Роберт Зубрин — Марсианский выбор

3В закладки

Как показать, что американская демократия все еще может делать великие дела

Роберт Зубрин, журнал «The New Atlantis», осень 2019

В недавнем праздновании пятидесятой годовщины первой высадки на Луну было что-то горько-сладкое. Это был повод для оправданной американской гордости — в конце концов, отправка людей на Луну в конце 1960-х и начале 1970-х годов была не только подвигом человеческой изобретательности и смелости, но и впечатляющим национальным достижением, которое, как мудро предсказал Жюль Верн столетие назад, могли осуществить только американцы. Но за полвека, прошедшие после Аполлона-11, программа пилотируемых космических полетов NASA застопорилась. В ней было очень мало запоминающихся успехов и, конечно, не было ни одного сравнительно славного подвига.

Во времена высадки на Луну ожидалось, что Соединенные Штаты быстро отправятся на Марс. Как писали в своих мемуарах некоторые астронавты Аполлона, они даже думали, что после полета на Луну смогут помочь Соединенным Штатам достичь Красной планеты. Астронавт Аполлона-11 Майкл Коллинз вспоминал, что думал о том, что «возможно, я смогу помочь им [NASA] спланировать» миссию на Марс. Эдгар Митчелл, шестой человек на Луне, помнил, что «было не лишено смысла надеяться» на назначение в марсианский экипаж. Джин Сернан, двенадцатый и последний человек на Луне, с грустью рассказал о том времени, когда он «наконец столкнулся с фактом: «Я не собираюсь на Марс».

На протяжении многих лет предлагалось много объяснений, почему американские астронавты не были посланы на Марс или куда-либо еще. Есть три общеизвестных объяснения, в которые многие верят. Каждое из этих объяснений интуитивно правдоподобно. В каждом из них есть зерно истины. Но эти объяснения настолько неполны, что вводят в заблуждение. И вместе взятые, они представляют собой глубокое непонимание того, как демократические народы могут совершать великие дела.

Первое: общественное мнение. Часто утверждают, что американский прогресс в космосе застопорился из-за ослабления общественного интереса. Если бы только (по крайней мере, так принято думать) американский народ продолжал заботиться о NASA и поддерживать его так же искренне, как в 1960-е годы, достижения в космической программе были бы постоянными.

Хотя это утверждение действительно имеет очевидную основу — конечно, политики будут стремиться послать американских астронавтов на Марс, если избиратели будут требовать этого, и, конечно, марсианская программа пострадает, если подавляющее большинство населения выступит против — есть две вопиющие проблемы с этим. Степень массовой поддержки космической программы в 1960-х годах была преувеличена; анализ историка Роджера Лауниуса показал, что проект Аполлон в частности, и исследование Луны в целом, почти никогда не пользовались поддержкой большинства в соцопросах в то время. Что еще более важно, представление о том, что сильная поддержка со стороны населения является предпосылкой для амбициозной космической программы, ошибочно до крайности. Да, политики должны учитывать общественное мнение. Но общественность также должна информироваться и направляться политиками, вдохновляющими своим видением, предлагающими конкретные проекты, приводящими убедительные аргументы и собирающими необходимые ресурсы. В этом заключается суть политического лидерства в демократической республике. Мы полетели на Луну не из-за массированной, ранее существовавшей общественной поддержки такой идеи, и мы не смогли достичь Марса не из-за отсутствия общественного интереса.

Второе чрезмерно упрощенное объяснение того, почему американская космическая программа потерпела крах после Аполлона-11, — это деньги: если бы только (или так думают) финансирование NASA было бы намного выше, мы бы давно были на Марсе.

Опять же, это объяснение действительно имеет основание. Еще до того, как мы достигли Луны, бюджет NASA был сокращен, что привело к сокращению планов программы Аполлон и последующих программ. И, как часто отмечается, на пике программы Аполлон NASA потребляло 4 процента федерального бюджета в отличие от примерно 0,5 процентов сегодня.

Но в основе этого объяснения лежит смехотворно ложное предположение о том, что большее финансирование приводит к большим достижениям, а сокращение финансирования приводит к меньшим достижениям. Любой изучающий историю мог бы назвать контрпримеры предприятий, как государственных, так и частных, в которых большие бюджеты приносили только провалы, а ограниченные бюджеты приводили к быстрой работе и успеху.

Более того, объяснение стагнации NASA из-за низкого финансирования также вводит в заблуждение, поскольку с учетом инфляции финансирование агентства за последние двадцать лет фактически превышало его финансирование за первые двадцать лет. Выраженный в долларах 2018 года, общий объем финансирования NASA в период с 1959 года (первый полный год агентства) по 1978 год составил $335 млрд. Общий объем финансирования агентства в период с 1999 по 2018 год, опять выраженный в долларах 2018 года, составил 387 миллиардов долларов — рост на 16 процентов. Теперь сопоставьте то, что агентство делало в течение каждого периода. В первые два десятилетия NASA не только выполняло миссии Mercury, Gemini, Apollo, Skylab, Ranger, Mariner, Surveyor, Lunar Orbiter, Viking, Pioneer, и Voyager, но и разработало практически все технологии, которые позволили выполнять космические миссии в то время и сейчас, включая водородно-кислородные ракетные двигатели, многоступенчатые ракеты-носители большой грузоподъемности, космические системы жизнеобеспечения, скафандры, лунные вездеходы, радиоизотопные генераторы, космические ядерные реакторы, технологии навигации и связи в дальнем космосе, технологии космического рандеву, системы мягкой посадки, системы входа в плотные слои атмосферы и большинство систем, которые использовались для космического челнока. Была также построена сеть дальней космической связи, пусковой комплекс на мысе Канаверал и большинство центров и испытательных полигонов NASA.

Однако за последние два десятилетия достижения NASA, за исключением выдающихся автоматических миссий по исследованию планет и космической астрономии, не сопоставимы с результатами первых двух десятилетий. Астронавты NASA не только не вышли за пределы Луны, но и пролетели всего лишь 0,1 процента расстояния до нее. Темпы развития новых полетных технологий были близки к нулю. Фактически, в некоторых областях, они были меньше нуля, о чем свидетельствует неспособность NASA в рамках программы Space Launch System (SLS) переделать двигатель J-2, который приводил в движение верхние ступени старого Saturn V из программы Аполлон. В результате, SLS будет иметь примерно ту же тягу взлета, что и Saturn V, но только около половины способности Saturn V по доставке полезной нагрузки на Луну.

Третий виновник, иногда обвиняемый в срыве американской космической программы, — непостоянство демократического правительства. Демократии (по крайней мере, так принято думать) плохо приспособлены для выполнения грандиозных начинаний, за исключением случаев, когда это необходимо для войны или подобных ей обстоятельств. При отсутствии этих условий считается, что великие цели могут быть достигнуты только частным предприятием, движимым обещанием прибыли, или несвободными режимами, имеющими неизменные цели тирана.

Это объяснение тоже действительно имеет основание. Это правда, что космическая гонка против Советов — и более широкий контекст холодной войны — давали ощущение срочности проектам Mercury, Gemini и Apollo. Это правда, что после поражения Советов в лунной гонке цель американской космической программы стала менее ясной. Также верно, что президентские администрации имели тенденцию отклонять планы и графики своих предшественников по отправке людей в космос, так что общее направление космической программы было неустойчивым и беспорядочным.

Вера в то, что великие общественные дела несовместимы с демократией мирного времени, по-видимому, подтверждается и другими свидетельствами из истории США, не относящимися к космической программе. Есть причина, по которой военный манхэттенский проект упоминается вместе с Аполлоном как модель амбициозных, финансируемых государством НИОКР — например, в выражении «Нам нужен Манхэттенский проект для Х». А некоторые из крупнейших американских инженерных проектов стали возможны только благодаря попранию демократических норм. «Чистая демократия не имеет ни воображения, ни энергии, ни дисциплинированного менталитета для создания значительных улучшений», — заявил Рэймонд Мули в предисловии к книге 1970 года Роберта Мозеса. Мозес был чиновником, который за три десятилетия построил потрясающее количество мостов, туннелей, дорог, парков и жилищных проектов в Нью-Йорке и его окрестностях. Он достиг всего этого, накапливая квази-диктаторские полномочия для себя, опрометчиво критикуя своих критиков, разрушая целые кварталы и вытесняя сотни тысяч людей ради своего видения прогресса. «Время от времени Вы отмечали, что мне не нужно быть избранным на должность», — сказал Мозес одному из оппонентов. «Возможно, именно поэтому я в состоянии защитить действительно долгосрочные общественные интересы».

