Навіть відносно коротка космічна подорож на Марс, яка за планами NASA триватиме 375 днів. Проте сучасні інженери вже дивляться значно далі — на загадковий супутник Сатурна Титан. За розрахунками фахівців Вільяма О’Хари та Маркоса Фернандес-Тоуса, використання ядерних рушійних систем робить таку надскладну місію фізично можливою.
Наприклад, проєкт космічного апарата з ядерно-тепловою установкою під назвою Copernicus, що працює на рідкому водні та урані-235, здатен долетіти до Титана всього за 220 днів. Повна ж місія, враховуючи операції на поверхні, триватиме близько 1000 діб. Це безпрецедентний виклик для біології. Наразі рекорд безперервного перебування в космосі належить Валерію Полякову — 437 днів. Але є суттєвий нюанс: він перебував на орбітальній станції, яку надійно захищало від галактичних променів магнітне поле Землі. Екіпаж місії на Титан буде повністю позбавлений такого природного щита.
Від Copernicus до VASIMR
Проєкт Copernicus спочатку розроблявся у стінах дослідного центру NASA для забезпечення швидких польотів на Марс. Згодом його концепцію адаптували для Титана, який у момент найближчого зближення розташований у 17 разів далі від нашої планети, ніж Марс. Додавання величезних паливних баків теоретично може скоротити політ в один бік навіть до 90 днів, але це катастрофічно збільшить стартову масу та астрономічну вартість корабля.
Інженери також розглядають альтернативні ядерні варіанти. Ядерно-електрична плазмова ракета VASIMR змогла б зменшити час перельоту до 149 днів. А перспективний прямий термоядерний двигун дозволив би здійснити політ туди й назад за 2–2,6 року. Проте жодна із цих інноваційних систем не розв’язує фундаментальної проблеми: відсутності легкого та надійного екрана для захисту від радіації.
Чому саме Титан?
Попри екстремальні умови, де температура -179°C, дефіцит сонячного світла та гравітація у сім разів менша за земну, Титан має унікальні переваги у порівнянні з Червоною планетою. Його азотна атмосфера вшестеро густіша за нашу. Це дозволяє ефективно гальмувати посадковий модуль без використання ракетних двигунів.
Коли екіпаж опиниться на твердій землі, цей щільний газовий шар працюватиме як надійний щит від космічної радіації. Важливим бонусом є і наявність у ґрунті рідкого метану та етану, які космонавти могли б викачувати та переробляти на пальне для зворотного шляху додому.
Тіло проти безжального космосу
Вплив тисячоденної мандрівки на людину залишається найслабшою ланкою цього амбітного плану. Радіаційне пошкодження клітин починає накопичуватися одразу, щойно корабель залишає магнітосферу Землі. Сьогодні людство не винайшло легких матеріалів, здатних зупинити високоенергетичні атомні ядра, які легко прошивають стінки космічних кораблів.
Мікрогравітація теж нещадно руйнує організм: кістки астронавтів втрачають близько 1 % своєї щільності щомісяця, а м’язи швидко атрофуються. Крім того, перерозподіл рідин у тілі створює небезпечний тиск на зоровий нерв, що загрожує частковою або незворотною втратою зору — таке явище вже фіксували після піврічних місій на МКС. Ніхто не знає, як відреагує тіло і психіка на 2,5 року абсолютної ізоляції у крихітному просторі.
Розвідка перед великим стрибком
Перш ніж люди коли-небудь ризикнуть вирушити до зовнішньої Сонячної системи, дорогу їм прокладуть роботизовані системи. Очікується, що розвідник збере життєво важливі дані задовго до того, як перший астронавт сяде в крісло біля ядерного реактора. На 2034 рік заплановано прибуття на Титан квадрокоптера NASA під назвою Dragonfly.
Цей інноваційний вертоліт візьме проби хімічного складу ґрунту, складе мапу стабільності рельєфу та виміряє фактичний рівень радіації на поверхні. Саме його результати дадуть остаточну відповідь на запитання: чи зможе людина вижити на цьому далекому світі. Розрахунки потужності двигунів сьогодні здаються найнадійнішою частиною плану. Реактори справді здатні доправити космічний корабель до Сатурна, але ніхто ще не довів, що після виснажливої посадки астронавти фізично зможуть зробити свій перший крок.
Раніше ми розповідали про те, як лазерні двигуни допоможуть досягти Альфи Центавра за 20 років.
За матеріалами dailygalaxy.com
