Почему мы всеми силами должны избегать фразы «космический туризм»

В закладки

Это опубликованная в виде колонки Wired глава книги астрофизика Мартина Риса, одного из самых известных исследователей реликтового излучения. Речь пойдёт о развитии пилотируемой и роботизированной космонавтики, о будущем космических колоний и о том, почему мы должны прекратить использовать формулировку «космический туризм».

Орбитальная станция для туристов. Концепт художника.

В детстве одной из любимых вещей для чтения для меня был комикс под названием Eagle, особенно приключения «Дона Дера, пилота будущего». В них блестяще были изображены орбитальные города, реактивные ранцы и инопланетные захватчики. Так что когда космические полёты стали реальностью, для меня были знакомы как скафандры астронавтов NASA (и космонавтов — так их называли в СССР), так и рутинные понятия вроде запуска стыковки и других.

Мое поколение жадно следило за последовательными героическими подвигами космических пионеров: первый орбитальный полет Юрия Гагарина, первый выход в открытый космос Алексея Леонова, а затем, конечно же, лунные посадки. Я вспоминаю визит Джона Гленна, первого американца, вышедшего на орбиту, в мой родной город. Его спросили, о чем он думает, находясь на верхушке ракеты и ожидая запуска. Он ответил: «Я думал о том, что в этой ракете было двадцать тысяч деталей, и каждая из них была изготовлена ​​по самой низкой цене». (Позже Гленн стал сенатором США, а ещё позже, когда в возрасте семидесяти семи лет стал частью экипажа спейс-шаттла «STS-95», — старейшим астронавтом).

Между полётом первого советского спутника, первого искусственного объекта, вышедшего на орбиту, и историческим «маленьким шагом» Армстронга на поверхности Луны, прошло всего 12 лет. Я не могу взглянуть на Луну, не вспомнив при этом Нила Армстронга и Базза Олдрина. Их подвиги кажутся еще более героическими в ретроспективе, когда мы понимаем, как они зависели от примитивных вычислений и непроверенного оборудования. Спичрайтер президента Никсона даже подготовил тогда отдельную речь, на случай, если астронавты достигнут Луны, но не смогут с неё взлететь: «Судьба предопределила, что люди, которые отправились с миром на Луну для того, чтобы её исследовать, будут покоиться с миром на её поверхности. Они знают, что на спасение нет надежды. Но в то же время они знают, что человечество надеется на их жертву…»

Спустя полвека программа «Аполлон» остаётся пиковой точкой человеческих космических начинаний. Это была космическая гонка с Советами, противостояние двух сверхдержав. Если бы удалось сохранить тот импульс, мы бы наверняка уже оставили человеческие следы на Марсе. Это то, чего ожидало наше поколение. Однако, как только гонка была выиграна, мотивация для дальнейших миллиардных трат исчезла. В 60-х NASA получало более 4-х процентов федерального бюджета США. Сегодня этот показатель составляет 0.6%. Молодые люди сегодня знают, что американцы когда-то отправили людей на Луну. Примерно так же они знают, что египтяне когда-то строили пирамиды: это древняя история, движимая странными для сегодняшнего поколения национальными идеями.

В последующие десятилетия в космос отправились ещё сотни людей, но, как известно, они совершают не более чем витки по околоземной орбите. Международная космическая станция (МКС) является, вероятно, самым дорогим из когда-либо созданных артефактов. Её стоимость, плюс стоимость шаттлов, основной целью которых было её обслуживание (пускай сейчас они уже списаны), достигла 12-значных значений. Научно-техническая отдача от МКС не была ничтожной, но она стала менее рентабельной в плане денег, чем беспилотные миссии. И эти путешествия не вдохновляют так, как когда-то вдохновляли советские и американские экспедиции. МКС попадает в новости только когда что-то идёт не так, например, когда ломается туалет. Или когда астронавты делают что-то необычно, как, например, канадский астронавт Крис Хэдфилд, исполнивший при помощи гитары песню Дэвида Боуи «Space Oddity».

Перерыв в пилотируемых исследованиях космоса иллюстрирует, что, когда нет никакого экономического или политического спроса, то, что фактически сделано, намного меньше, чем то, чего можно было бы достичь. (Ещё один понятный пример — сверхзвуковые авиаперелёты. Concord ушёл в историю, как динозавры. Напротив, побочные эффекты развития IT распространились по всей планете гораздо быстрее, чем предсказывали самые смелые аналитики).

