации . Например, если взять силу гравитации Земли за 1, то на Юпитере эта сила будет составлять 2,528.
В невесомости человеческое тело испытывает серьезные проблемы , особенно происходит атрофия мышц, нарушение остеогенеза, то есть потеря костной массы и плотности.
Чтобы этого избежать, космонавты вынуждены усиленно заниматься спортом в течение 4-5 часов в день, причем занятия спортом не должны включать поднятие тяжестей , так как любые гантели тоже потеряют вес. Используются пружинно-поршневые веса, а также беговые дорожки и велотренажеры, однако и это мало помогает.
Человек в невесомости
Самым хорошо известным примером искусственной гравитации является центробежная сила . Космический корабль должен быть оснащен массивной центрифугой - крутящимся кольцом, которое, вращаясь, притягивает предметы к поверхности. Такие конструкции были довольно часто использованы в фантастических фильмах, например, в фильме "Космическая одиссея 2001 года".
Астронавт способен передвигаться по внутренней поверхности стенок центрифуги, как будто это пол. В настоящее время ни один корабль не оснащен ничем подобным, однако исследования продолжаются.
Эффект вращения центрифуги – вас прижимает к стенкам
Космонавты, которые возвращаются на Землю после 2-месячного пребывания на орбите , не могут стоять на ногах более 5 минут, они передвигаются в кресле, либо их поддерживают во время передвижения до тех пор, пока их тела снова не адаптируются к земным условиям.
Что же будет с ними после того, как они совершат полет к Марсу, который будет длиться минимум 8 месяцев? Последствия могут быть плачевными: человек будет терять около 1 процента костной массы каждый месяц, а сразу после прибытия на Красную планету, должен будет выполнять какие-то физические действия, заниматься научными исследованиями. После этого снова 8-ми месячный перелет.
Вращающаяся центрифуга
Еще одним методом создания искусственной гравитации является магнетизм , однако магнитные ботинки приклеятся к полу, но тело и все его органы все равно будут оставаться в невесомости, поэтому атрофия и остеопения никуда не денутся.
Марсианские микробы
Если говорить о загрязнении, то вероятные марсианские организмы могут загрязнить нашу планету так же, как и наши микробы могут загрязнить Марс . Если вы знакомы с произведением Герберта Уэллса "Война миров" , вы вспомните, что марсиан убило не оружие, созданное руками человека, а микробы.
Но если мы отправимся на Марс, а затем вернемся домой, вполне вероятно, что мы можем привезти с собой марсианские микробы на поверхности корабля, оборудования или скафандров. Более того, астронавты могут привезти марсиан в своих же собственных телах . Неизвестно, как поведут себя эти формы жизни, появись рядом с ними человек.
Странное образование в марсианском метеорите, напоминающее бактерию. Снимок под микроскопом
На Марсе могут жить микроорганизмы, которых нам следует опасаться. Простейшие формы жизни порой бывают самыми опасными . Чужие организмы опасны в первую очередь тем, что против них у нас может не быть защиты, наш иммунитет будет бессилен.
Один единственный марсианский микроб может вызвать серьезные последствия и уничтожить все на нашей планете. Например, астронавты миссий "Аполлон 11,12 и 14" , которые приземлялись на Луне, после полетов находились на карантине в течение 21 дня для того, чтобы ученые убедились, что они не привезли с собой какие-либо микроорганизмы.
Оранжевые минеральные образования в марсианском метеорите. Считается, что они образовались в результате деятельности примитивных бактерий 3,6 миллиардов лет назад
Однако на Луне нет атмосферы, а на Марсе есть , хотя она не такая плотная, как на нашей планете, а также в ее составе совершенно другие комбинации газов.
Космический корабль для полетов на Марс
В настоящее время землянам по силам создать космические корабли, которые могут успешно добраться до Марса и которыми можно было бы управлять с Земли. Однако если на корабле будет присутствовать человек, ответственность возрастает во много раз.
Это должен быть достаточно просторный корабль со всеми удобствами, чтобы человек чувствовал себя в нем комфортно в течение долгих месяцев полета. Корабль также должен выключать массу функций и быть достаточно безопасным, чтобы до него не смогли добраться космический мусор и солнечная радиация.
Фантастический космический корабль. До таких технологий нам еще далеко
Если, к примеру, в корабле будет установлена вращающаяся центрифуга для создания искусственной гравитации, размеры корабля должны быть достаточно большими . Пока современные технологии не позволяют построить такое космическое судно. Должно пройти еще немало времени, чтобы это стало возможным.
Астероиды, кометы, метеориты
Земля сталкивается с невероятным количеством метеоритов, астероидов и комет ежедневно. Большая часть небесных тел не больше песчинки. Но даже если метеорит будет размером с автомобиль, он не долетит до поверхности, а сгорит в атмосфере.
