Помоги проекту - поделись книгой:
Роберт Зубрин, Рихард Вагнер
Курс на Марс. Самый реалистичный проект полета к Красной планете
Robert Zubrin
The Case for Mars
© 1996, 2001 Robert Zubrin
© Зубарева А. М., перевод на русский язык, 2017
© ООО «Издательство «Эксмо», 2017
Предисловие к дополненному изданию
За пятнадцать лет, миновавших с первой публикации «Курса на Марс», произошло множество событий. На Красную планету была запущена серия автоматических станций, включая «Марс Пасфайндер» (Mars Pathfinder) и «Марс Глобал Сервейор» (Mars Global Surveyor) в конце 1996 года, «Марс Полар Лэндер» (Mars Polar Lander) и «Марс Клаймэт Орбитер» (Mars Climate Orbiter) в 1999 году, «Марс Одиссей» (Mars Odyssey) в 2001 году, «Спирит» (Spirit), «Оппортьюнити» (Opportunity) и «Марс Экспресс» (Mars Express) в 2003 году, «Марс Реконнэйсенс Орбитер» (Mars Reconnaissance Orbiter) в 2005 году и «Феникс» (Phoenix) в 2007 году. Все эти миссии, за исключением запущенных в 1999 году, были выполнены или продолжаются очень успешно. В результате наши знания о Марсе многократно приумножились.
Сейчас мы знаем наверняка, что Марс в прошлом был теплой и влажной планетой, на поверхности которой плескались не только озера и реки, но и целые океаны, знаем, что активная гидросфера Марса существовала порядка миллиарда лет – жизнь на Земле зародилась за время в пять раз меньше, если считать от момента появления жидкой воды. Таким образом, если верна теория о том, что жизнь – это естественное явление, со временем возникающее благодаря химическим процессам там, где есть жидкая вода и различные минералы, тогда на Марсе должна была зародиться жизнь.
Более того, мы знаем многое о том, что сейчас вода на Красной планете присутствует в виде льда или замерзшей грязи, а некоторые участки Марса размером с континенты, по оценкам, содержат в себе более 60 % воды, если считать по весу. В дополнение к этому мы узнали, что на Марсе есть жидкая вода, но не на поверхности, а под ней, где влага нагревается теплом из недр планеты и создает среду, подходящую для жизни. Мы нашли места, где грунтовые воды выходили на поверхность и стекали по склонам кратеров в последние десять лет. Над входами в марсианские пещеры мы обнаружили метан, который может быть признаком наличия микробной жизни под поверхностью планеты. Это указывает на существование жизни или по крайней мере среды, пригодной для жизни. Так или иначе, перечисленные находки помогают определить будущие места высадки астронавтов, где можно будет провести бурение и получить образцы воды, которые помогут нам узнать правду о природе, распространении и возможном разнообразии жизни во Вселенной.
Помимо прочего мы составили карту полезных ископаемых и топографическую карту Марса на основе данных с орбитальных аппаратов, сфотографировали его достаточно детально, чтобы у нас была возможность найти наши автоматические роверы и управлять ими, а также чтобы выбрать идеальные места для посадки и разработать маршруты для будущих исследователей.
Теперь мы знаем, почему и куда мы должны двигаться. Но предпринимаем ли мы что-то для этого? Пока нет. На фоне выдающихся успехов автоматической программы исследования Марса, достигнутых за последние пятнадцать лет, поразительно выглядит отсутствие результатов пилотируемой космической программы НАСА. Эту мысль следует подчеркнуть. Если не считать данных, получаемых от автоматических аппаратов, НАСА сегодня готово к отправке астронавтов на Марс так же плохо, как в 1996 году.
Как такое возможно? Чаще всего звучит ответ о недостатке денежных средств. Якобы, если бы НАСА получало такое же щедрое финансирование, как в эпоху программы «Аполлон», то мы бы увидели большие достижения пилотируемой космонавтики. Однако это не оправдание. Дело в том, что в пересчете на сегодняшний курс средний бюджет НАСА между 1961 годом (когда президент Кеннеди в своей речи анонсировал программу «Аполлон») и 1973 годом (когда была запущена миссия «Апполон-Скайлэб») составлял 19 миллиардов долларов в год, то есть почти столько же, сколько выделяют НАСА сейчас, и сохраняется на том же уровне примерно с 1990 года.
Так же неверно и то, что НАСА в эпоху «Аполлона» способно было достичь большего в области пилотируемой космонавтики, поскольку агентство уже добилось значительных результатов в изучении космоса, используя автоматические аппараты. Фактически тогда беспилотная исследовательская программа развивалась динамичнее, чем в последние пятнадцать лет, поскольку было запущено около сорока лунных и планетных зондов. Если мы сопоставим равные по времени периоды – с 1961 по 1975 год и с 1996 по 2010 год, мы обнаружим, что десять ранних запусков марсианских зондов НАСА, восемь из которых оказались успешными, незначительно превосходят недавние девять запусков, из которых успешными оказались семь.
