В настоящее время существует почти 50 проектов пилотируемых полетов на Марс. Самый грандиозный из них принадлежит американскому инженеру и предпринимателю Илону Маску, который планирует в ближайшие десятилетия перевезти на Красную планету миллион человек для создания самостоятельной цивилизации. Эта идея кажется совершенно фантастической – а между тем компания Sрасе Х во главе с Маской объявила, что совсем скоро начнет первые рейсы своих космических челноков.
Вперед, к Красной планете!
На состоявшемся в сентябре 2016 года в Мексике Международном астрономическом конгрессе доклад инженера и предпринимателя произвел настоящую сенсацию. По мнению Илона Маска, только переселение значительной части землян на Марс спасет человечество от возможного вымирания.
Жизнь на нашей планете способна прерваться от очень многих факторов: взрыва находящейся неподалеку сверхновой звезды, сверхвспышки на Солнце, попадания в черную дыру, глобальной эпидемии, столкновения с огромным астероидом, техногенной катастрофы. Большая колония людей на иной планете обеспечит дальнейшее существование земной цивилизации.
Почему следует выбрать именно Марс? По сравнению с другими небесными телами Солнечной системы он лучше остальных подходит для возможной жизни землян. День здесь длится 24 часа 37 минут – то есть, подходит для наших жителей и растений. Гравитация значительно меньше земной, но вполне годится для нормального функционирования человеческого организма. Наконец, там есть вода – правда, в виде полярных ледяных шапок, но до нее легко можно добраться, а куски льда растопить и использовать.
Остальные планеты Солнечной системы практически непригодны для подобной миссии: Меркурий имеет чрезвычайно высокую температуру на поверхности днем и очень низкую ночью, на Венере слишком агрессивная атмосфера, Юпитер, Сатурн, Уран и Нептун в основном состоят из сжиженного газа. Самое близкое к нам подходящее небесное тело – Луна, но она целиком зависит от Земли и в случае космической катастрофы может погибнуть вместе с ней.
Почему выбрана цифра в миллион человек? По оценкам специалистов, это минимальное количество людей, чтобы их колония могла стать полностью самостоятельной и развиваться. В ней будут специалисты всех нужных профессий, она справится с возможными болезнями и эпидемиями, а также обеспечит стабильный естественный прирост населения.
Первоочередные задачи колонистов
На первых порах перед колонистами встанет труднейшая задача – превратить Красную планету в свой дом. Совокупность действий для достижения этой цели Маек обозначил термином «терраформирование» – то есть изменение условий жизни на другой планете таким образом, чтобы они напоминали земные.
В первую очередь нужно растопить достаточное количество льда на южном полюсе планеты, поскольку он в летний период повернут к Солнцу, а значит, сделать это будет легче, чем на северном полюсе. Скопившейся здесь воды хватит, чтобы создать на планете океан глубиной в несколько метров. По мере уменьшения ледяной шапки начнется цепная реакция -водный пар начнет уплотнять атмосферу, та, в свою очередь, станет удерживать больше солнечного тепла, из-за которого процесс таяния будет все более интенсивным. Технически его можно запустить с помощью ядерных зарядов или размещения над южным полюсом Марса лазерных устройств.
После того как на планете появится жидкая вода, нужно приступать к высадке растений: первоначально это будут мхи, но позже – обширные леса, которые насытят атмосферу Марса кислородом (сейчас она на 95% состоит из углекислого газа). По мнению Маска, на выращивание «зеленых легких» и создание пригодного для жизни без скафандров воздуха уйдет от 300 до 1000 лет. Но после этого Красная планета может считаться терраформированной, а люди будут сами выбирать, где им жить – на Марсе или на Земле.
100 тысяч полетов
Илон Маек перечислил вещи и оборудование, которые необходимы первым колонистам. Прежде всего это устройства для производства и преобразования энергии – ядерной или космической. Наиболее перспективным направлением исследователи компании Sрасе Х считают доставку на Марс большого количества легких раскладывающихся солнечных батарей.
Также понадобится огромное количество растений – как для создания кислорода, так и для снабжения переселенцев продовольствием. Пока атмосфера планеты не сформируется должным образом, землянам будут необходимы средства защиты от солнечной радиации – ведь до этого времени марсианским городам придется находиться под специальными куполами. Сначала поселенцы построят небольшие дома, потом станут обустраивать комплексы, где будет не только жилье, но и школы, больницы, магазины и т.п.
