Текст уведомления здесь

Не мечты, а неизбежность

Почему люди все-таки колонизируют Марс

Сейчас к Марсу лететь долго, сложно, опасно и дорого. Именно такие аргументы приводит в своей статье Алексей Паевский, доказывая, что люди в обозримом будущем не доберутся до красной планеты и тем более не колонизируют ее. Однако сейчас мы попытаемся доказать обратное: колонизация Марса не просто возможна, но и неизбежна.
Добавить в закладки
Комментарии
Начнем с аргумента «дорого». Дороговизна всех космических проектов обусловлена двумя факторами: мы не умеем дешево доставлять грузы в космос и у нас пока не так много свободных средств.

Лететь дорого? Технологии

Килограмм груза на околоземной орбите, то есть в самом ближнем космосе, обходится сейчас в сумму порядка шести тысяч долларов. Это обусловлено тем, что для запуска нужно построить большую и дорогую ракету, которой нужен большой и дорогой космодром. Причем ракеты для каждого пуска приходится делать отдельно — они одноразовые. Если бы самолеты после полета приходилось даже не отправлять на металлолом, а выкидывать без утилизации, если бы аэробус перевозил одного пассажира, авиаперевозки тоже стоили бы очень дорого.

Boeing 777. Цена от 260 до 300 миллионов долларов. Цена запуска Ariane V - 150 миллионов евро; величины сопоставимы по порядку. Фото: Altair78 / Wikimedia


Рецепты снижения стоимости, впрочем, известны. NASA передало часть технологий частным компаниям, которые строят свои корабли и заодно разрабатывают многоразовые или частично многоразовые ракеты. Space X, например, постепенно приближается к ракетным ступеням, которые будут садиться на площадку космодрома вместо того, чтобы падать в океан.

Грузовая версия Dragon у МКС. Фото: NASA


Да, в ближайшие пять лет мы не увидим марсианского корабля. Мы увидим пилотируемый Dragon, Dream Chaser и CST-100. То есть три новых корабля для полетов на околоземную орбиту. И две новые тяжелые ракеты — Space Launch System, STS, и Falcon Heavy. Далее можно говорить и о новой орбитальной станции, и о полетах к астероидам, и об облете Луны.

Dream Chaser, используемый для атмосферных испытаний прототип. Фото: NASA


Первоочередная задача — создание новых кораблей и ракет, а также увеличение активности на околоземной орбите: чем больше будут загружены космодромы, тем меньше будут затраты. Содержать аэропорт "Шереметьево" ради одного вылета трехместного вертолета в месяц дорого, а при имеющемся объеме воздушного трафика доля затрат на аэропорт в цене билета не столь уж и велика.

Герметичный корпус CST-100 в процессе изготовления и испытаний. Фото: NASA


Дороговизна полетов преодолима, нужные шаги в этом направлении предпринимаются, отрасль развивается. Да, не так быстро, как во времена лунной программы, но так тогда и масштаб финансирования космонавтики был абсолютно несопоставим с нынешним.

Немного статистики

Для понимания масштабов финансирования космонавтики можно посмотреть на расходы в других направлениях. К примеру, одна только компания Intel вложила в исследования и разработки 10,6 миллиардов долларов. И они не рекордсмены. На первом месте Volkswagen — 13,5 миллиарда. Только на поддержание текущего прогресса в автомобилестроении тратится несколько десятков миллиардов — это уже больше, чем все аэрокосмические расходы во всем мире. Не "расходы на проектирование космической техники", а "расходы на всю космонавтику"!

Эти промышленные роботы — далеко не последнее слово в технологиях автомобильной промышленности. Их сделали еще в первой половине 1980-х годов. Mixabest / Wikimedia


А фарминдустрия? Roche — десять миллиардов, Merck & Co. — семь с половиной. Amazon.com, который известен как онлайн-магазин, потратил на исследования и разработки 6,6 миллиарда долларов, обойдя IBM. Наконец, 140 миллионов евро в создание исследовательского центра в 2012 году вложила компания Swedspan. Угадайте, что делают эти люди, которые выложили стоимость исследовательского спутника? Swedspan — это дочерняя компания фирмы, которую вы наверняка знаете по табуреткам и светильникам с труднопроизносимыми названиями. Да, именно, речь про IKEA. Мы не считаем, что новые табуретки из особым образом обработанной фанеры произвели революцию в мире мебели, однако мы почему-то удивляемся отсутствию прогресса в области, которая получает на порядки меньшее финансирование, чем разработка табуреток, проектирование автомобилей или создание новой мази от геморроя.

Если сравнить аэрокосмические расходы с затратами на проектирование диванов, станет ясно, что сейчас аэрокосмическая отрасль находится вовсе не в стадии бурного роста. Три новых корабля в США, Китай, который строит свою орбитальную станцию и индийский зонд на орбите вокруг Марса — это уже очень неплохо.

