Итоги-2013: космос, или достигнутое и планы

Итоги-2013: космос, или достигнутое и планы

Что мы знаем о других небесных телах? Кажется, когда-то на них летали люди, верно? Однако не секрет: делалось это только в качестве излишне эмоционального американского ответа на спутниковый шок 1957 года. В планы руководства США ни в коем случае не входило тратить на освоение космоса те суммы, что поглощались лунными экспедициями, на регулярной основе. И не входит до сих пор. А зря!

Что сделано

Достижения-2013 в том, что касается изучения и освоения космоса, никак нельзя назвать рекордными: налицо затишье перед бурей. И всё же даже затишье может быть красноречивым.

Самой печальной новостью стала вторая по счёту поломка телескопа «Кеплер», открывшего нам тысячи кандидатов в экзопланеты и, по сути, основного источника земных данных о таких объектах. Несмотря на это, НАСА не сдаётся, всеми силами пытаясь привести аппарат в чувство, используя в качестве сломанного двигателя-маховика Солнце. Дело в том, что хотя световое давление от звезды заставляет космический телескоп вращаться, а это мешает его наблюдениям после поломки, правильно изменив положение «Кеплера» относительно светила, можно добиться обратного эффекта — когда давление света стабилизирует аппарат. Пока результаты новых рабочих сессий «Кеплера» скромны: НАСА рапортует, что качество снимков удалось довести лишь до 5% от доаварийного, хотя, кажется, возможно многократное улучшение. Впрочем, на фоне отсутствия других сопоставимых специализированных инструментов (как минимум до 2018 года — момента запуска «Джеймса Уэбба») и 5% выглядят вполне прилично.

А как же Gaia? Да, читатель, вы грамотно бьёте нас в самое уязвимое место. Действительно, наш прогноз о том, что европейский космический телескоп Gaia полетит к своей базовой наблюдательной позиции в точке Лагранжа этой осенью, не оправдался. Оказалось, что транспондеры аппарата идентичны уже использовавшимся на других спутниках и подвержены в космических условиях быстрой деградации, а поскольку расчётный срок службы телескопа равен пяти годам, то транспондер пришлось заменить, из-за чего запуск Gaia состоялся лишь 19 декабря. 10 января будущего года аппарат прибудет к L2, откуда начнёт изучение сразу миллиарда звёзд, попутно, как надеются разработчики, не забывая и о полумиллионе далёких квазаров и измерении масс тысячи сравнительно близких к Земле экзопланет. Впервые мы сможем охватить наблюдениями примерно 0,5% звёзд Галактики и наконец-то получить детальное представление о реальных параметрах многих экзопланет, масса которых нам пока известна лишь очень и очень приблизительно.

Среди надежд, которые телескопу пока лишь предстоит оправдать, есть и такая: с его помощью, должно быть, можно открывать экзопланеты. Причём количество таких кандидатов оценивается до 10 000 единиц. Повторим: это, что называется, побочный продукт, ибо основная цель Gaia — звёзды. Но и этот бонус на фоне полуживого «Кеплера», пока сумевшего открыть лишь несколько тысяч кандидатов в экзопланеты, смотрится чрезвычайно живо. Называя вещи своими именами, Gaia — живая мечта астрономов и самый интересный изо всех новых инструментов познания космоса, которые принёс уходящий год.

Автоматические миссии

Но как ни важны космические телескопы, лучше один раз пощупать, чем сто раз увидеть, — и «Юйту» с Curiosity яснее ясного иллюстрируют этот тезис.

Последний (пожалуй, самый результативный на сегодня изо всех земных планетоходов) нашёл-таки на Марсе следы органических веществ. 97% углерода, выделяющегося при анализе образцов марсианского грунта набортной аппаратурой, имеют марсианское происхождение, заключили в НАСА. И с учётом того, что пробы взяты с «глубины» в 5 см, а космическая радиация, по идее, должна со временем разложить любую органику на глубине до метра, это очень многообещающая находка: что-то воспроизводит эту органику — может быть, регулярное падение метеоритов из космоса? Впрочем, по оценкам, органики там несколько больше, чем должно прилетать с метеоритами, так что, вероятно, можно говорить даже о следах жизни на четвёртой планете.

Порадовали и развивающиеся страны. Индия делает первые уверенные шаги в марсианском направлении, послав туда свой межпланетный аппарат, а Китай впервые за сорок лет высадил на спутник луноход. Он («Юйту») и китайский же посадочный модуль — первые работающие аппараты землян на Луне с 1976 года, и именно «Юйту» первым доставил туда днищевый радар, способный продвинуть наше понимание того, что находится прямо под поверхностью Луны. И останавливаться на этом китайцы не собираются, через считанные годы намереваясь осуществить забор лунного грунта с его последующей отправкой на Землю. Не всё идёт гладко: в частности, точка посадки отличается на 400 км от заранее заявленной, что может быть следствием сложностей с мягким приземлением. Впрочем, у этого есть и другое объяснение...

Пилотируемая космонавтика: прыжки на месте и их место в будущем прыжке

Точка зрения многих наших сограждан известна: «Пилотируемая космонавтика — вещь чисто прикладная. И её прикладное значение уже свелось к нулю. Человек был нужен вначале, когда автоматическое управление было несовершенно и требовался оператор, чтобы нажать на рычаг или затвор фотокамеры (и не только фотокамеры, а и посерьёзнее средств)... Эти процессы трудно формализовать. Теперь человек для нажатия на спуск не нужен, и технологии остались невостребованными. Остаётся летать ради собственно полёта. Пилотируемая космонавтика сегодня — это почти разновидность космического туризма, сопровождающаяся бурной имитацией деятельности».

Ну и как такое можно одобрить, тем более когда другой российский обыватель сообщает: «Любой человек заботится в первую очередь о своей личной, скажем так, выгоде: семья, дети, работа и т. д. Если это вопрос жизни и смерти, выживания, сытости и всего такого — граждане побегут, как говорится, роняя... А если никуда не бегут, значит, их это вообще не тревожит, им это по барабану».

И действительно, пилотируемая космонавтика не дело «сытости», тут мы ничего возразить не можем, так что большинству народонаселения она объективно «по барабану». Сложнее с первым тезисом.

Многие уверены, что за последние десятилетия робототехника серьёзно продвинулась. Беспилотники, говорят эти многие, подумать только! Примышленные роботы! Не будучи детально знакомым с их практическим применением, человек склонен делать вывод: раз на Земле летающие роботы позволяют убить Усаму, то для космоса наверняка приготовлены роботы получше, способные эффективно исследовать и Марс, и Луну. Итого: «Теперь человек для нажатия на спуск не нужен».

Увы, нет ничего дальше от истины, чем эта точка зрения. Не будем вдаваться в сложную историю о том, почему нынешние компьютеры в принципе непригодны для создания искусственного интеллекта в любом обозримом будущем. Скажем проще: первые ударные беспилотники взлетели до того, как закончилась Первая мировая война, а если совсем честно — то ещё и в первой половине XIX века. И уже в Первую же мировую, в принципе, могли стать сравнительно эффективным оружием — вот только ИИ тогда находился примерно в том же состоянии, что и сегодня, а без него о полноценных универсальных роботах не может быть и речи.

Поэтому исследование других миров нашей системы идёт не то что со скрипом, а прямо-таки по капле в год. Curiosity нашёл органику на Марсе в конце 2013-го? К сожалению, фактически это сделали ещё «Викинги» в 1970-х. Правда, в силу топорных методов роботизированного анализа толку от этого было мало, поскольку программу их действий составляли на Земле. А в марсианских условиях в грунте оказались перхлораты, земным почвам несвойственные. В итоге весь анализ свёлся к действиям, которые могли лишь убить марсианскую жизнь, будь она в образцах забранного «Викингами» грунта.

Несерьезной была и сама идея искать следы марсианских бактерий на поверхности, как это делают все марсоходы, — то есть на поверхности тамошних пустынь. Во-первых, на Марсе во много раз выше космическая радиация — из-за стократно более разрежённой атмосферы, и ещё исследования XX века показали, что поверхность — худшее место для жизни на четвёртой планете. Во-вторых, и на Земле в условиях марсианской влажности жизни на поверхности, мягко говоря, не много. Возьмите Атакаму: направив туда клон Curiosity до высадки на Марс, НАСА могло бы сэкономить бездну денег, благо найти с аппаратными возможностями планетохода жизнь на тамошней глубине не удалось бы, а пытаться отыскать её прямо на почве — и вовсе безумие. Вот что говорит об этом Дэвид Уэттергрин из Института Карнеги — Меллона: «Прямые свидетельства существования жизни, если она там есть, скорее всего, находятся под поверхностью, вне досягаемости нынешних марсоходов».

В общем, поиск следов жизни на Марсе слабо формализуем и требует очень универсальных аппаратов, способных и ездить, и копать, и быть передвижной биологической лабораторией. Пока же копать на метровую глубину мобильные планетоходы землян просто не умеют: для этого аппаратам надо иметь тонны массы, что несовместимо с мобильностью. Что ещё хуже, они двигаются с «потрясающей» скоростью «метры в час», благо марсоход управляется только с Земли, с задержкой не менее 40 минут. Экспедиция из пары настойчивых биологов с ломами и простым оборудованием решила бы проблему наличия/отсутствия таких следов на счёт «раз». А постоянная научная база сделала бы это со стопроцентной вероятностью — но где такие базы?

К счастью, все эти вопросы трогают очень многих. Отсюда и обилие проектов по достижению Марса и даже созданию на нём постоянных поселений.

Колонизация: Марс, Луна, никогда?

Да, проекты такого рода существуют. Вспомним хотя бы Mars One, предполагающий что-то в стиле реалити-шоу, где на главных ролях группа товарищей, направляемых на Марс в один конец. Инициатор, некто Бас Лансдорп из Нидерландов, — что называется, пиарщик. И пиар у него получился знатным. Увы, не так просто представить себе сбор необходимых $6 млрд для реализации начинания. Это, конечно, пустяк в сравнении с текущими военными расходами США, и в несколько раз меньше одних только госрасходов нашей, например, страны на Олимпиаду-2014. Но: войны и Олимпиады являются, политически говоря, conditio sine qua non. Нельзя бросить убивать за океаном людей или, не дай бог, пиарить собственные сомнительные спортивные успехи на государственном уровне. Пиарить, скажете вы, можно и Марсом. Но отправка людей в одну сторону, без шансов на возвращение, выглядит крестовым походом — то есть мероприятием, обеспечиваемым группой фанатиков в интересах группы фанатиков. Для пиара это не подходит.

Ситуацию осложняет и то, что руководитель другого проекта, Mars Direct, считает неизменным свойством американской политической системы: США непригодны на роль колонизаторов Марса по неустранимым причинам. «Если вы хотите отправиться на Марс, — поясняет Роберт Зубрин, — то не можете сделать это за тридцать лет. И за двадцать тоже не можете: вам непременно нужно уложиться в десятилетие. Иначе вас ждёт политический провал». Американские администрации сменяются каждые 4–8 лет, и уложиться в этот срок при подготовке не то что колонизации, но и простого полёта нельзя по веским техническим причинам.

Дело доходит до того, что планетологи, работающие в НАСА, пишут статьи, призванные уверить широкие общественные круги и ту же администрацию, что база на другом небесном теле возможна. Мол, начав хотя бы с Луны, США смогут принципиально продвинуться и в научно-технологическом, и даже в геополитическом (sic!) отношении.

Вот почему многие, включая Элона Маска, считают, что планирование базы на Марсе должно вестись независимо от американского государства. Именно поэтому г-н Маск и его компания SpaceX продолжают разработку метанового ЖРД Raptor закрытого цикла. В октябре 2013 года Элон заявил, что тяга одного такого двигателя достигнет впечатляющих 2,94 МН, что куда больше, чем было у шаттлов. Для испытания этих ЖРД пришлось даже модифицировать мощности, имеющиеся в США. Поэтому собственно пуск двигателя состоится только в начале нового года. И это самые решительные и реалистичные шаги изо всех, предпринятых теми, кто стремится к Марсу. Плохо лишь то, что г-н Маск вряд ли найдёт деньги по той схеме, которую некогда озвучил: по полумиллиону долларов с каждого желающего богатого американца после сорока в обмен на право затем отправиться на Красную планету.

Зато технически это пока самый проработанный проект: ракета на жидком метане и жидком кислороде теоретически способна воспользоваться топливом марсианского происхождения. Маск считает, что метан можно будет получить, используя модифицированные бактерии-анаэробы прямо на месте — из марсианских почв. Да и кислород вполне себе добываем из тамошних перхлоратов, ведь используют же отдельные земные микробы перхлораты для получения энергии.

Но не стоит забывать и том, что в районе посадки Сuriosity в почве содержится 2% воды. Да и вообще многие исследования заставляют полагать, что водного льда на Марсе довольно много. В таком случае метановая ориентация ЖРД Raptor может быть до некоторой степени преждевременной. С другой стороны, не имея базы, разведать места, где водного льда много, всё равно не удастся. Так что критиковать г-на Маска всё же рано. К тому же он уверен, что водород из воды можно будет получить лишь энергоёмким электролизом. А электроэнергию для этого на Марсе найти сложновато, так как интенсивность солнечного света там втрое ниже земной.

Хорошо, подход с генерацией топлива на Марсе разумен, тем паче что 99,5% массы космического корабля, отправляемого туда, займёт топливо. А значит, на обратную дорогу горючего всё равно не хватит. Но что дальше? Где Маск возьмет запланированные для создания базы на Марсе $40 млрд? Неужто на Земле действительно найдётся 80 тысяч безбашенных граждан с полумиллионом в кармане и мечтой умереть от старости на другой планете?

Мы сомневаемся. И не в последнюю очередь потому, что база — это не только ракета. И её, и космический корабль Red Dragon компания SpaceX, конечно, разработает. А вот спроектировать системы жизнеобеспечения на Марсе будет сложнее: на поверхности приличная радиация — а значит, придётся копать подземные помещения, заводить гидропонику, создавать электростанции и т. д. Главное же в том, что база, даже несмотря на помощь 3D-принтеров, периодически будет нуждаться в завозе с Земли, а кто обеспечит его после отбытия эксцентричных полумиллионеров? В общем, на рыночной основе такую идею, наверное, не провернуть, а демократические государства не могут быть заинтересованы в ней по чисто политтехнологическим причинам.

Именно поэтому, не останавливаясь на ряде менее реалистичных частных инициатив, перейдём сразу к самому, на наш взгляд, реальному вектору пилотируемой космонавтики.

Светлое будущее?

«Мы не только нацелены на отправку людей в космос, но и ориентированы на обеспечение возможностей для работы в космосе на регулярной основе и подготовку будущего исследования Марса, Сатурна и более удалённых районов», — заметил ещё в 2006 году руководитель китайской космической программы Ци Фажэнь.

Кажется, ему можно доверять, ведь это говорится не столько для пиара (КПК всё равно победит на любых игрушечных выборах). Китай планирует развитие космической программы как элемент стратегии развития государства. Если эту страну не свалит набок очередной всплеск любви к переменам, к обещаниям тамошнего космического сектора создать на Луне к 2030 году базу, а в 2040–2060-е приступить к колонизации Марса стоит отнестись как к твёрдым намерениям. И при их осуществлении почти наверняка будут использованы наработки, подобные тем, которыми занимается та же SpaceX.