Илон Маск, основатель SpaceX и Tesla, представил новые детали своего видения по колонизации частей Солнечной системы, включая Марс, спутник Юпитера Европу и спутник Сатурна Энцелад. Его смелые планы — нацеленные на то, чтобы сделать человечество многопланетным видом на случай, если цивилизация потерпит крах, — включают полеты на Марс уже в 2023 году.
Подробности, опубликованные на этой неделе, крайне амбициозны. Но реалистичны ли? Эксперты в области планетологии, работающие над освоением Солнечной системы и новым марсоходом Европейского космического агентства, находят их невероятными по ряду причин. Далее от первого лица.
Прежде всего, не будем отнимать у Маска то, что он мечтатель из Кремниевой долины. У него был грандиозный успех с запуском ракет в космос. В статье предлагается несколько интересных способов попытаться добраться до Марса и дальше, а сам он стремится построить «самоподдерживающийся город» на Красной планете.
Идея в том, чтобы сделать доступ к космосу намного дешевле — в документе значится, что стоимость поездок на Марс должна быть снижена на «пять миллионов процентов». Важной частью этого будут многоразовые космические технологии. Это прекрасная идея, которую Маск уже реализует на практике при помощи впечатляющих посадок ракетных ступеней на Земле. И это, несомненно, огромный технологический шаг.
Производство топлива на Марсе и за его пределами тоже стоит в числе планов. Это поможет снизить издержки. Эксперименты в этой области идут полным ходом и показывают, что важно выбрать правильный пропеллент. Эксперимент MOXIE марсохода NASA 2020 покажет, сможем ли мы производить кислород из атмосферного углекислого газа на Марсе. Это может быть возможно. Но Маск хотел бы также производить и метан — он был бы дешевле и пригоден к повторному использованию. Потребуется сложная реакция, задействующая много энергии.
Тем не менее все это вполне выполнимо. Но планы становятся все более и более невероятными. Маск хочет запустить огромные космические корабли на орбиту Земли, где те будут заправляться несколько раз, используя ступени, запущенные с Земли, в ожидании отправки на Марс. Каждый из них рассчитан на 100 человек, и Маск хочет запустить 1000 таких кораблей за 40-100 лет, что позволит миллионам людей покинуть Землю.
Также межпланетные заправочные станции должны быть на телах вроде Энцелада, Европы и даже Титана, где могла бы быть или до сих пор есть жизнь. Топливо будет производиться и храниться на этих лунах. Цель этих станций — позволить нам путешествовать глубже в космос, в такие места как пояс Койпера и облако Оорта.
Капсула «Красный дракон» предлагается как потенциальный посадочный аппарат для таких миссий; она будет использовать двигательные установки в сочетании с другими технологиями, а не парашюты, как это делают чаще всего. Маск планирует протестировать такую высадку на Марсе в 2020 году с беспилотной миссией. Но непонятно, насколько это выполнимо, а требования к топливу огромны.
Небо зовет?
Есть три важных момента, которых Маск намеренно или случайно не касается в документе. Миссии вроде ровера ExoMars 2020 — и планы по возвращению образцов на Землю — будут искать признаки жизни на Марсе. И мы должны дождаться результатов, прежде чем загрязнять Марс людьми и их отходами. На планетарные тела распространяются правила «планетарной защиты», которые запрещают загрязнять ценные для науки объекты.
Другая проблема заключается в том, что Маск отклоняет одну из основных технических проблем пребывания на поверхности Марса: температуру. Всего в двух предложениях он заключает:
«Там немного прохладно, но мы можем согреться. Атмосфера будет крайне полезна, поскольку состоит в основном из CO2 с примесью азота и аргона с другими элементами, а значит мы сможем выращивать растения на Марсе просто сжимая атмосферу».
В действительности, температура на Марсе падает до 0 градусов в течение дня и до -120 градусов ночью. Работа при такой низкой температуре будет чрезвычайно затруднена для небольших посадочных аппаратов и роверов. По факту, это проблема, которая была решена с помощью нагревателей в проекте 300-килограммового марсохода ExoMars 2020 — но количество требуемой мощности, вероятно, будет недоступным для «самоподдерживающегося города».
Маск ничего не говорит о том, как согреть планету или сжать атмосферу — и каждая из этих проблем представляет собой серьезную инженерную задачу. Раньше писатели-фантасты предлагали «терраформирование» — возможно, за счет таяния ледяных покровов планеты. Это не только навсегда изменит окружающую среду, но и вызовет трудности, потому что на Марсе нет магнитного поля, которое может сохранить новую атмосферу. Марс постепенно теряет свою атмосферу уже 3,8 миллиарда лет, и будет трудно удержать согретую атмосферу от утечки в космос.
Последняя главная проблема заключается в том, что ничего не говорится об излучении за пределами магнитного кокона Земли. Путешествие на Марс и его участники будут уязвимы для потенциально фатальных космических лучей нашей галактики и солнечных вспышек. Прогнозирование солнечных вспышек находится в зачаточном состоянии. При нынешних технологиях экранирования, одна только годичная пилотируемая миссия на Марс обеспечит астронавтов четырехкратным от безопасного уровнем радиации. Может быть нанесен вред беспилотным космическим аппаратам. Да, ведутся работы по прогнозированию космической погоды и улучшению защиты. Это смягчило бы некоторые проблемы, но мы пока далеки от этого.
По поводу грядущих миссий: также остаются вопросы на тему температуры и радиации при использовании Европы и Энцелада в качестве заправочных станций — и нет никаких инженерных исследований по их оценке. Эти спутники купаются в сильнейших радиационных поясах Солнечной системы. Более того, вызывает сомнения, можно ли рассматривать эти великолепные научные цели, на которых, возможно, жизнь будет более вероятной, чем на Марсе, в качестве «ракетных депо».
Планы по продвижению к поясу Койпера и облаку Оорта вообще не имеют основания, пока мы не создадим инфраструктуру. Если Маск хочет создать новый дом для людей, Луна может быть его лучшим выбором — кроме того, это гораздо дешевле. Тем не менее высокие цели означают, что мы чего-то да добьемся. Планы Маска могут проложить путь к дальнейшему освоению космоса.
