НАСА: проложить путь людям на Марс может лишь ракета с ядерным реактором
На днях на Хабре публиковалась статья о сложностях высадки марсохода на поверхность Красной планеты. Если кратко, то рассчитать и реализовать эту высадку — чудовищно сложно. Еще сложнее организовать доставку на Марс людей — колонистов или космонатов-исследователей. Но если говорить о регулярном сообщении с Красной планетой, то проблема выходит на новый уровень.
Основная проблема — в отсутствии надежного транспортного средства. Сейчас идет подготовка ракеты и корабля от SpaceX, но до реального полета на Марс может пройти (и скорее всего, пройдет) несколько лет. Причем реактивная тяга такой ракеты образуется в результате сжигания жидкого топлива. А по мнению НАСА, ракеты на жидком топливе — не самый эффективный вид транспорта, нужны ядерные системы.
Топливо для ракет очень дорогое, а по словам представителей НАСА, для полета на Марс понадобится от 1000 до 4000 тонн топлива. Это несколько миллиардов долларов США за пуск (хотя, помнится, Маск говорил, что топливо — это всего 5% стоимости всего пуска). Правда, все сказанное относится к ракете самого агентства, которая называется Space Launch System. Она разрабатывается уже много лет, и пока что свет в конце туннеля этого проекта не появился.
Тем не менее, расчеты по полету на Марс с использованием сверхтяжелой ракеты-носителя SLS у НАСА есть. И эти расчеты показывают, что один пуск обойдется в $2 млрд. И это вроде только стоимость топлива. 10 пусков, которые нужны для отправки достаточного для основания небольшой станции полезного груза, обойдутся в $20 млрд.
По мнению представителей НАСА, более эффективный способ запуска — это ядерные ракеты.
Космический транспорт на ядерной тяге
Специалисты агентства подготовили отчет, в котором говорится, что для реализации миссии по отправке человека на Марс в 2039 году требуется именно ядерный транспорт.
«Один из ключевых моментов путешествия на Марс в том, что если мы хотим отправлять людей регулярно, то наиболее удобный путь — это как раз ракеты на ядерной тяге», — заявил Бобби Браун, представитель Jet Propulsion Laboratory.
К сожалению, в отчете не указывается конкретная технология — авторов документа и не просили это делать. В общих чертах описано, что есть два варианта — ядерная тепловая силовая установка и ядерная электродвигательная силовая установка. НАСА, насколько можно понять, отдает предпочтение первому варианту.
Ядерная система требует гораздо меньше топлива — около 500 тонн вместо 4000, уже упоминавшихся выше. Если говорить об эксплуатации такой системы, то, по мнению агентства, расходы будут ниже, чем в случае эксплуатации топливной ракеты.
И что теперь?
В отчете говорится, что если НАСА планирует использовать ракеты на ядерной тяге через 10–15 лет, то разработку соответствующих технологий нужно начинать уже сейчас. Все это несколько странно, поскольку ранее агентство очень активно продвигало идею полетов на SLS. Сейчас эту ракету-носитель предлагается использовать для полетов на Луну.
Самое интересное в проекте то, что средства на него НАСА не запрашивала, но Конгресс США все равно выделил средства. Причем в этом году агентство получило сразу $110 млн именно на исследование возможностей ядерных систем запуска.
Если НАСА решит все же развивать это направление и дальше, то средств понадобится еще больше. Тем не менее, агентство считает, что справится со всеми проблемами. «Это технологический проект, для работы над которыми и было создано НАСА, так что вся страна ждет от нас результатов», — заявил Браун.
А что Starship?
Несмотря на проблемы, топливная ракета-носитель Starship, разрабатываемая SpaceX, постепенно эволюционирует. Результаты испытаний дают надежду на то, что в течение нескольких лет ракета сможет отправить людей и оборудование на Марс.
Да, топлива понадобится много, но если рейсы станут регулярными, то компания Маска планирует создать нечто вроде промежуточной заправочной станции на низкой орбите Земли. Другие ракеты-носители станут доставлять в определенные точки горючее, которым заправят уже ракеты, отправляющиеся на Марс.
Представители НАСА при этом считают, что у проекта Маска есть все шансы на реализацию, так что два параллельных сценария полета на Красную планету — это хорошо.
Реальна ли ядерная ракета в ближайшем обозримом будущем?
Честно говоря, вряд ли. Скорее всего, этот отчет — просто чисто теоретическое изыскание, которое не получит продолжения, по крайней мере, сейчас. Дело в том, что даже с отработанной технологией двигателей на жидком топливе у НАСА проблемы.
Та же ракета-носитель SLS уже давно вызывает вопросы не только у обычных людей, но и у правительства США. Проект стоит огромную кучу денег, на проект SLS НАСА тратит в год примерно столько, сколько хватило бы на 15–20 пусков Falcon Heavy. Эта ракета отъедает весьма изрядную долю бюджета агентства, речь идет о миллиардах и миллиардах долларов.
В 2018 году НАСА попыталось рассказать о том, насколько полезной будет эта ракета. Дескать, она может выводить на орбиту «цельные грузы большой массы» за раз. Другие ракеты вроде бы так делать не могут. И все бы хорошо, но это просто слова, поскольку плана эксплуатации SLS пока нет — просто потому, что и такие вот «цельные» грузы пока выводить на орбиту не требуется.
И, повторимся, речь идет о технологии, которой уже несколько десятков лет. Да, конечно, сверхтяжелая ракета отличается от всего того, что использовало НАСА ранее, но разница не кардинальная.
А в случае ядерных ракет мы говорим о совершенно новых технологиях, которые разрабатывались ранее лишь в порядке чисто теоретических проектов. Проблемой будет даже создание относительно небольшой ракеты на ядерной тяге для полетов на орбиту. Сложно представить, сколько средств, ресурсов и времени понадобится для того, чтобы с нуля создать огромную ракету с ядерным реактором для полета на Марс. $110 млн, которые получило НАСА на проработку этого направления — просто капля в море. Полный бюджет проекта будет таким, что не то, что у НАСА, у всей страны денег не хватит.
И нельзя забывать о временных рамках — та же SLS разрабатывается много лет, сроки постоянно срываются, переносятся и т.п. И до сих пор ракета никуда полететь не может — буквально месяц назад SLS тестировали, проводя огневые испытания, но те прошли неудачно. Спустя минуту двигатели отключились из-за отказа одного из них.
Так что ядерные ракеты пока так и останутся красивой теорией. А если у Маска все пройдет хорошо, и его проект по полету на Марс будет реализован, то и необходимости в «ядерных полетах», скорее всего, уже не будет.
