Sementara kamera pesawat ruang angkasa Rusia-Eropa ExoMars mengirim gambar pertama Planet Merah ke Bumi, Amerika Serikat sedang berupaya mengirimkan ekspedisi berawak penuh ke Mars. Mengapa Amerika membutuhkannya, berapa biaya proyek semacam itu dan apakah Rusia berencana untuk berpartisipasi di dalamnya adalah pertanyaan yang membutuhkan jawaban.
Tugas terbang lintas Mars berawak ditetapkan oleh Presiden Barack Obama pada tahun 2010. Kemudian dia menggambar rencana aksi berikut di depan NASA: pada tahun 2025, melakukan penerbangan berawak ke asteroid yang dekat dengan Bumi, pada pertengahan 2030-an - ke Mars, setelah itu misi pendaratan akan mengikuti. Sejauh ini, kita dapat mengatakan bahwa NASA secara keseluruhan sesuai dengan timeline yang direncanakan. Pada saat yang sama, badan tersebut berencana tidak hanya terbang melintasi Planet Merah, tetapi juga mengunjungi satelit alaminya, Phobos.
Sampai saat ini, badan tersebut telah mengidentifikasi enam elemen dasar yang diperlukan untuk penerbangan ke Mars, termasuk pendaratan. Ini adalah kendaraan peluncuran berat SLS, pesawat ruang angkasa Orion, modul hidup Transheb (untuk penerbangan di sepanjang rute Bumi-Mars-Bumi), pendarat, tahap lepas landas, dan sistem propulsi tenaga surya (SEP). Menurut salah satu perkiraan awal, 15 hingga 20 ton kargo dan peralatan perlu dikirim ke permukaan Planet Merah untuk memastikan pendaratan pertama orang di permukaannya. Namun, perwakilan NASA mengumumkan angka 30 ton atau lebih, dengan mempertimbangkan fakta bahwa berat tahap lepas landas yang diproyeksikan saja akan menjadi 18 ton, dan berat pendarat setidaknya 20 ton. Untuk mengirim elemen-elemen ini ke luar angkasa, setidaknya diperlukan 6 peluncuran SLS pengangkut berat / super berat dengan daya dukung 70 hingga 130 ton. Dalam upaya untuk menghemat waktu dan uang dalam pengembangan dan produksi "truk berat" ini NASA menggunakan teknologi dan peralatan yang tersisa dari angkutan, termasuk mesin, tangki bahan bakar dan pendorong padat "shuttles".
Unsur-unsur kompleks Mars akan berkumpul dalam satu bundel bukan di orbit dekat bumi, tetapi di titik Lagrange L-2. Terletak satu setengah juta kilometer dari Bumi, di belakang sisi jauh Bulan, pada 61.500 tumbukan. NASA menyebut L-2 tidak lebih dari "situs uji", dengan demikian menekankan bahwa tidak hanya perakitan, tetapi juga pengujian teknologi Mars akan dilakukan di sana.
Media Amerika dan internasional telah berulang kali, termasuk dengan mengacu pada beberapa sumber di NASA, menyebutkan kemungkinan kembalinya orang Amerika ke bulan sebagai persiapan untuk ekspedisi Mars. Namun, ini bukan pertanyaan sekarang. Sebagai salah satu pakar Amerika terkemuka di bidang kebijakan luar angkasa, John Logsdon, mengatakan kepada surat kabar VZGLYAD, penciptaan pendarat bulan tidak termasuk dalam rencana NASA. Namun, tidak dikecualikan bahwa Badan Antariksa Eropa (ESA) akan memutuskan penerbangan ke bulan. Dan jika ESA membangun pendarat, Amerika Serikat dapat berpartisipasi dalam proyek lunar Eropa, mungkin menyediakan SLS untuk mengirimkan modul ini ke satelit alami Bumi.
