Как проходит подготовка людей к первому путешествию на Марс посреди арктического острова в Канаде

Каждое лето в течение последних двадцати лет десятки потенциальных марсиан собираются на острове Девон в северной части Канады, чтобы протестировать самые передовые технологии, которые понадобятся нам, когда люди наконец отправятся на Красную планету. Расположенный к северу от Полярного круга, Девон является самым большим необитаемым островом в мире и является родиной массивного кратера Хотона, образовавшегося около 40 миллионов лет назад при падении метеорита диаметром около 2 км. С удалённостью острова, кратерным воздействием и холодным сухим климатом он наиболее близок к марсианской среде, к которой можна добраться, не покидая Землю, поэтому он был выбран в качестве идеального места для организации проекта Хотон-Марс Исследовательской станцией Марса.

«У острова Девон есть все основные данные для создания среды хорошего аналога Марса», - говорит Паскаль Ли, учёный-планетник, который начал проект Хотон-Марс (ПХM) в 1997 году. «Как только мы попали туда в то первое лето, я понял в течение часа, что это будет удивительное место для исследований Марса. Было очевидно, что мы должны будем вернуться сюда следующим летом».

Со слов Ли, в то время, когда он составлял детали этой арктической исследовательской станции мирового уровня, НАСА вообще не планировало посылать людей на Марс - большая часть их бюджета была сосредоточена на том, чтобы поднять и запустить Международную космическую станцию. Но Ли понял, что, если он хочет помочь продвинуть человеческое путешествие на Марс в будущем, ему придется помочь заложить основы, чтобы убедить НАСА и других, что поездка стоит того.

И теперь, благодаря появлению частных космических компаний, таких как SpaceX, которые хотят ступить на Марс к 2030 году, путешествие на Красную Планету больше не похоже на научную фантастику - действительно, это сделало исследование, проведённое в ПХМ более актуальным, чем когда-либо .

Каждое лето десятки исследователей из университетов, НАСА и независимых организаций, таких как Институт SETI, начинают прибывать в начале лета на базу. Чтобы добраться до научно-исследовательской станции из Оттавы, в Канаде, нужно потратить около трех дней на путешествия чартерными самолётами. Зимой остров доступен по суше, потому что вода между ним и материковой частью Канады замерзает, но летом лучше летать.

Большинство исследователей остаются только на неделю из месяца или двух, во время которых станция открывает свои двери в течение года, но есть несколько исследователей, которые обычно проводят всё лето на острове. Типы исследовательских проектов, проводимых на острове, меняются каждый год, но, как правило, они подразделяются на две различные группы: наука и исследования. На сегодняшний день можно ожидать, что в любой момент времени на острове будут находиться около 13 исследователей, что, по словам Ли, отражает меняющиеся приоритеты миссии Института Марса.

«Мы провели достаточное количество исследований на острове, и на данный момент мы больше заинтересованы в том, чтобы посмотреть, как небольшие экипажи исследуют рельеф, вместо того, чтобы пытаться построить более крупную инфраструктуру там», - сказал Ли.

Действительно, некоторые из самых успешных экспериментов ПХМ проводились в отделе исследований транспортных средств, таких как путешествие по суше длиной более 2000 миль по Северо-Западному проходу к острову Девон в модифицированном Humvee, который служил аналогом транспортного герметичного средства, которое могло бы быть использованным на дальних рейсах по Марсу.

Ли описал путешествие, которое было предметом документального фильма «Путь на Марс», в котором они, по сути, тестировали «подход дома на колёсах в исследовании Марса». На Красной планете, если астронавты хотели бы совершить длительную поездку вдалеке от своей базы, они должны ехать в герметичной машине без скафандра, до момента покидания транспортного средства, после чего они могли бы надеть свои скафандры.

«Это не была симуляция Марса, в этой поездке мы не носили скафандры, мы не притворялись, что мы на Марсе», - сказал Ли. «Но даже несмотря на то, что это не было симуляцией поездки марсоходом по Марсу, мы все же извлекли ценные уроки. Верный размер экипажа, правильная иерархическая структура экипажа, хорошая структура принятия решений в команде, поэтому, несмотря на то, что это не было симуляцией, тем не менее он научил NASA многому о том, как спланировать такие поездки на Марсе».

В ходе проекта Хотон-Марс также много размышляли о скафандрах, которые будут носить первые космонавты во время путешествия на Красную планету, или, как Ли любит называть их, «носибельные космические корабли». По словам Ли, скафандры, которые были на астронавтах во время полёта Аполлона на Луну или во время выхода в открытый космос на Международной космической станции, сегодня весят около 300 фунтов на Земле. Хотя это не является проблемой в условиях микрогравитации на низкой околоземной орбите или на Луне, где гравитация составляет лишь шестую от силы гравитации на Земле, на Марсе эти скафандры будут иметь ощутимый вес около 125 фунтов - слишком большой для астронавтов, чтобы тащить их на себе в ходе исследований поверхности Марса.

«Перед нами стоит задача создать скафандр, который будет весить половину этой массы», - сказал Ли. «Космические костюмы - очень сложные аэрокосмические системы: у них есть системы жизнеобеспечения, компьютеры, многослойные с различными видами тканей, чтобы защитить владельца от разных вещей, пневматический пузырь, система охлаждения. У всего этого должна быть своя масса, уменьшенная наполовину, и это огромный вызов для нас».

Чтобы обойти эту проблему, Ли и его коллеги-инженеры по скафандрам не только заново изобрели конструкцию скафандра с более легкими материалами, но и выяснили, как включить скафандры в динамическую систему с помощью маленьких ATV(вездеходно)-подобных марсоходов, которые будут использовать астронавты для изучения поверхности Марса. Если вездеход может удерживать большую часть массы скафандра, например, большие кислородные баллоны или батареи в рюкзаке костюма, космонавтам придется только связываться с этими элементами по мере необходимости, делая их движения свободными для исполнения полевых работ.

«Вы больше не просто космонавт сам по себе в своем космическом костюме», - сказал Ли. «Система исследования теперь включает вас плюс ваш вездеход».

По словам Ли, идеи о большей мобильности также станут главной темой исследований этого лета на базе. В частности, теперь, когда есть два модифицированных Humvees на острове, которые будут использоваться для имитации герметичного транспортного средства, Ли и его коллеги займутся двойным марсоходом двойного прохождения, чтобы протестировать ряд различных технологий и протоколов исследования.

Во время этой миссии два марсохода покинут базу проекта Хотон-Марс и отправятся в путешествие по острову, который в значительной степени незакартированный, и на него не ступала нога человека. Экипаж первого транспортного средства будет состоять из трёх человек и будет заниматься геологической наукой, но также, по словам Ли, будет выступать в качестве «транспортного средства, которое накликает на себя неприятности в ходе исследования». Это нужно для того, чтобы проверить возможности второго транспортного средства, которое будет служить в качестве поддержки и радиорелейной связи для связи первого транспортного средства с базовым лагерем. Это транспортное средство также будет вести беспилотный оператор, который будет следить за прогрессом двух транспортных средств с неба.

Хотя некоторые учёные утверждают, что исследование солнечной системы следует оставить роботам, которые не только безопаснее, но и намного дешевле для отправки в космос, Ли сказал, что во многих случаях именно люди необходимы для работы, особенно когда дело касается поиска жизни на Красной планете. По словам Ли, большая надежда на открытие жизни на Марсе находится ниже поверхности почвы, и для этого роботы просто не подходят.

«Если люди отправятся на Марс, это будет огромной возможностью для науки и, в частности, для поиска внеземной жизни», - сказал Ли. «Большой шаг, на который способны люди, если бы они отправились на Марс, - это исследовать подземелье, что очень трудно сделать при помощи робота. Но если мы собираемся найти живую жизнь на Марсе, нам нужно идти туда, где сегодня тепло и мокро, а это под грунтом».

Благодаря двум десятилетиям экспериментов, подобных этим в ПХM, мы можем быть уверены, что мы не только подготовлены к величайшему приключению, когда-либо предпринятому нашими видами и, возможно, к величайшему научному открытию всех времен, но и также постоянно воодушевлены на превращение таких путешествий в реальность.