Заправлені в планшети
Космічні карти,
І штурман уточнює
В останній раз маршрут.
Володимир Войнович (1957)
Нерідко звучить думка. що пілотована космонавтика не потрібна. що це «завжди була політична фаллометрія між наддержавами» і все завдання космічних досліджень можуть виконати роботи. Хоча в певних аспектах це судження не позбавлене підстав, в загальному випадку воно є помилковим.
Природно, політична конкуренція була основним двигуном пілотованої космонавтики. Як результат ці технології були створені історично дещо передчасно, через що виявилися пов'язані з надмірними ризиками і витратами. Думаю, реально затребуваними вони стануть ще через півстоліття. Але якщо вже технології створені, бажано їх зберігати і вдосконалювати, а не закидати, щоб потім відтворювати з нуля. У цьому сенс неспішної діяльності навколо МКС.
Єдиною ключовою проблемою в освоєнні людиною космосу залишається висока вартість виведення вантажів на орбіту. Через це занадто дорого створювати поза Землею повноцінну технологічну інфраструктуру. А без неї дуже високими виявляються ризики, що, в свою чергу, збільшує витрати. Виходить порочне коло. Якщо той чи інший спосіб вдасться істотно здешевити доставку, розвиток космонавтики різко прискориться.
Принципово це можливо. За формулою Ціолковського для розгону 1 кг до першої космічної швидкості за допомогою хімічних двигунів потрібно всього близько 20 кг палива, тобто близько 10 дол. Реальна вартість доставки вантажу на МКС - близько 30 тис. Дол. За кілограм.
Накрутка на 3,5 порядку (!) Пов'язана з традиційними технологічними рішеннями і організаційними процесами, а також з вимушено завищеними вимогами до безпеки (через неможливість надання технічної допомоги в польоті). Майже напевно цю вартість можна знизити в десятки разів за рахунок масштабування космічної діяльності, створення технологічної інфраструктури на орбіті і реалізації оригінальних ідей, на зразок запусків з висотних платформ або електромагнітних катапульт.
Що ж стосується необхідності пілотованої космонавтики, то завдання, які в доступному для огляду майбутньому неможливі для автоматів, в космосі є. Кілька років тому я читав на цю тему американський звіт. Головною з таких завдань там називалося геологічне буріння на поверхні інших небесних тіл. Мова йшла не про скромних експериментах, як на «Місяці-24» або на «К'юріосіті», а про повноцінний розвідувальному бурінні на десятки і сотні метрів.
Також пропоную порівняти швидкість пересування по поверхні:- Місячний ровер «Аполлона-17» - 36 км за 3 дня - 12 км / добу.
- «Луноход-2» - 42 км за 4 місяці - 350 м / добу.
- «Оппортьюніті» - 42 км за 11,5 років - 10 м / добу.
Як зробити космічну базу рентабельною?
Є думка, що навіть при зниженні вартості виведення на орбіту на порядок і зростанні орбітального трафіку на два порядки пілотована космонавтика не знайде комерційного виправдання. Я вважаю, що це не зовсім так. Уже зараз є напрямки, які знаходяться на межі рентабельності, а якщо вартість виведення знизиться на порядок-півтора, то працюють бізнес-ідеї просто неодмінно з'являться.
Зараз на МКС живе шість чоловік. Якщо прийняти зростання орбітального трафіку в сто раз, то космічне населення має зрости навіть більше, оскільки буде значна економія ресурсів за рахунок масштабування і синергії. Отже, на орбіті працює близько тисячі чоловік. Чим вони можуть там займатися?
Більш-менш зрозуміло, що не астрономічними спостереженнями, оскільки для цього навіть на земних обсерваторіях присутність людини звичайно не потрібно.
Унікальна торгова пропозиція космічної бази включає тривалу невагомість, високий вакуум, вражаючий вид Землі з космосу, можливість складання і обслуговування космічних апаратів без відома їх з орбіти. Можливо, я щось упустив, але ці пункти очевидні.
