Покорение Марса: вызовы и перспективы
В последние десятилетия Марс стал объектом пристального внимания благодаря многочисленным миссиям по его изучению. NASA и Китай планируют отправить туда астронавтов в ближайшие десятилетия, а коммерческие космические компании, такие как SpaceX, надеются сделать это ещё раньше. Это ставит перед учёными и инженерами ряд серьёзных задач, одной из которых является длительное время перелёта.
Традиционные и новые подходы
При использовании традиционных двигателей и низкоэнергетических траекторий полёт к Марсу занимает от шести до девяти месяцев. Это усложняет проектирование миссий и предъявляет высокие требования к технологиям. Кроме того, длительное пребывание в условиях микрогравитации и повышенной радиации создаёт риски для здоровья экипажа.
Для сокращения времени перелёта предлагаются различные концепции ядерных двигателей, такие как ядерно-электрические и ядерно-тепловые двигатели (NEP/NTP). Они могут сократить время полёта до трёх месяцев.
Исследование Джека Кингдона
Недавно физик из Калифорнийского университета в Санта-Барбаре (UCSB) Джек Кингдон определил две траектории, которые могут сократить время перелёта на Марс с помощью Starship до 90–104 дней. Исследование опубликовано в журнале Scientific Reports 22 мая 2025 года.
Миссия NASA «Луна — Марс»
Согласно архитектуре миссии NASA «Луна — Марс», необходимость в более безопасных и быстрых средствах транспортировки имеет первостепенное значение. Многие предложения были сделаны для использования ядерных двигателей, чтобы сократить перелёты на Марс до 90 дней.
Технологии ядерного двигателя
Исследования в области ядерных двигателей в основном делятся на два направления: ядерно-тепловые и ядерно-электрические двигатели. Первые используют ядерный реактор для нагрева водородного топлива, превращая его в горячую плазму, которая создаёт тягу. Вторые используют ядерный реактор для питания двигателя Холла.
Вызовы и перспективы
Многие исследователи считают ядерные двигатели единственным средством сокращения времени перелёта до приемлемого уровня. Однако Кингдон в своём исследовании ставит под сомнение это предположение и выдвигает теорию о том, что 90-дневный перелёт может быть достигнут с помощью традиционных двигателей.
Это исследование не только предлагает сокращённые перелёты на Марс, но и решает ключевую проблему, выявленную в архитектуре миссии SpaceX. Это проблема массового бюджета Starship, которая была выявлена в предыдущем исследовании командой инженеров из Германского центра авиации и космонавтики (DLR), Университета Бремена и кафедры космических систем Технического университета Дрездена.
Заключение
Исследование Джека Кингдона представляет собой важный шаг вперёд в разработке более эффективных и безопасных методов перелёта на Марс. Однако перед реализацией 90-дневных перелётов необходимо преодолеть ряд технических и инженерных вызовов.