Да, бюджет НАСА и вправду в 1960-е годы составлял значительную часть государственных расходов, но не потому, что НАСА было богаче, а потому что нация была малочисленнее и беднее. В 1960-е годы население Америки составляло 60 % от нынешнего, а валовой национальный продукт страны – 25 % от современного. Вряд ли это были лучшие условия для миссии «Аполлон».
Кроме того, технологии, доступные Америке полвека назад, в значительной степени уступали тем, что мы имеем сегодня. Люди, создававшие «Аполлоны», пользовались для вычислений логарифмическими линейками, позволявшими выполнять одно действие в секунду, а не компьютерами, работающими в миллиард раз быстрее. Однако за восемь лет удалось решить все необходимые задачи, чтобы от запуска беспилотного аппарата дойти до отправки человека на Луну и возвращения его на Землю.
Эта книга подробно объяснит с технологической точки зрения, почему сегодня мы намного лучше подготовлены к отправке людей на Марс, чем были подготовлены к полету на Луну в 1961 году. Но тогда люди достигли цели за восемь лет, а мы топчемся на месте уже тридцать пять.
Поэтому возникает вопрос: что же такое было у НАСА тогда, чего не хватает сейчас?
Ответ – способность выделять главное.
Под способностью выделять главное я подразумеваю способность определить, чего же на самом деле мы собираемся достичь, устремиться к этой цели, разработать план действий и выполнить его.
В эпоху миссии «Аполлон» американская пилотируемая космическая программа выполнялась именно так. Цель была ясна – нужно доставить людей на Луну и вернуть домой
Автоматическая космическая программа в то время выполнялась по тому же принципу и так же продолжается. Именно поэтому она дает беспрецедентные результаты.
Беспилотная исследовательская программа оказалась такой успешной вовсе не потому, что она выполняется роботами. Она обязана своим успехом тому факту, что люди, которые ее проводят, пользуются головой.
В отличие от автоматической пилотируемая космическая программа НАСА проводится абсолютно неразумно. Вместо того чтобы создавать именно то оборудование, которое помогло бы следовать плану, для пилотируемой программы сначала разрабатывают какие-то приборы, а потом ищут им применение. Так, шаттлы были разработаны, когда не было четкого понимания, для чего они нужны, и поэтому космические челноки сыграли столь малую роль в исследовании космоса.
Международная космическая станция (МКС) была задумана, чтобы оправдать использование шаттлов. Но решение строить ее с помощью шаттлов очень увеличило затраты и риски, связанные с этой программой, чрезмерно усложнило конструкцию станции, ограничило ее размеры и привело к появлению громоздкой последовательности запусков для строительства новых модулей в течение двадцати лет. Более простой, но при этом более крупный «Скайлэб» был разработан и построен за четыре года и запущен за один день. Кроме того, сама по себе МКС не имеет разумной цели, сопоставимой с затратами на станцию, рисками и временем, которое тратит НАСА на обслуживание проекта. Такая мрачная оценка, ранее непризнанная, стала очевидной из-за последовавшей 1 февраля 2003 года катастрофы шаттла «Колумбия». Резко критикуя НАСА, председатель комиссии по расследованию несчастного случая адмирал Гарольд Геман объявил, что если американцы должны принять затраты и риски полетов человека в космос, то нужно иметь цели, сопоставимые с этими затратами и рисками. В ответ администрация президента Буша даже не попыталась поискать аргументы в пользу того, что МКС отвечает этому требованию. Вместо этого администрация президента выступила с инициативой, чтобы как-то оправдать пилотируемую программу НАСА, и предложила возвращение на Луну не позднее 2020 года.
Несмотря на то что полет на Луну действительно интереснее, чем экспедиции на станцию на низкой околоземной орбите и производство образцов урины и стула – с помощью которых ученые следят за стремительным ухудшением психологического состояния человека при нулевой силе тяжести (что совершенно необязательно, поскольку любой компетентный разработчик миссии на Марс задействовал бы искусственную гравитацию на борту своего межпланетного корабля, чтобы избежать вреда для человеческого здоровья, – конечно, так, чтобы не перегрузить конструкцию корабля и не повредить исследованиям), все же идея не выдерживает проверку на рациональность. В конце концов, мы были на Луне шесть раз. На Землю доставили более 300 килограммов лунного грунта, а какую-то заинтересованность в нем демонстрируют всего несколько человек. Общее представление о лунной геологии мы уже составили, дело в основном за деталями. Более того, тема эта интересна ограниченному кругу людей, в сущности, она не так значительна в сравнении с вопросами возникновения и принципиальной природы жизни, которые, возможно, позволит решить миссия на Марс. А что до славы и блеска государства, отношения к нему собственных граждан и других народов, повторного подтверждения нашей готовности встретиться с новыми испытаниями, интересно, какое впечатление складывается об Америке, если высочайшая цель нашей космической программы – повтор миссии, успешно завершенной примерно полвека назад.
Несмотря на описанное выше, есть и более значительная проблема: то, что цель эта вовсе не настоящая. По сути это была попытка создать запах мяса, не приготовив бифштекс, поскольку, заявив в 2004-м о планах на 2020-й, НАСА могло не предпринимать никаких действий за то время, пока Буш был у власти, даже если учитывать второй срок. Таким образом, по прошествии дополнительных пяти бушевских лет не было построено никакого оборудования для лунной миссии, после чего мнимая программа была передана администрации Обамы, которая ей и вовсе не занималась.
