Марс міг би стати новою домівкою для людей, а ось Місяць такою домівкою ніколи не стане

Марс міг би стати новою домівкою для людей, а ось Місяць такою домівкою ніколи не стане

Оригінал – на сайті The Wall Street Journal

Відтоді, як майже 50 років тому закрили програму "Аполлон"(Apollo), кожного новообраного президента США хвилювало одне і те ж питання: куди тепер відправляти астронавтів?

Сьогодні мета НАСА – Місяць, але ж її вже досягли попереднє покоління американських першопрохідців космосу. Більш грандіозна, більш прийнятна мета для космічної програми, в рамках якої на інше небесне тіло вперше ступила б нога людини, – Марс,планета, досягти якої НАСА готувалося з часів своїх засновників-мрійників, які прогресивно мислили. Настав час здійснити їхню мрію.

Для НАСА головною програмою пілотованих польотів у космос сьогодні є проект "Артеміда" (Artemis). Її мета – висадка астронавтів на поверхню Місяця до 2024 року, але перспективи реалізації програми до цієї дати викликають сумніви. Конкретного, чітко сформульованого плану місії поки що немає, а роботи з будівництва ракети і капсули "Артеміда" вже відстають від графіку, а їх вартість перевищує бюджет.

У кожного президента - свої пріоритети в космосі

Що стосується відправки астронавтів на Марс, то НАСА з якоїсь причини завжди відкладало найцікавіше починання на кілька болісних десятиліть. Причиною були різні пріоритети президентів, які змінювали один одного. Наприклад, зміна пріоритетів, що відбулася за період з 1988 року, коли Джордж Буш-старший наполягав на відновленні польотів на Місяць, за якими мала послідувати місія на Марс. Білл Клінтон скасував програму польотів на Місяць (не кажучи вже про польоти на Марс), зате він захопився ідеєю Міжнародної космічної станції. Джордж Буш-молодший відродив черговість "після Місяця –Марс".

Барак Обама скасував частину програми щодо Місяця, заявивши, що НАСА "вже там було, виконало цю місію", а тому президентом була обрана місія польоту на астероїд, а потім на Марс. Ощадливий Дональд Трамп відкинув план польотів на Марс, повернувшись до низькобюджетного варіанту місяця в рамках програми "Артеміда", але в НАСА все одно твердять, що польоти на Марс з планів не йдуть.

Не за нашого життя?

Можливо, в політичному відношенні ідея об'єднання двох напрямків і приваблива, але, як випливає з фінансової реальності, доведеться вибирати — або місяць, або Марс. У різний час члени Конгресу і президенти часто "винагороджували" НАСА за вражаючі досягнення покаранням у вигляді скорочення бюджету. Програма "Аполлон", можливо, була найбільшим досягненням інженерної та наукової думки в історії людства, але уряд США вважав останні експедиції в рамках цієї програми завершенням чергових громадських робіт, що проводилися за державний рахунок. Роботи закінчені - і фінансування скінчилося.

Майже нічого не було зроблено для того, щоб розвивати космічний напрямок на основі успіху цієї програми, на основі з таким трудом завойованого інституційного досвіду і знань. У 1966-му році в розпал роботи над "Аполлоном" на частку НАСА припадало 6,6% не запланованих витрат з федерального бюджету. Сьогодні ця цифра становить всього близько 1,6%, і навряд чи вона доросла до такого рівня, щоб відповідати нинішнім "місячним амбіціям", не кажучи вже про дослідження іншої планетної системи. Принаймні - на часовому відрізку нашого життя.

Навіщо змінювати плани і робити пріоритетом польоти на Марс? За оцінками НАСА, одна лише Висадка на місяць (а не будівництво там бази) обійдеться в 30 мільярдів доларів. А фахівці агентства кажуть, що уроки, витягнуті на Місяці, можна буде врахувати в майбутніх планах польотів на Марс. У широкому плані це дійсно так - в тому сенсі, що і Антарктида, і Мохаве є пустелями, так що навички виживання, придбані в пісочної пустелі, можуть стати в нагоді в крижаний.

Але інструменти, необхідні для того, щоб зробити що-небудь корисне в цих двох середовищах, абсолютно різні, і для їх використання необхідні, як правило, абсолютно різні технології — в тому числі, що вкрай важливо, зовсім інший посадковий модуль для навігації в марсіанській атмосфері.

Великою перевагою польотів на місяць, звичайно ж, є те, що до неї легше долетіти, і те, що ми вже на неї літали раніше. Але при всіх труднощах висадки на Марс і забезпечення там присутності людини, перспектива польотів на цю планету, звичайно ж, більш значуща з точки зору тривалості досліджень.

Переваги Марса

Марс-це воістину ще одна справжня планета, на якій є повітря, лід, там дмуть вітри, є свої метеоумови і корисні ресурси. Він також має реальну схожість з Землею. Марсіанська доба триває трохи більше 24 годин. Ця планета в середньому всього на 30 градусів холодніше Антарктиди. Гравітація на Марсі становить одну третину Земної (у порівнянні з Місяцем, на якій гравітація становить близько однієї шостої). У Марса є супутники і своя складна геологічна система-від найвищої в Сонячній системі гори до мережі каньйонів, в порівнянні з якими Гранд-Каньйон здається просто місцевою визначною пам'яткою. Марс міг би стати новим будинком для людей, а ось місяць таким будинком ніколи не стане.

Кінцевою американської космічної програми завжди була висадка людей на Марс. До того, як з'явилося слово "астронавт" або агентство під назвою "НАСА", існувало науково-популярний твір "Проект Марс" ("Das Marsprojekt"), написаний в 1948 році Вернером фон Брауном (Wernher von Braun), який розробляв ракетну техніку для нацистської Німеччини, після чого втік і здався в полон американським військовим. Він побудував ракету, яка повинна була вивести в космос перший американський супутник "Експлорер-1" (Explorer 1), і став провідним інженером і найвідомішим керівником першої космічної програми США.

Мрії пана фон Брауна

Сюжет книги "Проект Марс" був не просто уявним експериментом або польотом фантазії — в ньому не було ні променевих гармат, ні інопланетян в літаючих тарілках. Книгу можна порівняти з першим серйозним дослідженням способу польоту на Марс. Згодом з книги прибрали "художню фантастику", і в 1952 році опублікували в США як серйозне дослідження. План фон Брауна включав попередню місячну програму, використання космічних човників, космічної станції та флотилію багаторазових ракет. Після їх розробки передбачалася відправка астронавтів на Червону планету.

Для фон Брауна Місяць був головним чином проміжною станцією для вивчення процесу виконання робіт на поверхні. Розпочата через десятиліття після написання його книги програма "Аполлон" це завдання виконала. Через два тижні після того як черевики американських астронавтів з силіконовими підошвами ступили на поверхню Місяця, покриту тільки що з'явилася пилом, фон Браун — на той час колишній директором Центру космічних польотів імені Маршалла в НАСА, а також головним конструктором ракети "Сатурн-V" (Saturn V), відповідальним за висадку на місяць, — цей самий фон Браун відправився до віце-президента США Спіро Агню.

Фон Браун поклав йому на стіл план наступного етапу американських космічних досліджень-польоту до природного рубежу, Марсу. 50-сторінкова презентація, задумана як остаточний план освоєння людством інших планет, стала головним досягненням фон Брауна, головним підсумком всього його життя.

Непопулярні витрати

На жаль для фон Брауна, сили, що складали більшість в Конгресі і Білому домі, відразу ж побачили в програмі "Аполлон" мета саму по собі, а не початковий етап здійснення якоїсь більш грандіозної завдання, як він розраховував. На початку 1970-х років опитування громадської думки показали, що космічні витрати підтримують лише близько 23% американців. А 66% респондентів заявляли, що ці витрати занадто великі. Президент Ніксон схвалив в розробленому фон Брауном плані тільки ту частину, яка стосувалася створення космічного човника, та й то в основному тому, що це стало б великим будівельним проектом в Палмдейлі.

Завдяки цьому проекту виборці від штату Каліфорнія опинилися в числі прихильників Ніксона під час наступних президентських виборів. Ніксон також знизив пріоритет космічних досліджень, після чого вони почали конкурувати за фінансування з іншими національними програмами. У людському плані ризиковане підприємство з освоєння космосу виглядало заманливо, але агентству, щоб залишитися на плаву, довелося вести політичні ігри.

Людина - більше не чужа в космосі

Польоти за межі землі і далі на Марс історично були неприйнятними в сенсі відправки туди людей, і в цьому відношенні з часів фон Брауна багато що змінилося. Для НАСА кардинальною зміною орієнтирів, революцією, стала поява комерційних пускових служб на чолі з компанією Ілона Маска (Elon Musk) "СпейсЕкс" (SpaceX) і компанією "Блу Оріджин" (Blue Origin) Джеффа Безоса (Jeff Bezos). "СпейсЕкс "(SpaceX), яка вже розробила багаторазову важку ракету-носій, в даний час працює над створенням "надважкої" ракети і пілотованого космічного корабля "Старшип" (Starship). Комерційні пускові послуги та використання багаторазових дозволять урізати витрати на ретельно опрацьовані програми зі здійснення пілотованих польотів, на мільярди доларів.

Гвінн Шотвелл, президент компанії "СпейсЕкс" , яка відповідає за багаторазові ракети і капсули для екіпажу, в даний час займається доставкою членів екіпажу на Міжнародну космічну станцію (МКС), "придивляється" до Марса, називаючи колонізацію цієї планети людьми "зниженням ризику для людського виду". Минулого тижня аерокосмічна компанія випробувала прототип свого багаторазового космічного корабля, призначеного для відправки людей на Марс. А також космічного судна, за допомогою якого НАСА могло б забезпечувати польоти своїх астронавтів, — на що "СпейсЕкс", безсумнівно, робить ставку. Минулого тижня в ході свого першого повноцінного випробувального польоту без екіпажу прототип "Старшипа" розбився при посадці, але це була первісна демонстрація апарату. Успішний запуск і дані, зібрані в ході польоту, свідчать про успіх.

Є вода і все необхідне?

Зрозуміло, до висадки астронавтів на Марс пройде ще не один рік, а то й не одне десятиліття, але коли це станеться, дослідникам в довгостроковій перспективі належить велика робота. Це найбільш очевидно щодо води, яка в достатку присутня на Марсі у вигляді льоду. Якщо він розтане, вода затопить планету глобальним океаном. І навпаки, незважаючи на весь недавній ажіотаж з приводу виявлення води на Місяці, в кубічному метрі сухого піску Сахари води більше, ніж в кубічному метрі місячного реголіту.

"На Марсі є все необхідне для того, щоб перебувати там протягом тривалого часу, — говорить доктор Кірбі Раньон, планетолог з лабораторії прикладної фізики Університету Джона Хопкінса, який вивчає видобуток ресурсів на Місяці і Марсі. За його словами, залізо для виробництва сталі можна буде добувати з грунту і з'єднувати його з вуглецем з вуглекислої атмосфери. "З мінералів на поверхні Марса можна добувати кремній і робити сонячні батареї. Ймовірно, там є торій і уран, і їх можна було б використовувати для створення атомних електростанцій в поєднанні з сонячними батареями.

У більш високих широтах є великі запаси грунтового льоду. Для успішної роботи на Марсі людині необхідні азот, водень і кисень. В якості ракетного палива можна використовувати тільки водень, або можна з'єднати його з вуглецем і отримати інший вид палива — метан". Крім того, "прибираючи" з молекул вуглекислого газу вуглець, астронавти отримають кисень, що дозволить створити в марсіанському середовищі існування тиск.

