Jako że temat lotu na Marsa wyraźnie wzbudza zainteresowanie czytelników, to dziś kilka obrazków i trochę tekstu z następnej, ciekawej prezentacji jaką udało mi się wygrzebać w zakamarkach internetów. Prezentacja nazywa się „Misja na Marsa w sześciu (nie takich łatwych) kawałkach” i została przygotowana przez firmy Boeing i Energia w maju tego roku.
Zacznijmy od pytania „kiedy?”. Obrazek powyżej pokazuje jak zmienia się wymagana delta V w zależności od roku w którym wysłano by misję. Jak widać najlepszym momentem były rok 2034 – zarówno układ planet jaki i ilość promieniowania (związana z 11’sto letnik cyklem aktywności Słońca) jest najlepsza. Następna okazja na wysłanie ludzi na Marsa pojawi się dopiero w okolicach 2050 roku, ale niestety wtedy słońce będzie aktywne.
Następny slajd pokazuje sześć podstawowych klocków Lego wymaganych do stworzenia misji na Marsa:
Jak czytelnicy pewnie natychmiast zauważyli, NASA prowadzi prace nad czterema z nich – kapsułą Orion, rakietą SLS, lądownikiem marsjańskim (nadmuchiwana osłona termiczna!) i przestrzenią mieszkalną (Bigelow). Jak na razie nikt nie pracuje nad pojazdem do startowania z Marsa oraz nad kosmicznym pchaczem. Warto się przyjrzeć temu ostatniemu – NASA opublikowała dawno, dawno temu ciekawą prezentację na temat tego pchacza:
Teoretycznie wszystkie elementy niezbędne do jego budowy są znane – baterie słoneczne i silniki jonowe. Praktycznie problemy zaczynają się ze skalowaniem tego (taki pchacz musiał by mieć materie produkujące >1MW energii i odpowiednio mocną baterię silników jonowych), wytrzymałością na promieniowanie (pchacz będzie działał poza ochroną ziemskiego pola magnetycznego – szybka degradacja wydajności baterii słonecznych, kruszenie materiałów itp.) oraz problem dużych, nieosiowych momentów siły (kierunek ciągu silników zmienia się płynnie w stosunku do kierunku w którym ustawione są baterie słoneczne).
Wszystkie te problemy są rozwiązywalne, ale zanim polecimy na Marsa, to trzeba te rozwiązania przetestować. Warto też zauważyć że o ile taki słoneczny pchacz napędzany silnikami jonowymi jest bardzo efektywny z punktu widzenia ilości paliwa, o tyle baterie słoneczne ważą bardzo dużo i trzeba je wysłać z Ziemi – początkowa inwestycja (w sensie ilości ładunku który trzeba wynieść na orbitę) będzie duża, ale pchacz się zwróci już przy drugim locie na Marsa.
Zakładając użycie megawatowego-jonowego pchacza, tak wyglądała by misja na Marsa z punktu widzenia logistyki:
W 2031 roku poleciała by pierwsza rakieta SLS z elementami pchacza na niską orbitę okołoziemską. Tam pchacz by został rozłożony i uruchomiony a następnie pracowicie doleciał by do punktu EML2 (punkt libracyjny znajdujący się po przeciwnej stronie Księżyca). Rok później dołączyła by do niego bezzałogowa część ładunku i całość ruszyła by na wycieczkę na Marsa lądując tam w 2034 roku. W tym samym roku wystrzelono by na orbitę następny pchacz, który znowu pracowicie doleciał by do EML2. Rok później wystrzelona by została rakieta z resztą (moduł załogowy, lądownik marsjański itp), wszystko ładnie by się poskładało do kupy a w 2035 roku do EML2 polecieli by astronauci Orionem. Całość ruszyła by na Marsa i wylądowała tam w 2036 roku. Po ponad roku przebywania na Marsie (i/lub na orbicie Marsa) użyto by połączonych sił obu pchaczy by wysłać załogę znowu do punktu EML2. Tam pchacze by zostały a Orion z ludźmi wrócił by na Ziemię w 2038 roku.
Zakładając że ludzie nie lądowali by na Marsie a jedynie na jego księżycu – Deimos, misja się znacznie upraszcza:
W tym wypadku potrzebne są tylko 4 loty SLS – ostatni po to by zatankować Oriona i jego moduł serwisowy by całość mogła wrócić z punktu EML2 na Ziemię.
Dla sceptyków takich jak ja nie wierzących w możliwość realizacji tak skomplikowanego planu, autorzy zamieścili poniższy slajd:
Oto wszystkie loty między 1998 a 2012 wymagane do zbudowania i utrzymania ISS. Wyniesiono na orbitę razem 4500 ton ładunków. W porównaniu z tym przedsięwzięciem misja na Marsa wydaje się śmiesznie łatwa.
Edycja – porównanie rozmiarów kosmicznego pchacza do ISS:
