Луна может оказаться необходимой остановкой в пилотируемом полёте на Марс

Перевод отличной колонки бывшего сотрудника NASA, работавшего над программой Спейс Шаттл. Автор проводит исторические параллели между исследованием Америки и будущими дальнекосмическими миссиями, рассматривая как экономическую, так и исследовательскую сторону.

При планировании нового предприятия часто бывает полезно окунуться в историю и оценить похожие события, пускай и происходившие в других масштабах. Хорошим таким примером для космических первопроходцев может стать история США, конкретно — продвижение государства на запад континента.

Этот пример отлично показывает, что самые успешные исследования новых границ обычно происходят при грамотном использовании доступных на маршруте ресурсов, таких как вода.

Чтобы найти маршрут к Западному побережью в 1804 году правительство США под руководством тогдашнего президента Томаса Джефферсона профинансировало Экспедицию Льюиса и Кларка. Они проложили этот маршрут, исследовали новые земли и в каком-то смысле определили «искусство» первооткрывателей.

Мериуэзер Льюис и Уильям Кларк

В 1842-1860 гг. форты армии США вдоль новых рубежей способствовали миграции с востока: они выступали ключевыми точками снабжения в пути для американцев, заселявших запад вдоль Орегонского маршрута.

Сперва все сомневались в правдивости информации о золотоносных залежах на западе. Пока президент Джеймс Полк не сообщил конгрессу, что исследования подтвердили наличие запасов золотоносной руды. Так началась золотая лихорадка 1849 года.

На западе начался старательский бум. Их подерживали небольшие города, которые возникали в самых лакомных местах и давали возможность старателям обменять только что обнаруженные богатства на товары и землю. Вследствие необходимости материально-технического обеспечения изысканий началась безумная экономическая активность. Часто оборот вторичных услуг и товаров был выше, чем оборот от сбыта самого золота.

В 1866-1869 гг. трансконтинентальная железная дорога наконец объединила восточное и западное побережья. Помимо очевидных логистических выгод, она ещё при строительстве собирала вокруг себя новые города, способствовала культурному распространению, вдоль неё закладывались основы будущих густонаселённых районов. Железная дорога увеличила объемы доставляемых грузов и скорость их доставки.

Схема первой трансконтинентальной железной дороги

Это ускорение не только развивало коммерцию, но и изменило наши представления о времени, расстоянии и географии.

Запад рос от первых разведывательных экспедиций Льюиса и Кларка до строительства предпринимательских поселений. Благодаря поддержке федерального правительства запад из малонаселённой местности вырос в настоящий экономический двигатель XIX-XX веков.

Какие выводы мы можем сделать из этого исторического обзора?

  • Исследование новых рубежей часто происходит силами визионеров, но ещё лучше, когда в это исследование вкладываются хорошие средства.
  • Прежде чем начнутся спекуляции ресурсами, следует удостовериться, что новая земля действительно представляет озвучиваемую ценность.
  • Базовая поддержка, инвестиции в инфраструктуру, разаботку и производство, стимулируют среду, в которой процветает предпринимательство.

Недостаточно просто исследовать. Вы всегда должны знать, где находитесь и куда будете двигаться дальше. Развитие критической геодезической и навигационной инфраструктуры ускорило освоение ресурсов.

Текущее положение

Топливо — это валюта космических путешествий. Водяной лёд, обнаруженный на Луне, может обеспечить нас жидким водородом (H2) — топливом — и жидким кислородом (o2) — окислителем. Их ценность огромна на низкой околоземной орбите. Ещё выше — на окололунной. Кроме того, эти потенциальные ледяные залежи могут обеспечивать нас водой для питья, воздухом для дыхания, водой для выращивания растений и водой для защиты от радиации. В то же время для Лунных экспедиций очень трудно составить простейшие условия спроса и предложения.

На весах предложения — недоказанные пока что запасы водяного льда. Да, пока что мы знаем лишь о признаках существования этих запасов в тени кратеров на северном и южном полюсах нашего спутника. Но твёрдой уверенности в том, что там действительно необходимый нам лёд — нет.

Инвесторам трудно рассчитать и потенциальный «выхлоп» от исследования Луны и освоения местных ресурсов. Даже если наличие льда и подтвердится, потенциальные затраты на его добычу и обработку/доставку могут оставить предпринимателей без краткосрочной прибыли.

Предполагаемые залежи водяного льда на Луне

Со стороны спроса всё ещё проще: нет очевидных клиентов, заказчиков услуг. Поэтому в бизнес-сообществе к перспективе добычи недаказанного лунного льда относятся с безразличием. Рынок апатичен — из-за туманности планов NASA по поводу Марса (нет запланированных миссий, графика, плана или хотя бы ясности по поводу того, когда человек полетит к Марсу), а постоянные переносы запуска SLS и миссий Exploration Mission подсказывают, что к Красной планете мы отправимся нескоро.

Бизнес-лидерам нужна прозрачность, ясность в планах, предсказуемость и гарантированный доход в краткосрочной перспективе.

Предлагаемый план

Можно предложить частным коммерческим компаниям возможность заняться заправкой космического корабля на низкой околоземной орбите для дальнейшего его путешествия на Марс.

По предварительным данным, для верхних ступеней, которые доставят аппарат с орбиты 407 километров к Марсу, потребуется около 1,9 миллионов килограмм топлива. Для понимания мастшаба: примерно на указанной высоте сейчас находится Международная космическая станция.

