Стивен Петранек - Как мы будем жить на Марсе

• Название: Как мы будем жить на Марсе
• Автор: Стивен Петранек
• Жанр: Прочая научная литература
• Год: 2016
• ISBN: 978-5-17-091618-4

Есть ли жизнь на Марсе? Мы до сих пор не знаем ответа на этот вопрос. Но зато мы точно знаем, что скоро она там появится. Автор этой книги, специалист в области технологических прогнозов и постоянный спикер ТЕД Стивен Петранек, уверен: первый пилотируемый полет на Марс состоится еще до 2030 года. Причем это, скорее всего, будет экспедиция в один конец: астронавты, высадившиеся на Марсе, останутся там навсегда, чтобы основать первый аванпост человечества за пределами Земли. Этим первопроходцам предстоит решить множество сложнейших проблем, но похоже, что все необходимые для этого технологии уже сегодня есть в нашем распоряжении.

---

Маек основал свою SpaceX именно в тот момент, когда казалось, что NASA окончательно стало бесполезным. Он, как и фон Браун, иммигрант – но на этот раз из Южной Африки через Канаду. Как и фон Браун, Маек – перфекционист, убежденный в правильности своей идеи и готовый претворить ее в жизнь. Как и в случае с фон Брауном, никто, кажется, не понимает, насколько серьезен Маек, когда он говорит о том, что мы просто обязаны добраться до Марса. Вопреки всем скептикам и невзирая на все трудности, ему удалось сделать невозможное: найти достаточный капитал, чтобы финансировать SpaceX, держать компанию на плаву и двигаться вперед даже после того, как первые три его ракеты взорвались. Попутно Маек поставил воистину революционный вопрос: а зачем вообще нужна помощь NASA в деле подготовки полета на Марс?

Существует одна-единственная цель, ради которой Маек основал свою собственную компанию. “SpaceX была создана, чтобы ускорить разработку ракетной техники, способной обеспечить основание жизнеспособной и самостоятельной базы на Марсе”, – говорил он в мае 2014 года. Давайте остановимся на секунду и еще раз внимательно прочтем название компании Маска – “Технологии космической дальней разведки”. Обратите внимание на слова “дальняя разведка”. Как в свое время и фон Браун, Маек влюблен в идею человечества как межпланетной цивилизации. Он прекрасно знает, что Земля не вечно будет обитаемой, и его, кажется, чрезвычайно печалит наша неготовность признать, что мы творим с окружающей средой ужасные вещи. Он постоянно помнит один простой факт: человечество не выживет, если не вырвется за пределы Земли. Этот ракетчик появился как нельзя более кстати. С 1969 года, когда Нил Армстронг поставил ногу на поверхность Луны, до 2002-го, когда Маек основал SpaceX, технологии межпланетных путешествий практически не развивались.

В 1966 году бюджет NASA составлял более чем 4 % от федерального бюджета США. Сегодня этот показатель опустился примерно до 0,5 %. Но с тех пор как на сцену вышел Маек, мы со скоростью света двинулись к новым техническим решениям, которые позволят доставить человека на Красную планету в течение ближайших десяти лет и, возможно, основать там колонию, которая просуществует многие тысячелетия. Невозможно точно обозначить момент, когда NASA наконец-то проснулось и почуяло запах красной пыли, но когда в мае 2012 года первая капсула Маска под названием “Дрэгон” успешно достигла космической станции, сразу же стало очевидно, что частная компания умеет делать то же, что и NASA, – и, возможно, умеет делать это лучше.

3. Ракеты – штука хитрая

Недавно, когда одна из его ракет взорвалась прямо над стартовой площадкой, Маек написал саркастический твит: “Ракеты – штука хитрая”. Он прав: примерно две трети всех попыток доставить зонды на Марс потерпели неудачу.

Случайный наблюдатель мог бы задаться вопросом: почему добраться до Марса так трудно, ведь путешествие на Луну более пятидесяти лет назад казалось делом сравнительно несложным? Ответ – расстояние. Разница в дистанциях огромна. Луна, в зависимости от своего положения на орбите, находится примерно в 240–250 тыс. миль от Земли, однако Марс может находиться в тысячу раз дальше. В 2003 году Марс и Земля оказались друг к другу ближе, чем когда-либо за последние пятьдесят тысяч лет, – расстояние между ними составило приблизительно 35 миллионов миль.

Но поскольку земной год (то есть период обращения Земли вокруг Солнца) составляет 365 суток, а Марса –687 земных суток, то две планеты временами отплывают очень далеко одна от другой и даже оказываются по разные стороны Солнца. Тогда это и в самом деле очень далеко – около 250 миллионов миль. Таким образом, Марс может находиться от нас и в сто сорок, и в тысячу раз дальше, чем Луна.

