Ура! Наконец весь мир снова заговорил о покорении космоса. Во-первых, скажем за это спасибо киношникам: «Гравитация», «Интерстеллар», а теперь и «Марсианин» стали отличными темами для обсуждений. Во-вторых, поблагодарим Илона Маска: его компания SpaceX стала первой крупной частной инициативой, которая глядит в космос не мечтательно, а вполне по-деловому. А теперь подоспела и публикация программы покорения Марса. Увы, это не подробная пошаговая программа, строго расписанная по годам и месяцам: задачи, которые ставит NASA, человечество ещё никогда не решало. Вряд ли через пять лет на Марсе начнут выращивать картошку, а через десять – легализуют однополые браки; нужно подождать чуть-чуть дольше. В 36-страничном буклете NASA многовато воды, но там хватает и конкретных, важных вещей. Чтобы вам не пришлось пробиваться через весь текст, мы выбрали из него ключевые моменты – и пересказываем их вкратце.

Зачем людям Марс и какие цели ставит NASA

В документе сформулированы четыре основных «марсианских» вопроса, ответы на которые очень важны для землян.

1. Был ли Марс домом для микробов? Есть ли там микрожизнь сейчас?

То, что на Марсе есть вода в жидком состоянии – уже доказанный факт. А где есть вода – может быть и жизнь. А где есть внеземная жизнь, там меняется всё.

2. Может ли Марс однажды стать безопасным домом для людей?

На Марсе то слишком холодно, то слишком жарко, да и местная атмосфера для человека не годится – но это барьеры, скорее всего, преодолимые. С Землёй может случиться что угодно: техногенные катастрофы, перенаселение, бомбардировка метеоритами, полное исчерпание ресурсов… Иметь запасную площадку для человечества не помешает – так что NASA ставит задачу узнать, не таит ли красная планета сюрпризов, несовместимых с жизнью человека.

3. Что Марс может рассказать людям о жизни во всём космосе или о зарождении жизни на Земле?

Почти все предположения о существовании жизни в космосе делались исключительно на основе законов земной науки. В других, внеземных условиях человечество возникнуть не могло бы – по крайней мере, в точно таком же виде. Изучение Марса поможет узнать точнее, откуда берётся жизнь и так ли исключителен факт её зарождения.

4. Что Марс может рассказать о прошлом, настоящем и будущем Земли?

На первый взгляд, третья и четвёртая планеты Солнечной системы не очень-то похожи друг на друга. Однако они развивались в одной системе, и в их возникновении и развитии наверняка есть схожие этапы. Изучая Марс, мы можем получить неожиданные аналогии с Землёй или подтвердить существующие теории о нашей планете.

Конечно, ответить на эти вопросы в ближайшие пару лет человечество не сможет, если только мы все вдруг не заделаемся крутыми учёными. Реальная цель опубликованной программы звучит очень просто: расширить присутствие человека в глубины Солнечной системы и на поверхность Марса. NASA планирует, что после реализации программы человек сможет безопасно жить и работать вне Земли. Совсем как колонизаторы Марса в фантастических книжках.

Семь принципов марсианской программы

Этот раздел может показаться скучным, но пропускать его нельзя: он чётко демонстрирует, что проект NASA – не фантастические мечты, а абсолютно реальная с финансовой и научной точки зрения программа. Стратегических принципов освоения космоса у NASA семь.

1. Все планы освоения должны быть «по карману»: ближайшие – за счёт бюджетных средств, более далёкие – согласно с планами роста мировой экономики.

2. Освоение космоса движет науку, а наука движет освоение. Чем больше изучаем Марс – тем проще это делать, и тем более сложные задачи мы сможем ставить и решать.

3. Применение технологий с высоким TRL – Technology Readiness Level. Такие технологии надёжны, их можно использовать долго, а свежие инвестиции будут тратиться не на их улучшение, а на создание новых технологий – «для вызовов будущих миссий».