Предсказуемо, что осиротевшая, не имеющая ни политической защиты, ни какой-нибудь важной и значительной цели программа была отменена. На ее место администрация Обамы сначала выдвинула концепцию «подвижного пути», не имевшую даже претензии на цель. Затем, когда стало понятно, что идея слишком абсурдна для того, чтобы Конгресс ее рассматривал, своевременно обнародовали, а потом забыли псевдоцель по достижению одного из околоземных астероидов к 2025 году (то есть к такому сроку, чтобы нынешним политикам ничего не пришлось предпринимать). Однако раз уж существуют двадцать семь «качающихся» голосов выборщиков из Флориды, администрация Обамы обнародовала причудливый набор новых проектов, включая предложение потратить несколько миллиардов долларов на восстановление стартовых площадок для шаттлов – хотя шаттлы уже не запускают, разработку высокомощного электрического стартового ускорителя, работающего без использования крупного космического ядерного реактора, строительство орбитальной дозаправочной станции для обслуживания межпланетных кораблей, которых пока не существует, и создание космической капсулы, которая поможет астронавтам спускаться с орбиты, но не отправляться на нее.
Ни один из этих странных проектов не служил сколько-нибудь стоящей цели, не только потому что из них невозможно собрать функциональную комбинацию, но и потому что им нечему служить – цели не существует. Без сомнения, все эти проекты будут отменены, не оставив после себя ничего полезного, когда закончится президентский срок Обамы, если не раньше. И мы снова вернемся в отправную точку, потратив от 40 до 80 миллиардов долларов и от четырех до восьми лет.
Без откровения свыше народ необуздан
Американский народ хочет получить и заслуживает космическую программу, которая имеет какую-нибудь достойную цель. Но, чтобы назвать цель настоящей, у нее должны быть не только «логические обоснования», а
Существуют реальные и жизненно важные причины, по которым мы должны стремиться на Марс. Это ключ к секрету жизни во Вселенной. Это вызов, который вдохновит миллионы молодых людей заняться наукой и инженерным делом, и, приняв его, мы вновь подтвердим, что миссия нашей нации – быть первопроходцами. Это дверь в будущее, рубеж нового мира, планета, которая может быть обжита, первый шаг для человечества к покорению космического пространства, с неограниченными ресурсами или стремлениями по мере продвижения все дальше и дальше в безграничной Вселенной.
Единственный значительный аргумент против инициативы по запуску человека на Марс – это утверждение, что мы этого сделать не можем. Однако оно полностью ошибочно.
Нам бы понадобилась тяжелая ракета-носитель, которой у нас нет, сказали бы оппоненты, и на создание одной такой ушла бы огромная сумма денег и большое количество времени – 36 миллиардов долларов и двенадцать лет, по сообщению экспертной комиссии по полетам человека в космос при администрации президента Обамы. Это не лишено смысла. Мы запустили нашу первую тяжелую ракету-носитель «Сатурн-5» в 1967 году, следуя пятилетней программе развития, в рамках которой мы должны были создать ракету-носитель, чтобы программа продолжалась. Сегодня мы точно знаем, что нужно делать. Что касается расходов, президент компании SpaceX Илон Маск торжественно объявил экспертной комиссии, что он хотел бы разработать ТРН для вывода на орбиту около 100 тонн груза, заключив контракт при фиксированной цене в 2,5 миллиарда долларов. Этому заявлению хочется верить, поскольку в SpaceX совсем недавно построили и запустили ракету среднего класса грузоподъемностью 10 тонн стоимостью в 300 миллионов долларов. А у «Локхид Мартин» (Lockheed Martin), аэрокосмического гиганта, ранее возглавляемого председателем экспертной комиссии Норманом Августином, есть проекты моделей ТРН, работу над которыми оценивают в 4 миллиарда долларов.
Также оппоненты указывают на то, что пилотируемому марсианскому спускаемому аппарату понадобится огромный парашют, гораздо более крупный, чем мы когда-либо раньше использовали. Огромный парашют? Если мы отправили человека на Луну, разумеется, мы можем создать большой парашют. Или если бы мы решили бы обойтись без него, мы бы могли использовать парашют более скромного размера и завершить торможение при посадке с помощью ракетных двигателей.
Недоброжелатели могут сказать, что путь до Марса слишком долог и нам придется отложить старт до тех пор, пока мы не придумаем принципиально более совершенные типы космических двигателей, позволяющие сократить время полета. Это неверно. Используя существующие химические ракетные двигательные установки, мы можем добраться от Земли до Марса за шесть месяцев, фактически аппарат «Марс Одиссей» именно это и сделал в 2001 году. Люди способны выдержать такое путешествие. По сути, это стандартный тур, в котором побывало множество астронавтов и космонавтов во время полетов на станцию «Мир» и МКС.