Но это объяснение стагнации NASA, как и другие, терпит неудачу. Многие великие дела были достигнуты демократическими средствами в мирное время в Соединенных Штатах, в том числе массовые общественные работы, например, канал Эри, плотина Гувера, система межштатных автомагистралей и другие удивительные работы, которые возникли в результате государственно-частного партнерства, такие как Трансконтинентальная железная дорога и большая часть нашей современной телекоммуникационной системы, включая Интернет. Более того, недемократическое представление о том, что выборные должностные лица не могут защитить «действительно долгосрочные общественные интересы», пагубно подразумевает, что власть должна быть передана лицам, которые не чувствуют себя обязанными отвечать перед людьми. И в случае NASA обвинять космическое агентство в стагнации из-за капризов американского режима является пораженчеством, поскольку подразумевает, что если мы не откажемся от демократического самоуправления, мы должны отказаться от всякой надежды делать великие дела в космосе.

Каждое из этих трех объяснений того, почему NASA не смогло выйти за пределы Луны — отсутствие общественной поддержки, нехватка денег и отсутствие стабильных целей в демократических государствах — не соответствует действительности. Но взвесив каждый из них, мы теперь готовы более четко увидеть реальную структурную причину проблем NASA и выяснить, исходя из разумных принципов проектирования, составления бюджета и управления проектами, как создать пилотируемую космическую программу, которая сможет процветать в условиях Американской демократической политики.

Целенаправленные миссии

Главная причина стагнации NASA (лучшее объяснение разницы между темпами достижений агентства в первые два десятилетия и в последние два десятилетия) заключается в изменении его режима работы. В годы существования Аполлона программа пилотируемых космических полетов NASA была целенаправленной. С тех пор она в значительной степени была ориентирована на поставщиков. Целенаправленная программа тратит деньги на то, чтобы что-то делать. Программа, управляемая поставщиком, делает все для того, чтобы тратить деньги. В целевой программе расходы фокусируются и направляются на хорошо выбранную цель. В программе, управляемой поставщиками, расходы не сфокусированы и энтропийны.

Проблема не затрагивает NASA в целом. Как отмечалось выше, программы агентства по исследованию планет и космической астрономии продолжают приносить впечатляющие результаты. Это потому, что они остались целенаправленными. Но без четкой главной цели крупнейшие программы NASA — его усилия по полету в космос и связанные с ними программы разработки ракет-носителей — за последние полвека растратили сотни миллиардов долларов с очень малыми результатами, не достойными затрат и рисков. Можно сказать, что никаких полезных результатов практически не было, за исключением пяти миссий космического шаттла по запуску, ремонту и модернизации космического телескопа Хаббла — исключение, которое подтверждает правило, поскольку в этих миссиях шаттл был создан для выполнения целенаправленной научной программы.

Часть трудностей при переходе от подхода, ориентированного на поставщика, к подходу, ориентированному на цель, лежит вне NASA. Подход, ориентированный на поставщиков, подкрепляется определенными характеристиками нашей демократической политики, особенно тенденцией членов Конгресса отдавать предпочтение проектам, которые приносят рабочие места в их районы, и настаивать на них. Переход к целенаправленному подходу потребует от NASA, при поддержке президента, противодействия этой тенденции и всей ее неэффективности.

Чтобы космическая программа была действительно целенаправленной, она должна удовлетворять следующим условиям:

1. У нее должна быть четко определенная цель.

2. Цель должна быть назначена на ближайший срок, а не на отдаленный.

3. Проекты должны быть отобраны, а решения о развитии технологий должны приниматься для достижения цели к установленному сроку.

4. Отобранные проекты должны осуществляться как можно быстрее и эффективнее.

5. Цель должна быть выбрана рационально, чтобы достичь максимально возможного.

Эти пять условий учитывают реалии крупных инженерных проектов, в том числе риски раздувания, лени и ползучести миссий. И они учитывают давление избирательной политики, общественного мнения и бюджетирования. Космическая программа, которая удовлетворяет всем пяти условиям, программа, ориентированная на конкретные цели, является достойной и имеет шанс на успех. Космическая программа, которая терпит неудачу в любом из пяти условий, вероятно, приведет к растратам и застою и будет уязвима для уничтожения политиками.

Все пять из этих условий были выполнены программой Apollo. Цель состояла в том, чтобы достичь Луны к концу 1960-х годов. Это удовлетворяло условиям 1 и 2. Сильный акцент на этой цели означал, что фракции, требующие периферийных проектов, таких как строительство космических станций, были оттеснены с пути, тем самым удовлетворяя условию 3. Каждый компонент общего проекта выполнялся оперативно, в соответствии с условием 4. Наконец, цель – как достижение важнейшей человеческой вехи и достижение геостратегической победы — полностью удовлетворяет условию 5.

