технологии «добыча ресурсов
in situ». Она предполагает бурение подземного водяного льда
(Н20) на Марсе и объединение его с углекислым газом
(СО2) из атмосферы планеты для производства жидкого кислорода (02) и жидкого метана
(СН4), который
Starship использует в качестве топлива.
В соответствии с другим вариантом химические вещества и минералы планируют добывать на других планетах и спутниках и доставлять их на Землю. Хотя Договор о космосе 1967 года не позволяет какому-либо государству претендовать на суверенитет над небесным телом, нет никаких ограничений, регулирующих добычу и эксплуатацию ресурсов. В ноябре 2015 года президент США Барак Обама подписал Акт о конкурентоспособности коммерческих запусков в космос, позволяющий частным компаниям и гражданам США «заявлять свои претензии» на материалы, которые им удастся добыть в космосе, и получать с них прибыль.
Являются ли правительства единственными организациями, которые могут создавать космические корабли? Нет, на самом деле каждый космический корабль, когда-либо построенный для NASA был создан частной промышленностью.
Алан Штерн (2010)
Этими материалами могут быть драгоценные металлы – золото, серебро и платина – и элементы, редко встречающиеся на Земле, но распространенные в космосе, например иридий и рений, которые потенциально могут быть добыты из астероидов. Ракетное топливо – еще один актив. Помимо Марса, его можно изготовить и на Луне, тоже из водяного льда, а затем использовать для дозаправки в космосе. Из-за слабой гравитации на поверхности Луны это обойдется намного дешевле, чем доставка с Земли.
Главный кандидат на добычу на Луне – гелий-3, изотоп гелия, в котором каждый атом имеет на один нейтрон меньше. Считается, что запасы этого вещества были захвачены лунным грунтом из солнечного ветра. Гелий-3 может служить топливом для термоядерных реакторов, которые, как ожидается, будут вырабатывать энергию путем слияния атомов – подобно ядерным реакциям, происходящим внутри Солнца. Многие потенциальные термоядерные горючие вещества испускают смертельное и трудно удерживаемое нейтронное излучение, но с гелием-3 этого не происходит, что делает его весьма привлекательным товаром для добычи и доставки на Землю.
Из учебников по истории мы помним, что, куда бы ни пошли первопроходцы, за ними следует бизнес. То же самое мы наблюдаем и сейчас, когда начинается использование околоземной среды и коммерция становится естественным двигателем экспансии человечества в космос. Тем не менее космические отели, добыча полезных веществ из астероидов и частные экскурсии на другие планеты – пока лишь фантастические идеи. Но уже на наших глазах реализуются невероятные миссии в невероятные места. Туда мы и отправимся.
07. Следующий гигантский скачок уже начался
Мы ускорим наше возвращение на Луну к 2024 году и создадим основу для устойчивого присутствия там человека к 2028 году.
Джим Брайденстайн (2019)
Сейчас подходящее время для того, чтобы быть космическим энтузиастом. Марсоход NASA Perseverance, размером с автомобиль, оснащенный беспилотным дроном-разведчиком для проведения аэросъемки, должен совершить посадку на Марсе в начале 2021 года. Его основная цель – исследовать возможность жизни на Красной планете как в прошлом, так и в настоящем. В ближайшее десятилетие планируется также запуск аппаратов для доставки образцов с астероидов и поиска океанов на ледяных спутниках Юпитера. Кроме того, в космос отправится долгожданный телескоп «Джеймс Уэбб», преемник могущественного «Хаббла».
Программа 2020
Марс, несомненно, останется ключевым объектом космических исследований в этом десятилетии. Хотя это и не самая близкая к Земле планета с точки зрения размера или расположения (эта честь принадлежит Венере), Марс наиболее похож на Землю из всех планет Солнечной системы. Он имеет каменистую поверхность, окружен прозрачной атмосферой. Гравитация здесь гораздо сильнее, чем на Луне, – примерно в три раза слабее земной. Тут тоже происходит смена времен года, есть вулканы и вода. Глядя на изображения поверхности Марса, можно предположить, что они сделаны в засушливой пустыне где-то на Земле. Марс – привлекательный мир, который давно манит нас своими секретами, и не в последнюю очередь возможностью того, что когда-то там могла существовать жизнь. Именно поэтому NASA организовало самую амбициозную на данный момент миссию по отправке туда роботизированного планетохода.
Мы собираемся реализовать серию миссий, чтобы начать поиск жизни на Марсе, и теперь эта цель еще более привлекательна, чем когда-либо прежде.
Джеймс Грин, главный научный сотрудник NASA (2015)
Этот аппарат, получивший имя Perseverance, что значит «настойчивость», весит более тонны и достигает в длину почти трех метров (размером с небольшую машину). Марсоход отправится с мыса Канаверал на борту мощной ракеты «Атлас-5», стартовое окно для запуска – с 17 июля по 5 августа 2020 года[11]. Полет до Марса займет около семи месяцев, а посадка запланирована на 18 февраля 2021 года. Выбранная площадка – кратер Езеро, который, как полагают специалисты, был дном озера от 3,5 до 4 миллиардов лет назад. Отложения, осевшие из воды, что текла здесь когда-то, могут содержать химические следы древних организмов, живших на Марсе в то время, а также сохранившиеся окаменелости.
Среди многочисленных научных инструментов у Perseverance есть сверло, которое предназначено для извлечения образцов пород и грунта марсианской поверхности. Они будут запечатаны в герметичные контейнеры и оставлены на поверхности планеты, чтобы следующий марсоход собрал их и в рамках еще нескольких миссий они были переданы на Землю (хотя эти миссии еще не утверждены). Perseverance также протестирует технологии извлечения кислорода из марсианской атмосферы, что необходимо для любого долгосрочного присутствия человека на Красной планете.
Когда спускаемый аппарат войдет в атмосферу Марса со скоростью 26 000 км/ч, теплозащитный экран выполнит свою функцию во время аэродинамического торможения, которое нагреет внешнюю поверхность аппарата до 2100°С. Несмотря на то что атмосфера Марса достаточно плотная, чтобы потребовался теплозащитный экран, в то же время она слишком тонкая, чтобы можно было полностью замедлить аппарат только с помощью торможения об нее. На скорости около 1400 км/ч будут раскрыты парашюты, а затем, при достижении 300 км/ч, запустятся тормозные двигатели. Марс находится довольно далеко от Земли, так что наземные диспетчеры не смогут осуществлять дистанционное управление спускаемым аппаратом. Вместо них это будет делать программное обеспечение, в свою очередь управляемое радиолокационными датчиками, – до тех пор, пока ракетные двигатели не обеспечат зависание аппарата на высоте около 20 метров. Марсоход на лебедке опустится на поверхность, пиропатроны обрежут кабели, и спускаемый аппарат отделится и улетит, чтобы совершить аварийную посадку. Осуществить спуск на поверхность планеты с включенным двигателем невозможно, так как это