Пять решений для космической экспансии — от экспертов, учёных и предпринимателей
Технологии межпланетной передачи данных, прибор для сжатия атмосферы, клонирование видов — в материале от McKinsey & Company.
Перевод выполнен изданием «Идеаномика».
Технологическая революция меняет процесс освоения космоса. Благодаря новым разработкам исследователи решают всё более сложные проблемы, связанные с изучением и колонизацией других планет.
Экономика и модели финансирования бизнеса поменялись, поэтому предприниматели теперь запускают проекты, которые прежде могло себе позволить только государство. Бизнесмены-миллиардеры делают ставку на будущее, в котором путешествия на Марс — это реальность, а не научно-фантастическая мечта.
Как привыкнуть к этой новой реальности? Пять экспертов в области космической науки и техники поделились взглядом на будущее в освоении космоса в рамках дискуссии Imagine Get-Together.
Джеффри Хоффман, бывший астронавт и профессор кафедры аэронавтики и астронавтики Массачусетского технологического института
Новые исследовательские технологии и подходы сильно влияют как на сами космические миссии, так и на готовность человечества к пилотируемым полётам на Марс. Я участвую в эксперименте MOXIE по производству кислорода на Марсе; эта технология отправится туда на марсоходе Rover в 2020 году и окажется на планете в феврале 2021 года. Это один из первых крупных экспериментов по использованию местных ресурсов и выживанию на поверхности.
Есть много способов получать кислород на Марсе. Можно найти воду и извлекать кислород из неё или раскопать почву и получить кислород там. Но для всего этого требуется проведение горных работ, и эти ресурсы должны быть уже доступны.
Наш эксперимент решает эту проблему. Атмосфера Марса на 95% состоит из углекислого газа. Используя небольшой прибор (размером с обувную коробку), мы собираемся закачивать и сжимать атмосферу Марса до атмосферного давления Земли, а затем подавать её в блок электролиза, чтобы получить почти на 100% чистый кислород.
Это не столь масштабный эксперимент: прибор будет производить около десяти граммов кислорода в час (вдвое меньше, чем нужно человеку). Однако это только начало более сложного совместного эксперимента MIT и NASA. Расщепляя углекислый газ, вы получаете оксид углерода и кислород. Но, если процесс заходит слишком далеко, оксид углерода будет разделён на углерод и кислород, углерод засорит аппаратуру, и всё остановится.
Лучшим вариантом было бы отправить на планету марсоход или космический корабль с блоком для производства кислорода на 26 месяцев (один цикл Марса) раньше, чтобы успеть изготовить топливо для возвращения обратно. Через полтора года, как только мы убедимся, что сможем совершить обратный путь, можно будет отправить на Марс и экипаж.
Успехи в области материаловедения делают возможными подобные проекты. Мы разрабатываем наноматериалы, биоматериалы — более крепкие и лёгкие вещества, которым нужно меньше ресурсов для перевозки. Они требуют от учёных обратить внимание на возможности, которые раньше казались неосуществимыми.
Джон Морс, генеральный директор некоммерческой научно-исследовательской организации BoldlyGo
Дистанционный контроль спутников сейчас становится всё легче, а стоимость полёта в космос резко снижается. Однако науке этого недостаточно: пограничным космическим миссиям нужен интерес крупных исследовательских фондов и состоятельных людей.
Благотворительные пожертвования и коммерческие предложения могут запустить новую волну космических научных миссий, а не только стимулировать развитие CubeSats — миниатюрных и относительно недорогих спутников.
Модель частного финансирования наземных телескопов (200-дюймовый телескоп Хейла на горе Паломар или два десятиметровых телескопа Кека на Гавайях) существует уже 200 лет: пришло время адаптировать её для космической науки. Некоторые крупные наземные телескопы стоят миллиарды долларов — этих денег хватило бы на запуск двух миссий Кеплера.