Нам бы понадобился ядерный реактор, чтобы поддерживать существование базы на поверхности Марса, а у нас такого нет, сказали бы недоброжелатели. Но мы использовали в быту первый ядерный реактор в нашей стране, установленный на подводной лодке «Наутилус», в 1952 году, а законы физики мало изменились с тех пор. Мы использовали ядерную энергию до того, как появился цветной телевизор, реактивный пассажирский самолет или кнопочный телефон. Ядерные реакторы – это технологии 1940-х годов. Конечно же, мы в состоянии построить маленький реактор, который будет питать марсианскую базу.
Космические лучи, солнечные вспышки, влияние невесомости на здоровье, психологические нагрузки, пылевые бури, системы поддержания жизни, превышение расходов – список предполагаемых препятствий, выдвигаемых скептиками можно продолжать и дальше. Они неправы по каждому пункту.
В этой книге я вам это докажу. Я в деталях изложу план исследования Марса человеком на ближайшее будущее, который развеет или решит каждую из описанных проблем, используя известные нам технологии.
Изучение Марса – задача не для будущих поколений. Это задача для нашего поколения.
Как в 1776 году писал Томас Пейн,
Давайте сделаем это.
Предисловие
Планета Марс – место, где будет развиваться действие в следующем веке. Это единственный мир в Солнечной системе, где высока вероятность обнаружить следы жизни или даже саму жизнь. Также мы можем достичь Марса – и выжить на нем – с доступными сегодня технологиями или теми, что появятся в ближайшем будущем.
Книга Роберта Зубрина, пусть она часто кажется забавной и содержит отступления, нелестные для НАСА, представляется мне самым исчерпывающим описанием прошлого и настоящего Марса, с которым я когда-либо сталкивался. Она объясняет, зачем мы должны лететь на Красную планету, как нам туда добраться и, возможно, самое важное из всего, как мы будем «вести хозяйство», когда долетим туда.
Лично я с восторгом думаю, что – если принять убедительные аргументы доктора Зубрина – первая экспедиция на Марс могла бы стартовать незадолго до моего девяностого дня рождения. А еще прежде, если все пойдет хорошо, российский исследовательский модуль[4] отправится к Марсу прямо перед моим семьдесят восьмым днем рождения, неся послание, которое я записал на видео для поселенцев следующего века.
Послание на Марс
Меня зовут Артур Кларк, я говорю с вами с острова Шри-Ланка, когда-то известного как Цейлон, что в Индийском океане, на планете Земля. Сейчас начало весны 1993 года, однако это сообщение предназначается для будущего. Я адресую его мужчинам и женщинам – возможно, некоторые из вас уже родились, – живущим на Марсе и слушающим эти слова.
На пороге нового тысячелетия планета, которая может стать первым настоящим домом для человечества после родного нам мира, кажется очень интересной. За время моей жизни мне посчастливилось наблюдать, как изменялись наши знания о Марсе от почти полного неведения – или обманчивых фантазий – до полного понимания его географии и климата. Конечно, мы еще по-прежнему безграмотны в некоторых областях и не имеем тех сведений, которые вы воспринимаете как должное. Но сейчас у нас есть точные карты вашего чудесного мира, и мы можем представить, как его изменить – терраформировать, – чтобы сделать таким, как мы желаем его видеть. Возможно, вы уже запустили этот многовековой процесс.
Между Марсом и моим нынешним домом есть некая связь – я использовал ее в своем рассказе «Молот Господень», который может оказаться последним. В начале XX века здесь, на Цейлоне, жил любитель астрономии по имени Перси Моулзуорт. Он потратил много времени на наблюдения Марса, и сейчас у вас в южном полушарии есть огромный кратер диаметром в 175 километров, названный в честь него. В моей книге я вообразил, как новый марсианский астроном мог бы однажды оглянуться на мир его предков, чтобы попробовать увидеть тот маленький остров, с которого Моулзуорт – и я – часто пристально смотрел на вашу планету.
Вскоре после первой высадки на Луну в 1969 году некоторое время мы были достаточно оптимистичны, чтобы представить, как мы могли бы добраться на Марс к 1990-м. В еще одном из моих рассказов я описал человека, выжившего после первой неудачной экспедиции и наблюдавшего проход Земли по диску Солнца 11 мая 1984 (!) года. Что ж, тогда на Марсе не было никого, кто мог бы увидеть это событие, но оно повторится снова 10 ноября 2084 года. Я надеюсь, к тому времени множество глаз будет смотреть на Землю, медленно пересекающую солнечный диск, напоминая маленькое, идеально круглое солнечное пятно. И я предложил людям Земли посигналить вам тогда мощными лазерами, чтобы вы увидели на самом лице Солнца звездочку, передающую вам сообщение своим мерцанием.
Я многократно отдаю вам честь сквозь космическую пропасть и шлю приветы и добрые пожелания из последнего десятилетия века, в котором человечество стало первым видом, покорившим космос, и отправилось в путешествие, которое может не иметь конца, пока Вселенная это терпит. Книга доктора Зубрина, где многие факты изложены смело и с уверенностью – как и моя собственная попытка терраформирования Марса,
Ухватятся ли они за эту возможность? Прошло уже почти пятьдесят лет с тех пор, как я закончил мою первую книгу, «Межпланетный полет», в которой есть слова:
«Как однажды сказал Уэллс, или Вселенная, или ничего… Вызов, который бросает нам пропасть между этими словами, может быть пугающим. Но, если не удастся его принять, история нашей гонки быстро подойдет к финалу. Человечество развернется спиной к непокоренным вершинам и начнет затяжной спуск, тянущийся многие миллионы лет, к берегам первобытного моря».
