е Девон (Канада). Для работ по данному проекту были приглашены специалисты из всех стран-участниц Марсианского общества.
Он установлен в полярной пустыне, условия которой наиболее близки к тем, что существуют на поверхности Марса. Геологические и ледниковые особенности острова схожи с марсианскими, а его дневные температуры подобны марсианским «летним». Есть, правда, одно существенное отличие — атмосфера Девона в 100 раз плотнее марсианской, но в остальном этот остров является идеальным испытательным полигоном и для технологий, и для оборудования, необходимых в марсианской экспедиции. В мае 2000 года на станции прошел первый полевой сезон.
Основной элемент проекта MARS — модуль среды обитания. Он имеет приблизительно 8,4 метра в диаметре и состоит из 3 этажей, подготовленных для жизни и работы 6 человек одновременно. Среда обитания разработана как многофункциональное объединение объектов: жилой блок, рабочие комнаты и лаборатории со стерильными комнатами, спортзал, камбуз и медицинский блок. Три палубы модуля связаны центральным ходом и многозвенной схемой, которая также соединяется с главным тамбуром на нижней палубе. Нижняя палуба модуля еще служит для хранения оборудования. Поддерживать главный модуль среды обитания будут надувная оранжерея и гараж (ангар) для хранения вездеходов.
И оранжерея, и гараж связаны с модулем среды обитания туннелями через тамбур. Панели солнечных батарей, расположенные недалеко от модуля среды обитания, обеспечивают его электроэнергией. Это будет само по себе интересное испытание — ведь здесь батареи получат меньше солнечного света, чем на Марсианском экваторе, а значит, теоретически, если их мощности окажется достаточно для обеспечения жизнедеятельности в Арктике, то подобные батареи смогут использовать на Марсе. Однако поскольку поверхности Марса, находящегося в 2 раза дальше от Солнца, чем Земля, достигает всего 44% солнечной радиации, то там для получения энергии от Солнца потребуется вдвое больше оборудования, чем в земных условиях. К тому же и пыльные бури могут препятствовать получению этого вида энергии, а потому альтернативным источником может быть использование атомной энергии.
Вторая из планируемых четырех аналоговых станций — MDRS приступила к работе в феврале 2002 года в пустыне штата Юта к северо-западу от Хенксвилла. В течение 3 месяцев до мая 2002 года здесь каждые 2 недели сменялись группы исследователей, испытывавшие новые технологии.
В 2003 году будет введена в действие станция «Евро-Марс» — еще один аналог марсианской станции. Цель ее работы состоит в изучении характера взаимодействий членов экипажа и исследовании условий жизни, включая связь между «командой» и «центром управления полетом», а также индивидуальные отношения членов экипажа, отрезанных от семей и привычной жизни на период от 6 до 12 месяцев.
В России также накоплен опыт создания и работы аналоговых станций. В Институте медико-биологических исследований Академии наук еще в 60-х годах прошлого века был создан наземный экспериментальный комплекс в качестве модели для исследований по подготовке марсианского полета. В период с июня 1999-го по апрель 2000-го на этом комплексе в течение 240 дней проводился международный эксперимент SFINСS, в котором принимал участие 21 специалист из России, Франции, Японии, Канады и Германии. Цель проекта состояла в отработке совместных действий международных экипажей, центральное же место в нем занимала психология, если же более конкретно, то анализ взаимоотношений между людьми в условиях изоляции.
Сейчас в Институте рассматривается возможность проведения нового эксперимента, призванного сымитировать полет на Марс, выход на его поверхность, параллельно также предполагается испытать новые технологии.
Для того чтобы подготовить астронавтов к работе на чужой планете, аналоги марсианских станций создаются на Земле. Проект MARS Марсианского общества является первой практической попыткой решить многие из проблем, которые неизбежно встанут перед теми, кто будет осваивать марсианские просторы. Главная его цель — проверить пригодность модуля среды обитания и его роли в будущих полетах, испытать вездеходы, оборудование и технологии, необходимые для выживания на поверхности Марса.
В настоящее время ведутся интенсивные разработки системы для выращивания на борту космического корабля растений. Модель такой системы уже собрана на заводе компании ROVSING близ Копенгагена и отправлена в Европейский центр космических исследований и технологий, который располагается в Нидерландах. Предполагается, что эта система, названная EMCS (European Modular Cultivation System), отправится в 2003 году на МКС, где и будет проведен ряд экспериментов, предшествующих марсианской экспедиции.
Основным модулем этой системы является климатическая камера, в которой поддерживаются заданные влажность, температура, состав воздуха, интенсивность освещения, подача воды и прочие параметры, от которых зависит рост растений. Той же компанией ROVSING разрабатывается и космическая биолаборатория, основным элементом которой является та же самая климатическая камера. Ей также предстоит путешествие на МКС.