Лететь дорого? Демография

Перейдем от техники к человеческому фактору, но пока не в контексте психологической совместимости экипажа, а в контексте дороговизны космических программ. Так как пилотируемые полеты к Марсу и тем более колонизация предполагают не годы, а многие десятилетия, вопрос демографической и политической базы играет едва ли не большее значение, чем стоимость одного запуска.

В США 1960-х годов на одного жителя приходилось примерно 20 тысяч долларов (в современных нам ценах) валового внутреннего продукта. Тогда США были богатейшей страной, и, по сути, только им, Евросоюзу с Японией (сопоставимый уровень достатка), удалось выйти в дальний космос всерьез и надолго.

Валовый внутренний продукт в мире, США, России и Китае. Значения в долларах США на душу населения, с учетом инфляции и покупательной способности. Данные Всемирного банка, графики Google.


Предвидя возражения вида "А как же СССР?", ответим: СССР больше нет. И с тех пор, как его не стало, в России в дальний космос ничего из своих аппаратов не отправили. "Марс-96" и "Фобос-грунт" не вышли даже на траекторию полета к Марсу. Скорее уж исключением из правила "Далеко летают только богатые" может служить Индия, но одного марсианского спутника все же мало, тем более что "Мангальян" полетел на пределе возможностей.

Запускать научные зонды на регулярной основе, а равно и запускать на Марс космонавтов, можно только в богатом и политически устойчивом мире. В мире, где общество заинтересовано в космических исследованиях, где сложился благоприятный для ученых климат (в 2012 году 93 процента ученых, опрошенных журналом Nature, сказали, что авторитарный политический режим в предполагаемой стране работы способен отвратить их от переезда туда). Для марсианской программы мир сейчас гораздо более подходящее место, чем в 1960-е.

Сейчас среднемировой показатель ВВП на душу населения — около 13 тысяч долларов, в ближайшие лет двадцать он — при сохранении динамики — выйдет на уровень США 60-х годов. В Китае это произойдет еще быстрее, и при этом именно в Поднебесной сейчас самое качественное (если судить по международным тестам вроде PISA) школьное образование. В мире становится достаточно средств и достаточно времени для космоса — нищета отходит в прошлое и нет предпосылок к ее появлению, среднее число детей на одну женщину составляет около 2,5.

Нет и глобального противостояния, которое бы втягивало значительную часть ресурсов: китайский военный бюджет растет в абсолютных числах, но в относительном выражении составляет менее двух процентов от национального ВВП. В США военные расходы также снижаются, перспективу глобальной войны никто всерьез не рассматривает. И нет, это не приводит к потере интереса к космонавтике, потому что космонавтика никогда не была приоритетом военных, на нее выделялись сущие крохи из общевоенных расходов в США. Автоматические межпланетные зонды, орбитальные обсерватории, луноходы и марсоходы, высадка на Луне — все это было практически независимо от военных программ.

От идеи построить на Луне военную базу отказались еще до полета на Луну. Ракеты, которые сутки летят до цели и видны противнику, совершенно не годятся для неожиданного или хотя бы неотвратимого удара, а стоимость их размещения сопоставима с ценой целого флота атомных субмарин. Которые гораздо лучше подходят для внезапного ядерного удара. Иллюстрация: Project Horizon: Volume I.


Если мы сумели высадится на Луне тогда, когда это требовало невиданного напряжения самой крупной экономики мира, когда на планете всерьез задумывались о ядерной войне, когда значительная часть стран испытывала грозящий перенаселением демографический взрыв, то уж сейчас полететь к Марсу вполне реально.

Марсианская база, один из эскизных рисунков. Обитаемые отсеки убраны вниз для защиты от радиации. На заднем плане видна солнечная электростанция, которая использует не фотоэлементы, а стоящий на вышке и нагреваемый отраженным зеркалами солнечным светом котел — запасенного им тепла хватит на работу генератора некоторое время после заката. Космический корабль, также видимый сзади, является многоразовым челноком. Изображение: NASA


Лететь опасно?

Утверждение о том, что о марсианской экспедиции всерьез не задумывались, не совсем корректно. В NASA работа над эскизами марсианского корабля и марсианской базы не прекращалась все эти годы, с 1960-х по 2000-е. Выдержки из этих проектов мы помещаем в качестве иллюстраций вместе с диаграммой, показывающей серьезность одного из главных препятствий — высокой дозы облучения. Эта диаграмма была сделана после того, как ученые измерили радиационный фон внутри капсулы Mars Science Laboratory, которая доставила на планету марсоход Curiosity. Если послать пилотируемый корабль с такой же защитой, то экипаж получит несколько сотен миллизиверт или, в более привычных многим единицах, несколько десятков рентген.

