Призрак Красной планеты
Обсуждая инициативы Илона Маска, следует помнить, что он с детства был любителем фантастики, воображение которого покорили художественные картины: мегаполисы с утонченной архитектурой, скоростные поезда в безвоздушных трубах и, разумеется, космические ракеты на широко расставленных посадочных опорах. В отличие от других фанатов этого жанра, Маск заработал громадное состояние, которое позволяет ему реализовать хотя бы часть своих футурологических видений. А когда ему понадобилась сверхцель, способная объединить все разносторонние проекты в разумную пошаговую программу, он, конечно, выбрал Марс.
Ключевое направление
От других видов практической инженерии космонавтика, особенно пилотируемая, отличается тем, что решает задачи будущего в настоящем. Воспроизвести на Земле все условия космического полета (невесомость, ограниченность пространства, герметичность атмосферы и т.п.) в совокупности крайне сложно. Да и особой нужды в этом не было, пока не появились первые ракеты-носители, способные доставить людей в космос, чтобы непосредственно изучать природу внеземного пространства. Однако такое изучение имеет смысл только в том случае, если мы собираемся обживать как само это пространство, так и соседние миры. Тогда суть космонавтики меняется, и привычная исследовательская деятельность превращается в нечто большее — экспансию человечества по Вселенной и первые шаги становления «галактической цивилизации».
С начала прошлого века Марс считался наиболее подходящим местом для осуществления этого первого этапа. Тогда считалось, что соседняя планета во многом похожа на Землю, на ней есть плотная атмосфера, открытые водоемы и, возможно, даже растительность. Однако уже через несколько десятилетий картина полностью поменялась: Марс оказался холодным и безжизненным, с крайне разреженной атмосферой и опасной, изрытой кратерами поверхностью. Для его освоения требуются почти такие же технические средства, что и на Луне, но с учетом куда более дальних перелетов (по оптимальной траектории — больше 200 суток в одну сторону вместо трех) они должны быть намного надежнее и грузоподъемнее. Разработчикам стало ясно, что с наскоку Марс «не взять», и даже простая экспедиция потребует колоссальных ресурсов и десятилетий подготовки.
Несмотря на это, Марс остается одним из главных приоритетов космической экспансии человечества, поскольку ничего более подходящего поблизости нет. Различные варианты колонизации Красной планеты в обязательном порядке рассматривают футурологи, космические агентства и корпорации прорабатывают проекты экспедиций. Еще в американской программе Constellation, запущенной в 2004 году, указывалось, что в технологии, которые будут создаваться для новых полетов к Луне, необходимо сразу «закладывать» возможность путешествий к соседним планетам. Именно в то время в космонавтику пришел амбициозный визионер Илон Маск, который объявил колонизацию Марса главной целью для себя и заодно для всего остального человечества.
Трудное начало
Первым делом Маск присоединился к Марсианскому обществу, выделив 100 тысяч долларов на строительство обитаемой исследовательской станции MDRS (Mars Desert Research Station) в штате Юта. Однако вскоре бизнесмен убедился, что научно-технический потенциал общества не соответствует уровню поставленных задач и основал собственный фонд Life to Mars, чтобы аккумулировать средства для отправки к соседней планете роботизированного исследовательского комплекса. По проекту, аппарат должен был проверить, можно ли выращивать растения на марсианском грунте, а также испытать систему производства компонентов метан-кислородного топлива из местной атмосферы.
Ключевой проблемой оказалась нехватка финансирования. Маск готов был вложить 20–30 млн долларов из собственных средств, однако минимальные затраты оценивались на порядок выше. Для экономии к делу попытались привлечь российские профильные фирмы. Однако приобрести дешевые и качественные ракеты «Днепр» не удалось: Маск был малоизвестен и не сумел убедить специалистов в серьезности своих намерений. Чтобы инициатива не оказалась похоронена окончательно, в мае 2002 года он основал компанию SpaceX, первой серьезной задачей которой стало создание легкой ракеты Falcon 1.
Маск планировал уложиться в предельно сжатые сроки: испытательный пуск должны были провести уже через 15 месяцев, чтобы отправка робота к Марсу могла состояться в конце десятилетия. Несмотря на поддержку со стороны Министерства обороны США, выдержать график не удалось, ракета стартовала с задержкой и сразу потерпела аварию. Чтобы научить ее летать, SpaceX потратила еще больше двух лет. Речь шла и о закрытии проекта, однако компанию спасло NASA, которое в конце 2008 года выдало ей заказ на доставку грузов на МКС с бюджетом 1,6 миллиарда долларов.
Попытки перестройки
С этого момента Маск был вынужден согласовывать свою стратегию с чиновниками, которым требовался вовсе не Марс, а надежная двухступенчатая ракета среднего класса (будущий Falcon 9) и орбитальный корабль (Dragon). Однако сам бизнесмен не забыл о своих намерениях. В 2011 году SpaceX представила проект Red Dragon, который предусматривал модификацию беспилотного грузовика Dragon для посадки на Марс в 2022 году с целью поиска следов органической жизни, а также демонстрации возможности использования местных ресурсов для производства воды и топлива. Проект не был принят к реализации, и через три года появился другой вариант, со сбором и доставкой на Землю образцов марсианского грунта. Но и в этом виде идея осталась без внимания.