Tiga langkah ke Mars
Kendaraan peluncuran paling kuat dalam sejarah astronotika
NASA menyebut langkah pertamanya "bersandar di Bumi." Ini termasuk mempraktikkan operasi yang diperlukan dan mengumpulkan pengalaman yang diperlukan di orbit rendah bumi menggunakan ISS. Selain itu, sebagai bagian dari langkah ini, badan tersebut sedang mengembangkan cara dan metode untuk menggunakan sumber daya Mars improvisasi (ISRU) untuk mendapatkan bahan bakar dan bahan-bahan lain yang diperlukan. Kegiatan ini cukup bermanfaat ketika Anda mempertimbangkan bahwa tahap lepas landas seberat 18 ton akan membutuhkan 33 ton bahan bakar, dan NASA bermaksud untuk mengekstraknya dari karbon dioksida dan air yang tersedia di Planet Merah.
Langkah kedua disebut "situs uji", yang, sebagaimana telah disebutkan, terletak di titik L-2. Dengan bantuan perangkat otomatis, direncanakan untuk menangkap asteroid terdekat, yang akan dipindahkan ke titik ini, di mana ia diperiksa oleh kru pesawat ruang angkasa Orion.
Langkah ketiga disebut "independen dari Bumi." Kita sudah berbicara tentang studi langsung dan pengembangan Planet Merah. Ini mencakup kehidupan di Mars, penggunaan intensif sumber daya Mars, dan transmisi reguler informasi ilmiah ke Bumi menggunakan sistem komunikasi canggih.
Perlu memikirkan peran "Orion" secara lebih rinci. Terlepas dari kenyataan bahwa secara lahiriah menyerupai versi yang diperbesar dari pesawat ruang angkasa kelas Apollo klasik sekali pakai (kadang-kadang Orion dengan bercanda disebut "Apollo dengan steroid"), "taksi" baru untuk astronot NASA akan dapat digunakan kembali - direncanakan untuk menggunakan kapal kendaraan keturunan yang sama hingga sepuluh kali. Pada saat yang sama "Orion" akan dibedakan dengan peningkatan "kapasitas penumpang" dan akan dapat membawa hingga 7 anggota awak.
Tapi ini bukan fitur utama Orion. Menurut Charles Precott, wakil presiden Orbital ATK, yang mengembangkan penguat bahan bakar padat lima segmen untuk SLS, kapal itu akan menjadi bagian dari kompleks antarplanet Mars. Sistemnya, termasuk sistem pendukung kehidupan (pendingin) dan perlindungan terhadap radiasi, akan diintegrasikan ke dalam kompleks ini untuk meningkatkan keandalannya.
Statistik keberhasilan peluncuran luar angkasa di berbagai negara
Perkiraan sumber daya "Orion" tidak kurang dari 1000 hari. Hal ini dirancang untuk memasuki atmosfer bumi pada kecepatan yang lebih tinggi, seperti ketika kembali dari L-2 atau Mars. Selain itu, kapal akan menjadi tempat perlindungan tambahan bagi awak kapal jika terjadi kesalahan. Precott memberi contoh Apollo 13, yang krunya, setelah ledakan tangki oksigen di modul perintah selama penerbangan ke Bulan, sebagian besar diselamatkan berkat sistem pendingin dan propulsi pendarat bulan. Modul ini, meskipun tidak dirancang untuk beroperasi selama penerbangan di sepanjang rute Bumi-Bulan-Bumi, dalam situasi kritis berhasil melakukan fungsi yang tidak biasa untuknya.
Uji terbang pertama Orion berlangsung secara otomatis pada Desember 2014, saat diluncurkan dari kendaraan peluncuran Delta IV Heavy. Yang berikutnya dijadwalkan pada September 2018, Orion (masih tanpa awak) akan terbang di orbit sirkumlunar dengan bantuan kapal induk SLS, yang omong-omong, ini akan menjadi peluncuran pertama. Dan penerbangan berawak pertama dari pesawat ruang angkasa - langsung ke Bulan - dijadwalkan pada 2021–2023.