Тем не менее, за последние четыре десятилетия космические технологии значительно продвинулись. Мы постоянно зависим от орбитальных телекоммуникационных аппаратов, спутниковой навигации, мониторинга окружающей среды, наблюдения и прогнозирования погоды. Эти службы в основном используют космические аппараты, которые, хотя и беспилотны, но при этом дороги и сложны. Но существует растущий рынок относительно недорогих миниатюрных спутников, спрос на которые стремятся удовлетворить несколько частных компаний.

Компания PlanetLab, базирующаяся в Сан-Франциско, разработала и запустила множество космических аппаратов размером с обувную коробку каждый, с общей задачей обеспечения многократного получения изображений Земли и глобального охвата, хотя и с не особо резким разрешением (3–5 метров). Целью (с небольшим преувеличением) является наблюдение за каждым деревом в мире каждый день. В 2017-м году на индийской ракете в космос отправились 88 небольших спутников, американские и российские ракеты превзошли этот показатель. И запускали кое-что более крупное и оснащённое, вроде 100-килограммовых SkySat’ов. Последним подобным примером являются спутники глобального интернета SpaceX Starlink, которые запускаются одной ракетой пачками по 60 штук.

Сегодня небольшие коробочки вроде этих выполняют задачи, сравнимые по сложности с теми, которые 40 лет назад выполнялись многотонными аппаратами. Credit: Aerospace Corp. Photo

Но вернёмся к PlanetLab. Для гораздо более четкого разрешения необходим более крупный спутник с более сложной оптикой, но, тем не менее, существует коммерческий рынок получения данных с этих крошечных кубов для мониторинга урожая, строительных площадок, рыбацких лодок и тому подобного; они также полезны для реагирования на стихийные бедствия. Современные микроспутники могут быть ещё более мелкими. Всё благодаря обильным инвестициям в потребительскую микроэлектронику.

Космические телескопы дают астрономии огромный импульс. Находясь далеко над размывающими и поглощающими эффектами земной атмосферы, они получили чёткие изображения из самых отдалённых частей космоса. Они исследовали небо в инфракрасном, ультрафиолетовом, рентгеновском и гамма-диапазонах — тех, которые не проникают в атмосферу и поэтому не могут наблюдаться с Земли. Они нашли доказательства наличия черных дыр и другой «экзотики» и с высокой точностью исследовали реликтовое излучение — микроволны, пронизывающие все пространство. Их свойства содержат ключ к пониманию Большого взрыва — момента, когда всё наблюдаемое пространство было сжато до микроскопических размеров.

Более оперативно общественное внимание привлекают находки космических аппаратов, которые побывали на планетах Солнечной системы. «Новые горизонты» получили снимки Плутона — карликовой планеты, которая находится в 10000 раз дальше, чем Луна. А Розетта, аппарат Европейского космического агентства, посадила на комету робота. Чтобы спроектировать и построить эти автоматические межпланетные станции, нам понадобилось пять лет. Ещё десять лет они летели к своим целям. Кассини изучал Сатурн и его спутники три десятилетия, его вклад в науку неоценим. К моменту своего погружения в атмосферу газового гиганта, аппарат пробыл на орбите планеты 13 лет. Примерно столько же заняло само путешествие. Нетрудно представить, насколько сложными станут будущие миссии по исследованию планет и других объектов.

В течение этого столетия вся Солнечная система — планеты, луны и астероиды — будет исследована и нанесена на карту флотами крошечных роботизированных космических зондов, взаимодействующих друг с другом словно стая птиц. Гигантские производственные роботы смогут строить в космосе коллекторы солнечной энергии и другие объекты. Преемники телескопа Хаббл с огромными зеркалами, собранными в невесомости, ещё больше расширят наше видение экзопланет, звезд, галактик и более глубокого космоса. Следующим шагом станут космическая разработка и производство.

Но будет ли во всём этом роль и для человека? Нет никаких сомнений в том, что аппарат NASA Curiosity, марсоход размером с небольшой автомобиль, который с 2011 года разъезжает по гигантскому марсианскому кратеру, может пропустить потрясающие открытия, которые не пропустил бы ни один геолог-человек. Но машинное обучение продвигается быстро, как и сенсорные технологии. В то же время разрыв в затратах между пилотируемыми и беспилотными миссиями остается огромным. С каждым новым шагом в роботах и ​​миниатюризации практическое обоснование пилотируемого космического полёта становится все слабее.