4. Ближайшие миссии должны быть направлены на то, чтобы наращивать возможности для миссий будущих. Иными словами, задачи решаются последовательно: не «сегодня мы махнём на Марс, а завтра будем думать, что дальше», а «сделаем сегодня так, чтобы на Марс можно было добраться проще, безопаснее и дешевле, а уже потом спокойно полетим – и завтра, и послезавтра, и через месяц».

5. Дать возможности коммерческому бизнесу. NASA не собирается покупать билетик на Марс за деньги налогоплательщиков – ведомство отдаёт себе отчёт в том, что без коммерческих инвестиций программа обречена если не на провал, то на замедленное развитие. Увы, речь идёт только об инвестициях компаний из США – металлургический завод в Жлобине пока не при делах.

6. Архитектура многократного использования. Каждая марсианская миссия NASA будет оставлять после себя что-то, что могут использовать следующие миссии. По сути, это принцип обратной совместимости: техника для освоения космоса будет разрабатываться так, чтобы её можно было использовать снова и снова даже через многие годы. А поскольку техника очень быстро устаревает, она по возможности будет состоять из заменяемых модулей, подключаемых по единым интерфейсам – это позволит сократить время и растраты на крупные уникальные разработки.

7. Новые международные и коммерческие партнёрства: использование МКС, строительство новых совместных предприятий. Космическая гонка осталась в далёком прошлом: NASA с распростёртыми объятиями ждёт всех, кто разделяет их цели и хочет помочь.

Многие скажут, что эти принципы выглядят как общее место – и будут частично правы. Писатели-фантасты говорили обо всех этих вещах как единственно верные уже лет 60 назад, когда Белка ещё даже не была знакома со Стрелкой. Однако чем эти принципы по-настоящему хороши – тем, что они сформулированы в документе NASA предельно чётко. Эти семь пунктов вполне тянут на семь законов освоения космоса – не хватает разве что пункта об ответственности за чистоту космического пространства. Землю мы уже порядком загадили – не хватало нагадить ещё и в космосе.

Как и когда будет реализовываться программа

NASA разбило план путешествия на Марс на три большие взаимосвязанные части: Earth Reliant, Proving Ground и Earth Independent. Первая, соответственно, прорабатывается на Земле, вторая – на небольшом расстоянии от Земли, а третья – в глубоком космосе. Все задачи на этих этапах NASA разбивает на три категории: транспортировка грузов и людей, продуктивная работа в космосе и сохранение здоровья – людей, роботов, техники. Каждый из этапов разбит на фазы, и для многих фаз уже названы конкретные даты.

Часть первая. Earth Reliant / Привязаны к Земле. Продолжительность миссий: 6-12 месяцев, время возврата с миссий исчисляется часами.

1. Первые шаги: Международная космическая станция. Безусловно, МКС должна стать основой для любых космических планов: за 17 лет она доказала свою состоятельность и полезность, приняв на борту более 200 человек из 17 разных стран. Чтобы МКС стала хорошим помощником на пути к Марсу, её нужно улучшить и расширить.

2. Использование индустрии США: коммерческие грузы и экипажи. Речь идёт о проекте Commercial Crew Development, который буквально месяц назад вступил уже в четвёртую активную фазу. Цель проекта – наладить безопасную и недорогую доставку грузов, команды и её оборудования на МКС на транспорте коммерческих компаний. Сейчас в проекте участвует три крупных инвестора: Sierra Nevada, Boeing и, конечно же, SpaceX.

Часть вторая. Proving Ground / Полигон. Продолжительность миссий: от месяца до года, время возврата исчисляется днями.

1. Надёжная транспортная инфраструктура: наземные операции, Orion, SLS. Orion – это многоразовый космический транспортный корабль, который последовательно разрабатывают и улучшают в США последние лет 10. А SLS (Space Launch System) – это большущая ракета, которая будет запускать Orion прямо в космос. SLS заменили в программах NASA ракеты класса «Арес» (те самые, на одной из которых команда учёных летала на Красную планету в «Марсианине»).

Orion в 2014 году совершил первый испытательный полёт – пока без пилота, да и запускала его не SLS, а другая ракета. Следующий полёт запланирован на конец 2018 – на этот раз Orion должен будет самостоятельно облететь Луну. Если запуск пройдёт успешно, вполне возможно, что к началу 2020-х на Orion полетит первый человек.

2. На полигоне: двигатели на солнечной энергии и система перенаправления астероидов. Двигатели SEP (Solar electric propulsion) используют энергию солнца, чтобы разгонять ионизированный газ и тем самым создавать реактивную тягу. Идею таких двигателей предложил Константин Циолковский в 1911 году, и всего через 100 лет NASA смогла продемонстрировать человечеству SEP мощностью в 200 киловатт. Ионные двигатели хороши тем, что используют очень мало топлива и позволяют развивать высокие скорости, однако и проблем у них – выше крыши. Во-первых, тяга совсем мала, во-вторых, энергопотребление очень высоко, в-третьих, они очень-очень сложные, потому сделать их надёжными – нетривиальная задача. NASA ставит довольно смелый дедлайн – 2020-е годы.

ARM (Asteroid Redirect Mission) – автоматическая система, которая, несмотря на своё название, призвана не столько перенаправлять астероиды, сколько их утилизировать (совсем как в «Космических рейнджерах»). Сначала в дело пойдут ARM-роботы, способные подлетать к астероиду, подробно изучать его, забирать пример грунта и возвращаться к своей прежней орбите. А потом к роботам присоединятся и люди, которые смогут пощупать астероид собственными руками (почти как в «Армагеддоне»).

ARM будет перетаскивать астероиды, летающие рядом с землёй, на лунную орбиту – там человеки смогут извлечь из них всё полезное. Миссию планируют запустить в 2020 году – если на это найдутся деньги.

3. Дом вдали от дома: среда обитания в глубоком космосе. Миссии на Марс будут длиться до 1100 дней – срок немаленький. Чтобы не бояться отправлять людей в космические дали на такие долгие сроки, NASA планирует разработать и хорошенько оттестировать систему для жизни в околоземном пространстве («cislunar», то есть между Землёй и Луной) – а потом перенести успехи этой системы на долгие-долгие путешествия к Марсу. Тестировать систему на людях начнут в 2020-х годах, сначала на короткие сроки. К 2024 году по такому случаю планируют серьёзно расширить возможности МКС.

Часть третья. Без Земли. Продолжительность миссий: 2-3 года, время возврата – месяцы.

1. На Красной планете: робо-миссии на Марс. Этот этап уже начался: Curiosity рассказал людям, что на Марсе есть вода. В 2016 году за Curiosity полетит последователь – InSight, который будет подробнее изучать возможности Марса для жизни человека. Если всё пойдёт по плану, новые роботы будут улетать к Марсу каждые два года: в 2018 в путь отправится ExoMars, в 2020 – Mars 2020 Rover. Место приземления последнему подбирают так, чтобы на месте робот смог заняться подробным изучением площадки для приземления органических жителей Земли.

2. Эволюционная архитектура: быстрые решения, долгосрочная надёжность. Это как раз то, о чём говорится в принципе освоения космоса номер 6. Перед NASA стоит огромная сложная задача – разработать полный набор модульной техники, которую можно будет использовать на протяжении нескольких миссий. Когда весь набор будет разработан и как следует протестирован, придёт время для человека. Полетит человек в уже готовую, отстроенную роботами среду обитания, или будет строить её сам, пока неизвестно. Поживём – увидим.

Первые люди на орбите Марса, на его поверхности и на поверхности его спутников, по мнению NASA, появятся уже в 2030-х. То есть всего через каких-то 20 лет – возможно, быстрее, чем в Беларуси сменится президент (и уж точно быстрее, чем выйдет Half-Life 3).

Короче, космос практически наш – глядишь, к старости будем покупать в «Короне» вкуснющую марсианскую картошку.