С тех пор как почти 50 лет назад была закрыта программа «Аполлон» (Apollo), каждого новоизбранного президента США беспокоил один и тот же вопрос: куда теперь отправлять астронавтов?
Нынешней целью НАСА является Луна, но ведь Луна уже принадлежит предыдущему поколению американских первопроходцев космоса. Более грандиозной, более подходящей целью для космической программы, в рамках которой на другое небесное тело впервые ступила нога человека, является Марс — планета, достичь которую НАСА готовилось со времен своих первых прогрессивно мысливших мечтателей-основателей. Пришло время осуществить их мечту.
Для НАСА главной программой пилотируемых полетов в космос сегодня является проект «Артемида» (Artemis). Ее целью является высадка астронавтов на поверхность Луны к 2024 году, но перспективы реализации программы к этой дате туманны. Конкретного, четко сформулированного плана миссии пока нет, а работы по строительству ракеты и капсулы «Артемида» уже отстают от графика и выходят за пределы бюджета.
У каждого президента — свои приоритеты в космосе
Что касается отправки астронавтов на Марс, то НАСА по какой-то причине всегда откладывало самое интересное начинание на пару мучительных десятилетий. Причиной были менявшиеся приоритеты сменявших друг друга президентов. Возьмем, к примеру, одни только смены приоритетов, произошедшие за период с 1988 года, когда Джордж Буш-старший настаивал на возобновлении полетов на Луну, за которыми должна была последовать миссия на Марс. Билл Клинтон отменил лунную программу (не говоря уже о полетах на Марс), зато он увлекся идеей Международной космической станции. Джордж Буш-младший возродил очередность «после Луны — Марс». Барак Обама отклонил лунную часть программы, заявив, что НАСА «уже там было, выполнило эту миссию», а потому президентом была выбрана миссия полета на астероид, а затем на Марс. Бережливый Дональд Трамп отверг план полетов на Марс, вернувшись к низкобюджетному варианту Луны в рамках программы «Артемида», но в НАСА все равно твердят, что полеты на Марс из планов не уходят.
Не при нашей жизни?
Возможно, в политическом отношении идея объединения двух направлений и привлекательна, но, как следует из финансовой реальности, придется выбирать — или Луна, или Марс. В разное время члены Конгресса и президенты зачастую «вознаграждали» НАСА за поразительные достижения наказанием в виде сокращения бюджета. Программа «Аполлон», возможно, была величайшим достижением инженерной и научной мысли в истории человечества, но правительство США считало последние экспедиции в рамках этой программы завершением очередных общественных работ значения, производившихся за государственный счет. Работы закончены — и финансирование кончилось. Почти ничего не было сделано для того, чтобы развивать космическое направление на основе успеха этой программы, на основе с таким трудом завоеванного институционального опыта и знаний. В 1966-м году в разгар работы над «Аполлоном» на долю НАСА приходилось 6,6% не запланированных расходов из федерального бюджета. Сегодня эта цифра составляет всего около 1,6%, и едва ли она доросла до такого уровня, чтобы соответствовать нынешним «лунным амбициям», не говоря уже об исследовании другой планетной системы. По крайней мере — на временном отрезке нашей жизни.
Зачем менять планы и делать приоритетом полеты на Марс? По оценкам НАСА, одна лишь высадка на Луну (а не строительство там базы) обойдется в 30 миллиардов долларов. А специалисты агентства говорят, что уроки, извлеченные на Луне, можно будет учесть в будущих планах полетов на Марс. В широком плане это действительно так — в том смысле, что и Антарктида, и Мохаве являются пустынями, так что навыки выживания, приобретенные в песочной пустыне, могут пригодиться в ледяной. Но инструменты, необходимые для того, чтобы сделать что-либо полезное в этих двух средах, абсолютно разные, и для их использования необходимы, как правило, совершенно разные технологии — в том числе, что крайне важно, совершенно другой посадочный модуль для навигации в марсианской атмосфере.
Большим преимуществом полетов на Луну, конечно же, является то, что до нее легче долететь, и то, что мы уже на нее летали раньше. Но при всех трудностях высадки на Марс и обеспечения там присутствия человека, перспектива полетов на эту планету, конечно же, более значима с точки зрения продолжительности исследований.
Преимущества Марса
Марс — это поистине еще одна настоящая планетой, на которой есть воздух, лед, там дуют ветра, есть свои метеоусловия и полезные ресурсы. Он также обладает реальным сходством с Землей. Марсианские сутки длятся чуть более 24 часов. Эта планета в среднем всего на 30 градусов холоднее Антарктиды. Гравитация на Марсе составляет одну треть земной (по сравнению с Луной, на которой гравитация составляет около одной шестой). У Марса есть спутники и своя сложная геологическая система — от самой высокой в Солнечной системе горы до сети каньонов, по сравнению с которыми Гранд-Каньон кажется просто местной достопримечательностью. Марс мог бы стать новым домом для людей, а вот Луна таким домом никогда не станет.
