Примерно с таким названием, как наш пост, вышла научная статья группы учёных в журнале Space Weather. Если кратко, то слетать туда и обратно без фатальных последствий проникающей радиации космоса на организм человека вполне возможно. Но есть два условия. Такой полёт должен длиться не более 4 лет (оптимально – 2 года), а противорадиационная защита космического корабля должна быть сделана из алюминия плотностью 30 г/см-² (несложные подсчеты дают корпус толщиной до 110 мм).

Учёные изучали воздействие проникающего космического излучения только на обшивку из алюминия. Хотя отмечают, что углеродные композиты со значительным содержанием водорода могут улучшить защиту/обеспечить более длительное время полета. Такие материалы, содержащие лёгкие элементы, приводят к снижению потока вторичных частиц (их порождают солнечная радиация и космические лучи, взаимодействуя с корпусом, самое опасное – это поток нейтронов, который составляет 20–50% эквивалентной дозы). Использование композитов может добавить ещё год полётного времени, но не более.

Радиация в космосе — это заряженные частицы огромной энергии галактического и солнечного происхождения. По расчётам учёных, лететь к Марсу нужно обязательно в пик активности 11-летнего солнечного цикла. Да, плотность потока солнечных частиц максимальна, но от него защищает толстая обшивка. Зато интенсивность наиболее опасного галактического излучения в пик солнечной активности минимальна и будет оставаться таковой ещё 6–12 месяцев.

Поэтому с точки зрения солнечного цикла, оптимальные стартовые окна для полёта к Марсу учёные ожидают в 2030 и 2050 гг.

По расчётам учёных, предельную по нынешним меркам дозу радиации в 1 Зиверт космонавты получат примерно за 3,8 года полёта. Соответственно, для Марса оптимальная продолжительности миссии — 2 года (по текущим оценкам, долететь можно за 9 месяцев), человек получит около 0,5 Зиверт. И даже сможет слетать на Марс еще раз.

Подробности в статье журнала Space Weather. Кстати, есть среди авторов и наши соотечественники.

28 января 1986 года космический шаттл "Челленджер" взорвался через семьдесят три секунды после начала полета, оборвав жизнь семерых членов его экипажа. Корабль разлетелся на десятки тонн обломков, разбросанных по поверхности и по дну океана, и специальная поисковая команда береговой охраны была вынуждена несколько недель искать среди них останки астронавтов. Одной из находок этой команды стал потрепанный футбольный мяч, весь покрытый надписями школьников из Техаса - дети желали астронавтам удачи.

Джанель Онизука, дочь астронавта Эллисона Онизука, погибшего на "Челленджере", позже рассказала журналистам, что вручила этот мяч своему отцу накануне полета. Он тогда был в карантине, обязательном для всех астронавтов перед стартом, однако все же сумел увидеться с дочерью - именно тогда она и вручила ему подарок. Это был обыкновенный тренировочный мяч с надписью "Удачи, экипаж челнока", сделанной синими чернилами на одном боку. Это был последний раз, когда Джанель видела своего отца. После окончания расследования причин катастрофы, NASA вернула семьям погибших их личные вещи, найденные среди обломков. Так Джанель и её мать получили назад этот мяч. Они не захотели делать из него семейную реликвию, а отдали в школу, где мяч положили на полку и где он, пылясь, пролежал больше четверти века, когда на него обратил внимание отец одного из учеников. Увидев едва различимую надпись блеклыми чернилами на его боку, он понял, что это тот самый футбольный мяч, который летал в космос и вернулся на землю при столь трагических обстоятельствах. Нынешний директор учебного заведения, Карен Ингл, была не в курсе этой истории и отнеслась к ней с недоверием, пока сама не прочла надпись.

Через пару лет, в октябре 2016 года, в школу обратились представители NASA с предложением отправить что-нибудь в космос с астронавтами миссии Expedition 49. Директор сразу же вспомнила о необычном мяче, хранящемся в ее школе. Когда астронавтам вручили памятный мяч, они были поражены. "Меня, честно говоря, просто переполняли эмоции только от одной мысли, что я держу в руках этот предмет. История, стоящая за этим мячом, все что с ним произошло, прежде чем он попал сюда. Я думал о семье того астронавта, о том, что эта вещь значила для них. Поэтому я сфотографировал этот мяч на борту МКС и послал им эти фото" - вспоминал астронавт Роберт Шейн Кимбро.