Не исключено, что первыми марсианскими поселенцами будут все-таки не люди, а новая порода светящихся растений. Десять разновидностей крошечных растений горчицы, созданных биоинженером профессором Флоридского университета Робом Ферлом, предположительно должны попасть на поверхность Марса в 2007 году и создать там пригодные для жизни людей условия.
Растения эти генетически закодированы так, что в случае возникновения каких-нибудь проблем будут светиться мягким зеленым сиянием. Причем свой код имеет каждое из них — одни, например, будут светиться при низком уровне кислорода, а другие — при недостатке воды или питательных веществ в почве.
Марс встретит этих зеленых «пришельцев» и экстремальной температурой, и низким давлением воздуха, и жестким ультрафиолетовым излучением, и непривычной почвой, они же, в свою очередь, приспосабливаясь к новой среде обитания, будут подавать сигналы в случае возникновения дискомфорта. Ведь и кислород, и пища, и вода, столь необходимые будущим исследователям, не смогут доставляться с Земли на Марс регулярно, а вот растения дадут возможность обеспечить колонистов всем этим непосредственно на месте, создав замкнутую, поддерживающую жизнь, саморегулируемую биосистему.
Послать же на Марс эти биоинженерные растения специалисты из Научно-исследовательского Центра NASA планируют на борту небольшого космического корабля — «Разведчик Марса», представляющего собой заполненный семенами марсоход, способный вскопать марсианскую почву, добавить в нее удобрения, а затем посадить семена внутри миниатюрной теплицы. Взошедшие растения, борясь за выживание, будут испускать мягкий зеленый свет, посылая те или иные сигналы. Камера, размещенная на борту марсохода, запишет свечение на сигнальное устройство, а затем передаст эти сигналы на Землю.
Конструкция генов светящихся растений состоит из двух частей: чувствительная сторона, обнаруживающая стресс, и сообщающая — вызывающая свечение. Первая из них происходит от гена самого растения Arabidopsis thaliana, члена семейства горчицы (thale cress). Ферл и его коллеги выбрали Arabidopsis потому, что три его характеристики идеально подходят для марсианской миссии (его максимальная высота в 15,2 см позволяет приспособиться к условиям небольшой теплицы, а жизненный цикл — всего 6 недель).
Растения Arabidopsis уже вращаются вокруг Земли на борту МКС как часть независимого эксперимента, призванного установить, как растения реагируют на свободное падение.
Исследователи и конструкторы Европейского космического агентства работают над разработкой еще одной уникальной системы, благодаря которой «отходы» жизнедеятельности человеческого организма смогут превращаться в удобрения. Эта установка, получившая название «Мелисса», предназначена для нужд астронавтов, готовящихся к трехлетнему полету на Марс. Это даст астронавтам возможность выращивать на Марсе привычные для землян овощи. Специалисты Европейского космического агентства утверждают, что строительство прототипа «Мелиссы» будет завершено уже к 2005 году.
Людмила Князева
О влиянии космического окружения на здоровье человека нашему журналу рассказывает ведущий научный сотрудник ГНЦ РФ Института медико-биологических проблем РАН кандидат биологических наук Анатолий Николаевич Потапов:
«Современная космонавтика уже располагает опытом длительного пребывания человека в космосе. Так, врач Валерий Поляков 7 лет назад провел на околоземной орбите почти полтора года. Этого времени вполне достаточно, чтобы долететь до Марса и вернуться обратно. Однако принципиальное отличие марсианской экспедиции от полетов на орбитальной станции заключается в том, что у космонавтов времени на адаптацию не будет, им надо начинать работать на чужой планете сразу же после перелета, а потому к моменту подлета к Марсу они должны быть в очень хорошей физической форме.
К тому же если в предыдущих полетах от Земли их отделяли всего несколько сот километров, то для марсианской экспедиции, которой предстоит преодолеть десятки, а то и сотни миллионов километров, потребуется своеобразный «Ноев ковчег» — космический корабль, существующий полностью в автономном режиме.
Жизнеобеспечение
Для подобного полета необходимо создание системы жизнеобеспечения так называемого замкнутого цикла. И если сейчас на орбиту с помощью грузовых кораблей доставляется необходимый запас воды и продуктов питания, то в длительном полете кораблю, вышедшему за пределы околоземной орбиты, придется рассчитывать только на собственные ресурсы. В первой экспедиции к Марсу возможно использование принципа той системы жизнеобеспечения, которая зарекомендовала себя на станции «Мир» и МКС в течение продолжительного срока эксплуатации, но она несомненно нуждается в усовершенствовании. Эта система основана на принципе физико-химической регенерации воды и получения кислорода методом электролиза.