Що стосується земель для вирощування сільськогосподарських культур, вченим доведеться знайти простий спосіб видалення з марсіанського грунту різних солей. Але апатит, мінерал, наявний на Марсі у великих кількостях, містить фосфор, важливий поживний елемент в сільському господарстві. "У кондиціонованому марсіанському грунті можна вирощувати рослини, - каже Лаура Фэкрелл, геохімік і геомікробіолог з Університету Джорджії, яка вивчає локальне використання ресурсів на Марсі не місці. - Але для цього будуть потрібні чималі зусилля".

Звідки брати азот і сили на політ?

Щоб зробити марсіанський грунт придатним для обробки в невеликих масштабах, астронавтам НАСА доведеться привезти з землі необхідні інгредієнти. Наприклад, для росту рослин на Марсі не вистачає азоту. Але НАСА в будь-якому випадку довелося б відправляти на Марс азот, оскільки він необхідний астронавтам для дихання. Такі рослини, як бобові, здатні поглинати атмосферний азот і передавати його в грунт. Азот також можна витягувати з людської сечі. "Для вирішення проблеми нестачі азоту є досить ефективні методи", - говорить Лаура Фекрелл.

Звичайно, створити людську колонію на Марсі буде нелегко і недешево. У НАСА досі не знають, як зберегти здоров'я людей під час польоту на Марс, який триватиме до дев'яти місяців. За межами геомагнітного поля Землі астронавти без його належного захисту могли б піддатися впливу сильного і небезпечного космічного випромінювання. Вихід за межі гравітаційного поля Землі негативно вплинув би на їх серцево-судинну систему, привів би до атрофії м'язів, порушення зору і руйнування кісток. Навряд чи така перспектива надихнула б першого астронавта, який прилетів на Марс, на те, щоб виповзти з посадкового модуля. Він був би не в змозі підняти прапор, не кажучи вже про те, щоб встановити його. Але саме для вирішення таких складних проблем і буде розроблена більш грунтовна програма освоєння Марса.

Вісім успішних польотів на Марс

Не можна сказати, що НАСА починає з нуля. З 2001 року агентство здійснило один за іншим вісім успішних польотів на Марс, включаючи запуск п'яти посадочних апаратів. Більш того, США здійснюють посадку космічних апаратів на Марс з 1970-х років. Це єдина країна, яка з безсумнівним успіхом забезпечувала спуск різного роду апаратів на поверхню цієї планети. Величезний дослідницький апарат для збору зразків вже знаходиться в дорозі і буде розміщений на поверхні за допомогою нової моделі літаючої лебідки "скай-Крейн" НАСА, яка востаннє використовувалася в 2012 році для спуску марсохода "цікавість" (Curiosity).

В даний час на Червоній планеті (на її орбіті або на шляху до неї) знаходиться запущене НАСА діюче обладнання загальною вартістю сім мільярдів доларів, і всі ці апарати запущені в якості попередників пілотованих експедицій. Фахівцям НАСА пощастило ще й у тому, що ракета і капсула для експедиції НАСА на місяць спочатку були призначені для польоту на Марс. Потім їх перепрофілювали для польотів в рамках програми "Артеміда", тому їх можна буде знову" переорієнтувати" на виконання польотів на Марс, і вкладені в їх розробку кошти не будуть витрачені даремно.

Переконати американську громадськість, знайшовши аргументи на користь Марса, буде нелегко, особливо в період такої економічної і соціальної кризи. Але космічна програма США завжди ставила перед собою не тільки практичні цілі. Вона була великим маяком для людських устремлінь і іскрою, що запалювала дух новаторства і прагнення бути першими, який багато в чому визначає нашу національну ідентичність. Ми можемо згадувати програму "Аполлон" і все, що було досягнуто в її рамках, і по праву цим пишатися. Але майбутнє-це Марс.

Девід Браун

Переклад ІноЗМІ

Редакція може не погоджуватися з думкою автора. Якщо ви хочете написати в рубрику "думка", ознайомтеся з правилами публікацій і пишіть на [email protected]