Предисловие
Мы решили лететь на Луну. Мы решили лететь на Луну в этом десятилетии, а также сделать многое другое не потому, что это легко, но потому, что это трудно, потому, что эта цель поможет собраться и оценить наши силы и умения, потому, что этот вызов мы готовы принять и не готовы откладывать, здесь мы намерены добиться успеха… В некотором смысле это акт веры и предвидения, поскольку мы не знаем, чего мы достигнем… Но космос зовет, и мы собираемся покорить его.
Настало время, когда Америка должна поставить перед собой новую значимую цель в космосе. Недавние празднования двадцать пятой годовщины высадки «Аполлона» на Луну напомнили нам, чего мы однажды достигли как нация, и это достижение ставит новый вопрос: остаемся ли мы до сих пор нацией первопроходцев? Будем ли мы прикладывать все силы, чтобы продолжить движение в авангарде прогресса как люди будущего, или же мы позволим себе быть людьми прошлого, достижения которых увековечены в музеях? Будут ли наши потомки к моменту празднования пятидесятой годовщины чтить этот задел как первый шаг к тому рубежу который бы манил к новым горизонтам? Или они будут воспринимать его так же, как некий римлянин в VII веке мог бы разглядывать акведуки и другие величественные шедевры классической архитектуры, все еще заметные среди руин, восхищенно спрашивая себя: «Это действительно мы такое воздвигли?»
Без цели не может быть развития. Американская космическая программа, начавшаяся с блистательной миссии «Аполлон» и связанных с ней программ, следующие двадцать лет по большей части бесцельно буксовала. Чтобы наша космическая программа двигалась вперед, нам нужна первоочередная задача. На данный момент на эту роль могут претендовать только разведывательные работы и заселение Марса.
Марс – четвертая от Солнца планета, удаленная от него примерно в полтора раза больше, чем Земля, а значит, более холодная. Если дневная температура на Марсе иногда поднимается до 17 °C, то ночью столбик термометра падает до -90 °C. Сейчас жидкой воды на поверхности Марса нет,[5] так как средняя температура опускается ниже точки ее замерзания. Но так было не всегда. Фотографии высохших русел рек на поверхности Марса, полученные одной из орбитальных станций, показывают, что в далеком прошлом планета была более теплой и более влажной, чем сейчас. Это делает Марс первейшей в Солнечной системе целью для поисков внеземной жизни, не важно, существует ли она сейчас или существовала раньше. Продолжительность марсианских суток близка к земной – 24 часа 37 минут, угол наклона оси вращения Красной планеты составляет 24°, что почти равно аналогичному значению для Земли, и, таким образом, на Марсе есть четыре умеренно суровых времени года, чем-то напоминающих наши. Поскольку год на Марсе длится 669 местных суток (или 686 земных), каждое из времен года примерно вдвое длиннее аналогичного земного. На Марсе много места. Несмотря на то что диаметр Марса в два раза меньше, чем у Земли, отсутствие океанов на Красной планете означает, что полная площадь поверхности Марса равна площади всех континентов Земли, соединенных вместе. При самом «удачном» расположении Марс находится от Земли всего в 60 миллионах километров, при самом «неудачном» – в 400 миллионах километров. С использованием современных реактивных двигателей полет к Марсу в одну сторону занял бы около шести месяцев, то есть значительно больше, чем трехдневные полеты «Аполлонов» к Луне, но к путешествиям такой длительности человечеству не привыкать. В XIX веке переселенцы из Европы тратили примерно столько же времени, чтобы добраться до Австралии. И, как мы увидим, технологии, необходимые для такого путешествия, вполне доступны.
Когда эта книга готовилась к печати, ученые из НАСА объявили о поразительном открытии: найдено надежное косвенное свидетельство существования древней микробной жизни в образцах камней из Антарктики, которые когда-то откололись от Марса из-за падения метеоритов. В камнях обнаружены сложные органические молекулы, магнетит и другие типичные минеральные следы жизни бактерий, а также яйцевидные структуры, соответствующие по форме бактериям. В НАСА называют это свидетельство убедительным, но не окончательным. Если мы действительно обнаружили следы жизни, их могли оставить только самые скромные представители древней марсианской биосферы, самые интересные и сложные проявления которой до сих пор скрыты в залежах окаменелостей на Марсе. Однако, чтобы отыскать их, потребуется больше, чем камеры марсоходов и удаленное управление. Понадобятся человеческие руки и человеческие глаза, которые осмотрят всю Красную планету.
Почему именно Марс?
