Oczywiście, lot człowieka na Marsa musi być części szerokiego programu badań tej planety. Poprosiliśmwiec Jurija Zajcewa, kierownika wydziału w Instytucie Badań Kosmicznych Akademii Nauk ZSRR. aby zapoznał czytelników „Bajtka” Z radzieckimi planami badań Marsa, w okresie pomiedzy rozpoczynającą się w przyszłym roku misia „Fobos” o której pisaliśmy w „Baitku” nr...) a ewentualnym lotem człowieka na Czerwoną Planetę.
Doświadczenie minionych lat wykazało, że najbardziej efektywny z naukowego punktu widzenia kosmiczny program badawczy to kilka lotów ku jednemu obiektowi z kilkuletnią przerwą. Chodzi o to, aby każda ekspedycja Tworzy ła bazę pod nowe, bardziej złożone eksperymenty. Tak właśnie wyglądał radziecki program badawczy Księżyca i Wenus. Podobnie będzie również wyglądał radziecki program badań Marsa.
Dlaczego Mars?
Ma on bardzo interesującą przeszłość. W szczególności, nie wyklucza się istnienia niegdyś na tej planecie otwartych zbiorników wodnych i gęstej atmosfery: na fotografiach wykonanych z pokładu pojazdów kosmicznych wyraźnie widoczne są jakby owiane wiatrem wzgórza i doliny, suche koryta rzek. Mars wciąż jeszcze jest jednym z nielicznych zakątków Układu Słonecznego, wobec którego ma się nadzieję, chociaż bardzo niewielką, na znalezienie jakichś form życia czy śladów jego istnienia w przeszłości.
Jest to pierwsza planeta, na której możliwe jest lądowanie kosmonautów. Lot ten jest wyjątkowo kuszący. Zresztą już sam fakt obecności człowieka na pokładzie lecącego ku Czerwonej Planecie statku kosmicznego czyni go interesującym, jako że interesujący jest sam człowiek, jego życie i praca w kosmosie.
Zdaniem większości uczonych start pilotowanej ekspedycji na Marsa powinien być poprzedzony wystrzelaniem w jego kierunku serii automatycznych pojazdów kosmicznych, które pozwoliłyby, w kolejnych etapach, na wypracowanie techniki lotów na tę planetę. Pozwoliłoby to również na wcześniejszy wybór najbardziej interesujących rejonów planety dla kolejnych lądowań i przeprowadzenie tam niezbędnych poszukiwań.
Ekspedycje na Marsa trzeba wysyłać w momencie, kiedy znajduje się on z przeciwnej strony Słońca niż Ziemia. Do końca bieżącego stulecia takie
okna astronomiczne
do startów na Marsa będą pojawiały się mniej więcej co 2 lata. Uwzględniając te terminy uczeni radzieccy przedłożyli do dyskusji swoim zagranicznym kolegom program kolejnych etapów badań Marsa. Końcowym celem tego programu będzie dostarczenie na Ziemię — do 2000 roku — gruntu tej planety.
Misja „Fobos” może być rozpatrywana jako pierwszy bardzo ważny, krok w realizowaniu tego programu. Następny etap przewiduje budowę sztucznego satelity Marsa, którego zadaniem będzie obfotografowanie całej planety i wykonanie badań w atmosferze i na powierzchni Marsa.
Jeśli pojazd kosmiczny wystartuje z Ziemi we wrześniu 1992 roku, to po 340 dobach w sierpniu 1993 roku osiągnie on okolice Marsa. Po wejściu satelity na orbitę okołomarsjańską z jego pokładu zostanie wystrzelone urządzenie posiadające specjalna aparaturę napędową służącą do zejścia z orbity. Na wysokości około 13 kilometrów włączy się system spadochronów, następnie zostaną zrzucone na powierzchnię aparaty analizujące fizykochemiczne właściwości gruntu, a do atmosfery planety wprowadzony zostaje aerostatyczny balon-sonda.
Przeprowadzono wstępną analizę zestawu aparatury naukowej przeznaczonej dla każdego elementu ekspedycji. Powinien się tam znaleźć system kamer telewizyjnych mogących filmować z odległości od 5 do 10 metrów, spektrostrefowy polarymetr do badań makroreliefu powierzchni, spektometr gamma do badania składu chemicznego poszczególnych jej gatunków, zestaw plazmowy, magnetometr. Aby wybrać najbardziej korzystne miejsca do lądowania dla przyszłych ekspedycji potrzebne są dokładne i długotrwałe obserwacje tych samych rejonów powierzchni Marsa. W tym celu trzeba umieścić na platformie obrotowej kamery telewizyjne, dzięki czemu możliwe będzie automatyczne ich naprowadzanie i utrzymanie w odpowiednim kierunku.
Pomiary w podczerwieni pozwolą na wykonanie termicznej mapy powierzchni. Kompleks aparatury meteorologicznej planuje się umieścić w gondoli balonu.
„Marsochody” - naprzód
Dane otrzymane w trakcie tej ekspedycji pozwolą na przygotowanie kolejnego etapu badań — dostarczenia na Marsa „marsochodów”. Na tym etapie użyteczniejszy będzie inny schemat pojazdu kosmicznego, przewodujący rozdzielenie go na dwa bloki: orbitalno-retranslacyjny i lądujący z samobieżnym „marsochodem” na pokładzie.
Aby „marsochód” (tzn. pojazd poruszający się po powierzchni planety) mógł swobodnie zmieniać swoje położenia, trzeba wyposażyć go w określone „intelektualne” możliwości. Pojazd taki powinien np. umieć omijać przeszkody, których 20-30 minut wcześniej nie spotkał na swej drodze — przykładowo tyle czasu potrzeba, aby sygnały radiowe dotarły z Marsa na Ziemię i z powrotem. Dlatego też, oprócz systemu telewizyjnego, „marsochód” trzeba będzie wyposażyć w laserowy dalmierz korygujący pojazd. Zasięg poruszania się „marsochodu” powinien być obliczony na setki kilometrów. Prędkość ruchu pojazdu będzie uzależniona od zasobu energii a także od rzeźby terenu i programu badawczego na trasie jego poruszania się. W charakterze źródła energii, zasilającej pojazd, mogą być wykorzystane albo baterie słoneczne albo termoelektrogeneratory izotopowe.
Operacja przechwycenia
Dostarczenie marsjańskich próbek gruntu na Ziemię wydaje się być najbardziej skomplikowanym elementem przedłożonego przez radzieckich uczonych programu. Możliwy jest następujący wariant: zostaną wystrzelone dwa autonomiczne pojazdy kosmiczne. Jeden z nich wyląduje na powierzchni Marsa a drugi będzie jego satelitą na orbicie okołoplanetarnej. Pojazd, lądujący powinien mieć na pokładzie rakietę nośną i niewielki pojazd samobieżny, który pobierze próbki gruntu w pewnej odległości od miejsca lądowania.
Rakieta nośna, która wystartuje z pojazdu znajdującego się na powierzchni Marsa, połączy się z pojazdem krążącym na orbicie. Tam marsjanskie próbki zostaną przeładowane do specjalnego pojazdu wracającego na Ziemię. Kiedy znajdzie się on w pobliżu naszej planety — zostanie przechwycony przez okołoziemską stację orbitalną.
Najprawdopodobniej wstępna analiza przywiezionych próbek wykonana zostanie na pokładzie stacji orbitalnej. Pozwoli to na rozwiązanie jednego z najtrudniejszych problemów całej ekspedycji — problemu kwarantanny. Chodzi o wykluczenie możliwości zarażenia naszej planety organizmami pozaziemskimi. Trzeba o tym pomyśleć choćby sama taka możliwość była trudna do uwierzenia. Rozumie się też samo przez się, że konieczna jest sterylizacja pojazdu kosmicznego przed startem z Ziemi, aby nie zarazić z kolei Marsa ziemskimi mikrobami.
Operacja połączenia na orbicie wokołomarsjańskiej została już w zadowalającym stopniu opracowana przez specjalistów radzieckich. Jednakże, biorąc pod uwagę limit ciężaru podczas lotów międzyplanetarnych, rysuje się jeszcze ogromna praca w dziedzinie skonstruowania bardzo lekkich systemów połączeniowych i agregatów.
Kolejny etap badań powierzchni Marsa mógłby rozpocząć się w tatach 2000-2005 przy pomocy dużych „marsochodów” z wydłużonym okresem działania i zasięgiem do tysiąca kilometrów.
Następnie, około roku 2010, wysłana zostałaby
ekspedycja kombinowana
pozwalająca na lądowanie dwóch-trzech pojazdów samobieżnych na Marsie i pobieranie próbek z dwóch-trzech różnych miejsc.
W wyniku tego cyklu badań około 2020 roku zostaną stworzone warunki dla ekspedycji pilotowane] — z lądowaniem kosmonautów na Marsie.
Przewiduje się, że proponowanym przez uczonych radzieckich programie badawczym Marsa wezmą udział organizacje naukowe oraz specjaliści z wielu innych krajów. Doświadczenie związane z realizacją programu „Wega” wykazało jak efektywna może być taka kooperacja.
Lot człowieka na Marsa jest niemożliwy bez współpracy międzynarodowej, zjednoczenia wysiłków wielu krajów. Planeta, która otrzymała imię starożytnego boga wojny może dzięki takiemu lotowi stać się symbolem jednoczenia narodów w pokojowym opanowaniu i wykorzystaniu przestrzeni kosmicznej.
Jurij Zajcew