В итоге, через тридцать лет мяч еще раз отправили в космос и он слетал на Международную Космическую Станцию, после чего его снова вернули в школу. Мяч снова положили на то же место, где он хранился до этого, только теперь его поместили в стеклянный футляр и снабдили столь важный экспонат соответствующий табличкой: Space Shuttle Challenger - January 28 1986, International Space Station - October 19, 2016, Clear Lake High School - November 3, 2017.

Капитан Василий Белов с сомнением смотрел через монитор на приближающуюся планету.

- Кто, говоришь, сегодня диспетчер? – спросил он второго механика.

Садальски бросил взгляд на график:

- Бздышек. А почему его так не любят?

- Черт… теперь надо смотреть в оба, Бздышек тот еще остолоп. В прошлый раз он отправил лайнер с тысячей туристов на выжженный Эребус вместо курортного Эфебуса.

- И что было?

- Беспросветная жопа была. На Эребусе складировали вышедших в тираж роботов, в том числе и изначально бракованных. Их как лом покупало правительство Тиноруса для строительства большого комплекса на руднике, только кто ж знал, что эти железяки собрали остатки своих электронных подпорченных мозгов, починили друг дружку и основали колонию. Людей они, естественно, воспринимают как угнетателей и вообще опасную форму жизни. Вот представь – приземляются курортники, направленные Бздышеком куда не надо, готовят свои панамки на выход, а их встречает толпа агрессивных андроидов и потрескавшаяся пустыня.

- Чем закончилось?

Капитан махнул рукой:

- Ничем хорошим. Железяки юридически принадлежали тинорусианцам, там месяца два прошло, пока всю волокиту бумажную устаканили и разрешили высадку нашего военного флота. Так это еще не все – какая-то эксцентричная мадам испытала экстаз от того, что андроиды гоняли ее в свои мастерские полировать запчасти, познала просветление и отказалась уезжать.

Садальски удивленно поднял брови:

- А почему этого Бздышека не уволили? Такой крупный попадос!

- Говорят, у него волосатая лапа в министерстве космоторговли. В общем, смотри внимательно, черт знает, куда заслал нас этот идиот.

Садальски прилип к монитору, вглядываясь в приближающуюся поверхность планеты.

- Вот черт! Что это?! – воскликнул второй механик.

Насколько ему было известно, Зерн-2, их перевалочный пункт, был твердой планетой, на которой не было ни морей, ни океанов – только несколько крупных комплексов заправок для торговых космолетов. Экран же отобразил волнующуюся, непрерывно движущуюся субстанцию.

Василий несколько секунд пялился в монитор, потом приблизил и увеличил изображение. Под брюхом корабля простиралась гигантская толпа – люди стояли плечо к плечу, крепко прижатые друг к другу. Некоторые задрали головы, пытаясь разглядеть, что это за огромная штука зависла в небе. Толпа волновалась и двигалась в небольшой амплитуде, как мелкие волны на морской глади. Куда бы ни направлял камеру капитан – конца и края не было этой толпе, она уходила далеко за горизонт. Пыльные лица подняты к небу, потрескавшиеся губы что-то кричали космолету.

Василий подтокнул Садальски локтем:

- Быстро буди Глаага. Посадка отменяется. Я убью этого идиота Бздышека, честное слово!

Садальски кинулся в кубрик, где безмятежно дрых первый пилот, а капитан бросился к пульту управления, подавая компьютеру команду отключить автопилот.

Глааг, потирая единственный глаз щупальцем, вошел в рубку:

- Ну что случилось? Бздышек опять набздел? – юпитерианин рассмеялся, довольный своей шуткой. Ему казалось, что он в совершенстве выучил русский язык.

- Мы над Плебодией!

Глааг хрюкнул:

- Какой все-таки Бздышек идиот. Ща поправим!

Щупальца первого пилота запорхали над пультом, настраивая новую команду.

- А что это за Плебодия? – спросил опасливо Садальски, косясь на пыльные головы на мониторе.

- Головная боль галактики Верр. Пару сотен лет назад рождаемость на планете вышла из-под контроля – население все увеличивалось и увеличивалось, пока плотность его стала такой, что жители буквально толкались плечами. Но они все равно не перестали обильно плодиться – благо, что у них удивительная анатомия – влагу они впитывают из воздуха, а питательные вещества всасывают из земли, у них там под слоем грунта растет какой-то удивительный мох. Короче, они очень быстро эволюционировали до такого супер-организма. Вся жизнь их проходит стоя, живут, плотно стиснутые в толпе. Женщины рожают тоже стоя, и если ребенок крепкий, он сможет протолкнуться между стареющими жителями, прорастая, как молодое деревце. Им пытались помочь: прилетал челнок с переговорщиками, уговаривали их попробовать переселиться частично на другие планеты – благо, что в галактике полно жилых планет, но плебодианцы не хотят ничего менять, говорят, их все устраивает. По последним сводкам, у них начала развиваться телепатия – и теперь не нужно передавать информацию из уст в уста, как они до этого делали. Один другогому шепнет, второй третьему – и так пошло по цепочке. Не удивлюсь, если они вскорости срастутся в единое существо. А мы чуть не сели им на головы. Кстати, внешне они почти как люди.

Через переговорное устройство капитан запросил Главный Терминал и, не стесняясь в выражениях, выложил старшему по смене все, что он думает о Бздышеке.

Предположим у нас есть пассажирский планетолет совершающий регулярные рейсы по маршруту Земля-Марс-Земля, при этом пассажиры перевозятся в равном количестве в обе стороны, что конечно скорей всего будет сильно отличаться от реального пассажиропотока первоначального периода, но зато позволит более детально рассмотреть интересующий процесс.

Предположим что каждый пассажир производит в течении суток 2.0 кг отходов, из которых 1.2 кг углекислота, а 0.8 это твердые и жидкие отходы. Если предположить продолжительность полета 200 дней, то каждый пассажир произведет 400 кг отходов израсходовав 400 кг запасов.

Предположим теперь что при подходе к Земле/Марсу планетолет совершит частичное аэроторможение и перейдет на предельно возможно высокую эллиптическую траекторию, в теории апоцентр такой орбиты расположен в бесконечности но на практике для земли он будет не выше орбиты Луны а для марса не дальше сферы Хилла. В обоих случаях для перехода на такую орбиту достаточно будет сбросить 0.8 км/с.

На этой орбите пассажирский планетолет встретиться с космической станцией Оранжереей и выгрузит на нее все биоотходы включая и углекислоту, а также магистральное оборудование по поддержанию жизнедеятельности пассажиров и утилизации биоотходов, после чего совершит посадку на поверхности Земли/Марса.

Тот непродолжительный отрезок времени между выгрузкой магистральной системы жизнеобеспечения и посадкой, поддержание требуемых условий будет осуществляться посадочной системой жизнеобеспечения имеющей гораздо более простую конструкцию и масса-габаритные параметры.

Полученные биоотходы будут использованы Оранжереей в качестве удобрения для выращивания нового урожая продуктов питания, для снабжения обратных рейсов.

Таким образом можно создать ситуацию когда биомасса необходимая для питания пассажиров в течении полета не поднимается и не спускается на поверхность планет, а все время остается в свободном космическом пространстве.

Не смотря на то что между марсианской и земной оранжерей миллионы километров расстояния, дельта скорости между ними всего 0.8 км/с, и именно эту дельта и является "расстоянием" между ними, две оранжереи по сути ведет обмен между собой биомассой.

Конструктивно Оранжерею можно представить как неподвижно расположенную центральную цилиндрическую секции в которой находиться технологическая часть по переработке отходов в удобрения, "грязный" процесс, и переработки сельхоз продуктов в продукты питания, "чистая" часть.

От центральной части, радиально центральной оси симметрии цилиндра, расположенные неподвижные прозрачные внешние полимерные цилиндры "аграрной" части станции, чьи оси симметрии совпадают с радиальными осями цилиндра.

Внутри этих цилиндров поддерживается нормальное атмосферное давление и атмосфера из углекислого газа, а кислород выделяющийся в ходе процесса фотосинтезе непрерывно отфильтровывается.

Внутри внешних прозрачных цилиндров расположены внутренние перфорированные прозрачные цилиндры которые непрерывно вращаются вдоль свое оси симметрии создавая на своей поверхности незначительно центростремительное ускорение.

Пространство между внешним и внутренним цилиндром заполнено метровым слоем воды которая увлекаемая вращением внутреннего цилиндра прижимается центростремительным ускорением к внешнему и создает метровый слой воды отделяющей внутренние пространство цилиндра от космоса.

Эта вода выполняет двойную роль, как радиационный щит так и среду для переноса минеральных веществ и удобрений.

На поверхности внутреннего цилиндра высажены специально генетически сконструированные растения растущие к центру цилиндра и плодоносящие на своей вершине. Корневая система растений получает все необходимо из водяного слоя за счет внедрения в него через перфорацию внутреннего цилиндра. сбор продуктов обеспечивает сельскохозяйственный робот перемещающийся вдоль центральной оси посредством двух тросов закрепленных на ее противоположных торцах. Поскольку растения генетически сконструированы они постоянно приносят плоды в своей "верхней" части обращенной к центру цилиндра сбор которых не представляет никакой сложности.