Выбор Марса как цели межпланетного путешествия – это вопрос не просто аэрокосмических достижений, а того, останемся ли мы обществом первооткрывателей. Марс благодаря своей уникальности среди тел Солнечной системы обладает всеми необходимыми ресурсами не только для поддержания жизни, но и для развития какой-нибудь технологической цивилизации. В отличие от сравнительно пустынной Луны на Марсе есть настоящие океаны, скрытые под почвой в виде вечной мерзлоты, также есть значительные количества углерода, азота, водорода и кислорода в форме соединений, легко доступных тем, кто достаточно находчив, чтобы их извлечь. Из этих четырех элементов можно получить не только еду и воду, но и пластик, дерево, бумагу, одежду и – самое важное – ракетное топливо. Далее, Марс испытал на себе те же вулканические и гидрологические процессы, которые привели к появлению разнообразных руд на Земле. Достоверно известно, что на Красной планете существуют химические элементы, важные для промышленности. Пока мы точно не знаем, существует ли жидкая вода на поверхности планеты, но есть все основания полагать, что источники геотермального нагрева способны поддерживать горячие жидкие водоемы под поверхностью Марса. Такие гидротермальные озера могут быть пристанищем для микробов, сохранившихся со времен существования древней марсианской жизни. Они также могут стать оазисами, которые дадут достаточное количество воды и геотермальной энергии будущим людям-первопроходцам. Марс с его двадцатичетырехчасовым суточным циклом и атмосферой достаточной толщины, чтобы защитить поверхность от солнечных вспышек, – единственная планета, кроме Земли, которая позволяет разбить огромные теплицы, освещенные естественным путем. Даже за тот короткий срок, что прошел с начала исследования Марса, стало известно, что он обладает необходимыми для жизни ресурсами, которые со временем можно будет вывозить в коммерческих целях. Дейтерий, тяжелый изотоп водорода, современная цена которого приближается к 10000 долларов за килограмм, на Марсе встречается в пять раз чаще, чем на Земле.
Марс может быть заселен. Для нашего и многих последующих поколений Марс станет новым миром.
Стать местными: быстрый путь на Марс
Если углубиться в историю, обычно оказывается, что те первые исследователи и колонисты, которые потрудились перенять навыки выживания и путешествий у туземных народов, преуспели там, где никто другой не смог. Что для чужака дикая местность, то для туземцев дом: неудивительно, что именно они лучше всех знают, как найти и использовать ресурсы родной земли.
На взгляд городского жителя, арктический пейзаж кажется пустынным, бедным ресурсами и непроходимым. Однако эскимосу он представляется богатым. Так, в XIX веке британский флот отправил дорогостоящие флотилии военных кораблей на паровой тяге для исследования канадской Арктики и поиска Северо-Западного прохода. Эти экспедиции, груженные углем и продовольствием, противостояли бы ледяным торосам многие годы до тех пор, пока нехватка запасов не вынудила бы их развернуться или даже привела бы к гибели всего экипажа.
Однако в то же время небольшие команды охотников, занятых пушным промыслом, свободно путешествовали по Арктике на собачьих упряжках. Переняв навыки местных жителей, они могли прокормить себя и стаи собак местной дичью и путешествовали налегке. При незначительных затратах они продвинулись в освоении местности куда дальше, чем военно-морской флот.
Из всего этого нужно извлечь урок для исследования космоса. Но марсиан все же не существует. А если бы они все-таки были, давайте зададим себе вопросы. Как бы они путешествовали? Стали бы они импортировать ракетное топливо с Земли? Как насчет их собственного кислорода? Откуда бы они брали воду и еду? Как бы они выживали? На это есть единственный ответ:
К Марсу на собачьей упряжке
Многие предложенные концепции пилотируемых миссий на Марс напоминали тяжелый поход Королевского флота в Арктику, описанный выше. Согласно этим планам необходимы огромные корабли, которые доставят к Марсу продовольствие и топливо, чтобы обеспечить всю миссию. Поскольку такие корабли слишком велики для единовременного запуска, требуется долговременное орбитальное хранилище сверххолодного (или
Однако, как и в случае с покорением Арктики, есть другой способ подступиться к миссии на Марс – принцип собачьей упряжки, если угодно. Разумно используя ресурсы, доступные в окружающей среде, которую предстоит изучить, можно уменьшить материально-технические требования к запуску миссии до приемлемого уровня.
Это основной смысл проекта «Марс Директ», нового подхода к исследованию Марса, который я предложил в 1990 году, когда был в должности старшего инженера в компании «Мартин Мариетта Астронотикс» (Martin Marietta Astronautics) и работал над развитием усовершенствованных концепций межпланетных миссий. Этот план не предусматривает использование огромных межпланетных кораблей и поэтому не нуждается в орбитальных космических базах или доках. Вместо этого экипаж вместе со всем необходимым отправляют прямо на Марс в верхней части ракеты-носителя, которая доставляет его на орбиту Земли тем же самым способом, как это делалось на «Аполлонах» и всех других безымянных межпланетных зондах, запускавшихся прежде. Такая схема запуска миссии значительно упрощает и уменьшает количество необходимой аппаратуры и избавляет от нужды тратить десятилетия и сотни миллиардов долларов на разработку и строительство орбитальной инфраструктуры. Ключевая часть плана – возможность использовать в ходе миссии собственно марсианские ресурсы непосредственно на поверхности планеты для изготовления топлива, которое понадобится для возвращения на Землю, а также для того чтобы обеспечивать астронавтов продовольствием.