На Луне атмосферы нет, поэтому ее поверхность постоянно подвергается бомбардировкам самых разных объектов. Достаточно посмотреть на ее изрезанную кратерами поверхность, чтобы понять это.
Астероиды, метеориты и кометы – привычные обитатели космоса
Атмосфера выступает в роли мусоросжигательной печи , однако в далеком космосе такой защиты нет, поэтому космические аппараты подвергаются серьезной опасности.
В пространстве между Марсом и Землей нет ничего, кроме космического мусора самых разных размеров , который движется со скоростью в 50 раз превышающую скорость пули. Если траектории движения комет и астероидов еще можно как-то вычислить, то за мелким мусором проследить практически нереально.
Чтобы противостоять столкновениям, нужно оснастить корабль прочной броней , однако это прибавит ему веса и ему будет сложнее двигаться.
Космическая радиация
Наша атмосфера и электромагнитное поле - это то, что позволяет нам уберечься от губительных солнечных лучей и не поджариться под палящим солнцем. В основном ультрафиолетовые лучи сдерживаются атмосферой , а видимый свет, у которого больше длина волны, проникает сквозь толстый слой атмосферы и добирается до поверхности.
В космосе дело обстоит совершенно иначе. Костюмы космонавтов оснащены защитными фильтрами , которые останавливают вредные солнечные лучи. Также их шлемы имеют защитные экраны от палящего солнца , без которых они могли бы ослепнуть в считанные секунды.
Губительная сила Солнца
В ходе миссий "Аполлона" ультрафиолетовая радиация сдерживалась с помощью алюминиевых модулей , однако во время полета к Луне и обратно астронавты жаловались на неожиданные и мгновенные вспышки яркого синего и белого света . Свет не был виден внутри или за пределами корабля и не мешал команде выполнять все необходимые обязанности, а также не причинял боли.
После того, как астронавты последующих миссий также стали жаловаться на подобные вещи, ученые стали более детально исследовать эти вспышки света и поняли, что они вызываются "космическими лучами" , хотя называть их лучами было бы неправильно.
Красивый микромир по представлениям художника
Это не лучи, а субатомные частицы , в основном одиночные протоны, которые двигаются со скоростью, приближенной к скорости света. Они проникают внутрь корабля и технически проделывают в материале микроскопические дыры , однако вреда кораблю это не приносит, так как дыры оказываются слишком малы.
Унылый пейзаж марсианской пустыни
Не в силах раскрасить холодный восход.
В разряженном воздухе чёткие тени
Легли на далекий теперь вездеход.
Великая Космическая Одиссея ХХ века превратилась в жестокий фарс – серия неуклюжих попыток сбежать из своей «колыбели», и перед человеком раскрылась черная пропасть безжизненного пространства. «Дорога к звездам» оказалась коротким тупиком.
Мрачная ситуация в Космонавтике имеет несколько простых объяснений:
Первое - ракеты на химическом топливе достигли своего предела. Их возможностей хватило для достижения ближайших небесных тел, но для полномасштабных исследований Солнечной системы требуется нечто большее. Приобретающие все большую популярность ионные двигатели также не способны решить вопрос с преодолением колоссальных космических расстояний. Тяга ионных супер-двигателей не превышает считанных долей одного Ньютона, а межпланетные перелеты по-прежнему растягиваются на долгие годы.
Заметьте – речь идет только об изучении Космоса! В условиях, когда полезная нагрузка составляет всего 1% от стартовой массы ракетно-космической системы, вести речь о каком-либо промышленном освоении небесных тел вообще не имеет смысла.
Особенно разочаровывала пилотируемая космонавтика – вопреки смелым гипотезам писателей-фантастов середины ХХ века, Космос оказался ледяной враждебной средой, где никто не рад органическим формам жизни. Условия на поверхности Марса – единственном из «приличных» в этом плане небесных тел может вызвать шок: атмосфера, на 95% состоящая из углекислоты, и давление на поверхности, эквивалентное давлению земной атмосферы на высоте 40 километров. Это конец.
Условия на поверхностях других обследованных планет и спутников планет-гигантов еще страшнее – температуры от - 200 до + 500° С, агрессивный состав атмосферы, чудовищные давления, слишком малая или, наоборот, слишком сильная гравитация, мощная тектоника и вулканическая активность…
Межпланетная станция «Галилео», совершив один виток вокруг Юпитера, получила дозу радиации, эквивалентную 25 смертельным дозам для человека. По этой же причине, для пилотируемых полетов практически закрыты околоземные орбиты на высотах более 500 км. Выше начинаются радиационные пояса, где долговременное пребывание опасно для здоровья человека.
Там, где едва ли могут существовать самые прочные из механизмов, хрупкому человеческому телу делать нечего.
