Ілон Маск опублікував план колонізації Марса - що про це думає експерт

Міжпланетна транспортна система.

Ілон Маск (Elon Musk), засновник SpaceX і Tesla, опублікував нові подробиці свого бачення колонізації частин сонячної системи, включаючи Марс, супутник Юпітера Європу і супутник Сатурна Енцелад. Його повні ентузіазму плани, покликані зробити людей мультипланетарним видом у разі руйнування цивілізації, включають початок польотів на Марс вже в 2023 році.

Деталі, опубліковані в журналі New Space, безумовно, амбітні. Але чи реалістичні вони? Як людина, що працює в області досліджень сонячної системи, і, зокрема, над новим марсоходом Європейського космічного агентства, я знаходжу їх неймовірними в декількох відносинах.

Перш за все, давайте не будемо відмахуватися від Маска як мрійника з Кремнієвої долини. Він досяг величезного успіху із запуском ракет у космос. У його статті запропоновано кілька цікавих способів спробувати дістатися до Марса і далі, а ще він має намір побудувати «самопідтримуване місто» на Червоній планеті.

Ідея залежить від здешевлення польотів у космос - у статті говориться, що вартість польотів на Марс повинна бути знижена на «п'ять мільйонів відсотків». Важливою частиною цього буде багаторазова космічна технологія. Це відмінна ідея, яку Маск вже втілює на практиці з вражаючими посадками ракетних сходів на Землю - а це, безсумнівно, значний технологічний крок.

Виробництво палива на Марсі і за його межами це те, що він також пропонує, щоб зробити витрати виправданими. Експерименти, що ведуться в цьому напрямку, демонструють, що ключовим є вибір правильного палива. Експеримент MOXIE на ровері NASA 2020 покаже, чи зможемо ми виробляти кисень з атмосферного CO₂ на Марсі. Ймовірно, це можливо. Але Маск хотів би виробляти також метан - він був би дешевше і більш придатний для багаторазового використання. Це складна реакція, що вимагає багато енергії.

Тим не менш, поки все це цілком здійсненно. Але далі в статті плани стають все більш і більш неймовірними. Маск хоче запустити величезні космічні кораблі на орбіту навколо Землі, де вони будуть заправлятися кілька разів, використовуючи прискорювачі, запущені з землі, і чекаючи відправки на Марс. Кожен з них буде розрахований на 100 осіб, і Маск хоче запустити 1000 таких кораблів протягом терміну від 40 до 100 років, що дозволить мільйону людей (прим.ред.: ми розуміємо, що 100 х 1000 = 100 000, як автор отримав мільйон - ми не знаємо) покинути Землю.

Міжпланетні заправні станції могли б також перебувати на таких об'єктах, як Енцелад, Європа і навіть супутник Сатурна Титан, де, можливо, колись було, або може бути, досі є життя. Паливо буде видобуватися, і зберігатися на цих супутниках. Це дозволило б нам глибше проникнути в космос в такі місця, як пояс Койпера і хмара Оорта.

Капсула Red Dragon пропонується як потенційний посадковий апарат для таких місій, з використанням рухових установок у поєднанні з іншими технологіями замість парашутів, як це робиться в більшості місій на Марс. Маск планує протестувати таку висадку на Марсі в 2020 році під час виконання безпілотної місії. Але неясно, наскільки це здійсненно, а потреби в паливі величезні.

Порожні надії?

Є три надзвичайно важливі речі, які Маск втрачає або відмахується від них у статті. Місії, такі як ровер ExoMars 2020, і плани з доставки зразків на Землю, призначені для пошуку ознак життя на Марсі. І ми повинні почекати результатів, перш ніж потенційно забруднимо Марс людьми та їх відходами. Для планет передбачені правила «планетарного захисту», щоб уникнути забруднення, і для науки важливо, щоб всі наступні місії слідували ім.Маск оглядає тепловий захист на фабриці SpaceX.

Інша проблема полягає в тому, що Маск упускає з уваги одну з основних технічних проблем перебування на поверхні Марса: температуру. Всього в дві пропозиції він підсумовує:

Він трохи холодний, але ми можемо його розігріти. Він має дуже корисну атмосферу, що складається в основному CO₂ з деякою кількістю азоту і аргону і кількома іншими мікроелементами, що означає, що ми можемо вирощувати рослини на Марсі, просто стискаючи атмосферу.

Насправді температура на Марсі знижується з 0 ° C протягом дня до майже -120 ° C вночі. Робота при таких низьких температурах вже вкрай ускладнена для невеликих посадкових апаратів і роверів. Фактично, це проблема, яка була вирішена за допомогою нагрівачів в конструкції трьохсоткілограмового ExoMars 2020, але кількість необхідної потужності, ймовірно, буде непереборною перешкодою для «самопідтримуваного міста».

Маск не розкриває жодних подробиць про те, як зігріти планету або стиснути атмосферу - кожна з цих дій являє собою величезне інженерне завдання. Раніше письменники-фантасти пропонували «тераформування» - можливо, розтопивши крижані покриви планети. Це не тільки назавжди змінить навколишнє середовище, але і створить нову трудність, оскільки на Марсі немає магнітного поля, яке утримувало б нову атмосферу, створену такими маніпуляціями. Марс поступово втрачає свою атмосферу протягом 3,8 мільярдів років, а це означає, що буде важко утримувати таку прогріту атмосферу від випаровування в космос.

Остання головна проблема полягає в тому, що не згадується про випромінювання за межами магнітної оболонки Землі. Мандрівники на Марс і ті, що живуть на ньому, були б уразливі для потенційно фатальних космічних променів нашої галактики і сонячних спалахів. Прогнозування сонячних спалахів знаходиться в зародковому стані. За сучасної технології екранування, тільки під час пілотованого польоту туди і назад астронавти ризикують чотири рази піддатися дозам радіації, що перевищують рекомендовані для астронавтів межі. Це може також завдати шкоди безпілотним космічним апаратам. Зараз ведеться робота з прогнозування космічної погоди та вдосконалення захисту. Це пом'якшило б деякі з проблем, але ми ще цього не досягли. Супутник Юпітера Європа.

Що стосується подальших місій, існують питання про температуру і радіацію при використанні Європи і Енцелада в якості заправних станцій - без належних інженерних досліджень, що оцінюють їх. Ці супутники занурені в найпотужніші радіаційні пояси в сонячній системі. Більш того, я б поставив питання, чи корисно розглядати ці захоплюючі наукові цілі, можливо, навіть з більшою ймовірністю, ніж Марс, що є місцями проживання життя, в якості «ракетних депо».

Плани щодо просування до пояса Койпера і хмари Оорта з людьми на борту - явна наукова фантастика - це просто занадто далеко, і у нас немає для цього інфраструктури. Насправді, якщо Маск дійсно хоче створити новий будинок для людей, Місяць може бути його кращим вибором - зрештою, вона ближче, так що її освоєння обійшлося б набагато дешевше.

Тим не менш, прагнення до високої мети означає, що ми чогось доб'ємося, і останні плани Маска можуть допомогти прокласти шлях для подальших досліджень.