Человечество сейчас не стремится покорять «дальний» космос
Цель человечества в освоении космоса на сегодняшний день не очень ясна. Мы невольно сравниваем наши текущие усилия с тем, что было в 60-е годы прошлого века. Тогда у нас была совершенно понятная цель.
Программа высадки на Луну американцами имела в первую очередь политическую цель и произошла на фоне успехов Советского Союза в космосе. В СССР запустили первый спутник, первыми сфотографировали обратную сторону Луны, осуществили первый пилотируемый полет, первый полет женщины в космос, первый групповой полет. США должны были на это ответить: высадка на Луну стала национальной целью. Ее достигли в 1969 году, а после шестой, и последней, высадки на Луну в 1972-м интерес к Луне постепенно пропал.
 Фото: Nasa / Reuters |
|---|
Соответственно, уменьшились и стимулы тратить огромные суммы денег на освоение космоса. На пике программ «Джемини» и «Аполлон» в некоторые годы на всю американскую космическую программу выделяли до 5–6% национального бюджета. Правда, при этом строилась и инфраструктура, которой потом пользовались десятилетиями.
Сейчас у нас другая эпоха. Нельзя решительно сказать, хорошо это или плохо: просто мы живем в такое время, когда человечество не имеет ясной цели в отношении космоса — не считая, конечно, многих тысяч спутников, выполняющих конкретную работу в околоземном пространстве.
Марс — это не цель, а мечта
На Марсе и вблизи него сейчас работает несколько автоматических аппаратов, созданных в разных странах. Но пилотируемый полет на Марс, про который сейчас много говорят, трудно назвать реализуемой целью, во всяком случае в относительно ближайшее время. При всем уважении к полету мысли Илона Маска это, скорее, мечта.
В первую очередь, из-за того, что человек — очень хрупкое создание и не приспособлен к длительному пребыванию в космосе. Несмотря на то, что существует целая система тренировок в космосе, чтобы, грубо говоря, не умереть после возвращения в условия силы тяжести, прилетающие на Землю космонавты чувствуют себя далеко не самым бодрым образом. После полугодового пребывания в невесомости человека выносят из корабля и отправляют в санаторий. Но на Марсе едва ли кто-то обеспечит такой прием. Наоборот, прилетев туда, они должны будут начать активно действовать — иначе зачем все это. А кроме того, по дороге они будут подвергаться воздействию солнечного и галактического излучения, и это очень серьезный дополнительный фактор риска для здоровья.
Кроме того, человеку с собой нужно очень много всего привезти для жизнеобеспечения. Но чтобы отправить все необходимое для далекого путешествия, нужно или создать флот из десятков кораблей на химическом топливе, или делать корабль на ядерном двигателе. Отдельный вопрос — возвращение. Полет с возвращением несравненно сложнее, чем два полета в один конец.
Когда люди летят на Луну, работает это так: две ступени космического корабля выводят его на орбиту, а что-то вроде третьей ступени (разгонного блока) нужно, чтобы отправиться к Луне. Часть корабля садится на Луну, у которой все-таки слабое тяготение, поэтому удается привезти на лунную орбиту столько топлива, чтобы можно было мягко сесть на Луну, привезя с собой еще столько топлива, чтобы потом оттуда сняться.
Марс не просто сильно дальше Луны, но и гравитация его сильнее. А его атмосфера почти не помогает притормозить — она намного разряженнее, чем у Земли. Это значит, что мы будем тратить довольно много топлива только для того, чтобы доставить на поверхность довольно много топлива, необходимого для старта. Требования к ракете, которая стартует с Земли, получаются очень впечатляющими. Маск планирует заправку на орбите и таким способом, вероятно, достигнет Луны, но в отношении Марса это не снимает автоматически все вопросы.
Выходом могло бы стать использование ядерного двигателя. Когда вы имеете дело с ядрами, а не электронами, уровень выделения энергии на единицу массы существенно выше. Но человечество опасается слова «ядерные»: все сразу начинают задаваться вопросами в духе «а если ракета упадет, получается, будет загрязнение?». Проблема того, что мы не используем ядерные двигатели, насколько я понимаю, не технологическая, а именно социально-политическая. Если бы мы на это не обращали внимания, то, наверное, уже давно бы летали на достаточно продвинутых ядерных двигателях и, может быть, уже летали бы на Марс.
Мечта покинуть гелиосферу
Покинуть гелиосферу — это еще одна мечта человечества. Существуют пять аппаратов, которые покидают ее, и на некоторых из них что-то про нас написано на случай, если кому-то случится это прочитать. Надо только сказать, что гелиосфера — «пузырь», где, грубо говоря, солнечный ветер сильнее галактического — это далеко не вся Солнечная система.