Конечной американской космической программы всегда была высадка людей на Марс. До того, как появилось слово «астронавт» или агентство под названием «НАСА», существовало научно-популярное произведение «Проект Марс» («Das Marsprojekt»), написанное в 1948 году Вернером фон Брауном (Wernher von Braun), который разрабатывал ракетную технику для нацистской Германии, после чего сбежал и сдался в плен американским военным. Он построил ракету, которая должна была вывести в космос первый американский спутник «Эксплорер-1» (Explorer 1), и стал ведущим инженером и самым известным руководителем первой космической программы США.
Мечты господина фон Брауна
Сюжет книги «Проект Марс» был не просто мысленным экспериментом или полетом фантазии — в нем не было ни лучевых пушек, ни инопланетян в летающих тарелках. Книгу можно сравнить с первым серьезным исследованием способа полета на Марс. Впоследствии из книги убрали «художественную фантастику», и в 1952 году опубликовали в США как серьезное исследование. План фон Брауна включал предварительную лунную программу, использование космических челноков, космической станции и флотилию многоразовых ракет. После их разработки предполагалась отправка астронавтов на Красную планету.
Для фон Брауна Луна была главным образом промежуточной станцией для изучения процесса выполнения работ на поверхности. Начавшаяся через десятилетия после написания его книги программа «Аполлон» эту задачу выполнила. Через две недели после того как ботинки американских астронавтов с силиконовыми подошвами ступили на поверхность Луны, покрытую только что появившейся пылью, фон Браун — к тому времени бывший директором Центра космических полетов имени Маршалла в НАСА, а также главным конструктором ракеты «Сатурн-V» (Saturn V), ответственным за высадку на Луну, — этот самый фон Браун отправился к вице-президенту США Спиро Агню (Spiro Agnew). Фон Браун положил ему на стол план следующего этапа американских космических исследований — полета к естественному рубежу, Марсу. 50-страничная презентация, задуманная как окончательный план освоения человечеством других планет, стала главным достижением фон Брауна, главным итогом всей его жизни.
Непопулярные расходы
К несчастью для фон Брауна, силы, составлявшие большинство в Конгрессе и Белом доме, сразу же увидели в программе «Аполлон» цель саму по себе, а не начальный этап осуществления какой-то более грандиозной задачи, как он рассчитывал. В начале 1970-х годов опросы общественного мнения показали, что космические расходы поддерживают лишь около 23% американцев. А 66% респондентов заявляли, что эти расходы слишком велики. Президент Никсон одобрил в разработанном фон Брауном плане только ту часть, которая касалась создания космического челнока, да и то в основном потому, что это стало бы крупным строительным проектом в Палмдейле. Благодаря этому проекту выборщики от штата Калифорния оказались в числе сторонников Никсона во время следующих президентских выборов. Никсон также понизил приоритет космических исследований, после чего они начали конкурировать за финансирование с другими национальными программами. В человеческом плане рискованное предприятие по освоению космоса выглядело заманчиво, но агентству, чтобы остаться на плаву, пришлось вести политические игры.
Человек — больше не чужой в космосе
Полеты за пределы Земли и далее на Марс исторически были неприемлемыми в смысле отправки туда людей, и в этом отношении со времен фон Брауна многое изменилось. Для НАСА кардинальным изменением ориентиров, революцией, стало появление коммерческих пусковых служб во главе с компанией Илона Маска (Elon Musk) «СпейсЭкс» (SpaceX) и компанией «Блу Ориджин» (Blue Origin) Джеффа Безоса (Jeff Bezos). «СпейсЭкс» (SpaceX), которая уже разработала многоразовую тяжелую ракету-носитель, в настоящее время работает над созданием «сверхтяжелой» ракеты и пилотируемого космического кораблея «Старшип» (Starship). Коммерческие пусковые услуги и использование многоразовых позволят урезать расходы на тщательно проработанные программы по осуществлению пилотируемых полетов, на миллиарды долларов.
Гвинн Шотвелл (Gwynne Shotwell), президент компании «СпейсЭкс», которая отвечает за многоразовые ракеты и капсулы для экипажа, в настоящее время занимающаяся доставкой членов экипажа на Международную космическую станцию (МКС), «присматривается» к Марсу, называя колонизацию этой планеты людьми «снижением риска для человеческого вида». На прошлой неделе аэрокосмическая компания испытала прототип своего многоразового космического корабля, предназначенного для отправки людей на Марс. А также космического судна, с помощью которого НАСА могло бы обеспечивать полеты своих астронавтов, — на что «СпейсЭкс», несомненно, делает ставку. На прошлой неделе в ходе своего первого полноценного испытательного полета без экипажа прототип «Старшипа» разбился при посадке, но это была первоначальная демонстрация аппарата. Успешный запуск и данные, собранные в ходе полета, свидетельствуют об успехе.
Есть вода и все необходимое?
