Суровата геология и неизбежните рискове на терена
Пренасянето на тази технология на Марс обаче отваря съвсем нов фронт от логистични и физически проблеми, които не могат да бъдат симулирани напълно в пустинята Мохаве или в изпитвателните центрове в Тексас.
На първо място е въпросът с контрола на вектора на тягата в условията на марсианските ветрове. Атмосферата на Марс е известна със своите прашни бури и силни срязвания на вятъра на ниска надморска височина. Кораб с размерите на Starship (височина 50 метра и суха маса над 100 тона) представлява огромно ветрово платно. Когато такъв апарат извършва преход от хоризонтално планиране към вертикално кацане — маневра, изпробвана многократно с променлив успех при прототипите на Земята — той трябва да разчита на реактивни дюзи и векторно управлявани двигатели, работещи на ръба на термодинамичните си граници.
Вторият и далеч по-неудобен проблем е геологията на самото място за кацане. При работата на множество тежки двигатели (като Метан-Кислородните Raptor) в непосредствена близост до повърхността, свръхзвуковата газова струя издълбава марсианския реголит за части от секундата. Реголитът на Марс не е просто пясък; той е смес от заоблени базалтови фрагменти, остри силикатни прашинки и твърди скални късове.
Тази струя превръща повърхността в кинетична картеч. Скали с размерите на юмрук могат да бъдат изхвърлени със скорост от неколкостотин метра в секунда обратно към двигателния отсек, прерязвайки горивни линии, повреждайки дюзите или причинявайки разхерметизация на резервоарите. За разлика от Луната, където липсата на атмосфера позволява на отломките да се разлитат по права линия, марсианският въздух създава рециркулационни вихри, които завихрят скалния прах и го насочват директно към критичните компоненти на кораба.
Икономическата и горивна уравнения на връщането
Всяка дискусия за кацането на тежък кораб на Марс е безсмислена, ако не се вземе предвид уравнението за обратното излитане. За да кацне експедиция, тя трябва да носи със себе си или инфраструктура за добив на гориво на място (In-Situ Resource Utilization - ISRU), или пълни резервоари за връщане, което драстично увеличава началната маса при навлизане в атмосферата.
Изборът на горивна двойка течен метан и течен кислород при съвременните концепции не е аерокосмическа капризност, а логистична принуда. За разлика от керосина, метанът може да бъде синтезиран от марсианската атмосфера (богата на въглероден диоксид) и подземните ледени депозити чрез реакцията на Сабатие. Но тази химическа фабрика изисква мегавати електрическа енергия, стотици метри пробивни сондажи и месеци непрекъсната автоматизирана работа преди въобще екипажът да напусне Земята.
В този смисъл, технологията за кацане чрез свръхзвукова ретропропулсия е само една брънка от верига, в която грешка в който и да е от елементите води до невъзможност за връщане. Инженерната логика на планетарните мисии изисква абсолютна автономност на кацащите системи. Сигналът от Земята до Марс пътува между 4 и 24 минути в зависимост от взаимното положение на орбитите, което прави каквото и да е оперативно управление от Земята физически невъзможно. Спускането трае около 7 минути — така наречените седем минути ужас — и апаратът трябва изцяло сам да изчислява плътността на въздуха, да коригира траекторията, да търси скали на площатката и да дозира тягата на двигателите.
Прозорецът за изстрелване, който се отваря веднъж на всеки 26 месеца поради геометричното подреждане на Земята и Марс, допълнително налага жестоки времеви ограничения. Всяка пропусната възможност за тест или всяка катастрофа при кацане връща програмата с над две години назад, изсмуквайки финансови ресурси и политическо търпение.
Макар свръхзвуковата ретропропулсия да премахна теоретичната бариера пред кацането на тежки товари, практическото прилагане на тази технология върху реалния марсиански терен остава критична точка. Пътят от успешните земни тестове до реалното стъпване върху прашния базалт е осеян с неизвестни, които няма да бъдат решени в кабинетите на проектиранe, а едва тогава, когато първият масивен кораб запали двигателите си срещу тънката марсианска атмосфера и се опита да оцелее в създадения от самия него прашен хаос.