Все это было изложено с самого начала. Как сказал президент Кеннеди в своей знаменитой речи перед Конгрессом 25 мая 1961 года: «Во-первых, я считаю, что эта страна должна взять на себя обязательство до конца этого десятилетия достичь цели — высадить человека на Луну и благополучно вернуть его на Землю. Ни один космический проект в этот период не будет более впечатляющим для человечества или более важным для дальнего освоения космоса; и ни один из них не будет таким трудным или дорогостоящим».

Кладбище бесполезных программ

В течение большей части периода, прошедшего после Аполлона, у программы NASA по космическим полетам не было никакой цели. Некоторые руководители NASA даже явно отвергли саму идею иметь цель. Например, Шон О’Киф (администратор NASA, 2001–2005) неоднократно заявлял, что агентство не должно быть «ориентировано на пункт назначения».

Даже когда выбиралась номинальная цель, она не рассматривалась как авторитетная. Например, в своей речи 20 июля 1989 года, в двадцатую годовщину посадки Аполлона-11 на Луну, президент Джордж Буш-старший объявил, что Соединенные Штаты вернутся на Луну, на этот раз чтобы остаться, а затем отправятся на Марс. Но этот проект, получивший название Space Exploration Initiative (Инициатива по исследованию космоса), быстро провалился. NASA в то время продвигало космическую станцию Freedom в качестве своего следующего крупного проекта, и президент неразумно описал космическую станцию как «критический следующий шаг во всех наших космических начинаниях». Поэтому, когда три месяца спустя NASA изложило свои планы, якобы для достижения цели президента, в них было предложено отправить экипажи на Луну с помощью массивных космических кораблей, собранных на огромной орбитальной космической станции. Планы были настолько дорогостоящими и сложными, что многие ветераны программы «Аполлон», которые в то время все еще были в рядах NASA, могли лишь почесать в затылке и задаться вопросом: если мы можем посадить человека на Луну, почему мы не можем посадить человека на Луну? А поскольку возвращение на Луну стало невозможным из-за требований расширения космической станции и последующего ее использования для сборки на орбите, еще более запутанный проект миссии NASA на Марс стал совершенно неосуществим. Инициатива Буша по исследованию космоса тихо умерла: у нее не было шансов пройти через Конгресс, поскольку она не давала перспектив для достижения значимых целей в рамках разумного графика и бюджета.

Иногда цель, выбранная для NASA, была лишена смысла, потому что не была близкой. Такова была судьба так называемой программы администрации Обамы Journey to Mars (Путешествие на Марс), которая ничего не дала, потому что у нее не было конкретных сроков для выполнения чего-либо. Она умерла потому, что изначально была нежизнеспособной. Никто даже не потрудился убить ее.

План, который в настоящее время находится на столе у администрации Трампа, предусматривает возвращение астронавтов на Луну к 2024 году. Это соответствует условиям 1 и 2.

Пока все хорошо. NASA, однако, вновь нацелилось на дорогостоящую космическую станцию, на этот раз иронически названную Gateway (Врата, другое значение – подворотня 🙂 ), которая будет размещена на лунной орбите. Хотя NASA утверждает, что Lunar Gateway необходима для полетов на Луну, на самом деле это пережиток более ранней программы NASA по захвату астероидов; планы по созданию станции были изложены администратором NASA времен Обамы Чарльзом Болденом, который открыто заявил, что не заинтересован в возвращении американцев на Луну.

Это уже хуже. Проблема не только в том, что NASA предлагает отложить достижение реальных задач, вставляя программы, отвлекающие от критически важного направления. Агентство также настаивает на осуществлении этих программ самым медленным и самым дорогим из возможных способов. Администратор NASA Джим Брайденстайн заявил, что NASA будет перевозить астронавтов на Луну, используя две технологии, которые она разрабатывает в течение многих лет: ракету SLS и пилотируемую капсулу Orion (вместе с реальным лунным спускаемым аппаратом, который будет разработан в будущем). Но капсула Orion настолько тяжелая, что даже долгожданная тяжелая ракета-носитель SLS не может доставить ее на низкую лунную орбиту с количеством топлива, достаточным для возвращения домой. Таким образом, дом на полпути необходим не только для того, чтобы Орион встретился с лунным посадочным модулем, но и для дозаправки, то есть – как подворотня.

В результате план полета требует не только Gateway, но и четырех пусков в каждой миссии, включая пять различных элементов полета и шесть операций по сближению в каждой миссии. Этот план настолько сложен, что он сделает лунные миссии невероятно дорогостоящими, нечастыми и неэффективными, и практически гарантирует их провал.

Если бы мы построили лунную базу на самой Луне, а не на орбите, заправку можно было бы производить водородно-кислородным топливом, изготовленным из лунного льда. Эта логика лежит в основе плана Moon Direct, который я предложил на этих страницах в прошлом году. Этот план не только более выгоден с точки зрения затрат, но и позволяет нашим астронавтам находиться на Луне в течение длительного периода времени, предоставляя им время для научных исследований.

Короче говоря, проект Gateway делает главной технологию, а не пункт назначения.

Этим летом во время фотосессии в Белом доме к юбилею высадки на Луну президент Трамп по просьбе астронавта Аполлона-11 Майка Коллинза задал администратору NASA острый вопрос: «А как насчет концепции Mars Direct?» В ответ Брайденстайн заявил, что мы не можем отправиться на Марс, пока у нас не будет космической станции на лунной орбите и базы на Луне. Как будто этого было недостаточно, Брайденстайн также сказал в интервью, что «нам понадобятся возможности типа Gateway на Марсе», подразумевая, что он намеревается затруднить исследование человеком Красной планеты, используя ненужную орбитальную космическую станцию.

Текущие планы администрации Трампа по Луне удовлетворяют условиям 1 и 2. Но вместо того, чтобы достичь Луны к 2024 году, проект Gateway отключает их — и, вероятно, также наносит ущерб нашим шансам попасть на Марс в ближайшее время. Сегодня NASA говорит то же самое, что говорило президенту Джорджу Бушу-старшему три десятилетия назад: «Вы не можете выполнять свою программу, пока не выполните мою программу». Условия 3 и 4 вылетели в трубу.

Неправильная цель, правильная цель

Это подводит нас к условию 5, которое гласит, что недостаточно иметь цель с ближайшим крайним сроком. Цель должна быть выбрана с умом. Почему администрация Трампа выбрала цель отправить астронавтов обратно на Луну к 2024 году? Это правда, что, установив крайний срок для выполнения программы пилотируемого космического полета, администрация причинила агентству очень здоровый шок, а побуждение к соблюдению крайнего срока, безусловно, восстановит, хотя бы частично, дух NASA. Но является ли возвращение на Луну правильной целью?

С точки зрения славы и геостратегического влияния, Соединенные Штаты не собираются вдохновлять мир, повторяя достижения, впервые совершенные полвека назад мужчинами, которые теперь являются прадедами. Более того, хотя астронавты могли бы заняться на Луне какими-нибудь интересными научными исследованиями и, возможно, смогли бы дополнить наши знания о происхождении Луны и прошлом Солнечной системы, — есть еще одна очевидная цель, которая имеет гораздо большие перспективы для науки: Марс.

Рассмотрим самый большой научный вопрос, который мы могли бы изучить на Марсе: вопрос о происхождении жизни. Это одна из величайших загадок современной науки. По ископаемым свидетельствам, датируемым как минимум 3,5 миллиарда лет, мы знаем, что жизнь появилась на Земле практически так скоро, как только смогла. Это говорит о том, что либо жизнь развивается быстро и самопроизвольно, когда химические условия являются подходящими, либо жизнь распространяется в микробной форме по межзвездному пространству и легко закрепляется, как только она находит пригодную для жизни среду. Если, как полагают многие ученые, ранний Марс был теплым и влажным и плотно окутан углекислым газом, или, другими словами, он был похож на раннюю Землю — он вполне мог бы принять жизнь. Выбросы метана, обнаруженные марсоходом Curiosity, подтверждают подозрение, что Марс до сих пор несет жизнь, защищенную под землей в гидротермальных резервуарах. Нам нужно отправиться на Марс, бурить, собрать образцы подземных вод и посмотреть, что там есть.

И если найдутся какие-то свидетельства о современной или окаменелой прошлой жизни на Марсе, то ключевым вопросом станет вопрос: какова ее природа? На биохимическом уровне вся жизнь на Земле одинакова. Будь то бактерии, грибы, кузнечики или люди, вся земная жизнь использует один и тот же генетический алфавит ДНК и РНК. Это потому, что у всех нас есть общий эволюционный предок. Но как насчет марсианской жизни? Если земная и марсианская жизнь происходят из общего источника, их генетические алфавиты будут напоминать друг друга, как английский алфавит напоминает французский. Но если бы каждая биосфера возникла локально, они могли бы быть такими же разными, как английский и китайский алфавиты.

Необходимая программа бурения, взятия проб, культивирования, биохимического анализа и связанных с ними наблюдений выходит далеко за рамки возможностей роботов-роверов. Даже три наших лучших ровера, Spirit, Opportunity и Curiosity — чудеса инженерной мысли, оснащенные разнообразными научными инструментами, — в течение 27 функциональных лет на Марсе смогли обнаружить лишь небольшую часть того, что экипированный ученый смог бы обнаружить за несколько дней в одной скважине. Только люди-исследователи могут сделать работу правильно. И отправка людей на Марс будет стоить затрат и рисков, связанных с этим не только из-за возможности ответить на фундаментальные вопросы о распространенности и разнообразии жизни во вселенной, но и потому, что такая миссия вновь поразит мир смелым творческим гением свободы.

Короче говоря, в отличие от запланированного NASA лунного проекта, который, честно говоря, делается только для того, чтобы хоть чем-то заняться, отправка исследователей на Марс действительно имела бы цель. Поэтому это и должно быть нашей целью.

Трудный путь на Марс

К сожалению, нынешние представления NASA об отправке астронавтов на Марс не удовлетворяет ни одному из пяти условий для целенаправленной успешной программы. Руководство агентства, похоже, заинтересовано лишь на словах в достижении цели «человек-на-Марсе». Они не назначают крайних сроков для такой миссии. И вместо того, чтобы напрямую посылать людей на Марс, они выдумывают сложную инфраструктуру, прозрачная цель которой состоит в том, чтобы дать обоснование для Gateway. Это планы, ориентированные на поставщиков.

Предполагаемый план NASA для человеческой миссии на Марс будет использовать Lunar Gateway для поддержки операций межпланетного космического корабля под названием Deep Space Transport (Транспорт в глубоком космосе — DST). DST полагается на медленный, непроверенный ионный двигатель для перемещения от Gateway к Марсу и обратно, время пути в одну сторону около 300 дней. Это плохо контрастирует с тем, что уже могут делать химические ракеты, с тем, что продемонстрировали роботизированные миссии (Pathfinder, Spirit, Opportunity и InSight), которые достигли Марса примерно через 200 дней после старта с низкой околоземной орбиты. Если бы DST стартовал с низкой околоземной орбиты, потребовалось бы около 600 дней, чтобы достичь Марса. Другими словами, цель Lunar Gateway состоит в том, чтобы обеспечить костыль для слабого DST, позволяя катастрофическому выбору двигательной техники стать просто ужасным.

Кроме того, ксенон, предназначенный для использования в качестве топлива для ионного привода DST, не доступен с Луны, что опровергает все утверждения NASA о том, что планируемый аванпост на лунной поверхности может эффективно поддерживать миссии на Марс. А использование орбитального Lunar Gateway в качестве базы для DST налагает огромные технические требования на обе системы, поскольку Gateway должен будет включать средства обслуживания и хранения топлива, дозаправляться на орбите, астронавты должны будут обслуживать DST на выходах в открытый космос. И все это необходимо будет подкрепить логистическим транспортом, перевозящим топливо и запасные части с Земли на Gateway. Потребность в дозаправке добавит к плану миссии многочисленные критически важные операции по сближению на орбите, накладывающие серьезные временные и координационные ограничения, а вместе с ними повторяющийся риск потери миссии, транспортного средства или экипажа, если какая-либо из операций не будет выполнена вовремя.

Пример замысловатой архитектуры, спроектированной NASA для полетов в космосе (DST) на орбиту Марса в 2030-х годах. Никаких полезных исследований не проводится.
John Connolly, NASA Mars Study Capability Team, 2017

И для чего именно все это нужно? DST не решает ни одну из проблем, которые NASA назвало ключевыми препятствиями для исследования Марса человеком, таких как космическое излучение или ухудшение здоровья из-за длительного воздействия невесомости. Напротив, это существенно усугубляет эти проблемы, значительно увеличивая межпланетное транзитное время по сравнению с возможным, и требуя конфигурации, которая не позволит использовать искусственную гравитацию.

Но хуже всего то, что DST на самом деле не делает ничего полезного. Ценность отправки людей на Марс заключается не в том, что они путешествуют в межпланетном пространстве. Она заключается в интенсивном исследовании поверхности и поиске свидетельств прошлой и настоящей жизни. В DST эти требования вообще не рассматриваются. DST – это попытка реализовать некое научно-фантастическое видение межпланетного космического корабля, который не вписывается в план по исследованию Марса,

В целенаправленной космической программе миссия стоит на первом месте. Из миссии логически вытекает план, из плана вытекают конструкции транспортных средств, из конструкций транспортных средств вытекают необходимые технологии. Так мы делали Аполлон и так выполнялась каждая успешная беспилотная планетарная миссия. Но DST полностью переворачивает эту логику. NASA хочет использовать электрическую тягу, поэтому оно создает DST, а затем настаивает на введении DST в миссию на Марс. Вместо того, чтобы миссия на Марс была причиной DST, она должна нести роль обоснования DST. Миссия — ничто, контракты с поставщиками — это все.