Сравнение облучения в разных случаях, включая полет на Марс. Сделано на основе Zeitlin, C. et al. (31 May 2013).


Тяжелые пилотируемые корабли могут защищать экипаж подставленными к Солнцу (именно оттуда при вспышке летят космические лучи) баками с водой и топливом. На худой конец, внутри самого бака можно сделать радиационное убежище — про него писал еще Роберт Хайнлайн в "Марсианке Подкейн", причем это была не просто фантазия писателя-фантаста. В 1999 году проект подобного убежища был предложен именно для межпланетного полета к Марсу.

Первая высадка на Марс, рисунок по эскизному проекту 1963 года. Спускаемый аппарат выполнен в виде шаттла. Изображение: NASA


А вообще, риски не должны быть ограничением. Люди не придумали способа гарантированно защитить мотоциклиста, который на скорости в сто километров в час летит головой в стену. Однако это не стало препятствием к проведению мотогонок — всех удовлетворили шлемы в сочетании со старыми покрышками вдоль трассы. Мотоциклисты, как и космонавты, взрослые и дееспособные люди, они могут сами решить, каким именно способом и ради чего рисковать жизнью.

Марсианская база — рисунок 1989 года. Изменилась концепция посадочного модуля — его видно в правой части, дно в виде сильно сплюснутого конуса принимает на себя все тепловые нагрузки при входе в атмосферу. На всех показанных тут рисунках каждая деталь изображена не просто так, а как часть проработанного учеными и инженерами проекта. Изображение: NASA


Некоторый этический вопрос связан с созданием на Марсе постоянного поселения: правомерно ли рожать ребенка в условиях, которые предполагают повышенный риск врожденных патологий? Однако сложившаяся на Земле этическая система предполагает, что взрослая женщина сама может принять решение в подобных случаях, и принять его до отправки на Марс. Да, возможно, колонии придется столкнутся с большим числом случаев рака, равно как и большим числом врожденных заболеваний. Однако мы же не осуждаем людей, добровольно отправляющихся в Норильск или в иной город с высоким уровнем промышленного загрязнения.

Марсианская база, проект 1995 года. Обратите внимание на масштаб конструкции: фигурка астронавта рядом позволяет понять, что эти блоки превосходят габариты модулей современной МКС. Рисунок: NASA


Вариант 2009 года, пятый по счету. Детальная проработка марсианских баз продолжается и по сей день. Рисунок: NASA


Лететь незачем?

Остается вопрос: "Зачем?" Действительно, многие задачи успешно решаются роботами. Однако в по-настоящему долговременной перспективе колонизация Марса не просто необходима — она неизбежна.

Рано или поздно Земля станет непригодна для жизни, потому что звезды главной последовательности со временем расширяются и становятся красными гигантами. К этому моменту от них лучше убраться подальше, то есть совершить глобальную межзвездную миграцию.

Красный гигант, в которого превратится Солнце, поглотит не только Землю, но и Марс. Рисунок: Mrsanitazier / Wikimedia, перевод редакции


Это сверхзадача на сверхмасштабе, потому как потребность в таком переселении возникнет не раньше, чем через миллиард лет. Для сравнения: первые животные появились на суше в три раза раньше, динозавры вымерли всего 0,065 миллиарда лет назад, а первые города возникли за 0,000005 миллиарда лет до наших дней (мы специально перевели все в одинаковые единицы). Однако альтернативой этому пути является только вымирание.

Чтобы научиться строить межзвездные корабли, нам надо научиться сначала летать в космос. Строить там долговременные базы, а потом и города. Чтобы защитить межзвездный корабль от радиации, нужно сначала научиться пережидать солнечные вспышки внутри баков с водой. Иного варианта просто нет. В будущем. А сейчас...

Зачем лететь на Марс сейчас, а не через тысячу лет? Просто потому, что мы можем. Люди делают массу вещей, которые не особо-то и нужны. Мы покупаем себе автомобили, которые стоят в пробках дольше, чем едет электричка, тратим по восемь часов в день на, скажем, согласование размещения рекламного щита на пересечении КАД и Волхонского шоссе. Сотни тысяч учителей пишут бесполезные, никем не читаемые учебные планы, сотни тысяч менеджеров обмениваются гигабайтами бестолковых писем, миллионы рабочих делают безделушки, которые годами пылятся на полках.

Весь мир запомнил СССР благодаря космической программе. Без первого космонавта и первого спутника это была бы очередная страна-бензоколонка с придурковатыми ребятами за кассой. Космос облагораживает, и хотя бы ради этого стоит летать уже сейчас. Чтобы оставлять потомкам не только последствия военных авантюр вкупе с непогашенными кредитами и забитой хламом антресолью.
Добавить в закладки
Комментарии
Вам понравилась публикация?
Расскажите, что вы думаете, и мы подберем подходящие материалы