Не просто желанной, а достижимой Красную планету делают именно ее богатства.
Пилотируемая марсианская программа нужна не для того, чтобы построить огромные межпланетные лайнеры, а для того, чтобы доставить с поверхности Земли на поверхность Марса полезный груз, который обеспечит выживание небольшого экипажа астронавтов, а затем вернуть тот же или подобный полезный груз назад вместе с экипажем. Если мы будем обеспечены всем необходимым, мы воспользуемся всеми преимуществами местных ресурсов и упростим логистику миссии до приемлемого уровня. Такое задание нам вполне по силам и средствам. Путешествовать налегке и жить за счет доступных ресурсов – вот он, наш билет на Марс.
Развитие новой идеи
В этой книге будет описан план проекта «Марс Директ», включая его разработку и философию миссии, компоненты оборудования и общую структуру, резервные планы и возможности прерывания и, наконец, его эволюционный потенциал. В 1990 году, когда я и мой основной помощник по разработке проекта Дэвид Бейкер предложили первую версию плана, многие работники НАСА посчитали его слишком радикальным для того, чтобы относиться к нему серьезно. Однако некоторые его восприняли с энтузиазмом, и, потратив некоторое время на терпеливые объяснения и отсекание альтернативных вариантов, я преуспел и добился значительной поддержки. Стали активно подключаться к работе многие новые люди, и с их помощью решения по поводу концепции стали приниматься все быстрее. В 1992 году меня пригласил обсудить проект доктор Майкл Гриффин, бывший в то время заместителем руководителя по исследованиям НАСА, и немедленно решил оказать значительную поддержку. Гриффин тогда обсудил проект с будущим директором НАСА Дэниэлом Голдином, также ставшим сторонником проекта, и пошел дальше: обсуждал проект на нескольких встречах с общественностью, проведенных НАСА в 1992 и 1993 годах.
При поддержке Гриффина и Голдина я получил возможность вернуться в Космический центр имени Джонсона в НАСА и убедить группу, ответственную за разработку пилотируемых марсианских программ, хорошенько присмотреться к моему проекту. Она провела детальное исследование миссии «Сравнение дизайнов»,[6] созданной на базе проекта «Марс Директ», но примерно вдвое увеличила размер экспедиции по сравнению с тем, что предлагался в первоначальной концепции. Далее группа оценила стоимость программы по изучению Марса, основанной на расширенной версии «Марс Директ». Их оценка – 50 миллиардов долларов на разработку всей необходимой аппаратуры и отправку на Марс трех полноразмерных миссий. Та же группа пришла к выводу, программа НАСА «90-дневный отчет», воплощающая традиционный громоздкий подход, обойдется в 450 миллиардов долларов. По моему мнению, если отказаться от лишнего оборудования и уменьшить экипаж, стоимость миссии Космического центра имени Джонсона «Сравнение дизайнов» можно было бы сократить примерно до половины, то есть до 20–30 миллиардов долларов.
Также коллектив Космического центра имени Джонсона выдал компании «Мартин Мариетта» небольшую сумму денег, если точнее, 47 тысяч долларов, чтобы продемонстрировать, что мое предложение по преобразованию марсианской атмосферы в ракетное топливо сводится к простой технологии из химической инженерии. Для демонстрации за три месяца мы построили натурную установку, которая работала с эффективностью 94 %. Демонстрация получилась более чем убедительной, учитывая, что ни я, ведущий инженер проекта, ни кто-либо еще из команды фактически не был инженером-химиком по образованию. Если мы смогли построить такое устройство, то это не так уж и сложно.
Мы можем это сделать
20–30 миллиардов долларов – это немалые деньги, но сумма примерно того же порядка необходима на разовую большую закупку новой системы вооружения; эта сумма примерно сравнима с той, которую правительство США выдало Мексике однажды летом 1995 года. Если распределить эти деньги на двадцать лет, первые десять из которых уйдут на разработку оборудования, а следующие – на полет миссии, необходимая сумма составит от 8 до 12 % нынешнего бюджета НАСА. Это затраты, которые Америка легко может себе позволить ради того, чтобы открыть человеческой цивилизации путь в новый мир.
Разведывание Марса не требует новых чудодейственных технологий, орбитальных космических портов, двигателей на антивеществе или гигантских межпланетных лайнеров. Мы можем установить наш первый форпост на Марсе в течение десятилетия, используя зарекомендовавшие себя инженерные методы, разработанные и отточенные благодаря здравомыслию наших предшественников.
Как мы достигнем этого результата и для чего нам это нужно – вот две темы этой книги.
Об этой книге
Эта книга подводит итог многолетней технической работе над практическими планами по разведыванию Марса. Хотя нетрудно догадаться, что планы пилотируемых марсианских миссий опираются на техническую сторону дела в деталях, но от нее мало зависит принципиальная выполнимость. Это скорее вопрос стратегии, что очевидно любому, кто готов задуматься и владеет основной информацией.