Итак: NASA нуждается в DST, чтобы оправдать Lunar Gateway, а Gateway необходим для оправдания DST. Они могут быть чокнутыми, но это их история, и они ее придерживаются.

Если хочешь идти на Марс — иди на Марс

Существует четкая альтернатива серии неудач NASA: план Mars Direct, который я впервые предложил в 1990 году с моим коллегой Дэвидом Бейкером, и который я продолжал развивать и пропагандировать. В соответствии с этим планом или другими, похожими на него, необходимые полезные нагрузки отправляются по прямым траекториям на Марс с использованием верхней ступени ракеты большой грузоподъемности (такой как SLS или Starship от SpaceX — в настоящее время в разработке, или уже работающий Falcon Heavy). Метан и кислородное топливо могут быть произведены с использованием марсианской воды и углекислого газа еще до прибытия экипажа. Например, в оригинальном плане Mars Direct на Марсе приземляется непилотируемый Earth Return Vehicle (аппарат для возврата на Землю — ERV) вместе со 100-киловаттным ядерным реактором и блоком синтеза топлива, встроенным в его посадочную ступень. ERV создает свое топливо на обратный путь путем взаимодействия атмосферного углекислого газа с небольшим количеством жидкого водорода, привезенным с собой. Таким образом, людям не нужно даже запускаться с Земли, пока мы не узнаем, что полностью заправленное транспортное средство, способное доставить их обратно на Землю, уже ожидает их на поверхности Марса. Затем экипаж запускается и доставляется на Марс в жилом модуле, который также будет служить их домом и лабораторией в течение пребывания около полутора лет на поверхности Марса. В конце своего времени на Марсе они возвращаются домой на ERV, оставляя позади свой жилой модуль. По мере выполнения миссий каждые два года создается либо цепочка небольших баз, либо объединенная большая база.

В начале 1990-х годов NASA набросало эскиз Mars Direct. Жилой модуль находится слева, а аппарат для возврата на Землю – справа.
Martin Marietta/NASA

В более позднем модифицированном плане Mars Direct, предложенном SpaceX, многоразовая ракета-носитель (Starship) приземляется на Марсе и делает свое топливо для возвращения из атмосферного углекислого газа и водяного льда, так что одна и та же система может служить и жилым модулем и ERV.

Какой подход — какой вариант плана Mars Direct или Lunar Gateway/DST от NASA — лучше подходит для марсианской программы? Это зависит от цели программы. Является ли целью просто полет в космос, продвижение в нем дальше, чем когда-либо, для того, чтобы установить новый рекорд для странички в календаре? Или же целью является высадка астронавтов-исследователей на поверхность Красной планеты для поиска жизни и разработки технологий, необходимых для открытия марсианского фронтира? Именно последнее является целевой программой. Концепция DST ничего не делает для достижения этой цели. Напротив, она внедряет разработку и поддержку всей параллельной вселенной космической инфраструктуры, технологий и эксплуатационных возможностей в рискованный путь марсианской миссии. Как объяснялось выше, эти новые системы не представляют дополнительных возможностей для полета на Марс. Скорее, это пассив. Их создание и поддержка налагают дополнительные расходы на программу марсианской миссии, и если любой из них потерпит неудачу, миссия на Марс завершена. Все это выглядит очень привлекательно для поставщиков, потому что более сложные компоненты означают больше контрактов, больше денег, больше рабочих мест. Но поскольку эти компоненты будут вычитать средства из реальных систем и операций по разведке Марса, они значительно снижают общую эффективность программы.

Грубо говоря, DST — это средство передвижения в космосе. Но цель межпланетного путешествия — не полет в космосе. Это путешествие через космос, чтобы достичь, исследовать и развивать миры на другой стороне космоса. Это должно быть сделано самым простым способом. Системы Mars Direct являются компонентами плана изучения Марса. Mars Direct доставит все свои полезные грузы на марсианскую поверхность, потому что на этой поверхности находится миссия. Для плана DST любая поверхностная деятельность является в лучшем случае второстепенной.