Специалисты Sрасе Х подсчитали: на один рейс с колонистами должно приходиться девять рейсов с полезным грузом. За основу брался корабль, способный перевезти 100 пассажиров. Таким образом, общее количество полетов, необходимых для создания миллионной колонии на Красной планете, составит примерно 100 тысяч (10 тысяч – пассажирские рейсы, 90 тысяч – грузовые).
Илон Маек уже объявил: первые экспедиции по доставке грузов должны начаться в конце 2022 года. К 2035 году будут построены космические корабли, способные долететь до Красной планеты за 80 дней, а миллион колонистов прибудет на Марс в течение нескольких последующих десятилетий.
По цене дома среднего класса
Главным препятствием на пути реализации столь масштабного проекта, по мнению Маска и его команды, является высокая стоимость перелета к Красной планете. Правда, она неуклонно снижается. В 1989 году американское национальное аэрокосмическое агентство ЫАБА оценило отправку астронавтов на Марс в 450 миллиардов долларов. Предполагалось, что там побывают от четырех до шести землян – то есть каждое место оценивалось примерно в 100 миллиардов долларов. Но уже в 2004 году то же агентство снизило стоимость проекта в девять раз – до 50 миллиардов долларов. Таким образом, полет одного человека обошелся бы чуть дороже чем в 10 миллиардов долларов.
Эта цифра все равно слишком высока, но тенденция к ее снижению отчетливо прослеживается, и значит, такая задача может быть решена.
Илон Маек полагает, что оптимальная сумма за перелет одного человека должна составлять 500 тысяч долларов – это примерная стоимость дома среднего класса в хорошем месте. Причем люди должны понимать: они станут настоящими космическими пионерами, первыми постоянными жителями иной планеты -и значит, должны сами оплатить свой полет. Мнения экономистов и психологов однозначны: только в США найдется не менее миллиона человек, которые согласятся выложить такие деньги за небывалое космическое путешествие.
Но как снизить затраты на полет каждого человека с 10 миллиардов до 500 тысяч долларов, то есть в 20 тысяч раз? Илон Маек знает ответ на этот вопрос.
Ракета от частной компании
План команды Sрасе Х работает в двух направлениях. Первое из них – создание космических кораблей, каждый из которых сможет перевозить как минимум 100 человек.
У компании Илона Маска есть успешный опыт строительства аппаратов нового типа. Сам инженер и предприниматель говорит о том, что огромная стоимость ракет – это в первую очередь следствие отсутствия конкуренции и наличия огромного количества субподрядчиков.
NASA постоянно поручает выполнение своих заказов лишь нескольким компаниям. К примеру, ULA (United Launch Alliance), совместное предприятие, принадлежащее компаниям Boeing и Lockheed Martin, регулярно выполняет задания космического агентства и Министерства обороны США, но при этом за каждый запуск получает больше, чем кто-либо в мире. Под предлогом национальной безопасности система государственных заказов в данной области совершенно непрозрачна, и задача многих компаний – не удешевить космический аппарат, а сделать его дороже ради собственной выгоды. В свою очередь, получив заказ, крупные компании передают его по частям мелким субподрядчикам, которые также накручивают цены.
Но главное – при отсутствии конкуренции нет нужды придумывать что-то новое! В результате технологии современных космических аппаратов в лучшем случае относятся к 1990-м годам, а затраты по их производству и запуску снижаются крайне медленно.
Компания SpaceX стала первым предприятием, начавшим работу по принципиально иной схеме. Не выполнение заказа, а создание собственного аппарата, более дешевого и надежного, который потом можно предложить космическим агентствам и организациям.
Предприятие было основано в 2002 году на личные средства Илона Маска, полученные от разработки и функционирования крупнейшей в США электронной платежной системы.
Компания создала свою первую ракету, названную Falcon 1 (в переводе с английского «сокол»). Двухступенчатый аппарат и его двигатель были сделаны работниками Space X без помощи посредников. Первые три запуска закончились авариями. Но четвертый полет, состоявшийся
в 2008 году, оказался успешным. Была проведена симуляция отсоединения груза (он остался в ракете, чтобы не увеличивать количество космического мусора), а первая ступень совершила безопасное приземление. При этом Илон Маек, находившийся в Центре управления полетами на мысе Канаверал, услышав хлопок, в отчаянии выбежал на улицу – он подумал, что и это испытание закончилось взрывом. Но оказалось, что звук был вызван прохождением отсоединившейся первой ступенью ракеты звукового барьера.
Успешный запуск Falcon 1 обошелся в 7,9 миллиона долларов – в три раза дешевле лучших альтернативных показателей. В конце 2008 года с Маском заключили контракт на 12 полетов для перевозки грузов на МКС.