До Луны и обратно можно слетать за шесть дней. Собственно, с тем ускорением, которое обеспечивала ракета “Сатурн-5”, можно было бы обернуться и за день, но при этом скорость корабля была бы такой, что он просто просвистел бы мимо Луны и слабое гравитационное поле нашего спутника не успело бы удержать его. Если использовать гомановскую траекторию, как это предложил фон Браун в своем “Марсианском проекте”, то даже при гораздо большей скорости, чем у лунных кораблей программы “Аполлон”, нам все равно придется лететь примерно в тысячу раз дольше, чем до Луны. И все это потому, что мы просто-напросто не можем взять с собой такое количество топлива, чтобы его хватило для импульса, способного направить нас к Марсу по прямой линии. Без неограниченного источника дешевой энергии мы обречены вечно перемещаться по орбитам каких-либо тел в Солнечной системе, так что все наши траектории будут искривленными. И в ближайшие двадцать лет никаких принципиально новых сокращенных траекторий, которые могли бы привести нас на Марс существенно быстрее, чем за двести пятьдесят суток, не предвидится (хотя SpaceX сейчас разрабатывает более мощные и более эффективные ракетные двигатели, которые смогут заметно сократить путешествие).

Даже самые первые, более простые и прямолинейные экспедиции к Марсу, когда космический зонд должен был всего лишь пролететь мимо Красной планеты, регулярно оканчивались неудачами. Более сложные миссии, где целью был облет Марса, а тем более посадка на него, продемонстрировали всю смехотворность наших познаний в космической технике.

Советский Союз полной чашей хлебнул проблем с Марсом. Первым земным объектом, достигшим поверхности Марса, стал спускаемый аппарат советской автоматической станции “Марс-2”: он разбился при посадке в ноябре 1971 года. Запущенный чуть раньше “Космос-419” вышел на земную орбиту, однако не смог перейти на траекторию полета к Марсу.

Месяц спустя спускаемый аппарат станции “Марс-3” совершил успешную посадку на Марс, однако уже через пятнадцать секунд перестал посылать сигналы.

У “Марса-4” возникли неполадки с навигационной системой, и он пролетел мимо планеты. “Марс-5” стал самым успешным советским зондом. Он вышел на эллиптическую орбиту вокруг Красной планеты в феврале 1974 года и за двадцать два оборота сделал около шестидесяти фотографий, но потом вышел из строя. “Марс-6” вышел на марсианскую орбиту в марте 1974 года и отправил к планете посадочный модуль, который разбился о поверхность. Прежде чем замолчать, он примерно четыре минуты передавал данные об атмосфере Марса, однако большую часть информации расшифровать не удалось из-за отказа компьютерного чипа. Станция “Марс-7” запустила посадочный модуль на четыре часа раньше положенного срока, и он и вовсе промазал мимо планеты. В самом начале марсианской программы у Советского Союза было еще несколько неудачных миссий, провалом закончились и более поздние. В 1996 году Российское космическое агентство попыталось отправить в космос автоматическую станцию “Марс-96”, однако аппарат не смог выйти на траекторию и через несколько часов после запуска снова вошел в атмосферу и разрушился над Тихим океаном. Еще один неудачный запуск состоялся в 2011 году, и с тех пор Россия, кажется, решила больше не испытывать судьбу.

Огромной помехой для успешной посадки зонда на Марс является то обстоятельство, что радиосигнал очень долго добирается с Земли до Красной планеты и обратно. Когда Земля и Марс находятся друг от друга на максимальном удалении, сигналу требуется двадцать одна минута, чтобы достичь космического корабля, а потом еще столько же, чтобы вернуться от него на Землю. Поэтому беспилотному космическому аппарату необходим искусственный интеллект, который мог бы быстро принимать решения в чрезвычайных ситуациях, ведь на то, чтобы “позвонить домой” и попросить помощи, нет времени.

Однако все неудачи прошлого оказались вытеснены на периферию нашей памяти после того, как NASA удалось посадить на Марс аппараты “Спирит” (Spirit) и “Оппортьюнити” (Opportunity). В последнее время успехи марсохода “Кьюриосити” (Curiosity) отвлекли наше внимание от этих двух аппаратов, тем не менее “Оппортьюнити” по-прежнему активно изучает Марс после более чем десяти лет работы. Что касается “Кьюриосити”, то в 2014 году этот марсоход завершил свой первый марсианский год (почти два земных года) работы и только-только приступает к выполнению своей миссии в полном объеме. И все же расстояния, которые удалось покрыть этим машинам на Марсе, не особенно впечатляют. “Оппортьюнити” с 2004 года прошел приблизительно 25 миль, “Кьюриосити” – немногим больше пяти.

Так или иначе, успех “Кьюриосити” доказывает, что доставлять с Земли на Марс относительно большие грузы вполне возможно, а это делает более реалистичной не только идею пилотируемого полета, но и грузовых рейсов для восполнения ресурсов. Подставить в уравнение на место полезного груза вроде “Кьюриосити” человеческий груз – это всего лишь вопрос увеличения масштаба, частоты грузовых полетов и количества кислорода. Сейчас SpaceX дорабатывает космический грузовик “Дрэгон”, делая из него пилотируемый корабль с экипажем из семи человек, который, как ожидалось, мог полететь к Международной космической станции уже в 2016 году (хотя недавно Маек заявил, что “наиболее реалистичный срок, когда мы впервые отправим человека в космос, – 2017-й”). Он шутит, что безбилетный пассажир, пробравшийся на используемый сегодня “Дрэгон” (с помощью этого аппарата доставляются грузы на МКС), вполне смог бы пережить полет, поскольку корабль частично герметизирован – он с самого начала разрабатывался с учетом того, чтобы его легко было приспособить для транспортировки астронавтов, а не груза.