Можно представить, что миссия DST обладает некоторыми возможностями для разведки, добавив к плану полета доставку на марсианскую поверхность жилого модуля и аппарата для спуска и подъема. Но в этом случае число критически важных систем и операций сближения будет увеличено с соответствующими дополнительными затратами и риском. Подумайте: в миссии Mars Direct экипаж отправляется на Марс с двадцатиминутным включением ракетного двигателя того типа, который испытывался и летал сотни раз раньше. Как только это будет сделано, экипаж отправляется в шестимесячный полет на Марс, и ничто не помешает им достичь места назначения. Если они решат не прерывать движение по траектории свободного возврата, тогда корабль безошибочно доставит их обратно на Землю ровно через два года после старта. Напротив, после отлета из Lunar Gateway новые двигатели DST должны работать непрерывно в течение 300 дней, чтобы экипаж добрался до Марса. Если двигатели, стабилизаторы напряжения или система питания выйдут из строя в любой точке пути, экипаж окажется в межпланетном пространстве.

Это не целевой план отправки людей на Марс. Требуя разработки дико сложного набора систем, планировщики DST-Gateway от NASA разрабатывают план, ориентированный на поставщиков, из которого ничего не получится до того, когда в конечном итоге он будет уничтожен политическими реалиями.

Если мы хотим отправить людей на Марс, нам не нужен сложный план, включающий лунную космическую станцию, медленно движущийся космический корабль и множество посторонних потенциальных точек отказа. Нам нужна большая ракета — тяжелый носитель с грузоподъемностью до марсианской поверхности 10 тонн и более. Запланированные Starship от SpaceX и SLS от NASA (с правильной верхней разгонной ступенью) могут доставить на Марс 20-тонный посадочный модуль. Уже работающий Falcon Heavy может отправить 10-тонный спускаемый аппарат. Даже до отправки людей на Марс мы могли бы использовать такую ​​систему для доставки целого взвода марсоходов, вооруженных самыми различными инструментами, например, для разведки интересующих регионов, демонстрации систем, необходимых для использования марсианских ресурсов (в том числе для производства топлива) и в конечном итоге подготовить базу. Такие миссии марсоходов сами по себе имели бы научную ценность и подготовили бы почву для появления человека на Марсе.

Приступая к работе

На встрече в Овальном кабинете прошлым летом с астронавтами Аполлона-11 президент Трамп, казалось, почувствовал, что ему дали отговорку. Но предпримет ли он решительные действия для исправления ситуации? Будет ли у NASA план, ориентированный на конкретные цели, или план, ориентированный на поставщиков? Будем ли мы тратить деньги, чтобы делать великие дела, или делать великие сделки, чтобы потратить много денег?

Если мы допустим, чтобы программа NASA по пилотируемым космическим полётам оставалась управляемой поставщиками, то к 2030-м годам мы не только не достигнем Марса, но к тому времени можем даже не вернуться на Луну каким-либо дорогостоящим способом. Но если мы будем настаивать на том, чтобы наша космическая программа была ориентирована на цель, мы можем достичь Луны к 2024 году и Марса до 2030 года.

Перед нами стоит именно такой выбор. Ставки огромны: мы сможем доказать, что демократии в мирное время могут делать великие дела. Мы сможем продвинуть Соединенные Штаты далеко на передний край технических достижений на целое поколение или даже больше. Мы сможем исследовать происхождение жизни. Мы сможем исследовать — и даже подготовиться к заселению в новый мир.

Высадка на Луну была великим делом, но спустя полвека трагично, что она остается пиком наших достижений в космосе. Если бы в этом году мы праздновали восемнадцатый день рождения первого ребенка, родившегося на Марсе, то мы бы чествовали героев Аполлона гораздо более достойно. Давайте решим, что к 100-летию посадки на Луну американцы будут иметь гораздо более современные эпопеи для приветствия.


Роберт Зубрин является основателем Марсианского Общества и президентом Pioneer Astronautics. Его последняя книга «The Case for Space: How the Revolution in Spaceflight Opens Up a Future of Limitless Possibility» была недавно опубликована издательством «Prometheus Books».

Перевод статьи:
Robert Zubrin, The Mars Decision, The New Atlantis, Number 60, Fall 2019, pp. 46-60

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

36
Войдите, чтобы видеть ещё 123 комментария, участвовать в обсуждении и не видеть рекламу.
Фёдор Дмитриевич
Вечность назад

Титанический труд по переводу, я в восторге. Хороший оригинальный текст уважаемого автора (хотя мои взгляды немного расходятся с его мнением). Могу лишь сказать огромное спасибо от нашей редакции. И — уверен — от всех читателей.

Дмитрий Олегович
Вечность назад

Это был перевод, за 1 день? :) Не слабо так!

Знайка
Вечность назад

Спасибо за хороший первод! Вся надежда на Илона Марсианского! ;)

Показать скрытые комментарии

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам:

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