Το σχέδιο της NASA που θα μπορούσε να είχε στείλει ανθρώπους στον Άρη από τη δεκαετία του 1980
Πυρηνικοί κινητήρες, γιγαντιαία διαστημόπλοια που θα συναρμολογούνταν σε τροχιά και αποστολές εκατοντάδων ημερών – Πώς εξελίχθηκαν τα σχέδια για την κατάκτηση του Κόκκινου Πλανήτη και γιατί τελικά εγκαταλείφθηκαν για χάρη του Space Shuttle
Η κατάκτηση του Άρη από τον άνθρωπο δεν αποτελεί αποκλειστικά φιλοδοξία της σύγχρονης διαστημικής εποχής. Ήδη από τις δεκαετίες του 1940, του 1950 και κυρίως του 1960 είχαν εκπονηθεί εντυπωσιακά λεπτομερή σχέδια για επανδρωμένες αποστολές στον Κόκκινο Πλανήτη, με την προοπτική η NASA να επιχειρήσει ένα τέτοιο ταξίδι στις αρχές της δεκαετίας του 1980.
σχετικά άρθρα
Πολύ πριν από το Apollo, ο Βέρνερ φον Μπράουν, ο Γερμανός μηχανικός που είχε σχεδιάσει τον πύραυλο V-2 για τη ναζιστική Γερμανία και μετά τον πόλεμο μεταφέρθηκε στις ΗΠΑ, είχε ήδη αρχίσει να επεξεργάζεται το πώς άνθρωποι θα μπορούσαν να ταξιδέψουν στον Άρη. Αργότερα θα γινόταν μία από τις κεντρικές προσωπικότητες του αμερικανικού διαστημικού προγράμματος και διευθυντής του Marshall Space Flight Center της NASA.
Στο έργο του Project Mars, έκτασης περίπου 280 σελίδων, ο φον Μπράουν συνδύαζε μια φανταστική ιστορία με πραγματικούς τεχνικούς υπολογισμούς για μια αποστολή στον Άρη.
Η πρώτη φάση του σχεδίου προέβλεπε τη δημιουργία μεγάλης ανθρώπινης παρουσίας σε γήινη τροχιά. Τεράστιοι περιστρεφόμενοι διαστημικοί σταθμοί θα δημιουργούσαν τεχνητή βαρύτητα, ενώ σε τροχιά θα λειτουργούσε ένα είδος διαστημικού ναυπηγείου όπου θα συναρμολογούνταν τα σκάφη της αποστολής.
Υλικά και εξοπλισμός θα μεταφέρονταν εκεί με έναν μεγάλο επαναχρησιμοποιούμενο πύραυλο, ενώ περίπου 1.000 μίλια πάνω από τη Γη θα κατασκευαζόταν ο στόλος που θα κατευθυνόταν στον Άρη.
Τα διαστημόπλοια θα χρησιμοποιούσαν υγρούς πυραυλοκινητήρες και υπεργολικά καύσιμα. Μετά την ολοκλήρωση της συναρμολόγησης, ο στόλος θα εγκατέλειπε τη γήινη τροχιά και θα έμπαινε σε πορεία για τον Κόκκινο Πλανήτη. Ο φον Μπράουν υπολόγιζε το ταξίδι σε περίπου 260 ημέρες ή 8,5 μήνες.
Φτάνοντας στον Άρη, τα σκάφη θα επιβράδυναν και θα έμπαιναν σε τροχιά περίπου 620 μίλια πάνω από την επιφάνεια. Τα οχήματα προσεδάφισης θα αποχωρίζονταν από τον υπόλοιπο στόλο και θα κατέβαιναν προς τον πλανήτη.
Εδώ βρισκόταν όμως ένα από τα μεγάλα προβλήματα του αρχικού σχεδίου. Ο φον Μπράουν φανταζόταν τα οχήματα προσεδάφισης ως τεράστια ανεμόπτερα, τα οποία θα χρησιμοποιούσαν την ατμόσφαιρα του Άρη για ελεγχόμενη κάθοδο. Εκείνη την εποχή, οι γνώσεις για τον πλανήτη ήταν εξαιρετικά περιορισμένες και υπήρχαν ακόμη εκτιμήσεις για νερό, βλάστηση ή ακόμη και μορφές ζωής στην επιφάνειά του.
Η πραγματικότητα αποδείχθηκε πολύ διαφορετική. Η ατμόσφαιρα του Άρη έχει πυκνότητα μικρότερη από το 1% εκείνης της Γης, γεγονός που θα καθιστούσε πρακτικά ανεφάρμοστη την ιδέα ενός τέτοιου γιγαντιαίου ανεμόπτερου.
Από τα ατομικά διαστημόπλοια στους πυρηνικούς κινητήρες
Στα τέλη της δεκαετίας του 1950, τα σχέδια άρχισαν να γίνονται πιο εξελιγμένα. Η πυρηνική ενέργεια είχε πλέον μπει δυναμικά στο προσκήνιο και οι επιστήμονες αναζητούσαν τρόπους να την αξιοποιήσουν για μακρινά διαστημικά ταξίδια.
Ο Έρνστ Στούλινγκερ, στενός συνεργάτης του φον Μπράουν, ανέπτυξε μια διαφορετική πρόταση: ένα τεράστιο πυρηνοηλεκτρικό διαστημόπλοιο.
Η ιδέα παρουσιάστηκε μάλιστα το 1957 στην αμερικανική τηλεόραση, στην εκπομπή του Walt Disney «Mars and Beyond». Το σκάφος θα είχε διάμετρο περίπου 500 ποδιών στο μεγαλύτερο σημείο του και θα συναρμολογούνταν επίσης σε γήινη τροχιά.
Στη βάση του θα υπήρχε πυρηνικός αντιδραστήρας. Η θερμότητα από την πυρηνική σχάση θα χρησιμοποιούνταν για την παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας, η οποία στη συνέχεια θα τροφοδοτούσε έναν ηλεκτρικό κινητήρα. Σωματίδια καισίου θα ιονίζονταν και θα εκτοξεύονταν με μεγάλη ταχύτητα, δημιουργώντας ώση.
Η ώση θα ήταν μικρή, αλλά ο κινητήρας θα μπορούσε να λειτουργεί συνεχώς για μεγάλα χρονικά διαστήματα. Η βασική αρχή θυμίζει τους σύγχρονους κινητήρες ιόντων που χρησιμοποιούνται σε διαστημικές αποστολές και δορυφόρους.
Το σκάφος θα μπορούσε να μεταφέρει έως 20 ανθρώπους, μαζί με ξεχωριστό όχημα προσεδάφισης στον Άρη. Σε αντίθεση με την αρχική ιδέα του ανεμόπτερου, το νέο όχημα θα χρησιμοποιούσε μεγάλο αλεξίπτωτο για την επιβράδυνση και, λίγο πριν αγγίξει την επιφάνεια, πυραυλοκινητήρες για την τελική προσεδάφιση.
Μετά την ολοκλήρωση της εξερεύνησης, οι αστροναύτες θα επέστρεφαν σε τροχιά χρησιμοποιώντας ξεχωριστό τμήμα ανόδου, σε μια λογική που αργότερα θα εφαρμοζόταν και στο πρόγραμμα Apollo για την επιστροφή των αστροναυτών από την επιφάνεια της Σελήνης.
Υπήρχε όμως ένα σημαντικό μειονέκτημα: η διάρκεια του ταξιδιού. Με την πυρηνοηλεκτρική πρόωση θα απαιτούνταν περίπου 13 μήνες μόνο για να φτάσει το πλήρωμα στον Άρη. Τέσσερις μήνες θα χρειάζονταν για την ανάπτυξη της απαραίτητης ταχύτητας, επτά για το ταξίδι και άλλοι δύο για την επιβράδυνση και την είσοδο σε αρειανή τροχιά.
Σήμερα είναι γνωστό ότι μια τόσο παρατεταμένη έκθεση στη μικροβαρύτητα και την κοσμική ακτινοβολία θα δημιουργούσε σοβαρές δυσκολίες για ένα ανθρώπινο πλήρωμα.
Η μεγάλη αλλαγή ήρθε τη δεκαετία του 1960. Τα προγράμματα Mercury και Gemini είχαν ήδη αποδείξει ότι οι ΗΠΑ μπορούσαν να στείλουν ανθρώπους στο Διάστημα, να τους θέσουν σε τροχιά και να πραγματοποιήσουν διαστημικούς περιπάτους. Παράλληλα, το πρόγραμμα Apollo προχωρούσε και ο Saturn V του φον Μπράουν ετοιμαζόταν να μεταφέρει ανθρώπους στη Σελήνη.
Μέσα σε αυτή την ατμόσφαιρα αισιοδοξίας, η NASA άρχισε να κοιτάζει το επόμενο βήμα: μια επανδρωμένη αποστολή στον Άρη στις αρχές της δεκαετίας του 1980.
Μία από τις πιο ολοκληρωμένες προτάσεις παρουσιάστηκε το 1968 από το αεροδιαστημικό τμήμα της Boeing.
Η μεγάλη καινοτομία ήταν η χρήση πυρηνικής θερμικής πρόωσης, διαφορετικής από τον πυρηνοηλεκτρικό κινητήρα του Στούλινγκερ. Ένας αντιδραστήρας πυρηνικής σχάσης θα θερμαινόταν σε πολύ υψηλές θερμοκρασίες και μέσα από τον πυρήνα του θα περνούσε υγρό υδρογόνο. Το υδρογόνο θα θερμαινόταν απότομα, θα μετατρεπόταν σε αέριο και θα εκτοξευόταν από το ακροφύσιο, παράγοντας ώση.
Η τεχνολογία αυτή δεν βρισκόταν μόνο στα χαρτιά. Η NASA εργαζόταν ήδη πάνω στην πυρηνική πυραυλική πρόωση μέσω του προγράμματος NERVA.
Η Boeing υπολόγιζε ότι το πλήρωμα θα μπορούσε να φτάσει σε τροχιά γύρω από τον Άρη σε λιγότερες από 200 ημέρες. Ολόκληρη η αποστολή, μαζί με την επιστροφή, θα διαρκούσε περίπου 600 ημέρες.
Το σχέδιο που χάθηκε όταν η NASA επέλεξε το Space Shuttle
Το διαστημόπλοιο της Boeing θα ήταν τεράστιο και θα έπρεπε να συναρμολογηθεί σε γήινη τροχιά. Θα διέθετε πέντε πυρηνικές μονάδες πρόωσης, καθεμία τόσο μεγάλη ώστε για τη μεταφορά της σε τροχιά θα απαιτούνταν ένας Saturn V ενισχυμένος με τέσσερις πρόσθετους πλευρικούς προωθητές.
Στην κορυφή του διαστημοπλοίου θα βρίσκονταν τρεις βασικές μονάδες.
Η κύρια μονάδα αποστολής θα αποτελούσε το σπίτι ενός εξαμελούς πληρώματος για το ταξίδι προς τον Άρη και την επιστροφή. Πάνω από αυτή θα βρισκόταν το Mars Excursion Module, το όχημα που θα μετέφερε τρεις αστροναύτες στην επιφάνεια. Στο άλλο άκρο θα υπήρχε η μονάδα επιστροφής στη Γη, η οποία θα χρησιμοποιούνταν μόνο στο τέλος της αποστολής.