Перш за все, там створюється готель. Навіть зараз, коли туристичний квиток на МКС коштує понад 20 млн дол. Туди стоїть черга бажаючих. І на жалюгідний суборбітальний стрибок за 200 тис. - теж. Думаю, що багато хто захоче за пару мільйонів провести відпустку в орбітальному готелі на величезній космічної станції з населенням в сотні людей, перепробувати там купу атракціонів (від спортивних ігор в невагомості до виходу у відкритий космос), познайомитися з роботою різних комерційних, технологічних і наукових команд .
Далі будується кіностудія для зйомок в невагомості. Зрозуміло, що і зараз в Голлівуді примудряються створити враження невагомості в різних космічних фільмах. Але для таких ефектів є багато обмежень, а супутня комп'ютерна підтримка коштує дорого. Коли бюджети фільмів обчислюються сотнями мільйонів, може виявитися цілком виправданим за 20 млн відправити на орбіту знімальну команду з акторами.
Ремонтний док в космосі
Наступне природний напрям - ремонтний док для супутників. Зараз більшість супутників будується в розрахунку на повну автономію. Це змушує робити все системи наднадійними, а значить, дорогими. Помилки виведення, як правило, роблять супутники марними. Страховки покривають вартість апаратів, але не упущену вигоду. Нарешті, багато супутників за час експлуатації застарівають морально.
Приклад телескопа «Хаббл» показує, що обслуговування супутника може значно продовжити його активне життя. Буксир з іонним двигуном може призводити в док для обслуговування супутники, виведені на нерозрахункові орбіти, що вийшли з ладу, що потребують модернізації або дозаправки. До речі, робота багатьох комічних обсерваторій обмежена запасами рідкого гелію на борту. У доці їх можна було б поповнювати.
Фотоархів журналу «Огонек» (kommersant.ru)
Розвитком ідеї ремонтного доку буде будівельна верф для великих супутників і космічних кораблів. Зараз складність дослідних супутників і міжпланетних станцій обмежується вантажопідйомністю і габаритами ракет-носіїв. А також тим, що космічний апарат повинен бездоганно працювати відразу після стресових умов ракетного старту.
При зниженні вартості виведення і наявності орбітальної складальної верфі багато обмежень на конструкцію великих космічних апаратів були б зняті. Також перестали б бути настільки проблематичними питання пілотованих польотів до інших планет. Зокрема, вдалося б зняти найважчу проблему радіаційної безпеки екіпажу, оскільки маса радіаційного захисту більше не була б стримуючим фактором.
Дослідницька база в космосі
Наступний крок - створення космічної бази для систематичного збору, доставки і вивчення зразків з різних тіл Сонячної системи. Немає необхідності при польоті за кожним таким зразком спочатку вибиратися з гравітаційно-атмосферного колодязя Землі, а потім повертатися в нього. Зонди з іонними двигунами можуть стартувати прямо з космічної станції і повертатися на неї. На ній же може проводитися весь цикл досліджень, за винятком самих екзотичних.
Що стосується досліджень, то, гадаю, основний упор повинен бути зроблений на медицину і біологію в умовах нульової або зниженої гравітації. Також не виключена поява нових матеріалів, які виправдано виробляти в умовах невагомості.
космічний місто
І нарешті, не будемо забувати, що людські поселення існують не тільки для того, щоб щось кудись поставляти. У них ще просто живуть люди, які займаються найрізноманітнішими справами. Цілком природно, що в міру зростання космічної бази частина людей стане просто її жителями. Ймовірно, спочатку жити там буде дорого і це зможуть дозволити собі лише дуже заможні люди. Але ж їх хтось повинен буде обслуговувати. І ціни цього обслуговування будуть враховувати «орбітальну націнку». Так що всі ці люди сформують свій ринок.
