11 страница. Pojawia się więc pytanie o optymalną liczebność załogi podczas lotu na Marsa i pobytu na powierzchni planety

Pojawia się więc pytanie o optymalną liczebność załogi podczas lotu na Marsa i pobytu na powierzchni planety. Innymi słowy, kogo naprawdę potrzebujemy? Podczas wyprawy najbardziej należy liczyć się z awarią jednego (lub kilku) spośród

LOT NA MARSA • 127

kluczowych układów mechanicznych i elektrycznych (napędu rakietowego, układów kontrolnych i systemu podtrzymywania funkcji życiowych). Dlatego mechanik jest członkiem załogi, od którego w największym stopniu zależy życie astronautów i powodzenie misji. Niezbędny jest wyborowy mechanik, którego możemy nazwać inżynierem pokładowym (całkiem słusznie, gdyż jest on inżynierem w dawnym znaczeniu, podobnie jak kiedyś inżynier na kolei czy na statku parowym), potrafiący „wywęszyć" problemy, zanim się ujawnią, i naprawić wszelkie możliwe urządzenia. Rola mechanika w trakcie wyprawy jest tak ważna, że pomimo ograniczania załogi do minimum proponuję wysłanie na Marsa dwóch osób o takich umiejętnościach.

Po mechaniku najważniejszy jest naukowiec prowadzący badania w terenie. Nie wolno nam zapomnieć, że sens wyprawy na Marsa polega na badaniach i eksploracji planety. Osoba niezbędna do kompetentnego wypełnienia celów misji odegra najważniejszą rolę po specjalistach, których obecność jest konieczna, by powiódł się lot na Marsa i powrót na Ziemię. Brak oczekiwanych danych naukowych oznaczałby do pewnego stopnia niepowodzenie wyprawy, dlatego ponownie sugeruję wysłanie dwóch osób, potrafiących wykonać to zadanie. Jednym z naukowców powinien być geolog, który zajmie się badaniem zasobów naturalnych i próbą rekonstrukcji geologicznej historii Marsa. Natomiast drugi uczony, biogeochemik, zbada czynniki marsjańskiego środowiska, mogące dać odpowiedź na pytanie, czy na Marsie występowało kiedykolwiek życie. Biogeochemik będzie także prowadził doświadczenia, zmierzające do wyznaczenia chemicznej i biologicznej toksyczności marsjań-skich substancji w stosunku do ziemskich roślin i zwierząt, oraz zbada właściwości gleby, przesądzające o warunkach szklarniowej uprawy roślin.

To już wszyscy. Nie zostawiając nikogo bez towarzystwa (co miałoby miejsce, gdyby na przykład jedna osoba podróżowała w roverze, a pozostali przebywali w bazie), czteroosobowa załoga, składająca się z dwóch mechaników i dwóch naukowców, może rozdzielić się na dwuosobowe grupy o uzupełniających się umiejętnościach: w każdej zawsze obecny jest uczony oraz