Очевидно, Маск осознал, что NASA пока не готово поддерживать его инициативы, нацеленные на дальний космос. Поэтому он снова решил полагаться лишь на себя. В 2016 году Маск выступил на 67-м конгрессе Международной федерации астронавтики (МАФ) с докладом о намерении построить в ближайшем будущем Межпланетную транспортную систему (Interplanetary Transport System, ITS), которая включит пилотируемый корабль вместимостью 200 (!) человек и ракету-носитель с двигателями, работающими на метан-кислородном топливе. По словам бизнесмена, серийное производство ITS с целью доставить на Марс миллион человек в течение 20 лет позволит снизить стоимость перелета одного колониста с 10 миллиардов долларов, озвученных NASA, до вполне приемлемых 10 миллионов.
На следующем 68-м конгрессе МАФ, учтя критику, Маск представил более продуманную концепцию. ITS превратился в ракету BFR, состоящую из двух многоразовых ступеней: бустера и корабля на сто человек. Сам корабль получил дельтовидное крыло, чтобы планировать в атмосферах Земли и Марса; здесь же в гермоотсеке предполагается разместить материалы для колонии, каюты для пассажиров и радиационное убежище. Бустер необходим только для выведения корабля на околоземную орбиту, откуда тот стартует к соседней планете. По плану, полет потребует 3–6 месяцев, после чего корабль совершит мягкую посадку, заправится топливом, полученным из местных ресурсов и отправится назад за новой партией переселенцев.
Большие ракеты
Маск пообещал, что изготовление BFR начнется во втором квартале 2018 года, в 2022-м к Марсу отправятся две грузовые ракеты с оборудованием для поиска подходящего места посадки, а в 2024 году туда стартуют первые грузовой и пассажирский корабли. Однако и этот план остался на бумаге, а вместо BFR в 2018 году Маск представил очередные изменения в своей стратегии, на этот раз — тесно увязанные с программой NASA Artemis по «возвращению» на Луну.
Теперь суборбитальные полеты корабля, который получил новое название Starship, должны были начаться в 2020 году, а орбитальные — не позднее 2022 года. Как мы видим сегодня, в заданные сроки SpaceX опять уложиться не удалось. В настоящее время основные работы по «марсианскому» направлению связаны с испытаниями прототипов Starship на техасском полигоне SpaceX Бока-Чика, которые начались в апреле 2019 года. При этом они до сих пор сводятся к «прыжкам» на относительно небольшую (порядка десятка километров) высоту, а сами тесты сопровождаются постоянными сбоями и авариями.
Всего SpaceX планирует испытать как минимум 20 прототипов, прежде чем приступить к следующему этапу — запускам грузовой модификации в комплекте с бустером, который теперь называют Super Heavy. Можно утверждать, что работа будет доведена до серийных образцов, поскольку NASA уже поддержало проект, выбрав SpaceX в качестве создателей посадочного лунного модуля для программы Artemis. Однако на скорую реализацию марсианских планов по-прежнему рассчитывать не приходится.
Планы откладываются
Проблема в том, что у SpaceX до сих пор нет никакого опыта посадки на небесное тело. Сосредоточившись на создании собственной линейки ракет-носителей разного класса, Маск как будто упускает из виду куда более важную часть своей затеи — проверку возможности посадки на Марс тяжелого ракетного комплекса, заправки топливом из местных ресурсов и нового запуска в космос. Даже если у SpaceX получится отправить в межпланетный рейс беспилотные Starship, аппаратам придется не искать площадку под будущую колонию, а наконец-то продемонстрировать зрелость технологий, необходимых для ее строительства. Однако до сих пор не существует даже прототипов систем, которые способны обеспечить водой и топливом потребности проектируемых гигантских кораблей.
Много вопросов вызывают и системы жизнеобеспечения, которые заведомо будут отличаться от используемых на МКС, где запасы всегда можно пополнить с Земли. Кроме того, не хватает надежных данных по физической и психологической приспособляемости космонавтов к условиям многомесячного межпланетного путешествия. А те, что имеются, вызывают большие сомнения в успехе такой экспедиции.
Чтобы планы пилотируемого полета хоть ненамного приблизились к реальности, важнейшей задачей ближайшего этапа должно стать создание исследовательского комплекса типа того же Red Dragon. Этот процесс наверняка будет снова сопровождаться техническими сбоями и опять займет куда больше времени, чем предполагают поклонники Илона Маска. Даже самый оптимистичный расчет перспектив межпланетной экспедиции дает срок не ранее 2040-х гг. Если же вспомнить, что планы Маска постоянно пересматриваются, а контрольные даты сдвигаются «вправо», то ожидать начала колонизации соседней планеты можно лишь во второй половине 21 века.
Похоже, и сам Илон Маск постепенно осознает утопичность своих первоначальных стремительных замыслов. Красная планета еще фигурирует в презентациях SpaceX, но постепенно ее образ все более теряется на фоне предложений по использованию кораблей Starship для космического туризма и полетов к Луне. Впрочем, шанс на кардинальное изменение стратегии остается: Маск уже не раз доказывал, что способен удивить мир.