Нарешті, підуть дослідження по оптимізації життя на самій орбітальної станції. Скажімо, може виявитися, що постачати станцію киснем вигідніше не з Землі, а з Місяця - в складі реголіту. І з нього ж можна добувати алюміній для власних конструкційних потреб.
Необхідно міняти стратегію
Народження пілотованої космонавтики в 1960-і було природним етапом технічного прогресу. У ньому були зацікавлені всі - інженери, лікарі, ідеологи. Поява людини на навколоземній орбіті і далі на Місяці сильно змінило світогляд освіченої частини землян, стимулювало прогрес науки.
Але в останні десятиліття в пілотованої космонавтики застій. Її розвиток практично зупинилося в середині 1980-х. Стало ясно, що на навколоземній орбіті людині небезпечно залишатися більше року, а далеко від Землі - понад півроку. Що все оборонні і господарські завдання (моніторинг Землі, зв'язок, навігація та ін.) Ефективніше вирішуються безпілотними апаратами. Людина в космосі залишається елементом державного престижу, але з роками ефективність і цієї його ролі знижується.
Зараз космонавти присутні тільки на МКС і в основному займаються підтримкою працездатності станції. Надії на розробку нових технологій в невагомості (ідеальні кристали, чисті ліки), очевидно, не виправдовуються. Наукові експерименти на МКС проводяться. Але якщо не брати до уваги меркантильні міркування (т. Е. Фінансування), то вчені не горять бажанням розміщувати свої прилади на МКС, вважаючи за краще непілотовані апарати. Відправляючи наукову установку на МКС, її все одно доводиться робити максимально автоматизованої і постачати додатковими пристроями, які нейтралізують шкідливий вплив (вібрацію і т. П.) Космонавтів і систем їх життєзабезпечення.
Наскільки я знаю, пілотована космонавтика з'їдає більше третини бюджету цивільних космічних агентств, не приносячи скільки-небудь значних наукових і технічних результатів, на відміну від безпілотних орбітальних апаратів і міжпланетних зондів.
Проте за законом Паркінсона штат будь-якого відомства з часом тільки зростає. Чиновники від пілотованої космонавтики декларують для неї нові амбітні цілі (польоти до астероїдів, до Марса), не роблячи в цьому напрямку реальних кроків. Навіть моделюючи на Землі тривалі польоти (наприклад, «Марс-500»), вони не створюють умов, по можливості близьких до космічних, - я маю на увазі радіацію.
Зрозуміло, було б недалекоглядно на підставі сказаного заборонити пілотовані польоти і в результаті втратити напрацьовані технології. Але міняти стратегію необхідно. Технології перебування людини в космосі вже використовуються приватними фірмами, що розвивають космічний туризм, тому вони не пропадуть. А державні гроші бажано витрачати на вирішення фундаментальних завдань.
Попереднє покоління людей увійшло в історію цивілізації першими кроками в космос. А чим відповість нинішнє покоління? Якщо переорієнтувати пріоритети великий космонавтики на створення нових міжпланетних зондів і космічних телескопів, то наше покоління могло б стати першим виявив життя поза Землею. По-моєму, це гідна завдання, вирішивши яку ми відкриємо нові перспективи для людства.
Я повністю згоден, що при незмінності технологій виведення на орбіту позначена Володимиром Георгійовичем зміна стратегії виправдана і навіть необхідна. Однак мені була цікава ситуація, коли вартість виведення вдасться радикально знизити. В цьому випадку можна забезпечити в космосі захист від радіації (це лише питання маси екранів), позбавити екіпажі від постійного впливу невагомості (за рахунок закрутки великих станцій) і значно знизити психологічні витрати (за рахунок збільшення чисельності екіпажів і рівня безпеки польотів). Таким чином, радикальної космічної експансії перешкоджає лише висока вартість виведення на орбіту. Технічно здійсненні альтернативи ракетних технологій вже придумані. Тому, хто реалізує їх на практиці, буде належати космос. А до тих пір, так, тільки роботи і космонавти престижу.