Почему улететь с Марса будет точно сложнее, чем с Земли?

Представьте, что экспедиция на Марс удалась: люди высадились на поверхность Красной планеты и готовы вернуться домой. Кажется, что обратный путь — лишь формальность. Но на практике возврат с Марса в несколько раз сложнее, чем кажется.

Дело не только во взлёте

Основная трудность даже не в том, чтобы поднять ракету с марсианской поверхности. Главная проблема — как доставить на Марс достаточно крупный корабль, который сможет приземлиться целым и сохранным, а затем ещё и стартовать обратно.

Да, небольшие автоматические зонды способны выполнить миссию по доставке образцов грунта. Но пилотируемая экспедиция требует аппарата гораздо большего масштаба — фактически мини-«нефтяного танкера», ведь значительная часть конструкции приходится на топливо, а не на полезную нагрузку.

Топливо — главный груз

На Марсе гравитация составляет около 40% земной, а атмосфера в десятки раз разреженнее. Для старта с поверхности и выхода на траекторию к Земле потребуется ракета примерно третьего масштаба от земной межпланетной. Но вот загвоздка: её нужно будет заправить прямо на Марсе.

Если же пытаться везти топливо с собой с Земли, то дополнительная масса составит около 1400 тонн — такую систему пока невозможно построить.

Атмосфера: друг или враг?

Казалось бы, атмосфера облегчает задачу — можно использовать её для торможения. Но марсианский воздух слишком тонкий, чтобы парашюты эффективно работали, а тормозить придётся гигантский бак с топливом. Значит, необходимы двигатели для мягкой посадки, а это дополнительные расходы топлива.

Кроме того, нужен огромный теплозащитный экран, который съест ещё часть полезной нагрузки. Парадоксально, но посадка на безвоздушное небесное тело в чём-то была бы проще — меньше непредсказуемых факторов.

К тому же плотность марсианской атмосферы сильно колеблется. Иногда она достаточно плотная, чтобы резко замедлить корабль (или даже разрушить его), а иногда настолько разреженная, что почти не влияет на спуск. Поэтому современные миссии используют в основном двигательные системы торможения, полностью автоматические, ведь задержка сигнала между Марсом и Землёй достигает нескольких минут.

Орбиты и «окна возможностей»

Есть и ещё одна сложность — небесная механика. Земля совершает оборот вокруг Солнца за 365 дней, Марс — почти за 687. Из-за этого расстояние между планетами постоянно меняется.

Большую часть времени они находятся слишком далеко друг от друга, а иногда и вовсе разделены Солнцем. Удобное сближение, когда возможен сравнительно «дешёвый» перелёт, случается лишь раз в 26 месяцев (около 778 дней).

Таким образом, даже если вы прилетели на Марс в такое окно, обратно можно отправиться только через два года, когда планеты снова выстроятся подходящим образом.

Полёт — это не прямая линия

К тому же космические корабли не стартуют «по прямой». Они уносят с собой скорость вращения планеты и выходят на траекторию, ведущую к точке, где будет находиться другая планета в момент прибытия. Это делает расчёт миссии ещё сложнее.

Итог

Возвращение с Марса — это совокупность проблем: доставка топлива, посадка тяжёлого аппарата в капризной атмосфере, ограниченные временные окна и необходимость сложных орбитальных расчётов. Поэтому идея пилотируемой миссии остаётся грандиозной задачей будущего — одной из самых амбициозных в истории космонавтики.