Ketakutan dan kenyataan
Kru yang terbang di orbit rendah Bumi dilindungi dari radiasi kosmik oleh medan magnet Bumi. Astronot yang menuju Bulan dan Mars khususnya kehilangan perlindungan ini. Namun, menurut Scientific American, mengutip data dari penjelajah Curiosity, bahaya radiasi dari luar angkasa tidak begitu besar sehingga menjadi penghambat pelaksanaan ekspedisi Mars. Jadi, astronot yang menghabiskan 180 hari untuk sampai ke Mars, jumlah yang sama untuk kembali darinya, dan juga menghabiskan 500 hari di permukaan Planet Merah, akan menerima dosis total radiasi di wilayah 1,01 sievert. Menurut standar ESA, seorang astronot tidak boleh menerima lebih dari satu sievert selama semua penerbangannya. Dosis ini, menurut dokter, meningkatkan risiko kanker sebesar 5%. NASA memiliki standar yang lebih ketat: risiko kanker astronot selama seluruh periode aktivitas profesionalnya tidak boleh melebihi 3%. Namun, menurut Don Hassler, salah satu anggota tim peneliti Curiosity, 5% adalah "angka yang bisa diterima."
Berbicara pada konferensi People to Mars (H2M) di Washington bulan Mei ini, Scott Hubbard, sebelumnya bertanggung jawab atas proyek Mars NASA dan sekarang menjadi profesor di Universitas Stanford, mengutip Kepala Dokter NASA Richard Williams yang mengatakan bahwa “saat ini tidak ada bahaya kesehatan awak yang akan mencegah misi berawak ke Mars. Williams mengakui ada beberapa risiko kesehatan bagi astronot, tetapi NASA bersedia menerimanya, terutama karena badan tersebut terus mengembangkan cara baru untuk menguranginya. Sebagai contoh, NASA saat ini sedang bereksperimen dengan bahan yang terbuat dari nanotube boron nitrida terhidrogenasi (BNNT) yang menunjukkan sifat anti-radiasi yang sangat menjanjikan.
Namun, menurut Andy Weier, penulis buku "The Martian", yang menjadi dasar pembuatan film dengan nama yang sama, pahlawannya pasti akan terkena kanker selama berada di permukaan Planet Merah. Siapa yang lebih dekat dengan kebenaran - ilmuwan atau penulis fiksi ilmiah, waktu akan memberi tahu.
Kapan, untuk berapa banyak dan dengan siapa
NASA saat ini mengikuti jadwal berikut untuk eksplorasi berawak dan eksplorasi Mars. Dari tahun 2021 hingga 2025, setidaknya lima misi berawak ke luar angkasa direncanakan, termasuk "penangkapan" dan studi asteroid. Pada tahun 2033, astronot diharapkan mencapai Phobos, dan pada tahun 2039, mereka diharapkan untuk melangkah ke permukaan Mars untuk pertama kalinya. Ekspedisi kedua akan mendarat di Mars pada 2043.
Untuk mendukung "serangan" berawak Planet Merah dari 2018 hingga 2046, setidaknya 41 kapal induk tipe SLS harus diluncurkan. Tidak dikecualikan bahwa untuk ini perlu menambahkan peluncuran operator tipe Delta-4 dan Atlas-5 yang sudah dioperasikan (jika yang terakhir menerima mesin Amerika alih-alih yang Rusia dan masih beroperasi). Mereka akan digunakan terutama untuk meluncurkan kendaraan otomatis ke Mars dan Mars, yang akan dipercayakan dengan fungsi "penambang" informasi ilmiah untuk membantu ekspedisi berawak.
Tentu saja, jumlah kapal induk dan jenisnya dapat bervariasi tergantung pada perubahan yang dilakukan pada konfigurasi misi berawak Mars. Ada opsi di mana hanya diperlukan 32 kapal induk tipe SLS (tidak termasuk lima untuk ekspedisi keliling bulan yang disebutkan di atas): sepuluh untuk mendukung misi berawak ke Phobos, dua belas untuk pendaratan pertama astronot di Mars, dan sepuluh lagi untuk yang kedua.
