Camiño a Marte
1989/02/01 Gluxko, B. | Semenov, J. | Gorxkov, L. Iturria: Elhuyar aldizkaria
A miúdo óuvese a seguinte pregunta: É necesario ir a Marte? Algúns consideran que na Terra temos moitos problemas graves, polo que a viaxe dos homes pode esperar a Marte. Pero se nós sempre pensásemos así non houbese Sputnik nin Juri Gagarin. En principio ninguén vía que os voos espaciais ían beneficiarse directamente. Sabemos que os tivo agora. Pero, hai que organizar a viaxe a Marte agora? Quizais poderiamos retroceder até solucionar os nosos problemas actuais. Pero este tipo de problemas sempre existirán e este razoamento paralizaría o desenvolvemento da ciencia e a tecnoloxía.
Cales son os medios técnicos dispoñibles na actualidade? Que tipo de espazos pode levar ao home dun mundo a outro? Una das posibilidades é o espazo interplanetario formado por tres partes: o sistema de propulsión, a residencia da tripulación (onde se atopan os sistemas de habitabilidade e de navegación e control) e o vehículo da tripulación paira o Martes e a volta ao barco.
Como ir?
A montaxe da nave espacial realizaríase nunha órbita próxima á Terra, utilizando pezas transportadas por diferentes vehículos, probablemente polo Lanzador de Enerxía. Tras probar todos os sistemas, a expedición dirixiríase a Marte. De catro a seis acodes formarán parte da tripulación, que pode ser internacional.
O vehículo interplanetario sería lanzado desde unha órbita terrestre de nivel baixo e tomaría una órbita heliocéntrica ao redor do Sol que cortaría a órbita de Marte. A viaxe duraría varios meses. Ao cortar o traxecto interplanetario a Marte, a nave espacial comezaría a orbitar o planeta.
A aterraxe de todo o espazo interplanetario sería un traballo laborioso. Por iso, un vehículo pequeno marcaría con toda ou parte da tripulación. Una vez explorada a superficie, a tripulación deberá ir ao vehículo interplanetario que orbite desde o planeta. Este dirixirase á Terra seguindo un trazado similar ao Lurra-Martitz. Una opción sería realizar un longo percorrido en dirección a Venus. Neste caso, a expedición necesitaría un ano ou un ano e medio (dous ou tres anos no outro caso), pero as necesidades de combustible crecerían moito. Isto significa que a masa e o tamaño do barco interplanetario aumentarían e ao mesmo tempo os problemas de construción. Paira mellorar a seguridade do voo deberíanse lanzar dous barcos interplanetarios á vez. Si fose necesario, os tripulantes dun barco poderían axudarlles.
Sistema de propulsión
Un dos principais problemas é: Elixir un sistema de propulsión que acelere o barco desde a órbita da Terra cara a Marte, entre a órbita de Marte e desde Marte cara á Terra. Paira iso pódese optar por un sistema de propulsión mediante foguetes de combustible líquido xa ben desenvolvido, que utiliza enerxía química como a combustión do hidróxeno. Estes sistemas son os máis efectivos da actualidade e utilízanse no lanzador de Enerxía.
O uso de propulsión química na viaxe a Marte non expón problemas graves de deseño. Con todo, se temos en conta que a necesidade de enerxía da expedición é elevada e que o vehículo pilotado ten una masa maior que os vehículos robóticos previos, observaremos que a necesidade de combustible é enorme.
A montaxe do vehículo na órbita da Terra será complicado. A masa inicial do buque será superior a 2.500 toneladas. Parece lexítimo buscar fontes de enerxía máis eficientes, como a nuclear. Neste caso, o reactor nuclear produce calor e impulsa que un gas salga dos respiraderos dos foguetes obtendo o empuxe necesario. Necesítanse dous ou tres veces menos sustancias propulsoras (gas dos ventos) que en foguetes que utilizan combustible químico. A masa inicial do buque alimentado con enerxía nuclear sería de 800 toneladas.
O reactor nuclear eléctrico sería aínda máis efectivo. Neles a enerxía do reactor transfórmase directamente en enerxía eléctrica. A propulsión acelérase mediante un campo eléctrico paira obter o impulso necesario. Neste caso a cantidade de propulsión necesaria é aínda menor da requirida no caso anterior. A masa inicial da misión sería de só 450 toneladas.
O barco
Imos analizar agora outras partes da flota interplanetaria. A parte máis importante é a dos habitáculos. Trátase dun módulo hermeticamente pechado ou dunha chea de módulos, ademais dun camarote paira a tripulación e una localización paira os instrumentos. A tripulación deberá fornecer osíxeno, auga e alimentos, ademais de retirar os residuos. O desenvolvemento actual deste tipo de sistemas é suficiente paira realizar unha viaxe interplanetario.
O módulo Vivir contará con ferramentas de comunicación coa Terra. O vehículo disporá dun sistema de navegación e guiado automático.
A confortable temperatura dos habitáculos manterase con sistemas similares aos utilizados nas estacións orbital. A enerxía eléctrica pode ter dúas fontes: o reactor nuclear ou os paneis solares. Paira minimizar o risco de raios cósmicos ou radiacións solares que poidan penetrar, parte do utillaje manterase dentro das paredes herméticas do módulo de habitabilidade. Necesítase una coraza especial paira protexer á tripulación da caldeira solar. Nos voos orbital sobre a Terra, o astronauta protexe do sol os violentos campos magnéticos da Terra. Pero na viaxe interplanetario esta protección non existe e é necesaria una protección adicional. A tripulación non terá que permanecer dentro da protección durante todo o tempo, pero deberá permanecer nela o tempo suficiente (por exemplo, durante o soño) para que a dose de radiación recibida mantéñase a un nivel non perigoso.