Но Космос манит мечтой о далеких мирах, а человек не привык сдаваться перед трудностями – временная задержка на пути к звездам обещает быть недолгой. Впереди титаническая работа по исследованию и освоению ближайших небесных тел – Луна, Марс, где без пилотируемой космонавтики не обойтись.
Исследователи Марса
Вы наверняка спросите – зачем вся эта космическая «возня»? Совершенно очевидно, что никакой практической пользы эти экспедиции не принесут, смелые фантазии о горнорудном производстве на астероидах или добыче Гелия-3 на Луне все еще остаются на уровне смелых предположений. Более того, с точки зрения земной экономики и промышленности, никакой необходимость в этом нет, и появится она, вероятно, не скоро.
Тогда – для чего? Ответ прост – наверное, в этом и есть предназначение человека. Создавать удивительную по красоте и сложности технику, и с её помощью исследовать, осваивать, изменять окружающее пространство.
Никто не собирается останавливаться на достигнутом. Сейчас главная цель – грамотно выбрать приоритеты дальнейшей работы. Нужны новые дерзкие идеи и яркие, амбициозные проекты. Каковы будут наши следующие шаги на пути к звездам?
1 июня 2009 года по инициативе НАСА была организована т.н. «комиссия Огустина» (получила название в честь её главы – бывшего директора компании Lokheed Martin Нормана Огустина) –специальный комитет по вопросам американской пилотируемой космонавтики, в чьи задачи входила выработка дальнейших решений на пути проникновения человека в Космос.
Янки внимательно изучили состояние ракетно-космической отрасли, проанализировали сведения о межпланетных экспедициях с использованием автоматических зондов, учли условия на поверхностях ближайших небесных тел и скрупулезно «рассмотрели на свету» каждый выделенный из бюджета цент.
Осенью 2009 года «комиссия Огустина» представила подробный отчет о проделанной работе и сделала ряд простых, но в то же время совершенно гениальных выводов:
1. Ожидаемый в ближайшем будущем пилотируемый полет на Марс – блеф.
Несмотря на популярность проектов, связанных с высадкой человека на Красную планету, все эти планы не более чем научная фантастика. Полет человека на Марс в современных условиях, подобен попытке бежать «стометровку» с переломанными ногами.
Марс привлекает исследователей адекватными климатическими условиями – по крайней мере, здесь нет испепеляющих температур, а низкое давление атмосферы можно компенсировать «обычным» космическим скафандром. Планета имеет нормальные размеры, гравитацию и удалена от Солнца на разумное расстояние. Здесь обнаружены следы присутствия воды – формально есть все условия для успешной высадки и работы на поверхности Красной планеты.
Однако, в плане посадки космических аппаратов, Марс – пожалуй, наихудший вариант из всех исследованных небесных объектов!
Все дело в коварной газовой оболочке, окружающей планету. Атмосфера Марса слишком разряжена – настолько, что здесь невозможен традиционный спуск на парашютах. В то же время, она достаточно плотна, чтобы сжечь посадочный аппарат, неосторожно «сиганувший» к поверхности с космической скоростью.
Посадка на тормозящих двигателях на поверхность Марса – исключительно сложное и затратное мероприятие. Длительный период времени аппарат «висит» на реактивных двигателях в гравитационном поле Марса – полностью опереться на «воздух» с помощью парашюта невозможно. Все это приводит к чудовищному перерасходу горючего.
Именно по этой причине применяются необычные схемы – например, автоматический межпланетный зонд «Следопыт» садился с помощью двух комплектов тормозных двигателей, лобового тормозящего (теплоизоляционного) экрана, парашюта и надувной «подушки безопасности» - врезавшись в красный песок на скорости 100 км/ч, станция несколько раз отскочила от поверхности, как мяч, до полной остановки. Разумеется, подобная схема совершенно неприменима при высадке пилотируемой экспедиции.
Не менее чудно садился в 2012 году «Кьюриосити».
Марсоход массой 899 кг (вес на Марсе 340 кг) стал самым тяжелым из земных аппаратов, доставленных на поверхность Марса. Казалось бы, всего лишь 899 кг – какие здесь могут возникнуть проблемы? Для сравнения – спускаемый аппарат корабля «Восток» имел массу 2,5 тонны (масса всего корабля, на котором летел Ю. Гагарин – 4,7 тонны).
Cхема посадки Mars Science Laboratory (MSL), более известной, как марсоход "Кьюриосити"
И, тем не менее, проблемы оказались велики - во избежание повреждения конструкции и аппаратуры марсохода «Кьюриосити», пришлось использовать оригинальную схему, известную, как «небесный кран». Вкратце, весь процесс выглядел следующим образом: после интенсивного торможения в атмосфере планеты, платформа с закрепленным на ней марсоходом зависла в 7,5 метрах над поверхностью Марса. С помощью трех тросов «Кьюриосити» мягко опустили на поверхность планеты - получив подтверждение о том, что его колеса коснулись грунта, марсоход перерезал пирозарядами тросы и электрокабели, и нависающая над ним тяговая платформа отлетела в сторону, совершив жесткую посадку в 650 метрах от марсохода.