128 • CZAS MARSA

inżynier, potrafiący naprawić wadliwie działający sprzęt. Nie ma potrzeby wysyłania na Marsa dodatkowych członków załogi takich jak „dowódca" czy „lekarz". Bez wątpienia wyznaczony zostanie dowódca, a także jego zastępca, ponieważ w niebezpiecznych sytuacjach konieczne jest błyskawiczne podejmowanie decyzji. Nie ma jednak miejsca dla osoby, której wyłącznym zadaniem byłoby nadzorowanie, czy astronauci wywiązują się ze swych obowiązków. Podobnie żaden członek załogi nie będzie pełnił wyłącznie obowiązków „pilota". Statek kosmiczny może wylądować zupełnie bez udziału człowieka, a umiejętności pilota przydadzą się przez najwyżej parę minut w ciągu trwającej dwa i pół roku misji - w przypadku awarii pilota automatycznego. Na wypadek potrzeby zastąpienia urządzeń przez ludzi, jeden lub dwóch członków załogi powinno otrzymać przeszkolenie w dziedzinie technik pilotażu (znacznie łatwiej geologa nauczyć latania, niż pilota geologii). Ostatnia kwestia: nie będzie lekarza. Wielki norweski odkrywca Roald Amundsen nigdy nie brał lekarza na wyprawy, ponieważ uważał, że cierpi na tym morale załogi, a poza tym doświadczony podróżnik poradzi sobie ze zdecydowaną większością nagłych przypadków, wymagających pomocy medycznej. Wiadomo również, że wbrew publicznym zapewnieniom prawie wszyscy astronauci nie znoszą lekarzy. Sądzę, że również Czytelnik nie darzyłby ich sympatią - wystarczy wyobrazić sobie, że gdy staramy się wykonać trudne zadanie, ktoś ciągle wbija nam w ciało igły i obwiesza elektrodami czy termometrami. Zamiast wysyłać lekarza, wystarczy przeszkolić wszystkich członków załogi w udzielaniu pierwszej pomocy, umieścić na pokładzie statku nowoczesne urządzenia do diagnostyki medycznej oraz umożliwić konsultacje z udziałem lekarzy z Ziemi, pomocne przy leczeniu prostszych zaburzeń (na przykład infekcji ucha). Ponadto pomocny byłby na Marsie astronauta, który kiedyś zajmował się medycyną lub został przeszkolony na poziomie felczera, wyposażony w zestaw przyrządów do podstawowych badań (noszą takie w torbie wiejscy lekarze) i zapas rozmaitych antybiotyków. Biogeochemik wydaje się naturalnym kandydatem do odbycia podobnego kursu. Zbędny jest zaś najwyższej

LOT NA MARSA • 129

klasy lekarz, który spędzałby czas, czytając teksty medyczne i szlifując umiejętności chirurgiczne za pomocą komputerowej rzeczywistości wirtualnej, lub, co byłoby jeszcze gorsze, pasożytował, poddając pozostałych członków załogi szczegółowym badaniom.

Zapożyczając terminologię z serialu Star Trele, możemy podsumować, że w załogowej misji na Marsa weźmie udział dwóch Scottych i dwóch Spocków, lecz zabraknie miejsca dla Kirka, Sulu i McKoya oraz, co jeszcze ważniejsze, dla ich racji żywnościowych i łóżek.

Czteroosobowa załoga wystarczy, by polecieć na Marsa.

Bezpośredni start

Do tej pory wszystkie międzyplanetarne loty kosmiczne rozpoczynały się startem bezpośrednim - rakieta nośna wynosi statek na LEO (niską orbitę okołoziemską), a następnie odpala swój najwyższy stopień i umieszcza statek na trajektorii, prowadzącej do wybranej planety. W ten sposób sondy Mariner i Yiking dotarły na Marsa, a statek Apollo na Księżyc. Żadna misja nie zaczynała się od wyniesienia ładunku do orbitującego portu kosmicznego w celu przeładowania go na statek międzyplanetarny, który właśnie powrócił z lotu na, na przykład, Saturna i świeżo uzupełnił zapasy paliwa. Żadna misja nie używała statków zbudowanych w przestrzeni kosmicznej. Właśnie takie, często występujące skojarzenie załogowych wypraw na Marsa z futurystycznymi pomysłami wykorzystania portu kosmicznego i budowy statków na orbicie spowodowało odłożenie planów bezpośredniego zbadania Czerwonej Planety na przyszłość. Załogowe loty na Marsa będą jednak możliwe, jeśli da się je rozpocząć bezpośrednim startem. Dzięki rezygnacji z orbitalnych montowni statków i portów kosmicznych plany załogowych misji marsjańskich stają się realne w naszym świecie i nie wymagają ani „wszechświata równoległego", ani oczekiwania na odległą przyszłość. Dzięki bezpośredniemu startowi już dziś dysponujemy 90% potrzebnego sprzętu.

130 • CZAS MARSA

Poznaliśmy trajektorię lotu i skład załogi. Zastanówmy się teraz, czy za pomocą dwóch bezpośrednich ciężkich rakiet nośnych uda się wysłać na Marsa ekwipunek dla czteroosobowej misji zgodnie z wybranym planem lotu.

Ciężkie rakiety nośne nie są niczym nadzwyczajnym - Stany Zjednoczone zbudowały i wykorzystywały pierwszą taką rakietę trzydzieści lat temu. Rakieta nośna Saturn 5 powstała po pięcioletnim okresie projektowania i budowy; wysyłała wielokrotnie załogi statków Apollo na Księżyc; począwszy od 1967 roku działała bez żadnej usterki przez osiem lat, do 1973 roku, kiedy ostatnia rakieta wyniosła na orbitę okołoziemską stację kosmiczną Skylab. Saturn 5 mógł wynieść na LEO ładunek 140 ton. Dziś bez trudu można by rozpocząć produkcję rakiet Saturn 5, wystarczy odbudować linię produkcyjną. Można też postąpić inaczej - na przykład wykorzystać elementy promu kosmicznego do budowy rakiety nośnej tej samej klasy: przyczepić zestaw czterech silników głównych promu kosmicznego (SSME, ang. Space Shuttle Main Engine) u dołu zewnętrznego zbiornika (ET, ang. External Tank) promu, umocować dwie rakiety wspomagające na paliwo stałe promu (SRB, ang. Solid Rocket Booster) po każdej stronie ET, a nad zbiornikiem umieścić górny stopień wodorowo-tlenowy. Tak właśnie wygląda projekt rakiety nośnej Ares, opracowany przez Davida Bakera na potrzeby programu Mars Direct. W zależności od siły ciągu silnika górnego stopnia, Ares może wynieść na LEO od 121 ton (przy sile ciągu górnego stopnia 1,1 miliona niutonów) do 135 ton (przy sile ciągu SSME górnego stopnia 2,2 miliona niutonów). Obecnie odpowiednią ciężką rakietę nośną mają Rosjanie. Istniejący model, Energia, może umieścić na LEO tylko 100 ton, jednak udoskonalona wersja, Energia-B, będzie wynosić na orbitę 200 ton. W trakcie krótkiego żywota Inicjatywy Badań Kosmicznych (SEI) opracowano w NASA dziesiątki projektów rakiet nośnych, mogących umieścić na LEO od 80 do 250 ton. Krótko mówiąc, Stany Zjednoczone mogą szybko zbudować odpowiednie rakiety nośne, gdy tylko zapadnie taka decyzja.

Wprawdzie na papierze projekty rakiet nośnych o dowolnym udźwigu wyglądają równie dobrze, w rzeczywistości jest jednak

LOT NA MARSA • 131

inaczej. Opracowano projekty rewelacyjnych rakiet nośnych, zdolnych wynieść jednorazowo na LEO tysiąc ton, co brzmi świetnie, gdyby nie to, że podczas odpalania podobnej rakiety przypuszczalnie wyleciałoby w powietrze całe Orlando2 (a przynajmniej Centrum Kosmiczne im. Kennedy'ego). Z tego względu możemy bardzo konserwatywnie założyć, że wystarczy zbudować rakiety nośne o udźwigu odpowiadającym Saturnowi 5 z lat sześćdziesiątych, a więc wynoszące na LEO około 140 ton ładunku. Czy rakiety takie wystarczą, by wysłać misję według projektu Mars Direct - metodą bezpośredniego startu?

Niepełną odpowiedź na to pytanie daje tabela 4.3, ukazująca masę ładunku, dostarczanego na powierzchnię Marsa przez taką rakietę nośną: zdolną wynieść 140 ton na LEO, przy uwzględnieniu manewru wejścia statku kosmicznego na orbitę okołomarsjańską. Tabela 4.3 przedstawia warianty lotów towarowych i załogowych po trajektorii rejsowej Ziemia-Mars, dopuszczające użycie - jako górnego, trzeciego stopnia rakiety nośnej - albo nowoczesnego silnika chemicznego na wodór i tlen o impulsie właściwym (Isp) równym 450 s, albo dostęp-

Tab 4 3 Ładunek dostarczany na powierzchnię Marsa z wykorzystaniem rakiety startowej wynoszącej na LEO 140 ton

LOT TYP STOPNIA WIELKOŚĆ ŁADUNEK

RAKIETY SŁUŻĄCEGO ŁADUNKU DOSTARCZONY

DO UMIESZCZENIA UMIESZCZONEGO NA POWIERZCHNIĘ

STATKU NA TRAJEKTORII MARSA

NA TRAJEKTORII REJSOWEJ

REJSOWEJ ZIEMIA MARS

ZIEMIA-MARS

towarowy H2/02 46,2 t 28,6 t

załogowy H2/02 40,6 t 25,2 t

towarowy termiczny

napęd jądrowy 74,6 t 46,3 t

załogowy termiczny

napęd jądrowy 69,8 t 43,3 t

2 Miasto na Florydzie, niedaleko Przylądka Canaveral (przyp red).

132 • CZAS MARSA

nego w niedalekiej przyszłości termicznego silnika jądrowego (NTR), którego Isp sięga 900 s.

Umieszczone w tabeli 4.3 dane na temat wielkości ładunku, dostarczanego na powierzchnię Marsa, obliczono przy założeniu, że podczas wejścia statku na orbitę wokół Marsa zostanie zastosowane hamowanie atmosferyczne. W projekcie Mars Direct jest to bez wątpienia optymalny sposób przeprowadzenia manewru wejścia statku na orbitę okołomarsjańską, gdyż wieziony ładunek ma być dostarczony na powierzchnię planety i z tego względu i tak musi mieć osłonę aerodynamiczną. Użycie hamowania atmosferycznego w misji Mars Direct pozwala „za darmo" pozbyć się istotnej części AV. Rezygnacja z hamowania atmosferycznego i wykonanie manewru wejścia na orbitę wokół Marsa za pomocą silników rakietowych oznacza konieczność ograniczenia o 25% ładunku dostarczanego na powierzchnię planety. W takich projektach misji na Marsa, jak Raport 90-dniowy, hamowanie atmosferyczne wiązało się z licznymi technicznymi problemami. W przypadku postulowanego w Raporcie gigantycznego statku kosmicznego o rozmiarach Battlestar Galactica, hamowanie atmosferyczne nie udałoby się bez ogromnych osłon aerodynamicznych, wymagających montażu na orbicie okołoziemskiej; jak już dowodziłem, nie jest to dobra propozycja. Dodatkowo w tego rodzaju misjach lot po trajektoriach opozycyjnych prowadzi do wejścia w atmosferę Marsa z bardzo dużą prędkością, co znacznie zwiększa termiczne i mechaniczne obciążenia osłony aerodynamicznej. Projekt Mars Direct przewiduje lot po trajektoriach koniunkcyjnych, które wymagają mniejszych ilości energii przy starcie oraz charakteryzują się niedużą prędkością wejścia w atmosferę Marsa, słabszym rozgrzewaniem i znacznie mniejszymi aerodynamicznymi siłami hamującymi. Najważniejsze jednak, że w planie Mars Direct hamowany statek kosmiczny jest stosunkowo mały, więc wyprodukowanie potrzebnych osłon aerodynamicznych nie sprawia problemu; poza tym bez trudu można je dopasować do kształtu rakiety. Są na to dwa sposoby: użycie osłon w kształcie parasola, wykonanych z elastycznego włókna, owijanych dookoła dolnej części

LOT NA MARSA • 133

wiezionych ładunków, jak w pierwotnym projekcie Mars Direct, lub też usunięcie oprofilowania statku i zastosowanie sztywnej osłony w kształcie pocisku, chroniącej ładunek od góry. Oba rozwiązania są wykonalne, a budowa osłon dla ładunków o rozmiarach przewidywanych przez plan Mars Direct może w całości odbyć się na Ziemi przed startem. Ponadto manewr wejścia na orbitę wokół Marsa, realizowany według planu Mars Direct, stawia niższe wymagania systemom kierowania, nawigacji i kontroli lotu niż w planach, zakładających kolejne spotkanie na orbicie okołomarsjańskiej, ponieważ nie ma większego znaczenia, na jaką orbitę statek wejdzie (skoro po lądowaniu orbita ta zostanie „wykasowana"); wystarczy, by mieściła się w szerokim zakresie dopuszczalnych orbit, które mają nachylenie odpowiednie do lądowania w wyznaczonym miejscu.

Bezzałogowe loty towarowe mogą wykorzystywać metodę, określaną mianem bezpośredniego wlotu. Podobnie jak podczas hamowania atmosferycznego, statek zwalnia dzięki sile oporu aerodynamicznego, powstającej w wyniku ruchu względem atmosfery planety, a nie dzięki sile ciągu silników rakietowych. Różnica polega na tym, że wykonując hamowanie atmosferyczne statek kosmiczny zanurza, się w atmosferę jedynie na minimalną głębokość, po czym opuszcza atmosferę i wchodzi na orbitę okołomarsjańską. Natomiast w trakcie bezpośredniego wlotu statek nurkuje głęboko w atmosferę, aż wytraci całą prędkość i od razu przystąpi do lądowania. W powszechnej opinii lądowanie poprzedzone hamowaniem atmosferycznym i wejściem na orbitę okołomarsjańską jest Ićpszym rozwiązaniem, gdyż w razie złej pogody daje załodze możliwość pozostania na orbicie, dopóki warunki nie poprawią się na tyle, by przystąpić do lądowania. Z kolei w przypadku bezpośredniego wlotu statek musi lądować od razu po przybyciu. Mimo to dwie bezzałogowe misje, Mars Pathfinder i Mars Surveyor '98, których start zaplanowano, odpowiednio, na 1996 i 1998 rok, wykorzystają metodę bezpośredniego wlotu. Jeśli lot tych sond zakończy się sukcesem, uzyskamy ważne informacje i niewykluczone, że również projektanci misji zało-

134 • CZAS MARSA

gowych, zachęceni powodzeniem lądowania poprzedzonego bezpośrednim wlotem, pomyślą o jego zastosowaniu podczas lotu załogowego.

We wszystkich tego rodzaju rozwiązaniach kluczową rolę odgrywa wielkość ładunku dostarczanego na powierzchnię Marsa. Bezzałogowy statek towarowy, używający paliwa chemicznego i startujący za pomocą jednej rakiety nośnej, mogącej wynieść na LEO 140 t, dostarczy na powierzchnię Marsa ładunek o masie 28,6 t; lecący szybciej statek z astronautami przewiezie ładunek 25,2 t. Czy dysponując taką ilością zapasów, uda się przeprowadzić załogową misję na Marsa? Jeśli nie, to wyjściem z sytuacji jest budowa potężniejszej rakiety nośnej albo opracowanie i zastosowanie technologii termicznego napędu jądrowego (NTR) do górnego stopnia. Najpierw zastanówmy się jednak, czy można myśleć o załogowych lotach na Marsa z wykorzystaniem jedynie rakiet nośnych klasy Saturn 5 i chemicznego napędu rakietowego. Jeśli tak, to wszystkie bardziej zaawansowane technologie i oferowane przez nie korzyści są niepotrzebnymi barierami, przeszkadzającymi w realizacji programu.

Zapasy dla załogi

Czy dopuszczalna masa ładunku jest wystarczająca? Aby to stwierdzić, trzeba rozważyć kwestię zapasów, potrzebnych astronautom podczas misji. Tabela 4.4 podaje ilości materiałów, zużywanych dziennie przez jednego członka załogi podczas różnych etapów lotu Ziemia-Mars i Mars-Ziemia, oraz całkowitą ilość zapasów, niezbędnych czteroosobowej załodze do przeżycia w obu systemach mieszkalnych: module mieszkalnym (zajmowanym przez astronautów podczas rejsu na Marsa i podczas pobytu na powierzchni planety) oraz kabinie statku powrotnego (ERY). Dane w kolumnie „dzienne potrzeby jednego członka załogi" to normy NASA (jak widać, całkiem liberalne pod względem ilości wody do mycia), z jednym wyjątkiem: zamiast 0,13 kg suchego pożywienia przyjąłem 1,0 kg pełnego (nie odwodnionego) pożywienia dziennie. Podczas długiej wy-

LOT NA MARSA • 135

Tab. 4.4. Zapasy zużywane przez czteroosobową załogę podczas misji Mars Direct.

MATĘ- DZIENNE CZĘŚĆ DZIEŃ- POTRZEBY POTRZEBY RIAŁ POTRZE ODZYSKI NE ZAŁOGI ZAŁOGI

BY WANA STRATY PODCZAS PODCZAS JEDNEGO (KG) 200 DNI 200 DNI CZŁONKA WERY LOTU ZAŁOGI (KG) NA MARSA (KG) W

MODULE

MIESZ-

KALNYM

(KG)

POTRZEBY ŁĄCZNE ZAŁOGI POTRZEBY PODCZAS ZAŁOGI 600 DNI W POBYTU MODULE NA PO- MIESZ-WIERZCH- KALNYM NI MARSA (KG) W MODU-LE MIESZ-KALNYM (KG)

tlen

1.0 0,8 0,2

sucha

żywność 0,5 0,0 0,5 400

pełna

żywność 1,0 0,0 1,0 800 800

woda

pitna 4,0 0,8 0,0 O O

woda

do

mycia 26,0 0,9 2,6 2080 2080

Łącznie 32,5 0,87 4,3 3440 3440

O

1200 2400

O

O

160 1600 3200 O

prawy mieszana dieta bardzo poprawia morale załogi, zapobiegając monotonii suchego prowiantu, a kosztuje bardzo niewiele, gdyż tylko nieznacznie zwiększa masę zapasów: woda zawarta w żywności uzupełnia straty układu odzyskiwania i ponownego wprowadzania do obiegu wody pitnej. Zakładamy zastosowanie fizyczno-chemicznego systemu podtrzymywania funkcji życiowych o stosunkowo niskiej wydajności, odzyskującego 80% tlenu i wody pitnej oraz 90% wody do mycia (która może być gorszej jakości). Systemy takie są znacznie tańsze i zużywają dużo mniej energii w porównaniu z futurystycznymi ekologicznymi systemami zamkniętymi, które podobno będą

136 • CZAS MARSA

mogły wprowadzić ponownie do obiegu 100% zużywanego pożywienia, tlenu i wody.

Czytając między wierszami tabeli 4.4 łatwo spostrzec, jak ogromne korzyści osiągniemy dzięki bogactwom naturalnym Marsa. Wytwarzając paliwo rakietowe, ERY produkują duże ilości wody i tlenu. Gdyby nie aparatura chemiczna ERY, konieczne byłoby wysłanie dodatkowych 7 ton zapasów, zużywanych w module mieszkalnym: czyli zamiast 7 ton potrzebne byłoby 14 ton materiałów zużywanych, co byłoby bardzo trudne do spełnienia, wziąwszy pod uwagę, że całkowita masa modułu mieszkalnego wynosi 25 ton. Dziewięć ton wody, wytwarzanej na Marsie w instalacji chemicznej ERY, stanowi ponadplanową rezerwę w stosunku do zapotrzebowania, określonego przez NASA; zapas ten poprawi morale astronautów, ciężko pracujących na pustynnej planecie. Dlatego właśnie tabela 4.4 podaje, że nie ma potrzeby transportowania wody ani tlenu dla załogi podczas pobytu na powierzchni planety w module mieszkalnym. Widzimy też, że każdy moduł mieszkalny leci na Marsa z zapasami pożywienia, wystarczającymi na misję trwającą 800 dni, co pozwala załodze bez żadnych trudności przeżyć ewentualną dwuletnią wędrówkę na Ziemię po trajektorii swobodnego powrotu. Gdyby istotnie do tego doszło, astronauci musieliby uzupełnić zapasy wody i tlenu, zużywając 5 ton paliwa metan/tlen, znajdującego się wewnątrz stopnia ładowniczego (paliwo nie będzie już potrzebne w przypadku powrotu po trajektorii swobodnego powrotu, która kończy się wejściem na orbitę okołoziemską), a także ograniczyć zużycie wody do mycia do poziomu 40%, określonego przez NASA. Sytuacja taka, stanowiąca wyłącznie możliwość awaryjną, jest niewygodna i niedobrze wpływa na morale załogi, lecz można sobie z tym poradzić. Według tabeli 4.4 w ogóle nie dochodzi do dziennych strat wody pitnej, gdyż straty, wynikające z nieszczelności układu odzyskiwania wody, są równoważone przez wodę wprowadzaną do obiegu w pełnym pożywieniu.

Uwzględniając wyniki tych rozważań, możemy określić masy zapasów, umieszczonych w kabinie ERY oraz module mieszkalnym; rezultaty przedstawia tabela 4.5.

LOT NA MARSA • 137

Tab. 4.5. Rozkład masy zapasów dla misji Mars Direct.

STATEK POWROTNY (ERY) TONY MODUŁ MIESZKALNY TONY

konstrukcja kabiny ERY konstrukcja modułu 3,0 mieszkalnego 5,0

system podtrzymywania funkcji życiowych system podtrzymywania 1, 0 funkcj i życiowych 3,0

zapasy zużywane 3,4 zapasy zużywane 7,0

generator energii elektrycznej (ogniwo słoneczne 5 kW) 1,0

układ kontroli

reakcji chemicznych 0,5

układy do komunikacji i zarządzania informacjami O, l

meble i urządzenie

wnętrza 0,5

skafandry EVA

(4 sztuki) 0,4

części zamienne

i rezerwa (16%) 1.6

Łączna masa ładunku kabiny ERY 11,5

osłona atmosferyczna 1,8

generator energii elektrycznej (ogniwo słoneczne 5 kW)

układ kontroli reakcji chemicznych

załoga

1,0

0,5

układy do komunikacji

i zarządzania informacjami 0,2

wyposażenie laboratorium 0,5

0,4

skafandry EYA (4 sztuki) 0,4

meble i urządzenie wnętrza 1,0

odkryte rovery (2 sztuki) 0,8

138 • CZAS MARSA

STATEK POWROTNY (ERV)

TONY

MODUŁ MIESZKALNY

TONY

lekki transporter zapas wodoru

Łączna masa ładunku ERY

0,5 6,3

stopnie napędowe ERY 4,5

aparatura chemiczna

do produkcji paliwa 0,5

reaktor jądrowy (80 kW) 3.5

28,6

rover ciśnieniowy

wyposażenie do badań naukowych w terenie

części zamienne i rezerwa

(16%)

Łączna masa ładunku modułu mieszkalnego

1,4

0,5

3.5

25,2

Podany w tabeli 4.5 ładunek sprzętu na ERY po wylądowaniu posłuży do produkcji 94 ton rakietowej mieszaniny napędowej metan/tlen i 9 ton wody; wykorzystany zostanie w tym celu przywieziony z Ziemi zapas wodoru o masie 6,3 tony. Z 94 ton paliwa 82 tony zostaną wykorzystane podczas drogi powrotnej ERY na Ziemię, a pozostałe 12 ton zasili zbiorniki pojazdu terenowego z wewnętrznym silnikiem spalinowym. Licząc tylko wodę i 12 ton paliwa do rovera i dodając je do innych elementów ładunku ERY, przydatnych podczas pobytu na powierzchni Marsa (takich jak kabina ERY z własnym układem zasilania i systemem podtrzymywania funkcji życiowych, generator energii, skafandry EYA, lekki transporter), odkrywamy, że w skład ładunku, dostarczonego na powierzchnię planety przez ERY, wchodzi 36,5 tony wyposażenia przeznaczonego do wykorzystania na powierzchni planety. Załoga pierwszej wyprawy na Marsa będzie miała do dyspozycji dwa statki ERY (pierwszy, który wyprodukował paliwo rakietowe na powrót astronautów jeszcze przed ich startem z Ziemi, i drugi, lecący równolegle do

LOT NA MARSA • 139

statku niosącego astronautów) oraz jeden moduł mieszkalny (zawierający 24,7 tony wyposażenia do wykorzystania na powierzchni planety). Gdy zsumujemy podane masy, okaże się, że załoga misji Mars Direct będzie dysponowała wyposażeniem o masie 97,7 tony przeznaczonym do wykorzystania na powierzchni planety; jest to niemal czterokrotnie więcej niż w przypadku misji klasy opozycyjnej według planu przedstawionego w Raporcie 90-dniowym (pomimo zakładanej tam ponad dwukrotnie wyższej masy ładunków w chwili startu). Projekt Mars Direct przewiduje dostarczenie na powierzchnię planety czterech hermetycznych pomieszczeń mieszkalnych, wyposażonych w systemy podtrzymywania funkcji życiowych: modułu mieszkalnego, dwóch kabin ERY i ciśnieniowego rove-ra. Dzięki temu załoga będzie miała parę możliwości bezpiecznego schronienia w przypadku awarii podstawowego systemu podtrzymywania funkcji życiowych w module mieszkalnym. Ponadto astronauci dysponują 12 skafandrami EVA (do działań na zewnątrz pojazdu), pięcioma pojazdami mechanicznymi (ciśnieniowy rover, dwa odkryte rovery i dwa lekkie transportery), pięcioma źródłami energii (dwoma reaktorami jądrowymi o mocy 80 kW oraz trzema ogniwami słonecznymi o mocy 5 kW, po jednym w module mieszkalnym i w każdym statku ERY), pięcioma awaryjnymi układami zasilania (silnik każdego z pięciu pojazdów mechanicznych nadaje się do ładowania generatora), a także tonami wyposażenia do badań naukowych i terenowych, 14 tonami materiałów, przywiezionych z Ziemi, 18 tonami wody, wyprodukowanej na Marsie i 24 tonami paliwa do ro-vera oraz dwoma instalacjami chemicznymi, z których każda może produkować tlen z marsjańskiej atmosfery w tempie przewyższającym zapotrzebowanie systemu podtrzymywania funkcji życiowych blisko pięćdziesiąt razy. Z tego względu plan Mars Direct należy niewątpliwie uważać za wyjątkowo solidny. A gdyby wszystko to wciąż wydawało się niewystarczające, nic nie stoi na przeszkodzie, by dodać kolejny stopień zabezpieczenia na wypadek awarii, wykorzystując start pierwszego ERY, gdy nie wyrusza w drogę statek z załogą; można wówczas wysłać dodatkowy moduł mieszkalny z niezbędnymi zapasami w miej-

Дата добавления: 2015-10-28