Девет реални технологии на НАСА във филма "Марсианецът"

Научно-фантастичният филм на Ридли Скот "Марсианецът" (The Martian) излиза по кината през октомври. Сцена на действието е Червената планета в близко бъдеще. В него ще се видят перспективни технологии, някои от които NASA вече използва или възнамерява да приложи в пилотираната си мисия до Марс.

Кои са те, разказва сайтът на агенцията.

Дом

Селището "Hab" във филма "Марсианецът".

На повърхността на Марс, героят от филма, американският астронавт Mark Watney прекарва значителна част от времето си в жилищния модул "Hab". Бъдещите астронавти, които кацнат на Марс, ще се нуждаят от такъв дом.

HERA (Human Exploration Research Analog) в космическия център Джонсън

В космическия център Джонсън, астронавтите в рамките на експеримента HERA (Human Exploration Research Analog) се подготвят за продължителни мисии до Червената планета. HERA имитира селище на астронавти на далечната планета. Сградата е на два етажа и се състои от жилищни и работни помещения, санитарен модул и въздушен шлюз. В експеримента, астронавтите ще решават оперативни тренировъчни задачи, предложени от НАСА, а психолози ще изследват взаимоотношенията на членовете на мисията. Експериментът продължава 14 дни. В бъдеще, НАСА планира да го удължи до 60 дни.

Храна

Сцена от "Марсианецът," астронавтът Mark Watney събира реколтата от картофи. 

На Марс хората не могат  да разчитат на редовно снабдяване с храна от Земята - дори експресна доставка ще отнеме най-малко девет месеца. Хората, за да оцелеят на Марс, ще се нуждаят от непрекъснат източник на храна. Те ще трябва да отглеждат земеделски култури особено зърнени, директно в станцията на Червената планета.

В експеримента Veggie на Международната космическа станция (МКС) с помощта на светодиоди (червен, син и зелен) астронавтите отглеждат салати.

Рециклиране на водата

На Марс няма езера, реки и морета, а изпращането на вода от Земята ще отнеме повече от девет месеца. Астронавтите на Марс трябва да да създадат свое собствено водоснабдяване. Екипажът на Ares 3  не пилеят нито капка вода на Марс с водния си регенератор.

МКС използва WRS (Water System Recovery), чрез която, както казва един астронавт, "вчерашното кафе се превръща в утрешно кафе". Технологията на дестилация на течностите, използвана на МКС, вече се прилага в бедни на вода райони на Земята, както и при природни бедствия.

Производство на кислород

Храна, вода, подслон: три неща от първа необходимост за оцеляване на Земята. Но има и четвърто, за което не се сещаме много, защото на Земята е свободно и достъпно: кислородът. На Марс, Watney не може просто да излезе навън за глътка свеж въздух За да оцелее, той трябва да попълва собствения си запас от кислород, когато излиза навън. Но първо трябва да го направи. В своя "Hab" той използва "оксигенатор", система, която генерира кислород с помощта на въглеродния диоксид от MAV (Mars Ascent Vehicle).

На Международната космическа станция, астронавтите и космонавтите имат Oxygen Generation System, която обновява атмосферата на космическия кораб. Системата произвежда кислород чрез процес, наречен електролиза, която разделя водни молекули на техните съставни кислородни и водородни атоми. Кислородът се отделя в атмосферата, а водородът се изхвърля в космоса или се подава в система, която създава вода от останалите странични продукти в атмосфера на станцията.

НАСА работи, за да подобри системата, за да възстановява дори повече кислород , за да се използва и за пътуването до Марс.

Марсиански скафандър

Актьорът Мат Деймън, който играе ролята на астронавта Marc Watney в "Марсианецът".

Марсианската повърхност не е много приятна за хората. Атмосферата е студена и липсва кислород. Изследователят - астронавт на повърхността трябва да носи скафандър, за да оцелее извън селището, докато събира проби и поддържа системите.

Наскоро НАСА все решение относно проектирането на марсиански скафандър - прототип Z-2 бе избран след гласуване, организирано от агенцията на сайта й.

Ровър

Марсоходът, използван от астронавта Mark Watney в "Марсианецът".