И это всего лишь 899 килограммов полезной нагрузки! Страшно представить, какие сложности возникнут при посадке на Марс 100-тонного корабля с парой-тройкой космонавтов на борту.
Все вышеперечисленные проблемы конвертируются в лишние сотни тонн «марсианского корабля». По самым скромным подсчетам масса отлетной ступени на околоземной орбите составит как минимум 300 тонн (менее оптимистичные оценки дают результат до 1500 тонн)! Вновь потребуются сверхтяжелые ракеты-носители, чьи размеры многократно превзойдут лунные «Сатрун-V» и Н-1 с полезной нагрузкой 130…140 тонн.
Даже при использовании метода секционной сборки «марсианского корабля» на из более мелких блоков и применении схемы из двух кораблей – основного (пилотируемого) и автоматического транспортного модуля с их последующей стыковкой на марсианской орбите, количество нерешенных технических проблем превышает все разумные пределы.
В сложившейся ситуации отправка человека на Марс подобна попытке решить Великую теорему Ферма не обладая простейшими знаниями алгебры.
Тогда зачем мучить себя несбыточными иллюзиями? Не проще для начала научиться «ходить без костылей» и набраться необходимого опыта, решая чуть более простые, но не менее фееричные задачи?
Британские ученые установили, что астероид Апофис опасности для Земли не представляет.
«Комиссия Огустина» предложила план, под названием «Гибкий путь» (Flexible Path) – сюжет, достойный съемочных павильонов Голливуда. Смысл данной теории прост – научиться совершать длительные межпланетные перелеты, тренируясь на … астрероидах.
Астероид Итокава в сравнении с Международной космической станцией
Блуждающие каменные обломки не обладают сколь-нибудь ощутимой атмосферой, а их малая гравитация делает процесс «причаливания» подобным стыковке «Шаттла» с МКС – тем более, у человечества уже имеется опыт «близких контактов» с малыми небесными телами.
Речь идет отнюдь не о «челябинском метеорите» - в ноябре 2005 года японский зонд «Хаябуса» («Сапсан») произвел две посадки с забором пыли на поверхности 300-метрового астероида (25143) Итокава. Не все прошло гладко: солнечная вспышка повредила панели солнечных батарей, космический холод вывел из строя два из трех гироскопов зонда, при посадке был потерян мини-робот «Минерва», наконец, аппарат столкнулся с астероидом, повредил двигатель и потерял ориентацию. Через пару лет японцам все-таки удалось восстановить контроль над зондом и перезапустить ионный двигатель – в июне 2010 года капсула с частицами астероида была, наконец, доставлена на Землю.
Полеты к астероидам могут дать сразу несколько полезных результатов:
Прояснятся некоторые детали формирования и Солнечной системы, что уже само по себе вызывает немалый интерес.
Во-вторых, это ключ к решению прикладной задачи о предотвращении «метеоритной угрозы» - все подробности в сценарии голливудского блокбастера «Армагеддон». Но в реальности дело может принять еще более интересный оборот:
День первый. К Земле приближается гигантский астероид. Группа отважных бурильщиков
отправилась к нему для установки ядерного заряда.
День второй. К Земле приближается гигантский астероид с ядерным зарядом.
В-третьих – геологоразведка. Астероиды представляют немалый интерес, как источники полезных ископаемых (огромные запасы руды, малая гравитация и низкое значение второй космической скорости – упрощается транспортировка сырья на Землю). Это на перспективу.
Наконец, подобные миссии дадут бесценный опыт пилотируемых межпланетных перелетов.
В качестве наиболее приоритетных целей НАСА предлагает точки Лагранжа в системе Земля-Солнце (области, в которых тело с пренебрежимо малой массой может оставаться неподвижным во вращающейся системе отсчёта, связанной с двумя массивными телами). С точки зрения небесной механики, полет в эти области даже проще, чем полет на Луну, несмотря на значительно большее расстояние от Земли.
Следующими целями называются околоземные астероиды групп атонов, аполлонов и т.д. - между орбитами Земли и Марса. Дальше - наше ближайшее небесное тело – Луна. Потом следуют предложения об отправке беспосадочной экспедиции к Марсу – облет и изучение планеты с орбиты, следом – высадка на марсианском спутнике Фобос. И лишь потом – Марс!
Новые дерзкие экспедиции потребуют создание новых технических средств – уже сейчас янки энергично работают над проектом многоцелевого пилотируемого корабля «Орион».