Pertanyaannya adalah: berapa biaya semua ini dan akankah Amerika Serikat "menarik" pengeluaran seperti itu sendirian? Mengirim astronot ke Mars hanya akan menghabiskan sebagian kecil dari apa yang dihabiskan untuk pengembangan dan produksi jet tempur F-35 generasi keenam, menurut sekelompok ahli dari NASA, serta perwakilan industri dan akademisi di Amerika Serikat. manajemen Amerika Serikat, pada akhirnya program F-35 bisa menelan biaya satu triliun dolar) dan tidak akan melebihi $ 100 miliar. Ini sama dengan yang telah dikeluarkan AS selama ini untuk program ISS. Pada 2024, penerbangan stasiun akan selesai, dan NASA tidak akan lagi menghabiskan hampir $ 4 miliar per tahun untuk operasinya. Jadi, dalam sepuluh tahun memisahkan akhir orbit stasiun di sekitar Bumi dan awal misi ke Phobos, jumlah dana yang disimpan akan berjumlah sekitar $ 40 miliar, dan Amerika Serikat harus mencari tambahan $ 60 miliar untuk mengimplementasikan rencana Mars-nya.
Berbicara tentang biaya misi Mars, para ahli menekankan bahwa itu dapat dikurangi lebih banyak lagi jika peserta internasional terlibat dalam proyek tersebut. Pertanyaan yang jelas adalah: apakah Rusia termasuk di antara mereka, yang saat ini merupakan salah satu mitra terbesar Amerika Serikat di bidang luar angkasa dan memiliki potensi luar angkasa yang serius (terutama di bidang penerbangan berawak)? Tetapi jika Amerika Serikat memiliki rencana seperti itu untuk Rusia, mereka dirahasiakan untuk saat ini.
Pada akhir Mei tahun ini, surat kabar Space News menguraikan pandangan kepala NASA Charles Bolden tentang masa depan kerja sama internasional di luar angkasa. Dia berbicara tentang pentingnya interaksi di luar atmosfer dengan Eropa, Jepang dan Cina. Mengenai RRC, Bolden menyebutkan bahwa dia akan mengunjunginya pada akhir musim panas, menekankan bahwa cepat atau lambat Amerika Serikat dan China pasti akan mulai bekerja sama erat di bidang luar angkasa. Daftar mitra luar angkasa potensial bahkan termasuk negara-negara seperti Israel, Yordania, dan Uni Emirat Arab. Tapi Bolden tidak mengatakan sepatah kata pun tentang Rusia. Mungkin tidak ada alasan untuk ini, tetapi penjelasan lain mungkin: hubungan yang memburuk tajam antara Moskow dan Washington, serta kurangnya teknologi dan teknologi Rusia untuk ruang angkasa (demi mendapatkan akses ke sana, Amerika Serikat dapat menetapkan selain perbedaan politik umum) tidak berkontribusi pada kepentingan Amerika untuk melanjutkan kemitraannya dengan negara kita setelah berakhirnya penerbangan ISS.
Tetap menambahkan bahwa, selain program Mars negara bagian AS, ada juga program pribadi, yang ingin diterapkan oleh SpaceX. Kepala perusahaan ini, Elon Musk, mengumumkan rencana untuk mendaratkan kapal Naga di permukaan Planet Merah pada 2018, dan mengirim orang ke sana pada 2026.
Berbicara di konferensi People to Mars dan berbicara tentang mengapa Amerika berjuang untuk Planet Merah, Charles Precott mengatakan: “Lompatan di luar angkasa hanya terjadi ketika kepentingan strategis negara berada di belakang mereka. Kami pergi ke Mars karena kami ingin menunjukkan kepada dunia kemampuan kami untuk melakukan sesuatu yang belum pernah dilakukan siapa pun sebelumnya, untuk menunjukkan kepemimpinan luar angkasa kami dan menjamin akses kami ke pasar luar angkasa global, yang mencapai pendapatan tahunan $330 miliar. Seperti yang Anda lihat, penjelasannya cukup sederhana. Dan pertanyaan tanpa sadar muncul: apakah Rusia benar-benar tidak memiliki kepentingan strategis seperti itu yang dapat diwujudkan dengan bantuan proyek yang menelan biaya dua Olimpiade Sochi?