Voyager улетает с достаточно большой, по нашим понятиям, скоростью, примерно половину которой он набрал не за счет топлива, а за счет гравитационного маневра (изменение траектории и скорости полета за счет гравитационного поля планеты, встречаемой по дороге).
Несмотря на это, несчастному Voyager потребуется еще 20 с лишним тысяч лет, чтобы добраться до самых дальних окраин Солнечной системы — (гипотетического, строго говоря) облака Оорта, являющегося источником долгопериодических комет. Это показывает, насколько самые высокие доступные сейчас скорости малы, когда речь идет о межзвездных перелетах.
В поисках способов покинуть Солнечную систему появляются разные проекты. Есть проект Breakthrough Starshot, идея которого — отправиться к звездам «под парусом» — под световым парусом. В самых общих чертах, хочется своими силами сделать что-то вроде «Звезды смерти» из «Звездных войн» на орбите Земли — батарею космических лазеров — и светить ими в световой парус. Это действительно неплохая альтернатива передвижению с помощью топлива. Но есть нюансы.
Авторы проекта задумали с помощью такой технологии долететь до ближайшей к нам звездной системы Альфа Центавра, но стоит заметить, что такое передвижение не дает способа остановиться, если только в точке назначения не заготовлены встречные лазеры, которые будут светить в парус так, чтобы флот затормозился. Разогнавшийся аппарат так и будет всегда лететь быстро относительно большинства встречаемых в Галактике звезд.
Но даже более существенно, мы здесь, как всегда, имеем дело с передачей энергии из одной формы в другую. Это требует большого внимания. Нужно сделать так, чтобы когда этот концентрированный свет попадает в парус, этот парус бы отражал, а не поглощал свет — при этом не расплавляясь, не испаряясь и вообще никаким способом не дезинтегрируясь. Это непросто сделать при требуемой интенсивности света. Насколько я понимаю, на данный момент пригодные для этого материалы не созданы.
Быстрое развитие возможно только в условиях обмена опытом
Наука — это высококонкурентная среда. На успех там можно рассчитывать, только если вы участвуете в международном обмене идеями. Обмен нужен вам и профессору X, чтобы и вы, и он, объединив свои усилия, получили временные конкурентные преимущества перед остальными. С высоты достигнутого вы ищете новые возможности для соединения взаимно дополнительных знаний и умений. Это непрерывный процесс, а как только вы начинаете замыкаться в себе, вы обрекаете себя на отставание.
Конечно, если говорить про технологии, а не про исследования, то появляется своя специфика. Там есть коммерческая тайна, и компания, которая чего-то добилась, едва ли просто так расскажет о подробностях с технологической точки зрения. Но это тоже нормальный процесс — человечество всегда так развивалось.
Еще один аспект сотрудничества и обмена идеями и опытом — это космические программы. Например, сейчас действует программа по обмену местами в космических кораблях. Космонавты Роскосмоса Анна Кикина и Андрей Федяев летали на Crew Dragon, а астронавты NASA — на «Союзах».
Также мы продолжаем поддерживать Международную космическую станцию как предприятие, где люди взаимодействуют. Это один дом, он уязвим, и благополучие всех зависит от того, как ведет себя каждый. То, что такое сотрудничество и обмен продолжаются, по крайней мере на данный момент, это хорошо и полезно для обмена идеями в широком смысле этого слова.
Частные космические компании против государств
В отношении того, кто сейчас важнее в освоении космоса — частные компании или государства, — имеется выразительная тенденция. Компания SpaceX за прошлый год произвела более 60 успешных запусков. Это больше, чем космические агентства многих государств.
При этом нужно понимать, что SpaceX нужны заказы, чтобы выполнять столько полетов. Часть заказов — правительственные. Часть — гранты, которые они получают, и так далее. Работает, как мне кажется, стимулирование со стороны заинтересованных государственных структур, направленное на развитие частной инициативы.
Функционирующие сейчас спутники в массе своей — это коммерческий продукт. Освоение околоземного космического пространства стало частью экономики. Людям требуется получать фотографии из космоса, иметь связь и т. п. — и они готовы за это платить. Кроме того, имеются военные и другие разведывательные спутники, поэтому и государства продолжают, конечно, оставаться важнейшими игроками.
Это о том, что касается околоземного пространства. Тут процесс идет и будет идти. А вот для того, чтобы двигаться куда-то дальше, нужна или упертость частных лиц, которые готовы тратить на это деньги, или стратегическое решение государственных структур. Поэтому здесь все двояко. В целом, как кажется, сейчас выстраивается не самая плохая модель, когда агентства, связанные с правительствами, устраивают конкурсы и выбирают лучшие проекты и экономически поощряют то, что происходит в соответствии с их стратегическими целями.
В России частных космических компаний не так много — например, «Спутникс». Важно, как мне кажется, создавать условия и спрос для того, чтобы они могли развиваться. Было бы здорово, если бы развитие могло повернуться в этом направлении.