Первый тестовый запуск запланирован уже на 2014 год, корабль планируется запустить на расстояние 6000 км от Земли – в 15 раз дальше, чем расположена орбита обращения МКС. К 2017 году для «Ориона» планируют подготовить сверхтяжелую ракету-носитель SLS, способную выводить на опорную орбиту до 70 тонн груза (в перспективе – до 130 тонн). Ожидается, что ракетно-космическая система «Орион» + SLS достигнет полной готовности к 2021 году – с этого момента станут возможными пилотируемые экспедиции за пределы околоземной орбиты.
"Орион" на орите Луны в представлении художника
Все новое – хорошо забытое старое. Прозвучавшие выводы «комиссии Огустина» были отлично знакомы отечественным специалистам – неслучайно, познакомившись с коварством атмосферы Марса, советская космическая программа быстро переориентировалась на изучение Фобоса (неудачные запуски «Фобос-1 и 2», 1988 год) – ведь совершить посадку на спутник гораздо проще, чем на поверхность Красной планеты. При этом Фобос, в плане геологии, представляет едва ли не больший интерес, чем сам Марс. Одиозный «Фобос-Грунт» и перспективный «Фобос-Грунт-2» - все это звенья одной цепи.
В настоящее время российские ученые также склоняются к мнению о пользе изучения малых небесных тел. О пилотируемых экспедициях речи пока не идет, Роскосмос работает над возможностью отправке автоматических зондов к Луне («Луна-Глоб», «Луна-Ресурс», ближайший планируемый запуск – 2015 год), а также осуществление фантастической экспедиции «Лаплас-П». В последнем случае планируется посадка зонда на поверхность Ганимеда – одного из ледяных спутников Юпитера.
Сообщение о планируемой отправке российского зонда к внешним планетам Солнечной системы вызвало всплеск едких шуток в стиле «Фобос-Грунт», «Юпитер – идеальная цель, еще 5 миллиардов навечно сгинут в глубинах Космоса», кое-кто из интернет-юмористов даже предлагал «пилотируемый» вариант «Лаплас-Поповкин»…
Однако, несмотря на всю кажущуюся сложность и неоднозначность грядущей миссии, посадка автоматической станции на поверхность Ганимеда окажется едва ли сложнее, чем на поверхность Марса.
Конечно, пилотируемые полеты в точки Лагранжа и автоматические зонды в окрестностях Юпитера – все-таки лучше, чем несбыточные мечты о том, как «на Марсе будут яблони цвести». Главное – не стоит расслабляться на достигнутом. Даже высадившись на поверхности астероида, нам не стоит предаваться сладким грезам о том, как наша всемогущая наука теперь способна сместить с орбиты любое небесное тело и сделать нас властелинами ближнего космоса.
В 2018 году состоится пилотируемые полет на Марс с целью его колонизацииПилотируемый полёт на Марс — запланированный полёт человека на Марс с помощью пилотируемого космического корабля. Роскосмос, НАСА и ESA объявили полёт на Марс своей целью в отдалённой перспективе.
Кроме основной цели полёта на Марс — высадки нескольких людей на поверхность Марса с возвращением на Землю, также к целям миссии принадлежит поиск ресурсов за пределами Земли.
Многие учёные высказывают мнения, что одних непилотируемых исследований автоматическими межпланетными станциями или посадочными модулями недостаточно. Отослать лишь одного космонавта в путешествие кажется нереальным, в том числе и из-за сложности организации такого проекта и большого риска с медицинской точки зрения. Некоторые сторонники колонизации Марса хотят отправить людей на планету, чтобы они провели там остаток своей жизни для подготовки осуществления колонизации. В течение долгого времени предполагается заселять Марс настолько, насколько это возможно с терраформированием или без него.
Туристические полеты на Марс
Первый в мире космический турист, мультимиллионер Деннис Тито готов снарядить экспедицию на Красную планету.
Пока известно, что путешествие на Марс намечено на 2018 год и продлится 501 день. Два астронавта — не сообщается, будут ли это космические туристы или профессионалы — не станут сами ступать на поверхность планеты. Они лишь проверят оборудование и опробуют длительное пребывание в тяжелых условиях.
Здоровьем экипажа при подготовке миссии займется специалист из Национального космического института биомедицинских исследований Джонатан Кларк.
Собирается ли сам Тито посетить Красную планету, пока неизвестно. 12 лет назад он заплатил 20 млн долларов за восьмидневный тур на МКС, став первым космическим туристом в истории человечества.
Новые знания, полученные в этом путешествии, придадут импульс следующей эпохе освоения космоса, отмечают в компании Денниса Тито Inspiration Mars Foundation. О деталях полета они объявят 27 февраля. Одна из главных деталей — цена.
100 млрд долларов — в такую сумму оценил затраты Игорь Лисов, обозреватель журнала “Новости космонавтики”. У Тито, вероятнее всего, таких денег нет, как и космического корабля, способного совершить подобный полет. Да и пяти лет для подготовки экспедиции маловато.
Сложностей много, хотя американцы часто готовы рисковать, говорит Лисов: “Американцы подготовили полет на Луну за восемь лет и преуспели, хотя рисковали сильно. Марс — не Луна, он чертовски далеко. Если на Луне можно вообразить себе какую-то помощь с Земли, в полете к Марсу это нереально. Поэтому надо тащить все, что возможно, с собой и рассчитывать только на свои силы. Ну, и большая продолжительность полета накладывается, это и большая нагрузка на людей, и больше вопросов к технике, которая должна быть гораздо более надежной”.
Полет на Марс осложнит солнечная радиация. Радиационный фон там в два раза выше, чем на МКС. Объем облучения за три года приближается к пределу безопасности для космонавтов.
Комментарий Льва Зеленого, директора Института космических исследований РАН: “На проектах, которые существовали раньше, при полете туда в качестве защиты используются резервуары с водой, которые надо с собой везти. Сейчас, кстати, понятно, что там много своей воды. Но даже в этом варианте, на обратном пути непонятно, как такую тяжелую ракету поднять с Марса. У Марса нет магнитного поля, поэтому там очень сильный уровень радиации, но там есть возможность укрыться под поверхностью планеты, а при полете космонавты будут голые”.
При этом эксперт поддерживает идею доступного космического туризма. Но не на Марс. Он предлагает оригинальный бизнес-проект: лотерею, билет в которой за 10-20 тысяч рублей смогут купить все желающие. Впоследствии выигравшие должны пройти серьезное медицинское обследование, и те, кто прошел, отправятся туристами в околоземный космос, на высоту 300-400 км, где земное магнитное поле защищает астронавтов от солнечной радиации.
Что говорит Америка?
Американский президент Джордж Г. У. Буш в 1992 году представил планы пилотируемого полёта к Марсу и поручил НАСА вычислить затраты на миссию. С учётом проектных затрат от 400 миллиардов долларов США проект был отвергнут.
Его сын, бывший президент США Джордж Уокер Буш, в начале 2004 года представил для НАСА новый долгосрочный план, основной задачей которого были пилотируемые миссии на Луну и Марс. Новой при этом явилась смета затрат, которая предполагала финансирование развития с выходом из Шаттл- и МКС-программы в течение свыше 30 лет.
Пересмотр целей положил начало программе «Созвездие». В рамках этой программы первым шагом должно было стать до 2010 года создание космического корабля «Орион», на котором космонавты могли бы полететь сначала на Луну, а потом на Марс. Далее с 2024 года по планам НАСА должна появиться постоянно обитаемая лунная база, которая стала бы подготовкой для полёта на Марс. Согласно проекту, непилотируемые полёты подготовили бы людей к высадке на Марсе; здесь американская и европейская программы едины. Возможное путешествие к Марсу могло бы состояться по оценкам НАСА в 2037 году.
8 июля 2011 года сразу после последнего старта шаттла Атлантис STS-135 президент США Барак Обама официально заявил, что «у американских астронавтов появилась новая цель — полёт на Марс»
20 февраля 2013 года стало известно о планах организации Inspiration Mars Foundation отправить в январе 2018 года пилотируемую экспедицию на Марс продолжительностью 501 день.
Риски
Космические лучи, невесомость,магнитное поле и радиация
Космические лучи и солнечная радиация, содержащие ионизирующую составляющую излучения, разрушают ткани и ДНК живого организма. Часть повреждений необратима и может приводить к клеточным мутациям. Защита снижает поглощённую дозу, но до сих пор не было опыта с долговременным пребыванием человека в межпланетном космическом пространстве вне защищающего магнитного поля Земли. Исследование Джорджтаунского университета подтверждает эти угрозы; особенно велик риск развития рака прямой кишки. При спокойном Солнце минимальную дозу облучения, которую получат космонавты в течение 15-месячного полёта на Марс и обратно, оценивается в 1 Зв, при сильной вспышке на Солнце — на порядок выше.
Сразу после попадания человека в невесомость его организм начинает перестраиваться. Кровь приливает к верхней половине тела, и сердцу приходится прилагать больше усилий для перекачки крови. Организм «думает», что жидкости в организме много, и начинает выделять гормоны, отвечающие за водно-солевой обмен, в результате чего человек теряет много жидкости. Обычно космонавту во время такой перестройки требуется не менее 3 литров воды в день. Этот эффект довольно быстро проходит.
Продолжительная невесомость в течение всего космического полёта считается наибольшей медицинской проблемой. Мышцы, кости и система кровообращения из-за отсутствующей силы притяжения становятся слабыми, если их не тренировать. Больше всего потерь кальция и калия происходит в костях ног и таза, в рёбрах и костях рук потери меньше, в костях черепа даже увеличивается содержание этих химических элементов. Примерно после 8 месяцев пребывания в невесомости требуется от 2 лет и больше для восстановления на Земле, так как процесс разрушения костей некоторое время происходит и при земной силе тяготения. Чтобы снизить влияние невесомости к минимуму, можно подбирать экипаж с генетической устойчивостью к остеопорозу и использовать облучение ультрафиолетом, как на станции «Мир», для выработки витамина D. Мышцы же при действии гравитации восстанавливаются быстрее, хоть они и могут при длительном полёте потерять до 25 % от своей первоначальной массы. Больше всего ослабевают мышцы ног и спины, мышцы рук почти не теряют своей массы благодаря увеличению нагрузки на них в космосе.
Несмотря на то, что марсианская сила притяжения составляет 38 % от земной, к ней всё равно необходимо адаптироваться заблаговременно. Один из вариантов преодоления этой проблемы — создание искусственной силы тяжести вращением центрифуги за 2 месяца до высадки экипажа на поверхность Марса, но из-за небольших размеров центрифуги возникают силы Кориоли́са, которые отрицательно сказываются на здоровье человека.
Магнитное поле Марса слабее земного в 800 раз. Этот фактор тоже является проблемой, так как отсутствие магнитного поля отрицательно влияет на вегетативную нервную систему. Вполне возможно, придётся создавать искусственное магнитное поле на корабле и марсианской базе для решения этой проблемы
Поломки техники
При нынешнем развитии техники космическому кораблю понадобилось бы 6 месяцев при оптимальных условиях, чтобы совершить полёт только в одну сторону, и столько же обратно. При этом желательно пребывание людей на Марсе более года, для того чтобы эта планета опять приблизилась к Земле на минимальное расстояние. Вследствие продолжительности полёта в 2 года статистически вырастает вероятность поломок жизненно важных систем, например, из-за попадания микрометеоритов.
Особую опасность представляет выход из строя ракетного двигателя. По этой причине необходимо использовать резервирование. Так для межпланетного комплекса массой 1000 тонн можно использовать около 400 электроракетных двигателей тягой около 0,8 Н. Суммарная тяга составит 320 Н. Вследствие большой продолжительности перелёта этой тяги будет достаточно, чтобы космический корабль набрал необходимую скорость. У каждого двигателя есть свои баки с рабочим телом, своя система управления, своя секция солнечных батарей. Если учесть, что электроракетные двигатели обладают большой надёжностью, то выход из строя нескольких двигателей сильно не скажется на длительности полёта.
Ионизирующая радиация
Дополнительной проблемой представляются возникающие солнечные вспышки, которые за несколько дней обеспечивают повышенную дозу облучения экипажу. В таких случаях космонавты должны укрыться в защищённом от ионизирующей радиации специальном помещении. Возможным нарушениям работоспособности техники, в особенности компьютерной, и проводных коммуникаций в течение этого времени следует уделять повышенное внимание.
Наиболее опасен солнечный ветер высокоэнергетическими частицами, которые имеют энергию 10—100 МэВ (в отдельных случаях до 1010 эВ). 90 % из них — протоны, 9 % альфа-частиц, остальное — электроны и ядра тяжёлых элементов. Плотность потока частиц очень мала, но скорость лежит в диапазоне от 300 до 1200 км/с (кратковременно). Частицы, движущиеся с такой скоростью, при попадании в организм человека могут повредить клетки и ДНК в их составе.
Попасть в «окно» как при полёте на Луну в программе «Аполлон», когда поток солнечного ветра минимален и не представил бы опасности, нельзя из-за большой продолжительности полёта на Марс. Увеличение защиты от радиации наращиванием экрана слишком сильно повлияет на массу корабля, величина которой для межпланетного перелёта является критичной.
В 1960-е года появилась идея использовать для защиты от ионизирующей радиации искусственное магнитное поле, но расчёты показали, что диаметр зоны действия магнитного поля должен быть более 100 км для эффективного отклонения тяжелых заряженых частиц от космического корабля. Размеры и масса такого электромагнита были бы настолько большими, что проще было нарастить классическую защиту экранированием.
Но как показывают исследования международной группы учёных из лаборатории Резерфорда и Эплтона, мощность магнитного поля для эффективной защиты корабля может оказаться ниже, чем предполагалось ранее. Ими был разработан проект «Мини-магнитосферы», в предположении, что магнитное поле будет образовывать плазменный барьер из самих же частиц солнечной радиации. Новые частицы, влетая в магнитный пузырь, должны взаимодействовать с частицами, которые уже находятся в нём, и с магнитным полем Солнца, повышая эффективность защиты. Результат эксперимента и компьютерное моделирование, сделанное теми же учёными в 2007 году, подтвердили эту теорию, что для защиты экипажа достаточно магнитного поля размером в сотни метров. Следует отметить, что такой установке необязательно работать во время всего полёта, её достаточно включать при сильных солнечных вспышках.