Outro punto relacionado coa seguridade é a protección fronte aos meteoritos. Nos voos espaciais, mesmo nos que se realizan na órbita da Terra, é posible atopar meteoritos. A protección máis eficaz é a protección da pantalla especial que rodea o módulo hermético de vida. Cando o meteorito atopa a pantalla transfórmase nun chorro de po que é o único que chega á parede do habitáculo. As paredes das estacións Saliut e Mir están así deseñadas. A posibilidade de atopar un meteorito con suficiente masa paira perforar pantallas e paredes herméticas é moi reducida. Pero neste caso tamén se pode deseñar una habitación habitable con módulos separados. Se se perfora un módulo, a tripulación pode residir nos demais unha vez selada a comunicación.
Vehículo de Martitzar
A terceira parte do espazo interplanetario é o módulo de marchado. Paira pousarse no pavimento ten que atravesar a atmosfera de Marte, polo que o seu aspecto é aerodinámico. A densidade atmosférica na superficie de Martitz é un 1% inferior á da Terra. No entanto, paira frear o vehículo durante o repouso utilizaranse foguetes de combustible líquido. Este vehículo incluirá un foguete de subida que devolverá a tripulación á embarcación.
Volta á Terra
Existen varias opcións paira expor o voo de volta até a Terra. O buque pode utilizar foguetes de freado paira entrar na órbita da Terra. Isto suporía un produto adicional. Como alternativa pódese utilizar a atmosfera terrestre paira reducir a velocidade. Neste caso, o espazo interplanetario necesitará una cabina especial e a tripulación será transferida antes de chegar á Terra. A cabina separaríase do espazo antes de acceder ás capas máis compactas da atmosfera. Na última parte utilizaríanse paracaídas.
Á hora de elixir o esquema de retorno, débese considerar que Lurra protéxese de posibles formas de vida perigosas (non podemos descartar esta posibilidade do todo). Tras o seu regreso á Terra, a tripulación e todos os obxectos que tiveron una relación directa con Marte deberán ser examinados detidamente. A corentena será longa. Se a tripulación en lugar de regresar directamente á Terra regresa a unha órbita terrestre, a corentena pode facerse na estación espacial. A vantaxe desta vía é o illamento natural do terreo. O negativo é limitar a profundidade da investigación médica e biolóxica. Se se aterra directamente no chan, a corentena realizarase nun módulo situado nunha hangara. Nas estacións de corentena da Terra pódense realizar estudos médicos e biolóxicos máis profundos que nos orbitais.
Temos a tecnoloxía necesaria?
Agora imos analizar até que punto a tecnoloxía espacial terrestre está preparada paira realizar o primeiro voo interplanetario. Que problemas haberá que afrontar antes de que os representantes da Terra dean o primeiro paso noutro planeta? Uno deles é a montaxe do espazo en órbita terrestre a partir de pezas. A Unión Soviética ten desde fai 20 anos una gran experiencia na montaxe automática de estruturas no espazo. A Unión Soviética e os Estados Unidos de América axustaron espazos no espazo.
Na misión a martes tamén haberá que facelo. Ambas as potencias teñen experiencia en rutas interplanetarias e navegación aérea. As sondas automáticas han explorado no Sistema Solar os planetas periféricos e afastados. As estancias en estacións orbitais (Saliut, Skylab, Mir) permitiron desenvolver medios paira voos humanos de longa duración. E analizar a seguridade e fiabilidade do utillaje. Non haberá axuda por terra. Por tanto, todas as ferramentas e medios de mantemento deberán estar no espazo.
En canto ao marizante, haberá que facer fronte a problemas similares. Estados Unidos ten experiencia en levar e atraer a unha tripulación á Lúa. Desde 1969 até 1972, seis veces pousáronse na lúa polas embarcacións Apollo. As sondas automáticas soviéticas tamén se pousan e volven na lúa. A URSS e EEUU foron enviados a Artizar e Marte.
O problema é que a tripulación permaneza traballando durante moito tempo sen gravidade. Durante anos realizáronse traballos paira coñecelo. O camiño foi longo. Nalgúns momentos a falta de peso paira estancias longas no espazo parecía una barreira insalvable. Por exemplo, despois dun voo de 18 días, A. Nikolaiev e V. A remodelación de Sebiastianov á Terra foi moi laboriosa e o prolongar a estancia nos seguintes voos parecía preocupante. Con todo, mediante o desenvolvemento do sistema cardiovascular e muscular, traballáronse as vías para que a tripulación poida permanecer durante moito tempo sen gravidade. O traballo continúa. Prolongouse a estancia na estación espacial durante varios anos. En decembro do ano pasado (1987) o cosmonauta Juri Romanenko realizou a estancia humana máis longa sen gravidade (326). Volveu en moi bo estado físico. O éxito dos voos de longa estancia débese a un programa especial de exercicios físicos na estación. Temos razóns paira mirar con optimismo o voo espacial de longa duración.
Con todo, non debemos simplificar demasiado o problema. Antes da gran viaxe a Marte, especialistas en tecnoloxía espacial terán que resolver moitos problemas técnicos e médicos. O voo non é só un problema técnico e científico, senón que pode provocar o avance da civilización terrestre.
Gai honi buruzko eduki gehiago
Elhuyarrek garatutako teknologia