Веднъж кацнали върху повърхността на Марс, хората трябва да останат там за повече от година, поне до следващата благоприятна позиция на планетите за връщане у дома. Това дава на астронавтите достатъчно време за провеждане на експерименти и за проучване на ландшафта, но те ще бъдат ограничени, ако трябва да ходят пеша. Астронавтите ще използват надеждни ровъри, за да пътуват по-далече.

 MMSEV (Multi-Mission Space Exploration Vehicle) на НАСА.

За да могат астронавтите да се придвиждат на дълги разстояния по Червената планета, НАСА разработва транспортното средство MMSEV (Multi-Mission Space Exploration Vehicle). Този всъдеход с шест колела е в състояние да изпълнява сложни маневри на пресечен терен.

Йонен двигател

В "Марсианецът",  екипажът Арес 3 живее на борда на космическия кораб Hermes в продължение на месеци, пътувайки до и от Червената планета. Те използват йонен двигател като ефикасен начин за прекосяване на над 280 млн мили през пространството.

Йонните двигатели, предназначени за бъдещите изследвания на дълбокия космос, създават реактивна тяга с помощта на йонизиран и ускорен до високи скорости в електрическо поле газ. Такива системи има, например, на сондите Dawn и New Horizons. Те се отличават с малък разход на гориво и продължителен живот, но имат сравнително слаба тяга. НАСА в рамките на проекта NEXT (NASA's Evolutionary Xenon Thruster) разработва 7-киловатов йонен двигател, който е възможно да се използва за пилотираните мисии.

Слънчеви панели

На Марс няма бензиностанции, нито електроцентрали. Има само слънчева енергия на разположение на астронавтите. Космическият апарат Hermes в книгата използва слънчеви панели за производство на енергия, а Mark Watney трябва да използва слънчеви панели по някои нетрадиционни начини, за да оцелее на Марс.

Слънчевите панели на Международната космическа станция.

НАСА засега се въздържа от широката употреба на ядрени източници на енергия при пилотирани космически мисии. На МКС електроенергията се осигурява от слънчеви панели, които могат да осигурят електричество за 40 къщи. Същите панели ще бъдат инсталирани на космическия кораб Orion, който ще отведе астронавтите в дълбокия космос.

Енергията се акумулира в литиево-йонни батерии и ще позволи на астронавтите да работят без слънчева светлина на тъмната страна на орбитата на Луната.

Радиоизотопни термоелектрически генератори (RTG)

Вече повече от 40 години НАСА използва безопасно радиоизотопни термоелектрически генератори (RTG) да осигури електрическа енергия за многобройни космически мисии, включително мисиите Аполо до Луната, марсохода Curiosity и предстоящата мисия Mars 2020. RTG преобразува топлината от естествения радиоактивен разпад на плутоний-238 в електрическа енергия. На Curiosity RTG генерира около 110 вата електроенергия - колкото обикновена крушка с жичка. 

В "Марсианецът," екипажът заравя източника на енергия RTG далече от жилищния район "Hub", за да се предотврати влиянието му в случай на радиоактивно изтичане. За да се предотврати всякакво изтичане, както се предлага във филма, плутоний-238 има няколко слоя от здрави, модерни материали, които го предпазват дори при тежки аварии.

Но естественият радиационен фон, заради космическото лъчение, на повърхността на Марс е много по-силно от това на RTG, затова може да се каже, че подобни генератори почти няма да повлияят на хората.

Бъдещите изследователи ще се нуждаят от надеждни и трайни източници на енергия за оцеляване на място, още преди да пристигнат. Възможностите за електроенергийни системи включват комбинация от по-ефективни системи за радиоизотопна енергия, слънчева енергия, горивни клетки, както и ядрен разпад.

Пътешествието до Марс

Пилотираните космически полети са опасно начинание. НАСА работи за изпращане на хора до Марс през 2030 г., но има много задачи, които да изпълни, за да се гарантира, че астронавтите се завръщат на Земята безопасно. Астронавтът Скот Кели, който в момента е на борда на Международната космическа станция от една година, каза: "Космосът е сурово място". Толерансът за грешка е почти нула за всеки аспект на космическите полети.