В рамках программы коммерческой доставки на Луну NASA планирует активно изучать поверхность нашего спутника при помощи роботов. Credit: NASA

Если бы произошло возрождение «духа Аполлона» и возобновилось стремление использовать его наследие, то лунная база с постоянным укомплектованным персоналом была бы заслуживающим доверия следующим шагом. Её строительство может быть выполнено роботами — доставляющими припасы с Земли и добывающими некоторые ископаемые на лунной поверхности. Особенно благоприятным местом является кратер Шеклтона на южном полюсе, он имеет 21 километр в поперечнике и ободок высотой четыре километра. Из-за местоположения кратера его ободок всегда находится под солнечными лучами и поэтому избегает экстремальных перепадов температуры, наблюдаемых почти на всей остальной поверхности Луны. Более того, в постоянно тёмной внутренней части кратера может быть много водяного льда, что, безусловно, важно для поддержания «колонии».

Было бы целесообразно строить базы на той части Луны, которая всегда обращена к Земле. Но есть и одно исключение: астрономы хотели бы иметь гигантский телескоп на противоположной стороне, потому что тогда он будет защищен от искусственного излучения Земли, что дает большое преимущество радиоастрономам, стремящимся обнаружить очень слабые космические сигналы.

Космическая программа NASA, начиная с Аполлона, всегда ограничивалась общественным и политическим давлением, что позволяло ей минимизировать риски. Из 135 запусков Спейс-шаттла всего два оказались неудачными. Космонавты (или лётчики-испытатели) охотно смирились бы с таким уровнем риска: менее двух процентов! Но шаттл неосмотрительно рекламировался как безопасное космическое транспортное средство для мирных жителей (и школьная учительница Криста Маколифф из проекта «Учитель в космосе» стала одной из жертв катастрофы «Челленджера»). Каждая неудача в США создавала национальную травму. И ​​сопровождалась перерывом, во время которого принимались дорогостоящие усилия (с очень ограниченным конечным эффектом), направленные на снижение рисков.

Я надеюсь, что некоторые люди, живущие сейчас, отправятся на Марс — это будет для них приключением и шагом навстречу звёздам. Но NASA в стремлениях достигнуть этой цели столкнётся с политическими препятствиями. И с ограничениями бюджета. У Китая есть ресурсы, безапелляционный стиль правления, и, возможно, желание повторить программу «Аполлон». Но для получения статуса космической сверхдержавы при помощи зрелищной миссии простого повторения достижений 60-летней давности уже мало. Так что посадка планируется на обратной стороне Луны. Более чёткий «большой прыжок» потребует следов уже на Марсе, а не только на нашем спутнике.

Оставляя в стороне китайцев, я думаю, что будущее пилотируемых космических полетов зависит от авантюристов, финансируемых из частных источников, готовых участвовать в программе по сниженным ценам. Намного более рискованной, чем западные страны сегодня могут навязать гражданским лицам, поддерживаемым государством. SpaceX во главе с Илоном Маском или конкурирующим предприятием Blue Origin, финансируемым основателем Amazon Джеффом Безосом. Первая уже много лет успешно отправляет корабли на космическую станцию. А вторая вскоре предложит кратковременные орбитальные полёты готовым щедро за них заплатить клиентам.

Вообще, SpaceX привнесла культуру Кремниевой долины в ту область, где всегда доминировали консервативное NASA и другие государственные агентства. Она уже повторно использует дорогие ступени ракет-носителей, благодаря чему экономит значительные средства. Её скорость создания и совершенствования ракетной техники значительно выше, чем у NASA. При этом Falcon Heavy, например, способна доставить на низкую околоземную орбиту более 60-ти тонн груза.

Если бы я был американцем, я бы не поддержал собственную пилотируемую программу NASA — я бы сказал, что двигать это направление должны руководимые вдохновением частные компании, способные брать на себя риски и экономить средства. По-прежнему будет много добровольцев — некоторые, возможно, даже примут «билеты в один конец». Ровно по тем же мотивам, что и ранние открыватели земель, альпинисты и подобные им исследователи. В самом деле, пришло время отказаться от мышления, будто космические предприятия должны быть национальными (даже международными) проектами. Наряду с претенциозной риторикой, где слово «мы» используется для обозначения всего человечества. Да, существуют области, в которых без международных инициатив не обойтись, среди них, например, борьба с изменениями климата. Но изучение и эксплуатация космоса — это другое направление: да, в нём необходимо государственное регулирование, но вот стимул вполне может быть частным или корпоративным.

Есть планы на недельные туры вокруг обратной стороны Луны — путешествие дальше от Земли, чем кто-либо прежде. В прошлом году Илон Маск объявил, что японский миллиардер Юсаку Маэдзава купил билет для себя и своих друзей на первый облёт луны кораблём Starship (запланирован на 2023-й год). А Деннис Тито, предприниматель и бывший астронавт, предложил при наличии новой сверхтяжёлой ракеты-носителя отправлять людей в рейсы на Марс и обратно, без посадки. Такие путешествия потребуют пятисот дней в полной изоляции. Идеальной командой была бы стабильная пара среднего возраста: достаточно взрослая, чтобы не беспокоиться о высокой дозе радиации, накопленной в поездке.

Фразы «космический туризм» следует избегать. Она заставляет людей поверить, что такие предприятия являются рутиной и имеют низкий риск. А если это так, то неизбежные аварии будут такими же травмирующими, как и катастрофы спейс-шаттла. Эти мероприятия должны быть «проданы» как опасный вид спорта или исследования для бесстрашных.

Наиболее серьезное препятствие для космического полёта на орбите Земли и для тех, кто идет дальше, представляет неэффективность химического топлива и вытекающая из этого необходимость для ракет-носителей нести вес топлива, намного превышающий вес полезной нагрузки. Пока мы зависим от химического топлива, межпланетное путешествие останется слишком сложной задачей. Изменить парадигму может ядерная энергия. Позволяя достигать гораздо более высоких скоростей перелёта, она бы резко сократило время путешествий (не только избавляя астронавтов от скуки, но также и уменьшая их подверженность вредному излучению).

Большая эффективность была бы достигнута, если бы запас топлива мог создаваться на Земле и не использоваться для доставки себя же в космос. Например, технически возможно вывести космический аппарат на орбиту с помощью «космического лифта»: каната из углеродного волокна длиной 30000 километров, привязанного к Земле (и питаемого здесь же), простирающегося вертикально вверх за пределы геостационарной орбиты. Он бы поддерживался только при помощи центробежной силы.

Концепт космического лифта. Автор: Glenn Clovis

Альтернативная схема предусматривает мощный лазерный луч, генерируемый на Земле, который толкает «парус», прикрепленный к космическому кораблю; в принципе, такая схема может сработать с крохотными зондами. И даже разогнать их до десятых частей скорости света.

Между прочим, более эффективное топливо может изменить пилотируемый космический полет из требующего массы навыков управления в почти не требующую квалификации операцию. Вождение автомобиля было бы трудным делом, если бы, как в настоящее время для космических путешествий, нужно было заранее запрограммировать все путешествие подробно, с минимальными возможностями для управления по пути. Если бы топлива было достаточно для активных изменений траектории на пути к цели (а также для ускорения и замедления по желанию), межпланетный извоз стал бы крайне простой задачей. Ведь пункт назначения всегда определён, а преград на маршруте практически нет.

2100 искателей острых ощущений вроде, скажем, Феликса Баумгартнера (австрийского парашютиста, который в 2012 году преодолел звуковой барьер при свободном падении с высотного аэростата), могли бы создать независимые от Земли «базы»: на Марсе, или, возможно, на астероидах.

Илон Маск, родившийся в 1971-м, говорит, что хотел бы умереть на Марсе, правда, не от удара о его поверхность. Я согласен со многими его тезисами и идеями.

Но я советую не ждать массовой эмиграции с Земли. Я не согласен с Маском. Не согласен с моим покойным коллегой из Кэмбриджа, Стивеном Хокингом: он воодушевлённо рассказывал о скором создании автономных марсианских общин. Опасно думать, что космос является выходом от земных проблем. Мы должны научиться решать эти проблемы здесь, прежде чем понесём их за собой во Вселенную. Да, изменения климата могут казаться сложной проблемой, но справиться с ними проще, чем терраформировать Марс. Ни одно место в Cолнечной системе не обеспечит нас средой, хотя бы близко такой «мягкой», как Антартика или вершина Эвереста. Для обычных, не склонных к риску, людей планеты «Б» не существует.

Но мы (и наше потомство здесь, на Земле) должны подбодрить смелых космических авантюристов. Потому что именно они будут играть ключевую роль в формировании постчеловеческого будущего и определении того, что произойдет в двадцать втором веке. И после него.

Это выдержка из книги астрофизика Мартина Риса «On the Future: Prospects for Humanity» (издательства Принстонского университета). Запись изначально была опубликована в журнале Wired.

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

27
Войдите, чтобы читать и оставлять комментарии и не видеть рекламу.
Показать скрытые комментарии

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам:

[X]
Если не получается зайти отсюда, попробуйте по ссылке.