Накъде да тръгнем: към Луната или към Марс?

Накъде трябва да се насочи следващата пилотирана мисия - към Луната или Марс? Какви са аргументите на привържениците на тези цели?

• Луната. За база на обратната страна на Луната се застъпва новият директор на Европейската космическа агенция, Йохан-Дитрих Вернер. 
• Марс. Червената планета се определя като крайна цел в актуалните планове на НАСА, а мисиите до Луната и астероидите се смятат само като подготвителен етап. Марсианското общество също декларира желание да отправи хора на Марс без завръщане в мисията Mars One (но те може да се окажат мошеници).

Първи аргумент. Време за полет

До Луната да може да се стигне за три дни. До Марс трябва да се лети за около шест месеца. Този факт не е маловажен за съвременното ниво на технологиите. От Луната е възможно да се осъществи спешна евакуация, но от Марс - не. От 9 пилотирани мисии до Луната една - Аполо 13 претърпява смъртноопасен инцидент, но възможностите на лунния модул са били достатъчни, за да поддържат живота на астронавтите докато се върнат. Подобен инцидент по пътя към Марс означава сигурна смърт. A техника никога не е надеждна на 100%.

Разстояние до Луната в мащаба на скоростта на светлината

Разстоянието до Луната е приблизително една светлинна секунда. Може лесно да се поддържа връзка в реално време и да се синхронизира работата на научните инструменти. Разстоянието до Марс варира от 3 до 22 светлинни минути. Един събеседник от Марс ще ви отговори в най-добрия случай след 6 минути, а в най-лошия - след 40.

Единственият приемлив вариант за комуникация е електронната поща. А на всеки 26 месеца за около две седмици, когато между Земята и Марс е Слънцето, връзката е невъзможна.

Освен връзката, продължителността на полета изисква различни качества към корабите. За две седмици полет Земя-Луна-Земя стигат и невъзобновяеми водни запаси, храна, кислород и електричество. При полет до Марс няма да може да минем без затворена животоподдържаща система, която е много по-сложна.

Втори аргумент. Нищо не е безплатно

Обърнете внимание на картата долу на характеристичните скорости (delta-V), необходими за придвижване между членовете на Слънчевата система:

Белият триъгълник показва възможността на аеродинамично съпротивление на атмосферата. Характеристична скорост е скоростта, която развива летателен апарат под въздействието на тягата на ракетен двигател при непроменяща се посока и при липса на други сили.

На ниво схема всичко изглежда просто и запасът на характеристична скорост изглежда е сравним за пътя към Луната и Марс. Но аеродинамичното съпротивление не е безплатно. Аеродинамиченият щит и системата за кацане имат маса. И макар че системата за кацане на Марс използва атмосферата на Марс, системата за кацане на Луната е в пъти по-лека. Например, системата за меко кацане на 900-килограмовия марсоход Curiosity тежи 2,4 тона. За спускаемия модул на Луната със същата маса бяха достатъчни 1,5 тона за да се остави на повърхността подобен апарат.

Трети аргумент. Нямаме късмет с атмосферата 

Прахът по слънчевите панели на марсохода Spirit

Като цяло, атмосферата на Марс има неочаквано неудобни характеристики. Налягането върху повърхността на Марс е сравнимо с налягането на височина от около 30 км над Земята, а атмосферата е съставена от 95% въглероден диоксид. От една страна, атмосферата е твърде плътна, за да се игнорира по време на излитане или кацане, от друга страна, е твърде рядка за да се ходи по повърхността без скафандър. Трудно е да се използва за нещо полезно.

В нея може да летят специално проектирани апарати и може да се опита да се използва отглеждане на растения и производство на кислород, но ще е трудно. Атмосферата е достатъчно плътна, за да топли и въпреки, че на Марс липсват екстремните лунни температури, все пак условията не са много по-добри. Диапазонът е от -140° С до + 20°, и е сравнимо с лунните -170° - + 110°. Марсианската атмосфера също така позволява да се образуват прашни бури в планетарен мащаб, което ще попречи на работата на соларните клетки, покривайки ги плътно с прах. Лунният прах също е неприятен, той е абразивен и изисква повишено внимание при разработването на триещи се механизми. Но като цяло атмосферата на Марс не я прави по-гостоприемна от Луната, а може би и обратното.

Четвърти аргумент. Водa и ресурси

Вода има и на Марс, и на Луната, но и на двете места не е много. Може би на Марс е по-лесно да се добие, на него има със сигурност големи количества лед, но в кратерите на полюсите на Луната все още никой още не е слизал и може да е също толкова достъпна.

Луната (синьо - вода,  червен - минералът пироксен)

От гледна точка на геологията Марс е по-богат от Луната. Той имаше дълга и интересна история, почти сигурно е, че някога е имал океани от течна вода. Историята на Луната по-бедна, на повърхността й не е имало течна вода, няма и седиментни скали, които се срещат в изобилие на Марс. Но от гледна точка на колонизацията, най-важен е въпросът за икономическото използване на местните ресурси. Така например, в едно проучване през 2014 г. се твърди, че растения биха могли да се отглеждат успешно и на марсианска, и на лунна почва. Разбира се за изследването е използвана симулация на марсианска почва, но за нея се знае достатъчно много, благодарение на роботите там, а почва от Луната има донесена достатъчно.

Карта на разпространението на железен оксид на Луната

Пети аргумент. За науката.

И на Луната, и на Марс може да се извършват много интересни изследвания. Марс е с интересна история и с много въпроси - как планетата е изгубила водата и кислорода си, имало ли е живот на нея и дали още го има?

На Луната обаче може да се провеждат по-широк спектър от научни изследвания. Освен изследванията на самата Луна, на нея може да се изградят телескопи, които работейки заедно със земните, могат да създадат интерферометър с гигантска основа.

Освен това Луната може да се превърне в опитен полигон за колонизация, на който да се тества как да се изгради база, как се организират животоподдържащи системи, как да се използват местните ресурси. Всичко това може ефективно да се научи на Луната. Що се отнася до Марс, той и сега успешно се проучва от роботи, а когато се научим как да изграждаме колонии на други космически тела, ще дойде и неговия ред.

Шести аргумент. За престиж.

Смята се, че една мисия до Марс би била много по-престижна от лунна програма. Това не е сигурно.

Факт е, че лунната програма през ХХ век всъщност бе надскачане на възможностите. Имаше шест експедиции, които кацнаха на Луната, но три от тях прекараха само денонощие на повърхността й, а останалите три - само три дни. Това е много кратко. На Луната е стигал само един професионален геолог. Дори до полюсите й все още не са стигали луноходите и никой не е правил дълбоко сондиране в лунната почва.

Наистина, да се повтори американската лунна програма не е толкова интересно и престижно. Но да се отде задълго, за да се изгради база,  да се направят мащабни научни изследвания ще бъде наистина голям напредък.

Още по темата

18/06/2015

Космос

Луната е обгърната от постоянен гигантски облак прах

17/06/2015

Земята

Марс може би е бил студен през цялата си история

02/06/2015

Космос

Защо за Марс ни е нужна летяща чиния

27/05/2015

Космос

Загадката на марсианския метан