К несчастью, такая информация в нужное время была труднодоступна для общественности. Существующая научно-популярная литература про пилотируемые полеты на Марс страдала туманностью или наивностью, тогда как техническая – сбивчивостью, невразумительностью и зачастую необъективностью. Для образованного читателя, не являющегося специалистом в технике и космонавтике, действительно не было книг удовлетворительного качества по обсуждаемой теме. Отчасти «Курс на Марс» – попытка исправить ситуацию.
В этой книге я попытался соблюсти баланс между техническими подробностями и повествованием. Довольно просто объявить о том, что дизайн одного проекта удачнее другого, но это слегка лицемерно, поскольку решающие аргументы кроются именно в технических подробностях. Некоторые главы в большей степени посвящены им, чем другие (глава 4, что описывает в деталях «Марс Директ», и глава 5, где объясняется, почему аргументы против пилотируемых марсианских программ – не более чем страшные сказки), однако все они будут понятны и новичкам, и знающим читателям. Если по какой-то причине вы перестанете понимать, для чего приведены какие-то из цифр, продолжайте читать – вы довольно быстро освоитесь.
Я – инженер, специализирующийся на космической технике, а раньше преподавал естественнонаучные дисциплины, поэтому я стараюсь излагать ясно и четко. Я (в противовес отдельным моим коллегам-ученым, которые предпочитают острить) придерживаюсь основного принципа, согласно которому Ясность не враг Истины, а ее первейший союзник. Кроме того, я глубоко убежден, что такие волнующие и жизненно важные для нашего будущего вещи, как освоение человечеством новой планеты, не должны быть достоянием технической элиты, но должны быть открыты для рассмотрения каждому желающему. Поэтому к написанию этой книги я привлек в качестве соавтора моего давнего друга Ричарда Вагнера, который как бывший редактор
Поскольку в конечном счете на Марс мы полетим благодаря тому, что вы умеете понимать.
Глава 1
«Марс Директ»
Планета Марс – мир, от пейзажей которого захватывает дух: эффектные горы в три раза выше Эвереста, каньоны в три раза глубже и в пять раз длиннее, чем Большой Каньон в США, огромные ледяные поля и высохшие русла рек и ручьев, протянувшиеся на тысячи километров. Его неисследованная поверхность может скрывать невообразимые богатства и ресурсы для людей будущего, так же как и ответы на некоторые глубинные философские вопросы, тысячелетиями мучившие человечество. Более того, Марс однажды может стать домом для энергичной новой ветви нашей цивилизации, новым рубежом, колонизация и рост которого станут двигателем прогресса всего человечества. Но все, чем владеет Марс, навсегда останется за пределами нашего понимания до тех пор, пока люди не ступят на его суровую поверхность.
Кто-то сказал, что человеческий полет на Марс – авантюра для далекого будущего, задача для следующего поколения. Но у нас уже имеются все необходимые технологии для того, чтобы в течение десятилетия начать долгосрочную программу покорения Марса. Мы можем добраться до Красной планеты на относительно небольшом космическом корабле, запущенном прямо к ней ракетой-носителем, и пользуясь теми же технологиями, что помогли доставить астронавтов на Луну более сорока лет назад.
Как такое возможно? Глядя почти на любой план пилотируемой марсианской программы, будь он сделан в 1950-е или 1990-е годы, мы увидим огромные корабли, тянущие к Марсу продовольствие и топливо, необходимое для миссии. Размер космического корабля намекает на то, что загружать его надо на орбите Земли: составные части слишком громоздки, чтобы можно было запустить их с земной поверхности за один раз. Это означает, что на орбите должна размещаться параллельная вселенная с гигантскими кораблями, «сухими доками», ангарами, криогенными заправочными станциями, электростанциями, пунктами технического обслуживания и мастерской по сборке модулей для экипажа, чтобы обеспечить монтаж космических кораблей и хранение огромных объемов топлива. Именно из-за этого представления распространилось мнение, что миссия на Марс обойдется в сотни миллиардов долларов и будет опираться на технологии, которые недостижимы в ближайшие лет тридцать.
Все-таки высадка людей на Марс не требует ни волшебных новых технологий, ни значительных денежных затрат. Нам не нужно строить футуристические космические корабли, похожие на звездный крейсер «Галактика». Скорее всего, нам просто надо помнить о здравом смысле и использовать технологии, которые есть у нас под рукой сейчас, путешествовать налегке и жить за счет местных ресурсов точно так, как это делали в прошлом в большинстве земных разведывательных экспедиций. Жить за счет того, что дает местная природа, – то есть разумно использовать имеющиеся в округе ресурсы – это не только способ, который помог завоевать Запад; это способ, которым была покорена Земля и может быть покорен Марс. Традиционные проекты по освоению Марса непомерно масштабные и дорогостоящие, поскольку предполагают, что нам придется забрать с собой с Земли все необходимое для двух– или трехлетней миссии и возвращения домой. Но, если необходимые расходные материалы можно вместо этого производить на Марсе, ситуация кардинально меняется.
Поделиться книгой: