Цивилизация
СУЩЕСТВУЮТ ЛИ ВЕСКИЕ, финансово целесообразные, пользующиеся широкой поддержкой причины для отправки людей на Марс — вопрос остается открытым. Определенно, единой точки зрения не существует.
Берусь утверждать, что если мы не собираемся в конечном итоге посылать людей в миры, удаленные от нас хотя бы на такое расстояние, как Марс, то мы теряем основную причину поддержки космической станции — постоянного (или вахтового) человеческого форпоста на земной орбите. Космическая станция далеко не идеальна ни для занятий наукой, ни для наблюдений за Землёй сверху, ни для наблюдения космоса, ни для использования микрогравитации (из-за присутствия астронавтов она нарушается). Для целей военной разведки космическая станция гораздо менее удобна, чем автоматические космические аппараты. У нее нет ярко выраженных достоинств с экономической или производственной точек зрения. Она дорогая по сравнению с беспилотными аппаратами. Разумеется, с ней связан определённый риск человеческих жертв. При запуске каждого шаттла для монтажа или снабжения космической станции риск крушения составляет примерно 1–2%. В ходе всех выполненных гражданских и военных работ в космосе мы захламили нижнюю околоземную орбиту различным быстролетящим мусором — рано или поздно какой-то из этих предметов столкнется с космической станцией (хотя станция «Мир» до сих пор не получала повреждений такого рода). Космическая станция также не требуется для исследования Луны человеком. «Аполлон» вполне успешно туда добрался, когда космической станции еще не существовало. Имея ракеты-носители класса «Сатурн-5» или «Энергия», нам, возможно, удастся достичь околоземных астероидов или даже Марса, не собирая для этого межпланетного корабля на орбитальной космической станции.
Космическая станция могла бы служить в мотивирующих и образовательных целях, а также определенно позволила бы укрепить отношения между космическими державами — в частности, между США и Россией. Но единственная серьезная функция космической станции, насколько я могу судить, заключается в долговременных космических полетах. Как чувствует себя человек в условиях микрогравитации? Как противодействовать прогрессирующим изменениям в химическом составе крови и примерно 6%-ному разрушению костной ткани в год при нулевой гравитации (при трех- или четырехлетнем полете к Марсу этот эффект будет накапливаться, если путешественникам придется все время находиться при нулевом g)?
Едва ли станция поможет прояснить какие-то вопросы из общей биологии — например, касающиеся ДНК или эволюционного процесса; напротив, речь идет о проблемах прикладной биологии человека. Важно знать ответы, но только если мы собираемся отправиться далеко в космос и на путь к цели нам потребуется много времени. Единственная реальная и сообразная цель космической станции — в конечном итоге обеспечить пилотируемые миссии к околоземным астероидам, Марсу и дальше. Исторически в НАСА остерегались четко озвучивать этот факт, вероятно, опасаясь, что конгрессмены с отвращением забракуют космическую станцию как первый шаг на пути к очень дорогостоящим проектам и объявят, что государство не готово отправлять людей на Марс. Фактически после этого в НАСА помалкивали о том, зачем действительно нужна космическая станция. Но все-таки, если у нас будет космическая станция, ничто не обязывает нас лететь прямо на Марс. Мы можем использовать ее для накопления и уточнения важных знаний и потратить на это столько времени, сколько сочтем нужным, — так что, когда придет время, когда мы будем готовы отправиться к другим планетам, у нас будет нужный опыт и наработки, чтобы сделать это без риска.
Авария «Марс Обсервер» и катастрофическая утрата космического челнока «Челленджер» в 1986 г. напоминают нам, что при будущих пилотируемых полетах к Марсу и куда угодно всегда будет определенная неустранимая вероятность крушения. Миссия «Аполлон-13», которой не удалось прилуниться и пришлось просто возвращаться на Землю, подчеркивает, насколько нам повезло. Мы не умеем конструировать абсолютно безопасные автомобили и поезда, хотя и занимаемся этим уже более века. Спустя сотни тысяч лет после приручения огня в каждом городе мира существует пожарная служба, сотрудники которой ожидают вызова, чтобы в очередной раз что-нибудь тушить. На протяжении четырех путешествий в Новый Свет Колумб то и дело терял корабли, в том числе один из тех трех, что составили его флотилию, отправившуюся в путь в 1492 г.
Если мы собираемся куда-либо отправлять людей, у нас должны быть на это очень веские причины, а также мы обязаны четко понимать, что при этом практически наверняка не обойдётся без жертв. Астронавты и космонавты всегда об этом знали. Тем не менее нет и не будет недостатка в добровольцах.
Но почему Марс? Почему бы не вернуться на Луну? Она близко, и мы доказали, что знаем, как отправить туда людей. Я беспокоюсь, что Луна при всей ее близости — это просто большой крюк, если не тупик. Мы там были. Мы даже доставили на Землю лунное вещество. Люди видели лунные камни, и по причинам, которые кажутся мне совершенно оправданными, Луна им уже наскучила. Это застывший безвоздушный, безводный, мёртвый мир с черным небом. Наиболее интересным аспектом Луны являются, пожалуй, ее кратеры — следы древних катастрофических столкновений, которые претерпевала не только Луна, но и Земля.
На Марсе, напротив, есть погода, песчаные бури, собственные спутники, вулканы, полярные ледяные шапки, причудливые формы рельефа, древние речные долины и свидетельства масштабных климатических изменений, до которых этот мир напоминал Землю. Сохраняются некоторые перспективы найти на Марсе следы вымершей̆ жизни или даже жизнь, сохранившуюся до наших дней. Кроме того, эта планета наиболее благо- приятна для новой жизни — для переселения землян, которые смогли бы обеспечить себя всем необходимым прямо на Марсе. Все это не касается Луны. Кроме того, история Марса легко читается по его кратерам. Если бы ближайшим небесным телом в пределах нашей досягаемости был Марс, а не Луна, мы бы не отказывались от пилотируемой экспедиции на эту планету.
Кроме того, Луна не является ни особенно удобным испытательным полигоном для путешествия на Марс, ни перевалочным пунктом на пути к нему. Марсианская и лунная окружающая среда очень различается, кроме того, Луна и Земля примерно одинаково удалены от Марса. Оборудование для исследований Марса можно испытать на орбите Земли, на околоземных астероидах или на самой Земле — например, в Антарктике — как минимум с тем же успехом, что и на Луне.
Япония известна своим скептическим отношением к стремлению США и других государств планировать и реализовывать крупные совместные космические проекты. Есть как минимум одна причина, по которой Япония, в отличие от других космических держав, предпочитает стоять особняком. Японское «Лунно-планетное общество» — это организация, представляющая энтузиастов космонавтики в правительстве страны, университетах и основных промышленных отраслях. На момент написания этой книги общество предлагает сконструировать и обеспечить лунную базу исключительно при помощи роботов. Считается, что такая работа продлится около 30 лет и будет стоить порядка $30 млрд в год (что составляет 7% от текущего американского бюджета на гражданскую космонавтику). Люди прибудут на базу только после того, как она будет полностью готова. Предполагается, что использование роботизированных строительных бригад, управляемых по радио с Земли, вдесятеро удешевит проект. Единственная проблема с этой программой, согласно отчетам, заключается в том, что другие японские ученые спрашивают: «А зачем»? Это хороший вопрос для любой нации.
Вероятно, в настоящее время первая пилотируемая миссия на Марс слишком затратна для любого государства, которое попыталось бы реализовать ее самостоятельно. Кроме того, неуместно, чтобы такой исторический шаг совершали представители лишь одной небольшой части всего человечества. Но проект, в котором бы приняли участие США, Россия, Япония, Европейское космическое агентство и другие государства (возможно, Китай), кажется делом не такого уж далекого будущего. Международная космическая станция поможет проверить, насколько мы готовы вместе выполнять крупные инженерные проекты в космосе.
Стоимость отправки килограмма чего угодно хотя бы на ближнюю околоземную орбиту на сегодняшний день практически равна стоимости килограмма золота. Определенно это основная причина, по которой нам еще только предстоит добраться до древних берегов Марса. Многоступенчатые ракеты на жидком топливе стали тем транспортом, который впервые вывел нас в космос, и мы пользуемся ими до сих пор. Мы стремимся их оптимизировать, сделать безопаснее, надежнее, проще, дешевле. Но этого пока не произошло, а если произойдёт, то далеко не так скоро, как многие надеялись.
Поэтому, возможно, лучше поступать иначе: одноступенчатые ракеты могут выводить свою полезную нагрузку прямо на орбиту; может быть, лучше забрасывать на орбиту мелкие партии полезной нагрузки, выстреливая их из пушек либо выпуская на ракетах с самолетов. Может быть, подойдут сверхзвуковые аппараты с прямоточным воздушно-реактивным двигателем. Возможно, есть и еще более рациональные способы, до которых мы пока не додумались. Если нам удастся изготавливать топливо для обратного пути из атмосферы и грунта того мира, куда мы направляемся, то космические путешествия значительно упростятся.
Как только мы окажемся в космосе и отправимся к планетам, ракетная техника уже не обязательно будет наилучшим средством для перемещения значительной полезной нагрузки, даже с гравитационным ускорением. Сегодня мы выполняем несколько ракетных выхлопов на старте, затем следуют коррекции на маршевых участках траектории, а в течение остального пути корабль просто идет по инерции. Но существуют многообещающие ионные и ядерно-электрические реактивные системы, способные обеспечить небольшое и постоянное ускорение. Либо, как впервые предположил еще родоначальник русской космонавтики Константин Циолковский, можно было бы использовать солнечный парус — обширную, но очень тонкую пленку, захватывающую солнечный свет и солнечный ветер. На нем каравелла шириной несколько километров будет скользить в межпланетной пустоте. Такие методы гораздо лучше ракет подходят для полетов к Марсу и более далеких экспедиций.
Как и в случае с большинством наших технологий, когда что-либо хоть как-то работает, является первым устройством в своем роде, мы, естественно, стараемся улучшать эту машину, развивать ее, эксплуатировать. Вскоре в первичную технологию независимо от ее совершенства потребуются такие институциональные инвестиции, что доработать ее до чего-то более качественного будет очень сложно. У НАСА практически нет ресурсов для проработки альтернативных моделей двигателей. Деньги приходится тратить на миссии, запланированные в ближайшей перспективе, которые могут дать конкретный результат и улучшить послужной список НАСА. Инвестирование в альтернативные технологии окупается лишь спустя одно-два десятилетия. Мы не очень склонны заглядывать в будущее на такой срок. Это одна из причин, по которой начальный успех может в итоге привести к катастрофе; он очень напоминает процессы, протекающие в биологической эволюции. Но рано или поздно какая-нибудь нация — возможно, та, которая и не будет делать огромных вложений в минимально работоспособную технологию, — создаст эффективные альтернативы.
Еще до этого, если мы пойдём по пути кооперации, настанет время — возможно, в первые десятилетия нового века и тысячелетия, — когда сборка межпланетного корабля будет происходить на орбите и весь этот процесс покажут подробно в вечерних новостях. Астронавты и космонавты, роящиеся как мошки, направят и сочленят заранее изготовленные детали. В конце концов на борт готового и испытанного корабля поднимется международный экипаж, после чего корабль разгонится до второй космической скорости. На протяжении всей экспедиции к Марсу и обратно жизнь членов экипажа будет зависеть от всех и каждого на борту, от микросоциума, нюансы которого свойственны нам и на Земле. Возможно, первая международная экспедиция к другой планете ограничится лишь пролетом мимо Марса или выходом на орбиту вокруг него. Еще раньше автоматические аппараты, оснащенные аэродинамическими тормозами, парашютами и тормозными ракетными двигателями, аккуратно спустятся на поверхность Марса, соберут образцы и доставят их на Землю, а также оставят на Марсе все необходимое для будущих исследователей. Но независимо от того, будут ли у нас убедительные и веские причины, я уверен (если мы прежде не самоуничтожимся), что однажды на Марс ступит нога человека. Вопрос лишь в том, когда это произойдёт.
Согласно официальному договору, подписанному Вашингтоном и Москвой 27 января 1967 г., ни одна страна не может претендовать на отдельные районы другой планеты или всю планету целиком. Тем не менее — по историческим причинам, которые хорошо понимал Колумб, — некоторым людям небезразлично, кто первым окажется на Марсе. Если это действительно нас волнует, можно заранее предусмотреть, чтобы в момент схода на поверхность Марса с его слабой̆ гравитацией̆ все члены экипажа привязались друг к другу за лодыжки.
Путешественники заберут новые и предварительно отобранные образцы — отчасти для поиска жизни, отчасти для того, чтобы понять прошлое и будущее Марса и Земли. Для пользы следующих экспедиций они поставят эксперименты по получению воды, кислорода и азота и марсианских пород, а также попробуют добыть воздух из вечной мерзлоты — чтобы пить, дышать, питать машины и, что касается ракетного топлива и окислителя, вернуться домой. Они испытают марсианские материалы, чтобы в итоге изготовить из них базы и поселения.
Они начнут исследования. Когда я представляю себе человеческих первопроходцев на Марсе, мне всегда видится везде- ход, немного напоминающий джип, идущий по одной из пересекающихся долин. Экипаж держит наготове геологические пробоотборные молотки, фотоаппараты и аналитические инструменты. Люди ищут древние камни, признаки былых катаклизмов, разгадки климатических изменений, исследуют странную химию, окаменелости или — самое захватывающее и маловероятное — что-нибудь живое. Их открытия передаются на Землю по видеосвязи со скоростью света. Вы, устроившись на диване вместе с детьми, рассматриваете древние марсианские речные русла.