Разумеется, до высадки астронавтов на Марс пройдет еще не один год, а то и не одно десятилетие, но когда это произойдет, исследователям в долгосрочной перспективе предстоит большая работа. Это наиболее очевидно в отношении воды, которая в изобилии присутствует на Марсе в виде льда. Если он растает, вода затопит планету глобальным океаном. И наоборот, несмотря на весь недавний ажиотаж по поводу обнаружения воды на Луне, в кубическом метре сухого песка Сахары воды больше, чем в кубическом метре лунного реголита.
«На Марсе есть все необходимое для того, чтобы находиться там на протяжении длительного времени, — говорит доктор Кирби Раньон (Kirby Runyon), планетолог из Лаборатории прикладной физики Университета Джона Хопкинса, который изучает добычу ресурсов на Луне и Марсе. По его словам, железо для производства стали можно будет добывать из почвы и соединять его с углеродом из углекислой атмосферы. «Из минералов на поверхности Марса можно добывать кремний и делать солнечные батареи. Вероятно, там есть торий и уран, и их можно было бы использовать для создания атомных электростанций в сочетании с солнечными батареями. В более высоких широтах есть большие запасы грунтового льда. Для успешной работы на Марсе человеку необходимы азот, водород и кислород. В качестве ракетного топлива можно использовать только водород, либо можно соединить его с углеродом и получить другой вид топлива — метан». Кроме того, «убирая» из молекул углекислого газа углерод, астронавты получат кислород, что позволит создать в марсианской среде обитания давление.
Что касается земель для выращивания сельскохозяйственных культур, ученым придется найти простой способ удаления из марсианской почвы различных солей. Но апатит, минерал, имеющийся на Марсе в больших количествах, содержит фосфор, важный питательный элемент в сельском хозяйстве. «В кондиционированной марсианской почве можно выращивать растения, — говорит Лаура Фэкрелл (Laura Fackrell), геохимик и геомикробиолог из Университета Джорджии, которая изучает локальное использование ресурсов на Марсе не месте. — Но для этого потребуются немалые усилия».
Откуда брать азот и силы на полет?
Чтобы сделать марсианскую почву пригодной для обработки в небольших масштабах, астронавтам НАСА придется привезти с Земли необходимые ингредиенты. Например, для роста растений на Марсе не хватает азота. Но НАСА в любом случае пришлось бы отправлять на Марс азот, поскольку он необходим астронавтам для дыхания. Такие растения, как бобовые, способны поглощать атмосферный азот и передавать его в почву. Азот также можно извлекать из человеческой мочи. «Для решения проблемы нехватки азота есть весьма эффективные методы», — говорит Лаура Фэкрелл.
Конечно, создать человеческую колонию на Марсе будет нелегко и недешево. В НАСА до сих пор не знают, как сохранить здоровье людей во время полета на Марс, который продлится до девяти месяцев. За пределами геомагнитного поля Земли астронавты без его надлежащей защиты могли бы подвергнуться воздействию сильного и опасного космического излучения. Выход за пределы гравитационного поля Земли негативно повлиял бы на их сердечнососудистую систему, привел бы к атрофии мышц, нарушению зрения и разрушению костей. Вряд ли такая перспектива вдохновила бы первого астронавта, прилетевшего на Марс, на то, чтобы выползти из посадочного модуля. Он был бы не в состоянии поднять флаг, не говоря уже о том, чтобы установить его. Но именно для решения таких сложных проблем и будет разработана более основательная программа освоения Марса.
Восемь успешных полетов на Марс
Нельзя сказать, что НАСА начинает с нуля. С 2001 года агентство осуществило один за другим восемь успешных полетов на Марс, включая запуск пяти посадочных аппаратов. Более того, США осуществляют посадку космических аппаратов на Марс с 1970-х годов. Это единственная страна, которая с несомненным успехом обеспечивала спуск разного рода аппаратов на поверхность этой планеты. Огромный исследовательский аппарат для сбора образцов уже находится в пути и будет размещен на поверхности с помощью новой модели летающей лебедки «скай-крэйн» НАСА, которая в последний раз использовалась в 2012 году для спуска марсохода «Любопытство» (Curiosity). В настоящее время на Красной планете (на ее орбите или на пути к ней) находится запущенное НАСА действующее оборудование общей стоимостью семь миллиардов долларов, и все эти аппараты запущены в качестве предшественников пилотируемых экспедиций. Специалистам НАСА повезло еще и в том, что ракета и капсула для экспедиции НАСА на Луну изначально были предназначены для полета на Марс. Затем их перепрофилировали для полетов в рамках программы «Артемида», поэтому их можно будет опять «переориентировать» на выполнение полетов на Марс, и вложенные в их разработку средства не будут потрачены впустую.
Убедить американскую общественность, найдя аргументы в пользу Марса, будет нелегко, особенно в период такого экономического и социального кризиса. Но космическая программа США всегда ставила перед собой не только практические цели. Она была великим маяком для человеческих устремлений и искрой, воспламенявшей дух новаторства и стремление быть первыми, который во многом определяет нашу национальную идентичность. Мы можем вспоминать программу «Аполлон» и все, что было достигнуто в ее рамках, и по праву этим гордиться. Но будущее — это Марс.
Chechenews.com
26.12.20.