Για την αναχώρηση από τη Γη θα ενεργοποιούνταν ταυτόχρονα τρεις πυρηνικές μονάδες πρόωσης, παρέχοντας την ισχυρή αρχική επιτάχυνση προς τον Άρη.
Κατά την προσέγγιση στον Κόκκινο Πλανήτη, το σκάφος θα περιστρεφόταν και ένας ακόμη πυρηνικός κινητήρας θα αναλάμβανε την επιβράδυνση και την είσοδο σε τροχιά.
Τρεις αστροναύτες θα κατέβαιναν στην επιφάνεια με το Mars Excursion Module. Αλεξίπτωτο και κινητήρες καθόδου θα εξασφάλιζαν την προσεδάφιση και το πλήρωμα θα παρέμενε στον Άρη για 30 ημέρες.
Στη συνέχεια θα εγκατέλειπε το κάτω τμήμα του οχήματος και θα εκτοξευόταν με το τμήμα ανόδου για να συναντήσει ξανά το μητρικό διαστημόπλοιο. Ο τελευταίος πυρηνικός κινητήρας θα χρησιμοποιούνταν για την αναχώρηση από τον Άρη και την επιστροφή προς τη Γη.
Στο τέλος του ταξιδιού, η εξαμελής ομάδα θα επιβιβαζόταν στην κάψουλα επανεισόδου και θα επέστρεφε με προσθαλάσσωση στον ωκεανό.
Το εγχείρημα θα ήταν εξαιρετικά δύσκολο και δαπανηρό. Μόνο για τη συναρμολόγηση ενός πλήρως αναλώσιμου διαπλανητικού σκάφους θα απαιτούνταν πολλαπλές εκτοξεύσεις γιγαντιαίων Saturn V. Παρ’ όλα αυτά, το σχέδιο βασιζόταν σε τεχνολογίες που είτε υπήρχαν είτε αναπτύσσονταν ήδη εκείνη την περίοδο.
Το εμπόδιο που τελικά σταμάτησε την πορεία προς τον Άρη δεν ήταν μόνο τεχνολογικό.
Στις αρχές της δεκαετίας του 1970, η πολιτική πραγματικότητα στις ΗΠΑ είχε αλλάξει. Ο Τζον Φ. Κένεντι και η τεράστια πολιτική ώθηση που είχε δημιουργήσει το Apollo ανήκαν στο παρελθόν. Ο πόλεμος του Βιετνάμ απορροφούσε πόρους και πολιτική προσοχή, το ενδιαφέρον του κοινού για τη διαστημική εξερεύνηση είχε μειωθεί και η NASA δεν διέθετε πλέον το ποσοστό του ομοσπονδιακού προϋπολογισμού που είχε απολαύσει στην κορύφωση της κούρσας για τη Σελήνη.
Μπροστά στον πρόεδρο Ρίτσαρντ Νίξον βρίσκονταν ουσιαστικά δύο διαφορετικές κατευθύνσεις για το μέλλον των αμερικανικών επανδρωμένων πτήσεων.
Η μία ήταν η συνέχιση και επέκταση της λογικής του Apollo, η οποία θα μπορούσε τελικά να οδηγήσει σε ανθρώπινη αποστολή στον Άρη.
Η άλλη ήταν ένα επαναχρησιμοποιούμενο διαστημικό όχημα που υποσχόταν συχνότερη και φθηνότερη πρόσβαση σε γήινη τροχιά: το Space Shuttle.
Τα χρήματα δεν επαρκούσαν και για τα δύο.
Η επιλογή του Space Shuttle καθόρισε τελικά την πορεία του αμερικανικού επανδρωμένου διαστημικού προγράμματος για τις επόμενες δεκαετίες. Και τα γιγαντιαία πυρηνοκίνητα διαστημόπλοια που θα μπορούσαν, βάσει των σχεδίων της εποχής, να έχουν μεταφέρει ανθρώπους στον Άρη στις αρχές της δεκαετίας του 1980 έμειναν στα σχέδια.