Пыль
На красной планете отчасти представляют опасность песчаные бури, возникающие из-за большого колебания давления (до 10 %), механизмы изменения которого ещё точно не понятны. Ввиду отсутствия метеорологического спутника, предупреждения о бурях невозможно сделать за достаточное время до их начала. Наконец другие погодные явления, как и свойства грунта планеты, полностью не изучены.
Марсианская пыль хоть и менее абразивна, чем лунная, но всё равно может отрицательно сказаться на здоровье космонавтов при попадании в лёгкие. Из-за очень малого размера частиц от неё очень трудно изолироваться. Так космонавты программы «Аполлон» на следующий же день замечали присутствие пыли в спускаемом аппарате. Кроме того, марсианская пыль содержит 0,2 % хрома. Многие соединения хрома не опасны, но есть вероятность присутствия солей хромовой кислоты, которые являются сильными канцерогенами.
Для электроники же опасность заключается в электростатических свойствах марсианской пыли. Разряд, например, проскочивший между скафандром космонавта и кораблём способен повредить электронику первого. Предполагается, что электростатический заряд накапливается из-за постоянного трения с пылью. Здесь вносят свой вклад и песчаные бури. Так как на Марсе нет воды в жидком виде, то заземление не поможет, но уже некоторые учёные предлагают способы решения этой проблемы.
Палеонтолог Ларри Тэйлор университета Теннесси провёл опыт с лунным грунтом. Он облучил грунт микроволновым излучением в течение 30 секунд при мощности в 250 Вт и выяснил, что этого достаточно, чтобы пыль спеклась, образовав похожую на стекло плёнку. Это происходит из-за содержания частиц железа размерами в нанометры, которые мгновенно реагируют на излучение. На основе этого принципа можно было бы сделать специальную тележку, которая ехала бы впереди космонавтов, «убирая» пыль.
Для нейтрализации электростатического заряда есть способ, который уже используется на марсоходах. Суть заключается в установке на объекте, с которого необходимо снять заряд, тонких игл размером около 0,02 миллиметра. По ним заряд убегает в марсианскую атмосферу.
Выгода от полёта на Марс
Из-за высоких требований в областях двигателестроения, техники безопасности, систем жизнеобеспечения и экзобиологических исследований необходимо развитие новых технологий. Многие ожидают отсюда инновационного толчка, аналогичного возникшему в 60-х годах после высадки человека на Луну. В целом это предвещает экономическое оживление, которое компенсирует большие затраты. Наряду с этим полёт окажется значимым и для человеческой цивилизации, если человек сделает первый шаг на другую планету, чтобы позднее колонизировать её.
Кроме того, колонизация Марса может сыграть большую роль в спасении человечества в случае какой-нибудь глобальной катастрофы на Земле, например столкновения с астероидом. Несмотря на то, что вероятность такой катастрофы невелика, необходимо об этом думать, так как последствия глобальной катастрофы могут быть фатальны для человеческой цивилизации. Из-за большой длительности процесса колонизации других планет лучше начинать её как можно раньше и с Марса.
В научном плане основной эффект от пилотируемой экспедиции состоит в том, что человек является несоизмеримо более универсальным и гибким "инструментом" исследования, чем автоматы (марсоходы и стационарные посадочные аппараты). Соответственно, при достаточно длительном пребывании на поверхности (недели и месяцы) люди способны намного более глубоко исследовать район посадки и прилегающие окрестности; самостоятельно, быстро и эффективно выбрать наиболее полезные направления исследования, исходя из фактической ситуации, которую невозможно или сложно предугадать заранее при подготовке миссии. Человек обладает целым рядом уникальных качеств, необходимых для процесса познания окружающего мира и все эти качества в полной мере будут использованы в экспедиции на Марс. Учитывая обязательное условие возвращения экипажа на Землю, имеется возможность доставить весьма большое количество наиболее интересных образцов (сотни кг) непосредственно в лаборатории, оснащенные полным спектром доступного человечеству оборудования. Это будет необходимо для всестороннего наиболее глубокого исследования образцов, которые будет невозможно в достаточной мере изучить с помощью оборудования, имеющегося на корабле. При этом, творчески применяя имеющееся оборудование и приборы, экипаж посадочного корабля способен выполнить такие работы и исследования, которые не были бы запланированы заранее, что практически невозможно даже для управляемых автоматических зондов. Особое значение имеет то, что важные решения о ходе работ могут приниматься очень быстро и наиболее адекватно ситуации, поскольку экипаж будет находиться непосредственно на поверхности в реальной обстановке, в отличие от операторов и руководителей автоматических аппаратов, находящихся на Земле, от и до которой сигнал в обе стороны будет не менее получаса.
Таким образом, пилотируемая экспедиция позволяет получить беспрецедентно большой объем новых научных знаний за относительно короткий промежуток времени и, возможно, решить наиболее интересные и важные вопросы, касающиеся марсианской современной и древней геологии, метеорологии и проблемы возможного существования жизни на Марсе.