В 2010 году компания Space X создала новую ракету – Falcon 9, гораздо более мощную. Но и она, и сделанный работниками компании пилотируемый космический корабль Dragon слишком малы для полетов к Марсу. Поэтому в ближайших планах компании – создание огромной ракеты Mars Colonial Transporter, способной поднять на орбиту космический корабль с сотней пассажиров.
С часовым перерывом
Второе направление работы команды Space X, направленной на снижение стоимости каждого полета, – это многоразовое использование космических аппаратов. К сожалению, американские шаттлы эту задачу выполняли только на словах -приземлившиеся корабли требовали многомесячной проверки и ремонта, так что их преимущество в стоимости фактически сводилось к нулю.
Компания Space X разработала собственную систему межпланетного транспорта, названную Interplanetary Transport System (ITS). Ракета выведет большой космический корабль на околоземную орбиту, затем отделится и вернется на Землю. Маек ставит задачу, чтобы она была готова к новому полету уже через час после приземления. В настоящее время компания ведет работу над прототипами таких ракет, один из них уже осуществил успешную посадку с высоты 1000 метров.
На орбите каждый корабль с пассажирами будет дозаправлен – ракета с Земли в течение нескольких рейсов доставит для него топливо, после чего перейдет к запуску следующего аппарата, а модуль с пассажирами раскроет солнечные батареи и начнет самостоятельное движение к Марсу.
В своем докладе и на страничке в Twitter Илон Маек раскрыл некоторые технические детали будущих устройств для путешествия к Красной планете. Высота ракеты вместе с пилотируемым модулем составит 122 метра, мощность солнечных батарей будет равна 200 киловаттам. Каждая ракета, способная вывести на орбиту 550 тонн груза, снабжается 40 двигателями Raptor, разработкой и испытаниями которых компания занимается с 2009 года, они работают на жидком метане и жидком кислороде.
Возможность многократного использования космических аппаратов снизит затраты в сотни или даже тысячи раз. Так что запуск 100 тысяч кораблей отнюдь не выглядит нереальным.
Безопасность прежде всего
Конечно, одной из важнейших задач космического переселения станет обеспечение безопасности будущих колонистов.
Наиболее страшной для перелетов представляется радиация. На околоземных орбитах астронавты защищены магнитным полем нашей планеты, но во время пути к Марсу его уже не будет. Радиация способна нанести необратимые повреждения человеческому организму, а защита от нее приведет к увеличению массы корабля – то есть к подорожанию каждого полета. Эту задачу специалистам компании Sрасе Х предстоит решить в ближайшие несколько лет.
Опасность для будущих колонистов представляют и космические лучи – быстрые элементарные частицы и ядра атомов, которые с большой скоростью движутся в межпланетном пространстве. Эти частицы способны разрушить мозговые клетки. Ученые сравнивали мозг обычных мышей и грызунов, побывавших в космосе и подвергшихся воздействию космических лучей. Выяснилось, что у последних значительно уменьшилось количество нейронных отростков, у этих животных ухудшается память и пропадает интерес к жизни. Как помочь переселенцам на Красную планету избежать подобного недуга?
Еще одна трудность – ослабление организма в условиях невесомости. Ученые подсчитали, что для полноценного восстановления после восьмимесячного космического полета астронавту требуется два года. А ведь это тренированные люди, проходившие долгую специальную подготовку! Что же можно сказать о космических туристах, которые заплатят крупную сумму, чтобы стать колонистами Марса? В каком состоянии они там окажутся? Высказываются предположения, что корабль в пути необходимо каким-то образом раскручивать – тогда силу тяготения заменит центробежная сила. Но технически эта проблема тоже пока не решена.
Ученые отмечают и возможные психологические аспекты долгого перелета. Большое количество людей в замкнутом пространстве неизбежно создают дискомфорт друг для друга. Во избежание агрессии и конфликтов следует подбирать стрессоустойчивых людей, в идеале – с учетом их религии, философии, образа жизни. Как все это сочетать с возможностями оплатить полет?
Проблемами могут стать вероятные поломки техники (для борьбы с которыми нужно иметь хотя бы начальные навыки работы с космическими приборами), обеспечение пассажиров водой и питанием (притом что часть питьевой воды на современных орбитальных станциях получают из мочи космонавтов), борьба с марсианской пылью после прибытия на Красную планету и т.п.
Но время и возможности решить эти задачи пока есть. В 2008 году журнал Esquire назвал Илона Маска в числе 75 наиболее влиятельных людей XXI века, признав, что он умеет добиваться поставленной цели. А его фантастический проект уже приобрел конкретные очертания самого грандиозного события в истории человечества.