Джон Серафини, старший вице-президент венчурного фонда Allied Minds, ориентированного на космические стартапы
Стартапы в жанре Space 2.0 не продвигают себя, отталкиваясь лишь от стратегического видения и доходов, которые планируются в далеком будущем. Мы считаем, что финансирование таких компаний должно быть более продуманным. Мы разрабатываем инвестиционную гипотезу, определяем и лицензируем технологии, которые соответствуют этой гипотезе, а только потом строим стартапы.
Например, одна из наших компаний сейчас сосредоточена на практическом решении проблемы передачи данных. Она использует оптическую технологию для передачи информации на наземную станцию. Эта технология работает быстрее, чем привычные радиочастоты.
Стороны, использующие оптический передатчик, могут с меньшими финансовыми и трудовыми затратами передавать терабайты данных. Прибор небольшой, но позволяет сохранить оптимальное время получения данных даже при ограниченной пропускной способности.
Конечной целью стартапа является создание сети ретрансляционных узлов для получения данных со спутников и перемещения их на Землю — это займёт всего несколько секунд от загрузки в космосе до размещения на наземных серверах.
Митчелл Бернсайд Клапп, основатель Embassy Aerospace и бывший сотрудник Управления перспективных исследовательских проектов Минобороны США
Мы не освоили ещё многое из необходимого для колонизации и космической экспансии. Мы знаем, на что способны люди. Мы знаем, для чего пригодятся роботы. Но то, что они могут делать вместе, работая в команде, — сравнительно неизученная область.
Скажем, я использую робота, который чистит пол. Всё, что я делаю, — это ставлю ему задачу. Если бы я убирал дом, а робот ставил бы обратно вещи с протёртых мною полок, или если бы он видел, что у меня заканчиваются чистящие средства, и приносил мне новую порцию, тогда это было бы настоящее сотрудничество робота и человека.
Можно представить себе мир, где мы сотрудничаем и развиваем способности, которых у каждого из нас по отдельности нет. Именно по этому принципу нужно инвестировать в космос. Если мы организуем нашу работу вокруг создания космической экономики и будем отталкиваться от этого, это будет замечательный прорыв для человеческой цивилизации.
Приямвада Натараджан, профессор астрономии и физики Йельского университета
Будущее космоса — это в первую очередь сложнейшие вопросы биологии, а не инженерная проблема. Для её решения в этом секторе хватает проектов и инноваций. Но у нас слишком мало идей и инструментов для понимания того, как органические молекулы в наших телах и растениях будут реагировать на радиацию на Марсе — на излучение такой интенсивности, какой мы никогда раньше не подвергались.
Придётся подробнее изучить технологии радиационной защиты и, возможно, даже задействовать другие формы жизни (к примеру, цианобактерии для создания радиационно-устойчивых покрытий). Скорее всего, мы столкнемся с проблемой раковых заболеваний, намного более частых, чем на Земле.
Если главная цель — создание колонии на Марсе, то необходимо найти ресурсы и механизмы разрешения физиологических и когнитивных изменений, которые возникнут из-за радиации и иного влияния среды. Возможно, было бы разумнее сначала подумать о лунной базе для подготовки к марсианской жизни.
Даже если мы сможем построить подземные колонии, как рассчитывают некоторые инвесторы, кислород останется проблемой, если только мы не сможем клонировать множество видов, которым вообще или почти не нужен кислород. Колонизация Марса также может потребовать колоссальных биологических сдвигов — человек должен стать более приспособляемым.
Ясно, что освоение космоса не может стать аварийным выходом, поэтому нужно думать и о нашей собственной планете. Мы должны уделять больше внимания сохранению жизни здесь, чтобы не повторять собственные ошибки на следующем рубеже. Уже сейчас мы видим, как наши земные склонности отражаются в космосе.
В результате десятилетий экспериментов, правительственных испытаний и промышленных катастроф растет количество космического мусора. Было предложено множество технических решений, как навести там порядок, но кто возьмёт на себя инициативу?
Статьи по теме:
© vc.ru
