5. Дорога на Марс.

Аналізуючи досягнення людства в освоєнні космосу і його прагненні до пізнання сутності речей, не має сумніву в тому, що в недалекому майбутньому міжпланетний корабель стартуючи з Землі полетить до Марса.

Для досягнення іншої планети його траєкторія польоту повинна бути розрахована таким чином, щоб після виходу із сфери дії Землі і попаданні в поле тяжіння Сонця корабель продовжував політ в точку зустрічі з наміченою планетою. Траєкторія космічного апарату визначається, з одного боку, модулем і напрямом початкової швидкості, а з другого боку – силами притягання небесних тіл, які поступово змінюють цю траєкторію.

І найбільш придатними з енергетичної точки зору є ті траєкторії, в напрямі орбітального польоту планети.

Користуючись законами Кеплера, можна визначити політ космічного апарати до Марсу. Так, наприклад, при старті із Землі з мінімальною швидкістю 11,57 км/с корабель досягне Марс за 259 діб. Якщо ж відліт від Землі буде відбуватися з більшою швидкістю, то час перельоту буде скорочуватися (додаток 2 таблиця 2) (додаток 3). А якщо врахувати, що експедиція повинна повернутися назад, то потрібно розрахувати траєкторію перельоту на Землю. Цих траєкторій може бути безліч. Але із них є траєкторія, яка вимагає мінімальних витрат енергії (додаток 4).

Стартувавши із Землі, космічний апарат через 259 діб здійснить посадку на Марсі. Якщо ж корабель відразу відправиться з Марса на Землю, то через 259, підійшовши до земної орбіти , він не зустрінеться із Землею, він повинен пробути на Марсі 450 діб. Таким чином політ в обидва боки з перебуванням на Марсі займе 968 діб.

При збільшенні швидкості польоту космічного корабля час польоту значно зменшиться. Так наприклад, якщо політ на Марс здійснювати по параболічній траєкторії, коли на старті швидкість 16,7 км/с, а друга має дзеркальне відображення у зворотному напрямі, то час перебування на Марсі може скоротитися до 12 діб і вся подорож триватиме 152 доби (додаток5).

При виборі міжпланетної траси необхідно врахувати розташування метеорних потоків, а також стан нашого світила. Міжпланетні перельоти пілотованих кораблів слід здійснювати поза метеорних потоків і в період «спокійного Сонця» і коли є найбільше зближення Марса і Землі.

6. Марсіанський корабель.

Для запуску марсіанського корабля з усіх розглянутих двигунів, зваживши всі за і проти, найкраще взяти ядерний реактивний двигун, в хвостовій частині якого розташувати атомний двигун і запас робочого тіла (рідкого водню), за ним розташований агрегатний відсік, заповнений обладнанням, і приміщення, в яких житимуть і працюватимуть космонавти. Безпосередньо за жилим приміщенням потрібно розташувати оранжерейний відсік і завершить всі частини корабля марсіанський експедиційний апарат.

При запуску корабля ядерний реактивний двигун забезпечить кораблю третю космічну швидкість, віддалить від землі і виключиться. Наступить ділянка перельоту без роботи двигуна, а потім знову включається ЯРД, здійснюється гальмування і вихід корабля на орбіту навколо Марса. Від корабля відділиться «марсіанський експедиційний апарат», в якому буде все необхідне для перебуванні на Марсі протягом 12 діб (додаток 6).

Виконавши завдання, експедиційний апарат стартує з планети і все відбувається у зворотному порядку: ядерний двигун спрацьовує, віддаляє корабель від Марса, потім знову вмикається для гальмування і виводу корабля на орбіту навколо Землі.

Тут повинна відбутися зустріч і стиковка з ракетопланом, який прибув з Землі. Взявши з собою екіпаж, зразки марсіанського ґрунту, ракетоплан повертається і робить посадку на Землю. А марсіанський корабель буде знаходитись на орбіті, поки не виникне необхідність зустріти міжпланетну експедицію знову.

Але існують проблеми які чекають негайного вирішення, мети польоту: до вказаного терміну необхідно побудувати ядерний двигун, забезпечити захист від випромінювання, створити систему життєзабезпечення; розв’язати проблему біологічної сумісності членів екіпажу, які тривалий час працюватимуть в тяжких умовах.

Слід пам’ятати і зважати на те, що під час тривалого польоту в космічному просторі екіпаж може одержати дозу опромінення, набагато більшу допустимої. За межами атмосфери постійно діючим фактором буде галактичне космічне випромінювання (ГКВ) і випромінювання, що виникає під час сонячної активності.

ГКВ має велику потужність і проходитиме через оболонку корабля без послаблення. Одержана доза опромінення сягне 0,2 бер в добу. Ця доза порівняно незначна, але якщо експедиція до Марса триватиме більше трьох років, то загальна доза опромінення становитиме 220 бер, що може привести до розвитку променевої хвороби. А в період активності Сонця екіпаж на протязі короткого часу буде опромінений дозою, близькою до смертельної.

Отже, людина зможе відправитись в далеку подорож тільки тоді, коли імовірність радіаційного опромінення буде усунена.