Спящий рынок могла бы растормошить широко освещаемая кампания по поиску потенциальных исполнителей, которые занялись бы доставкой топлива и окислителя в логистический узел — в ту самую околоземную «перевалочную» точку, откуда затем корабли полетят на Марс. Такой шаг очевидно повысит престиж NASA («Мы первые отправили человека на Марс!») и создаст отсутствующий сейчас спрос, своеобразные космические АЗС на околоземной орбите. Технически здесь возможны два варианта: либо дозаправка баков, примерно как в самолётах, либо полная замена пустого бака на полный.

Наличие таких станций повысит максимальную вместимость марсианских кораблей: хорошо, когда ваша ракета несёт полезную нагрузку, а не только топливо.

Изначально всё топливо для дальнекосмических миссий будет поставляться с Земли, как снабжались запасами американские экспедиции на запад. Добравшись до цели, они будут при помощи роботов искать уже не потенциальные, а реальные ресурсы — те, которые можно будет использовать для последующих миссий.

Разведывать

Как уже говорилось выше, первые этапы поисковых миссий будут полностью посвящены поиску полезных ресурсов, в первую очередь водяного льда. В рамках процесса разведки сбор и бурение пород будет происходить при помощи роботов-роверов, возможно, управляемых с Земли. Анализ этих образцов поможет определить состав и убедиться в пользе того или иного ресурса для путешествия на Марс.

Исследовать

Потребуется тщательно разведать топологию поверхности южного полюса Луны при помощи роверов. Для дальнейшей навигации и освоения поверхности нужно будет использовать своеобразные геодезические знаки, которые будут расположены в местах интересных находок. Все эти участки пригодятся нам позже.

Концепт лунного ровера-добытчика

Уже сейчас на Международной космической станции активно используются роботизированные манипуляторы, которые частично управляются с Земли. Развитие этих технологий потенциально способно сравнять практическую пользу от отправки в другие миры человека и робота. Это также станет генеральной репетицией роботизированных работ на Марсе (если такие планируются). Как только поверхность будет изучена и размечена, мы сможем приступить к разработке обнаруженных ресурсов, в том числе — водяного льда.

Добывать

Добыча необходимого для полёта на Марс топлива на Луне выгодна не только как факт. Но ещё и по той причине, что с околоземной (тем более — окололунной) орбиты гораздо проще стартовать: нам не придётся вырываться из земного гравитационного колодца.

Кроме того, приобретённый опыт добычи ресурсов может пригодиться и на Марсе: мы будем уметь как добывать лёд, так и обрабатывать его для получения воздуха и воды, так и перерабатывать в топливо. Здесь, на Луне, можно не только испытать общий принцип поисково-добывающих миссий, но и оборудование! У инженеров есть такая пословица: «Испытай то, на чём летишь. И полетай на том, что испытываешь». Никакое компьютерное моделирование не обеспечит той точности данных, которые позволит получить испытание в реальных стрессовых условиях.

Так как лунное топливо более выгодным с точки зрения необходимой скорости, вариант полёта с околоземной орбиты потенциально будет гораздо дешевле, чем с Земли.

Возможна здесь и прибыль: если будут доказаны запасы воды на Луне, а затраты на её добычу и доставку на околоземную орбиту окажутся меньше, чем на отправку с Земли.

Использовать полученные уроки

Международная космическая станция является действующей моделью технической интеграции и крупномасштабных международных проектов. Полученные на МКС уроки по международному сотрудничеству стран-партнёров тоже являются важной частью будущих успехов человечества.

На основе МКС можно составить чёткие и ясные ключевые требования для последующих крупномасштабных проектов.

Коммерческие программы снабжения МКС и пилотируемых полётов на станцию тоже могут быть использованы в качестве модели сотрудничества между частниками и государством. В итоге NASA может сосредоточиться на организационной наземной работе, а частные компании — на транспортировке груза (в ближайшее время и экипажей) на МКС.

Роботизированный манипулятор Canadarm2 и японский грузовик HTV3 на МКС

В нашем случае эта модель позволит NASA сосредоточиться на исследованиях, а частному предпринимателю — на добыче топлива и логистике.

Обновленное таким образом видение исследований получит общественный отклик. Хорошо освещаемые новые миссии и новый тип сотрудничества позволит добиться развития фундаментальных дисциплин в образовании и науке, вызвать национальную гордость и рост экономических возможностей за счёт создания спроса на ресурсы, найденные за пределами Земли.

Итоги

Луна может оказаться необходимым пит-стопом в долгом путешествии на Марс. Расстояние до Марса (ближайшее — 54.6 млн. км.) делает необходимым создание форпостов за пределами влияния земной гравитации: это позволит изучать Красную планету непрерывно. Создавая спрос на топливо и инвестируя в будущие разведывательные миссии, продвигая космические рубежи, правительство Соединённых Штатов может создать среду, в которой будет расти частное предпринимательство, а нация и мировая экономика станут процветать. Экономическое пространство Земли в буквальном смысле выйдет в космос.

Джон Кук, работавший над программой Спейс Шаттл с 1995 по 2014 годы.

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

Павел Поцелуев

Павел Поцелуев

Руководитель проекта. Переводит, озвучивает, ведёт прямые трансляции, короче, рулит этим огромным космическим кораблём.

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: