Уравнения для моделирования условий на Марсе
Можно оценить среднюю температуру на Марсе как функцию атмосферного давления CO2 и солнечной постоянной, используя следующее уравнение:
Тmean = 213,5S0,25 + 20(1 + S)P0,5, (1)
где Tmean есть средняя температура планеты в градусах Кельвина, S – количество солнечного излучения, причем для современного Солнца S равен 1, и Р является атмосферным давлением над средней высоте поверхности Марса, приведенным в барах. (1 бар – это значение, которое жители равнинной местности считают нормальным атмосферным давлением – 14,7 фунта на квадратный дюйм. Так как подобные решения обычно принимают люди, живущие на зловонных болотах возле таких столичных городов, как Вашингтон, Лондон и Париж, это странное значение стало стандартом.)
Поскольку атмосфера является эффективным средством передачи тепла от экватора к полюсу, мы с Крисом Маккеем оценили:
Тpole,= Тmean – 75S0,25/(1 + 5Р) (2)
Также разумно предположить, основываясь на грубом приближении к наблюдаемым данным, что:
Тmax = Тequator =1,1 Тmean (3)
и что глобальное распределение температуры определяется по формуле:
Т(θ) = Тmax – (Тmax – Тpole) × (sinθ)1,5, (4)
где θ – это широта (северная или южная).
Уравнения (1)-(4) задают температуру на Марс как функцию давления диоксида углерода. Тем не менее, как упоминалось выше, давление диоксида углерода на Марсе само является функцией температуры. Есть три источника диоксида углерода на Марсе: атмосфера, сухой лед в полярных шапках и газ, поглощенный реголитом. Взаимодействие резервуаров полярных шапок с атмосферой хорошо понятно и определяется простым соотношением между давлением насыщенного пара двуокиси углерода и температуры на полюсах. Оно задается кривой давления насыщенного пара диоксида углерода, которая аппроксимируется следующим образом:
|
|
|
Р = 1,23×107ехр(-3170/Тpо1е) (5)
До тех пор пока углекислый газ есть как в атмосфере, так и на южном полюсе, уравнение (5) дает точный ответ на вопрос о том, как давление углекислого газа в атмосфере будет зависеть от полярной температуры. Однако, если полярная температура должна подняться до значения, при котором давление насыщенного пара гораздо больше, чем то, что может быть произведено запасом CO2 на южном полюсе (от 50 до 100 миллибар), то шапка исчезнет и атмосфера будет регулироваться запасами углекислого газа в реголите.
Соотношение между давлением запаса углекислого газа в реголите, атмосферным давлением и температурой точно не известно. Маккей предлагает следующую эмпирическую оценку [51]:
P =CMa×exp(T/Td)3,64, (6)
где Ма – количество газа, адсорбированного в реголите в барах, С – константа, подобранная таким образом, чтобы уравнение (6) отражало хорошо известные марсианские условия, a Td – характеристическая энергия, необходимая для освобождения газа из реголита («температура десорбции»). Уравнение (6) является по существу вариацией известного закона изменения химического равновесия в зависимости от температуры, так что можно считать его в целом верным. Тем не менее величина Td неизвестна и, вероятно, останется такой до тех пор, пока человек не начнет осваивать Марс. Но мы можем вынести проблему за скобки путем изменения Td от 15 до 40 °К (чем ниже значение Td, тем легче будет тем, кто займется терраформированием). Затем мы используем глобальное распределение температуры, заданное уравнением (4), чтобы проинтегрировать уравнение (6) по поверхности планеты и получить глобальное «давление реголита». Это дает достаточно точную квазидвумерную картину проблемы равновесия системы атмосфера – реголит, в которой большая часть поглощенного диоксида углерода распределяется в холодных регионах планеты. Таким образом, в нашей модели региональные (в смысле широты) изменения температуры, особенно в приполярных регионах, могут так же серьезно влиять на взаимодействие системы атмосфера/реголита, как изменения средней температуры планеты.
|
|
|
Результаты расчетов по этой модели, показанные графически в данной главе, дают серьезные основания полагать, что Марс может быть терраформирован.
|
|
|
Глава 10
Взгляд с Земли
No bucks, no Buck Rogers.[34]
Аноним
В предыдущих девяти главах я обрисовал технические возможности и мое видение того, чего мы можем достигнуть, запустив пилотируемую программу освоения Марса. Теперь пришло время вернуться на Землю. Величайшее препятствие нашим попыткам закрепиться на Марсе будет заключаться не в инженерных тонкостях пилотируемой миссии, не в суровом путешествии и не долгих днях исследования нового мира. Мы не встретим преград на самом Марсе. Самое большое препятствие поджидает нас здесь, на нашей родной планете в обличье земных политиков. Как мы можем получить деньги, необходимые для осуществления программы?
Некоторые думают, что это неосуществимо. Они припоминают провал двух инициатив исследования космоса президентов Бушей как доказательство того, что американские политики не поддержат пилотируемую программу исследования Марса. Сторонники этого мнения ошибочно исходят из того, что случившееся однажды должно в точности повториться снова. Скептики говорят, что оба Буша, и старший, и младший, попытались повторить успех Джона Ф. Кеннеди по запуску «Аполлона» на Луну, но в условиях жизни после холодной войны громкий призыв не имел успеха. Обе ИИК провалились, поэтому все последующие ИИК обречены на провал. Что и требовалось доказать. Звучит логично, но это совершенно неверно. Буш-старший не сделал для своей ИИК то, что Джон Кеннеди сделал для «Аполлона». Скорее, Буш сделал для ИИК то же, что сделал для курдов: объявил, что час пробил, подбросил мяч в воздух и ушел с поля. Как отметил Дуэйн Дэй из Института космической политики, «Буш был сторонником исследования космоса точно так же, как он был "президентом, заботящимся об окружающей среде" или "президентом, развивающим образование", – то есть только номинально». Также верно, что «90-дневный отчет» НАСА с его ценником в 450 миллиардов долларов и обещанным сроком в тридцать лет не спасли ситуации, но реальная проблема была не в «90-дневном отчете», а в руководстве страны, готовом терпеть недостатки, присущие этому отчету.
|
|
|
Позвольте мне пояснить, что именно я имею в виду. В июне 1990 года, когда ИИК Буша-старшего еще только начинала катиться по наклонной плоскости, я принял участие в проходившей в ее рамках большой конференции по реактивному движению в Университете штата Пенсильвания, спонсируемой НАСА. Выступая на пленарном заседании этой конференции, Роберт Уокер, конгрессмен от республиканской партии Пенсильвании, открыто высказал представителям аэрокосмической промышленности и прессы, что Конгресс проголосовал против финансирования ИИК по следующей причине: высшее руководство НАСА, главой которого в то время был Ричард Трули, сказало конгрессменам, что, если агентство получит желаемое количество денег на программы шаттла и космической станции, Конгресс может проголосовать по вопросу ИИК так, как ему заблагорассудится. Иными словами, руководство НАСА отказалось поддерживать программу, которую президент Буш-старший назвал национальным приоритетом . Многие думали, что это настоящая диверсия и что Трули должен быть уволен. Марк Альбрехт и Пит Уорден, возглавлявшие в то время Национальный космический совет, пытались разобраться в сложившейся ситуации, но из-за безразличия президента прошло два года, прежде чем Трули сменили. К тому времени ИИК была практически мертва.
Отсутствие участия со стороны Буша-старшего в сочетании с противодействием руководства НАСА оставили ИИК сиротой, за которую заступались лишь некоторые сотрудники Космического совета и несколько дружественно настроенных конгрессменов. Не имея практически никакого реального политического влияния, они были вынуждены попытаться финансировать ИИК, украв несколько небольших ассигнований у Конгресса. Когда об этом узнали политические противники администрации, они воспользовались случаем, чтобы унизить Буша и главу его Космического совета Дэна Куэйла. Кевин Келли, помощник сенатора Барбары Микульски от демократической партии Мэриленда, возглавил разгром и взял на себя задачу выявлять любые случаи, когда НАСА присваивает средства, чтобы потратить их на ИИК. Тем временем в 1992 году руководителем НАСА стал Дэн Голдин, который пришел к выводу: лучший способ сохранить хотя бы часть необходимых для марсианской миссии технологических программ – это избавиться от слабого звена и отменить ИИК. После года попыток спасти проект Голдин все же свернул его окончательно.
Буш-младший находился в более благоприятной ситуации, чем его отец, и в какой-то момент начал свою ИИК (названную «Перспектива исследования космоса», или ПИК). Его партия контролировала обе палаты Конгресса. Однако, несмотря на обладание этим важным преимуществом, Бушу-младшему все-таки удалось все испортить, назначив новым руководителем НАСА виртуозного бюрократа Шона О'Кифа, который не хотел отправлять астронавтов даже к космическому телескопу «Хаббл», не говоря уже о Марсе. О'Киф организовал лунно-марсианскую программу таким образом, чтобы она была действительно запущена только после того, как Буш покинет свой пост, даже если его переизберут на второй срок. Таким образом, хотя ПИК объявили в январе 2004 года и ее план был изложен, подавляющая часть бюджета пилотируемых космических полетов НАСА оставалась направленной на поддержание шаттлов и МКС по крайней мере до 2010 года. Другими словами, наслаждайтесь новой космической инициативой, неудачники, но это будет всего лишь бизнес, как обычно, пока мы не уйдем отсюда.
После того как НАСА потратило целый год на расчеты для совершенно невыполнимой лунной миссии без использования тяжелой ракеты-носителя, О'Киф в конце концов покинул пост из-за критики (в первую очередь после его строптивого отказа использовать шаттл для критически необходимой ремонтной миссии к телескопу «Хаббл»). К сожалению, пришедший ему на смену доктор Майкл Гриффин, очень компетентный инженер, которому мы, по сути, обязаны спасением телескопа «Хаббл», воспринял стратегию О'Кифа как спущенную сверху директиву, которая обязала его выполнять, а не критиковать.
Я встретился с Гриффином в его офисе в штаб-квартире НАСА в июне 2005 года и надавил на него самым решительным образом, чтобы он отказался от плана О'Кифа. «Может показаться, что все готовы к ПИК прямо сейчас, – сказал я, – что ее поддерживают и президент, и Конгресс. Но все может измениться. 21 января 2009 года будет новый президент, который не имел никакого отношения к постановке этой цели. Если на данном этапе ПИК не поставить хотя бы веху – вернуться на Луну, все ставки сгорят. Скорость решает все». Поэтому я настоятельно призывал Гриффина запустить всего еще один шаттл, чтобы спасти «Хаббл», а затем свернуть программу и направить весь бюджет проекта шаттлов, 4 миллиарда долларов в год, на разработку тяжелой ракеты-носителя и другого летного оборудования, необходимого для лунно-марсианской инициативы. Вся полезная нагрузка для Международной космической станции, которую планировалось отправить очередным шаттлом, могла бы быть доставлена с помощью тяжелой ракеты-носителя, если поскорее заняться ее проектированием. А главное – без этого не оставалось практически никаких шансов на то, что к следующему дню инаугурации разработка ПИК продвинется достаточно далеко, чтобы избежать прекращения миссии при новой администрации президента.
Гриффин выслушал меня, потом покачал головой. «Я знаю все это, – сказал он. – Но вы не понимаете ограничений, при которых я вынужден работать. Я не руковожу американской космической программой. Я – администратор американской космической программы. Я не делаю политику. Я администрирую политику президента».
Так он и делал. И, конечно, изменения начались. Менее чем через два года после нашей встречи республиканская партия потеряла контроль над Конгрессом, а еще через два года – над Белым домом. Республиканец Гриффин не остался работать при новой администрации президента, и ПИК, развивавшаяся с черепашьей скоростью, так и не дала никакой полезной аппаратуры для космических полетов и оказалась под угрозой отмены.
Нападение Белого дома Обамы на ПИК задержалось на год, поскольку в начале 2009 года деньги тратились на все и вся в рамках программы стимулирования экономики. Тем не менее к 2010 году администрация президента была готова нанести удар, и, когда это произошло, он оказался мощным. Научным консультантом президента тогда был доктор Джон Холдрен, человек, в 1970-х годах написавший, что Соединенные Штаты являются «чрезмерно развитой страной», которую нужно деиндустриализовать. Под его руководством администрация объявила о своем намерении отменить план НАСА по возвращению на Луну (в который к тому моменту превратилась ПИК), не предлагая никакой альтернативы. В дополнение к этому была отменена программа «Созвездие», в рамках которой начали проектировать ракеты-носители среднего и тяжелого класса «Арес-I» и «Apec-V» и капсулу для экипажа «Орион», необходимые для ПИК, и агентство, уже не имевшее шаттлов, осталось без какой-либо возможности хотя бы продолжать отправку людей на орбиту Земли, не говоря уже о более далеких полетах. Вместо этого, по-видимому, чтобы подсластить пилюлю и занять людей, агентству решили дать набор бессмысленных проектов. Среди них была реконструкция стартового стола шаттла – и это после прекращения полетов, а также различные бессмысленные проекты саморекламы, например групповые демонстрационные запуски якобы революционных электрических двигателей VASIMR (см. дополнительный раздел главы 8) – вместо разработки ядерных энергетических реакторов, которые были бы полезны для реальных пилотируемых миссий.
Эта оригинальная политика Холдрена, изложенная администрацией в феврале 2010 года, обрекла бы американскую программу пилотируемых полетов на десятилетие без достижений и не сэкономила бы при этом денег. Справедливо возмущенная двухпартийная группа в Палате представителей и Сенате мобилизовалась, выразила свое несогласие и в конечном счете сумела заставить администрацию смягчить свою позицию. В результате удалось сохранить программу капсулы «Орион» (хотя на момент написания книги она подготовлена только для полетов с орбиты на Землю, а не с Земли на орбиту), было выделено финансирование для дальнейшего проектирования тяжелой ракеты-носителя и была провозглашена номинальная цель – пилотируемая миссия на околоземный астероид к 2025 году.
Это были полезные, но недостаточные шаги. Капсула, что умеет только спускаться к орбиты, по-прежнему оставляет нас без возможности полететь куда-нибудь. Достичь околоземного астероида – это приемлемая цель, если к ней не потеряют интерес, но то, что она запланирована на 2025 год, позволяет НАСА ничего не делать в этом направлении еще по меньшей мере пять лет. Под вопросом оказывается и судьба тяжелой ракеты-носителя, так как никто не станет напряженно трудиться над созданием ракеты, для которой в обозримом будущем нет миссии или полезной нагрузки для запуска.
В результате американская программа полетов человека в космос теперь полностью брошена на произвол судьбы.
Сравнивая блестящего специалиста по военной и политической стратегии Наполеона Бонапарта с его распутным внучатым племянником Наполеоном III, Карл Маркс однажды сказал: «Все исторические события повторяются дважды, первый раз в виде трагедии, а второй раз в виде фарса». Это утверждение справедливо также для Джона Кеннеди и Бушей. Говорят, что, в то время как его армию уничтожали в битве при Седане, Наполеон III коротал время, играя в бильярд. Можно сказать, что Буш-старший потерял Марс, когда плавал на яхте в Кеннебанкпорте, а Буш-младший потерял Луну, катаясь на горном велосипеде в Кроуфорде. Провал обеих ИИК не доказывает ничего, кроме того что армии не выигрывают сражения, когда их генералы прохлаждаются за бильярдным столом.
В США существует значительная скрытая политическая поддержка пилотируемой марсианской программы. Я убедился в этом на собственном опыте, когда рассказывал о миссии на Марс многочисленным группам людей с самыми разными интересами, от благотворительных клубов Ротари до съезда сантехников, группам, лично не заинтересованным в программе освоения Марса как таковой. И чаще всего мне задают главный вопрос: «Почему мы не делаем этого?» Слушатели говорят мне: «Я помню „Аполлон“». «А не должны ли мы были лететь после этого на Марс? Почему не последовало никакого продолжения? Такие вещи должны делаться в этой стране!»
Я слышу это снова и снова. Общественность раздражают не высокие расходы, а то, что программа никуда не движется. Люди чувствуют себя обманутыми, но не космическим агентством (НАСА), а политиками. Будущее, которое жители Америки ожидали увидеть в 1960 году, было отменено. Что случилось? Почему все застопорилось? Политические зануды из Вашингтона могут сказать, что люди из глубинки не интересуются космосом, но я своими глазами видел, что это не так.
Некоторые могут посчитать, что моя убежденность строится только на личных впечатлениях. Но, если вам требуются научные опросы, их было много. В опросе, проведенном журналистами газеты Newsweek после публикации в 1994 году статьи о миссии «Марс Директ» с иллюстрацией на первой полосе, более половины респондентов поддержали пилотируемый полет на Марс. В 2002 году «Америка Онлайн» провела опрос, в котором 76 % респондентов заявили, что доллары налогоплательщиков должны быть потрачены на экспедиции на Марс, а 63 % опрошенных сказали, что они сами хотели бы полететь. Опрос, проведенный CBS News в 2003 году, показал: 80 % американцев считают, что американская космическая программа поспособствует научным достижениям, которые могут оказаться полезны, и 85 % сказали, что она дает значительный повод для гордости и патриотизма. Другой опрос CBS, проведенный в 2009 году, показал, что 51 % американцев поддерживает отправку людей на Марс. В том же опросе, проведенном через 40 лет после высадок «Аполлонов» на Луну, 71 % опрошенных сказали, что миссии «Аполлон» стоили затраченных на них денег. Это значительно больше 47 %, которые одобрили лунную программу вскоре после ее завершения в 1970 году.
Были собраны и другие статистические данные. За несколько лет Джон Д. Миллер из Чикагской академии наук изучил вопрос: насколько общественность в США понимает науку и технику [52]. В своих исследованиях он работал с сектором населения, который называют «заинтересованная общественность» применительно к вопросам науки и техники. Это люди, которые интересуются той или иной темой, считают, что разбираются в ней, и регулярно читают посвященные ей материалы, чтобы быть в курсе дела. Они достаточно информированы, чтобы чувствовать себя комфортно и уверенно, обсуждая интересующий вопрос. Другими словами, это та часть публики, которая наиболее склонна активно выступать в поддержку связанных с темой проектов или против них. После анализа данных, собранных в 1992 году, Миллер пришел к выводу, что 6 % американского населения проявляли внимание к освоению космоса, а еще 16 % интересовались этой темой. По выводам Миллера, подавляющее большинство людей из тех 22 % верили, что выгоды от освоения космоса перевешивают затраты. 22 % – это по-прежнему меньшинство. Но Миллер также обнаружил, что в его «заинтересованной» группе был наиболее высокий процент научно грамотных людей, и в целом она оказалась из самых образованных групп в его исследовании среди всего населения США.
Эти цифры по-прежнему актуальны. Данные за 2008 год показывают, что все еще есть надежные 22 % населения, очень заинтересованные в освоении космоса, а это почти 50 миллионов потенциальных взрослых избирателей.
Короче говоря, я со всем основанием полагаю, что, если бы американский лидер призвал людей воплотить программу по исследованию Марса (как в свое время Джон Кеннеди поддержал лунную программу), а затем сплотил вокруг себя соратников, он обнаружил бы, что возглавляет огромную политическую силу, как это произошло с Кеннеди в начале 1960-х годов. Предложенная программа исследования Марса имела бы технический и политический смысл. Стоимость в 450 миллиардов долларов вкупе с тридцатилетним сроком исполнения может превратить любое предложение в непосильное бремя, но, как мы видели, с помощью плана типа «Марс Директ» мы можем добраться до Красной планеты, потратив намного меньше денег и времени.
Тем не менее есть по крайней мере три очень разные модели осуществления пилотируемой программы по исследованию Марса. Я назвал эти модели в честь Джона Ф. Кеннеди, Карла Сагана и Ньюта Гингрича. Каждая из них имеет свои сильные и слабые стороны. Давайте обсудим их по очереди.
Модель Кеннеди
Первый и наиболее широко известный из всех трех основных подходов к марсианской миссии я называю моделью Кеннеди. Это единственный подход, который был осуществлен – так мы достигли Луны. В модели Кеннеди президент Соединенных Штатов встает перед людьми и призывает нацию ответить на вызов будущего. Когда я перечитываю речи Кеннеди о программе «Аполлон», у меня возникает чувство, что он был величайшим оратором XX века, за исключением, возможно, Уинстона Черчилля.
«Мы решили лететь на Луну! – сказал Кеннеди, его голос торжественно звенел. – Мы решили полететь на Луну в этом десятилетии, а также сделать многое другое не потому, что это легко, но потому, что это трудно… Потому что эта цель поможет собраться и оценить наши силы и умения, потому что этот вызов мы готовы принять и не готовы откладывать, здесь мы намерены добиться успеха!» Кеннеди определенно был проницателен. Хотя полет на Луну поспособствовал появлению новых технологий, новых рабочих мест и новых знаний, он однозначно был «актом веры и проницательности, поскольку мы не знаем, что мы получим в результате». Слушатели не могли не почувствовать, что в их присутствии вершится история.
Благодаря программе «Аполлон» Джона Кеннеди было сделано много больше, чем просто высадка людей на Луне, – появилась и политическая, и техническая парадигмы выполнения космических программ. В первую очередь для успеха необходима энергичная, однозначная и дальновидная поддержка президента. Кеннеди не пытался протащить свою программу через лабиринты политической системы. Вместо этого он стоял на трибуне в Палате представителей и заявлял о своих намерениях на специальной объединенной сессии Конгресса. Во-вторых, это была американская программа. Проводимая в разгар холодной войны программа «Аполлон» стала великолепной возможностью для США «поиграть» своими политическими, социальными и научными мускулами перед мировой общественностью. Полет на Луну высадка людей на ней и возвращение астронавтов на Землю – все это было сродни покорению Олимпа, где люди смогли разделить нектар с богами. Наконец, выделялись деньги. Кеннеди не скрывал стоимость программы и вместе с неутомимым Линдоном Джонсоном сделал все, что от него требовалось, чтобы финансировать проект, и даже больше.
Можно ли применить модель Кеннеди снова, на этот раз к Марсу? Хотя внешнеполитические императивы холодной войны стали просто воспоминаниями, успешная американская программа исследования Марса произведет огромное впечатление на весь мир. Первая нация, ступившая на Марс, несомненно, войдет в историю как народ, который открыл человечеству дорогу в будущее. Этот шаг показал бы миру и, что даже более важно, каждому гражданину США, что мы по-прежнему способны на многое, что мы по-прежнему нация пионеров, презирающих любые ограничения. Стоит ли это 50 миллиардов долларов? Думаю, что да, и даже много больше.
Если послушать некоторых людей, можно подумать, что космическая программа – это что-то вроде ракеты-носителя, которая просто унесет 50 миллиардов долларов крупными купюрами прямо к центру Солнца – другими словами, большие деньги, выброшенные на ветер. Но дело в том, что средства, потраченные на полет к Марсу, останутся здесь, на Земле. Это зарплаты инженера и сварщика, деньги на исследования для ученого, стипендия аспиранта; это плата за инновации и изобретения, которые останутся частью интеллектуального капитала нации и которые помогут создать новые проекты и продукты для использования на Земле; они нужны для оплаты всего оборудования, необходимого для миссии, от простейшей заклепки до современнейшей высокотехнологичной электроники. Кроме того, эти средства пойдут на оплату приглашения каждому молодому человеку Америки присоединиться к большому интеллектуальному приключению – это лучшая инвестиция в наше будущее благосостояние.
На самом деле снижение космических расходов США в конце эпохи «Аполлона» сопровождалось замедлением развития американской экономики, которое остается сравнительно вялым до сих пор. В течение 1960 года расходы НАСА в среднем составляли чуть больше 2,25 % от федеральных расходов (и выросли до почти 4 % от федеральных расходов в 1964 году). В те же годы экономика США в постоянных долларах ВВП выросла в среднем примерно на 4,6 % в год. В начале 1970-х годов доля федерального бюджета НАСА упала ниже уровня в 1 % федеральных расходов, на котором она остается до сих пор. Одновременно темп роста ВВП снизился до значения менее 2 %.
Сравнивая блестящие достижения НАСА во время эпохи «Аполлона» с ее посредственными успехами сегодня, часто говорят о том, что в своем пиковом значении бюджет НАСА в 1960-х составлял около 4 % всех федеральных расходов, а сегодня эта доля снизилась до 0,7 %. Тем не менее, если мы возьмем общие расходы НАСА за все время программы «Аполлон», с 1961 года, когда Кеннеди объявил о ее начале, по 1973 год, когда были запущены последние производные от «Аполлона», миссии «Скайлэб», сложим, разделим сумму на 13 рассматриваемых лет и переведем ее в сегодняшние доллары, мы обнаружим, что средний бюджет НАСА за период программы «Аполлон» составлял 19 миллиардов долларов в год, ровно столько же, сколько НАСА получает сегодня. И следует отметить, что в течение этого времени НАСА не только запускало пилотируемые миссии «Меркури», «Джемини», «Аполлон» и «Скайлэб», но также и роботизированные зонды «Рэйеджер», «Сервейор» и «Маринер», также вовсю разрабатывало программы «Пионер», «Викинг» и «Вояджер». Кроме того, американское космическое агентство разработало водородно-кислородные ракетные двигатели, многоступенчатые тяжелые ракеты-носители, ядерные ракетные двигатели, космические ядерные реакторы и радиоизотопные генераторы, скафандры, системы жизнеобеспечения в космосе, методы стыковки на орбите, технологии межпланетной навигации, методы передачи данных в глубоком космосе, технологии спуска в атмосферу, технологии мягкой посадки ракет, космическую станцию и т. д. Иными словами, практически все ухищрения, благодаря которым мы осваиваем космос сегодня, были разработаны в период с 1961 по 1973 год, в то же время, когда мы отправили астронавтов на Луну. Несмотря на последующие сопоставимые затраты, с тех пор было разработано очень мало важных технологий. Так, не требующий повышать расходы или жертвовать разработкой технологий, ориентированный на достижение цели адресный подход к космическому полету, возложенный на НАСА императивом Кеннеди, привел к наиболее экономически эффективному, изобретательному и продуктивному периоду в истории агентства.
Модель Кеннеди – проверенный путь к успеху. Она не только позволила воплотить мечту о человеке на Луне, но и привела к развитию космических технологий и положила начало величайшему периоду экономического роста в послевоенной истории Соединенных Штатов. Однако сегодня вполне можно задать вопрос, существуют ли в настоящее время национальные организации, поддерживавшие миссию «Аполлон». Возможно, вместо того чтобы стремиться продемонстрировать всему миру превосходство США, ради пилотируемой марсианской программы было бы лучше сосредоточиться на международном сотрудничестве? Эта идея лежит в основе альтернативного подхода к осуществлению пилотируемых марсианских миссий, который я называю моделью Сагана в честь самого последовательного, красноречивого и громкоголосого ее сторонника.
Модель Сагана
Карл Саган громче всех поднял голос в защиту международного подхода к исследованию Марса и отстаивал этот подход в той или иной форме в течение нескольких десятилетий. Первоначально его призыв к международному пилотируемому исследованию Марса был адресован США и Советскому Союзу. Саган увидел в совместной американско-советской марсианской программе способ объединить два антагонистических народа великой общей целью. Энергия ведущих инженеров и ученых обеих стран была бы направлена на развитие аэрокосмических, электронных и ракетных технологий, необходимых для экспедиции на Марс, а не на увеличение запасов ядерного оружия. Смешанный экипаж космического корабля воплотил бы в себе микрокосм домашней планеты, маленький мир, где две великие державы мира работали бы вместе.
Саган, конечно же, был не одинок в своих призывах к международному партнерству в освоении космоса. Почти каждый экспертный совет, назначенный НАСА или президентом (а их было много) в течение последних двадцати лет, призывал к совместным космическим проектам. Хотя политическая ситуация сильно изменилась, остается очевидная экономическая польза: чем больше партнеров, тем больше карманов. Неподъемные для одной страны затраты можно было поделить между двумя или несколькими государствами. Совместные усилия Европейского космического агентства позволили не только создать мощную европейскую космическую науку, но и разработать одну из самых успешных ракет-носителей, осуществляющих рейсы в настоящее время, «Ариан». Технологии, как и затраты, можно разделять к общей выгоде. В настоящее время Соединенным Штатам не хватает тяжелой ракеты-носителя достаточной мощности, чтобы запустить миссию в духе «Марс Директ». У России, с другой стороны, на вооружении была одна такая сравнительно недавно, в конце 1980-х годов, – «Энергия». Благодаря ее способности поднять груз в 100 тонн на НОО возрожденная «Энергия» была бы в настоящий момент самой мощной ракетой на планете. «Энергия» взлетала только дважды, отчасти потому, что для нее не было миссии. Пилотируемая программа исследования Марса идеально отвечала бы всем требованиям. Кроме того, на Международной космической станции используются несколько российских модулей в качестве основных компонентов орбитальной лаборатории.
Хотя реализация марсианской инициативы международными усилиями сулит нам очевидные выгоды, она может привести и к серьезным тратам. Делая проект совместным, мы неизбежно теряем над ним контроль. У нас по-прежнему остается право голоса, но при по-настоящему совместной работе ни одна из наций не может в одиночку определять судьбу проекта. Европейским и японским партнерам Соединенных Штатов по МКС пришлось попотеть, чтобы несколько раз переделать станцию по заказу Конгресса США. Партнеры мало что могли сделать, так как Конгресс усиленно ратовал за сокращение проекта. Аналогично, в ходе работы над программой МКС НАСА часто приходилось сталкиваться с вероятностью, что наш главный партнер, Россия, не сможет выполнить свои обязательства. В целом принятие решений в международных программах замедляется, что обычно приводит к увеличению затрат.
Если оставить политику в стороне, есть много технических препятствий, которые могут возникнуть в рамках масштабных совместных проектов: что делать, если один из партнеров согласился разработать технологию, а потом по тем или иным причинам не разработал ее? Что делать, если ключевой партнер выходит из программы? Что делать, если международные отношения меняются и дружественный народ становится врагом? Такие события могут полностью дестабилизировать расписание программы, и задержки в проектах такого масштаба, как «Аполлон», МКС или марсианская программа, как правило, накапливаются каскадно, приводя к потенциально катастрофическим последствиям для проекта.
Когда я впервые услышал о схеме Сагана для совместного американско-советского полета на Марс в 1980 году, я не считал это предложение практичным. Соединенные Штаты тогда были в разгаре своих «Звездных войн» и наращивали ракетное вооружение, Советский Союз воевал в Афганистане, и обе страны вели опосредованные войны друг с другом в Сальвадоре, Никарагуа и других местах. В 1980 году Соединенные Штаты и Советский Союз не смогли совместно участвовать в Олимпийских играх. Идея, что мы сумели бы провести совместную марсианскую программу продолжительностью в несколько лет, казалась утопичной. Кроме того, с точки зрения отбора экипажа сложно представить вариант хуже, чем предложенный Саганом: астронавты США и советские космонавты – две группы экс-пилотов истребителей, много лет обучавшиеся убивать противника и убежденные, что так нужно. Хотя Саган утверждал, что процесс взаимодействия сам по себе поможет объединить противостоящие народы, я подумал, что, вероятнее, конфликты между двумя странами свели бы сотрудничество на нет.
Однако сегодня есть новое основание для американско-российского сотрудничества в космосе. И его можно использовать не для того, чтобы попытаться заключить мир с врагом, а для того, чтобы стабилизировать отношения с нацией, которая могла бы стать настоящим другом. Россия сегодня – это побежденная сверхдержава с неустойчивой экономикой и растущими реваншистскими настроениями и в то же время страна, обладающая 10 000 ядерных боеголовок, которые могут быть кем-то незаконно присвоены или перенацелены на Соединенные Штаты, если националисты или экстремисты придут к власти. Таким образом, в интересах Соединенных Штатов помочь стабилизировать Россию политически и экономически. Поддерживать российскую экономику закупками ракетно-космической техники – один из способов сделать это. Конечно, большая часть расходов на сотрудничество уйдет не по назначению, но, с точки зрения налогоплательщика США, деньги все равно удастся сберечь, потому что российская космическая техника намного дешевле, чем западная.
Некоторые говорят, что такие действия были бы ошибкой, поскольку Россия может использовать свой космический потенциал против США, если зарождающаяся в ней демократия рухнет. Но сторонники этого мнения не учитывают, что в рамках совместной программы полета на Марс нам пришлось бы поддерживать лишь некоторые отрасли российской космической промышленности, имеющие ограниченное военное применение, – например, изготовление жидкотопливных двигательных систем, ракет-носителей большой грузоподъемности и систем жизнеобеспечения.
Однако еще более важно следующее: общая работа, риск и азарт совместной программы способны связать США и Россию узами настоящей дружбы, и в этом случае возрождение сильной России, которое может произойти в любом случае, пошло бы на пользу Америке, а не наоборот. Действительно, после сложного последнего десятилетия назрела потребность повторно скрепить великий западный союз всех государств, приверженных идеалам прогресса, ума и свободы. Программа пилотируемого полета на Марс может стать способом воссоздать этот союз.
Другими словами, в контексте современных глобальных политических реалий предложение Сагана о совместной американско-российской или, еще лучше, полностью международной программе полета людей на Марс имеет много достоинств. Его основной проблемой остается один программный риск – программа полета на Марс может стать заложником стабильности в России, Европе или в другом месте.
Но не исключено, что игра стоит свеч.
Модель Гингрича
Существует и третий подход к полетам на Марс, он более умозрительный, чем уже упоминавшиеся, но имеет большие перспективы. Я называю его подходом Гингрича, потому что я придумал его, понукаемый бывший спикером Палаты представителей, и потому что он согласуется с принципами, которых господин Гингрич придерживался некоторое время.
Вот история, лежащая в основе идеи. Летом 1994 года меня пригласили пообедать с тогда еще конгрессменом от республиканской партии Джорджии Ньютом Гингричем и некоторыми из его сотрудников, чтобы рассказать им о моих взглядах на исследование Марса. Я рассказал о плане «Марс Директ» как о недорогой программе пилотируемого полета к Марсу в краткосрочной перспективе. Гингрич был в восторге от озвученных мной возможностей. «Я хочу поддержать этот проект с законодательной стороны», – сказал он мне, но он хотел сделать это «в форме каких-то свободных инициативы, а не просто выделять деньги НАСА для подготовки миссии на Марс». Гингрич пригласил меня прийти на его телешоу, чтобы подробнее обсудить миссию, что я и сделал, а затем направил меня на встречу с Джеффом Айзенахом, президентом фонда «Прогресс и свобода»
Я встречался с Айзенахом несколько раз, и мы придумали идею законопроекта «Марсианская премия». Вот как это будет работать. Правительство США объявит награду в 20 миллиардов долларов, которую получит первая частная организация, успешно посадившая экипаж на Марс и вернувшая его на Землю, а также несколько призов около миллиарда долларов за различные значимые достижения на этом пути.
Это по меньшей мере новый подход к исследованию космоса, которое до сих пор оставалось прерогативой правительства. Он также имеет ряд замечательных преимуществ. В первую очередь то, что перерасход средств делается невозможным. Государство не потратит ни пенни по тех пор, пока не будут достигнуты желаемые результаты, и ни пенни сверх той суммы, которая будет согласована с самого начала. Успех или неудача при этом подходе зависят исключительно от изобретательности американского народа и работы системы свободного предпринимательства, а не от политических дрязг. Эта тактика гарантирует не только экономичные, но также быстрые и рациональные результаты. Когда люди ставят на карту собственные деньги, они куда охотней склоняются к практическим и взвешенным решениям инженерных задач, чем в случае бесконечных прений, обычных для государственной бюрократии. Читатели могут вспомнить, что, когда Чарльз Линдберг летел через Атлантику, он делал это не в рамках программы, финансируемой правительством, а в погоне за обещанным призом. В первые годы становления авиации было много таких призов, выдаваемых за прорывные технические достижения. Эта традиция продолжается и сейчас. Ее последнее достижение – выигрыш 10 миллионов долларов[35] от фонда X-Prize («Икс-Прайз») за полет на 100 километров ракетоплана «Спейс Шип Уан» Берта Рутана в октябре 2004 года – в настоящее время это позволяет доставлять самолеты в космос. Как результат этого успеха, коммерческая версия ракетоплана Рутана, получившая название «Спейс Шип Ту», как сообщается, в ближайшее время сделает суборбитальные рейсы доступными для обычных людей, способных их оплатить. Эти результаты были получены в заданные сроки и в рамках бюджета, что было бы немыслимо в современном НАСА.
У данного подхода к полету на Марс также есть и другие преимущества. Он простимулирует экономический рост при любых государственных расходах. Кроме того, многомиллиардные награды за прорывные достижения в космической промышленности не только спровоцируют личную космическую гонку но и могут породить новый вид аэрокосмической промышленности, основанной на производстве по минимальной цене. Существующая аэрокосмическая промышленность так не работает. Скорее, большие аэрокосмические компании заключают контракт с правительством, чтобы выполнить работу с дополнительными издержками, то есть при любой стоимости проекта они берут с правительства определенную дополнительную сумму, как правило, от 8 до 12 %. Поэтому чем больше денег крупные аэрокосмические компании тратят на выполнение работы для правительства, тем больше денег они получают. По этой причине их штабы набиты бесполезными дорогостоящими «менеджерами матрицы» (которые не управляют ничем), «рыночниками» (которые не занимаются торговлей) и «планировщиками» (планы которых никогда не будут использоваться). Единственная функция всех этих людей – увеличивать расходы компании. Поскольку правительству нужно доказательство того, что компания действительно понесла заявленные расходы, привлекается огромное количество учетчиков, чтобы отслеживать, как много рабочих часов тратится на каждый отдельный договор. Чтобы дать вам представление о том, насколько это плохо, приведу в пример главный завод «Локхид Мартин» в Денвере, где я раньше работал и где производятся ракеты-носители «Титан» и «Атлас». Работой на заводе занимается на самом деле лишь небольшая часть всего персонала. Тот факт, что «Локхид Мартин» с экономической точки зрения может конкурировать с другими крупными аэрокосмическими компаниями, указывает, что остальные компании столь же неэффективны.
Призовая система может изменить все это, потому что прибылью компании станет сумма приза за вычетом затрат на выполнение проекта, и точка. У компаний не будет оснований завышать расходы. Наоборот, у них появятся все основания снизить затраты. Они снизятся уже потому, что уменьшится бремя учета и бюрократии. Благодаря созданию новых аэрокосмических компаний или реформированию уже существующих «Марсианская премия» в конечном итоге будет экономить правительству и сопутствующей коммерческой индустрии миллиарды долларов, так как все космические системы и аппаратура для запусков станут обходиться гораздо дешевле.
Но как можно назначить «Марсианскую премию» всего в 20 миллиардов долларов? Разве я не упомянул, что программа «Марс Директ», вероятно, обойдется правительству дороже 30 миллиардов долларов? Даже если назначить дополнительные призы в размере от 10 до 20 миллиардов, вряд ли частные организации захотят участвовать в соревновании.
Но моя оценка стоимости миссии «Марс Директ» в 30 миллиардов долларов основана на модели Кеннеди, то есть рассчитана при условиях, когда НАСА финансирует существующих крупных аэрокосмических подрядчиков, которые расходуют лишние средства, и в то же время НАСА тратит много денег на собственную внутреннюю «программу менеджмента». Если бы миссии «Марс Директ» или «Марс Полудирект» были сделаны на подлинно частной основе, когда люди вправе покупать что хотят и где хотят, я полагаю, что стоимость работы находилась бы в диапазоне от 4 до 6 миллиардов долларов. Это звучит невероятно, если сравнивать с оценкой в 30 миллиардов долларов для «Марс Директ», не говоря уже о 450 миллиардах долларов на «90-дневный отчет», но, если сосредоточиться на том, что действительно необходимо, и воспользоваться преимуществами дешевых российских ракет-носителей и других способов сэкономить, будет трудно понять, почему программа должна стоить именно столько. В реальном мире на 4 миллиарда долларов можно купить очень много.
Рассмотрим следующие условия: в качестве общего стандарта аэрокосмические инженеры назначают стоимость разработки одного фунта массы нового истребителя с высокой производительностью в 5000 долларов. Таким образом, стоимость одной тонны аппаратуры при разработке таких сложных аэрокосмических систем, как жилые модули, марсианские взлетные модули, спускаемые капсулы и другое оборудование для миссии «Марс Директ», составляет около 10 миллионов долларов. (Тестовый экземпляр ракеты с одноступенчатым двигателем «Макдоннелл Дуглас DC–X» обошелся в 6 миллионов долларов за тонну.) Общая сухая масса аппаратуры, необходимой для миссии «Марс Директ» или «Марс Полудирект», без учета массы ракет-носителей заведомо меньше 100 тонн. Назначим для миссии стоимость в 1 миллиард долларов. Чтобы запустить к Марсу все, что вам нужно, необходимо будет поднять около 300 тонн (включая большое количество топлива для вывода аппарата с НОО на траекторию к Марсу, которое стоит дешево – меньше, чем 1000 долларов за тонну). Триста тонн на низкую околоземную орбиту можно было бы поднять тремя российскими «Энергиями», которые обошлись бы приблизительно в 300 миллионов долларов каждая [53], – в общей сложности 900 миллионов долларов на запуск плюс, возможно, 500 миллионов долларов на возрождение производство «Энергий». Общая стоимость всей разработки оборудования и запуска составила бы, таким образом, 2,4 миллиарда долларов. Если добавить еще 600 миллионов долларов на обслуживание, менеджмент программы, судебные издержки и другие мелочи, мы получим стоимость в 3 миллиарда долларов. Даже если «Энергия» или другие российские ракеты-носители (например, «Протон», стоимость запуска которого составляет около 4 миллиона долларов за тонну на НОО) не будут разработаны или разрешены к использованию, миссия по-прежнему не должна стоить так много. Текущие затраты на запуск с использованием современных ракет-носителей США, таких как «Титаны», «Атласы» или «Дельты», составляют около 10 000 долларов за килограмм, или 10 миллионов долларов за тонну на НОО. При таких суммах – хотя тяжелые ракеты-носители, например «Шаттл Си» или «Арес», оказались бы гораздо экономичнее – запуск необходимых 300 тонн стоил бы 3 миллиарда долларов. Добавим это к 1 миллиарду долларов на разработку оборудования и опять же увидим, что общая стоимость программы составляет менее 5 миллиардов долларов.
Итак, если реальная стоимость миссии – от 4 до 6 миллиардов долларов, приз в 20 миллиардов долларов должен мобилизовать приток необходимого капитала из частного сектора. Нет сомнений в том, что найдется некоторое количество людей, настроенных скептически по поводу названных мной цифр, но это не имеет значения. Если законопроект «Марсианская премия» окажется принят, важно будет одно: посчитают ли инвесторы, что миссию можно осуществить за такие деньги. Нам не придется убеждать конгрессменов, что пилотируемую программу исследования Марса можно провести дешево; нам нужно будет убедить только Билла Гейтса или Илона Маска. Это важно: частный сектор часто более склонен к инновациям, чем государственный, потому что не приходится искать консенсус по каждому новому проекту. Скорее для начала проекта нужен один новатор и один инвестор, который готов рискнуть.
Но что произойдет, если никто не примет вызов? В этом случае все упражнение не будет стоить налогоплательщикам абсолютно ничего.
Повредит ли объявление «Марсианской премии» НАСА? Я так не считаю. Скорее всего это приведет к притоку капитала в лучшие группы в различных центрах НАСА, так как частные консорциумы в погоне за призом будут стремиться заключить субдоговор для проведения экспертизы в конкретных областях, представляющих интерес. Это очень благотворно повлияет на специалистов в НАСА, потому что тогда они будут вынуждены развивать технологии, необходимые для запуска марсианской миссии, вместо того чтобы позволить себе разрабатывать технологии, не способствующие достижению амбициозных целей.
Я приведу ряд разработанных мной для Гингрича конкурсов, которые могли бы простимулировать развитие пилотируемой программы исследования Марса. Обратите внимание, что, хотя все эти задачи можно рассматривать как серию шагов по направлению к конечной цели, вовсе не обязательно, чтобы все их решила одна компания. Компания может выбрать одно задание и бросить его выполнение, она может заниматься задачами по порядку или пропустить более легкие, чтобы первой доставить экипаж на Марс и выиграть главный приз.
ЗАДАЧА 1: Выполнить миссию по получению орбитальных изображений Марса.
Приз: 500 миллионов долларов
Условия: Миссия должна успешно провести съемку по меньшей мере 10 % планеты с разрешением 20 сантиметров на пиксель или лучше. Все изображения должны быть предоставлены правительству США, которое займется их публикацией.
Бонус: дополнительный миллион долларов для съемки (с покрытием поверхности на 90 % или лучше) 200 мест, выбранных Марсианской научной рабочей группой НАСА.
(Примечание: Эта задача была впоследствии решена НАСА с использованием аппарата «Марс Реконнэйсенс Орбитер» (МРО), созданного для агентства компанией «Локхид Мартин» за 720 миллионов долларов. МРО прибыл на орбиту Марса в 2006 году и с тех пор получает изображения Красной планеты с высоким разрешением.)
ЗАДАЧА 2: С использованием роботизированного посадочного модуля собрать образцы марсианского грунта и перевезти образцы на Землю, используя в обратном рейсе ракетное топливо, произведенное на Марсе.
Приз: 1 миллиард долларов.
Условия: Масса доставленного грунта должна быть не менее 3 килограммов. По крайней мере 70 % (по весу) от смеси топлива, используемого для взлета с Марса и полета на Землю, должны быть произведены на Марсе из марсианских ресурсов.
Бонус: 10 миллионов долларов за каждый отдельный тип породы, привезенной с Марса, максимальная сумма 300 миллионов долларов.
ЗАДАЧА 3: Продемонстрировать систему жизнеобеспечения для долгосрочного применения в космосе.
Приз: 1 миллиард долларов.
Условия: Экипаж из трех или более человек должен пробыть в космосе по крайней мере два года без пополнения запасов с Земли.
ЗАДАЧА 4: Доставить на Марс герметизированный марсоход (ровер).
Приз: 1 миллиард долларов.
Условия: Средствами недельного теста, проведенного на Земле, должно быть доказано, что транспортное средство в состоянии поддерживать жизнь двоих человек на Марсе в течение одной недели. За эту неделю ровер должен преодолеть 1000 километров по бездорожью. Ровер должен пройти по крайней мере 100 километров на Марсе. Давление в кабине во время поездки по Марсу необходимо поддерживать в диапазоне между 3 и 15 фунтами на квадратный дюйм. Температура в салоне должна сохраняться в диапазоне между 10 и 30 °C.
ЗАДАЧА 5: Продемонстрировать первую систему, работающую на марсианском топливе, для того чтобы поднять полезную нагрузку в 5 тонн с поверхности на орбиту Марса.
Приз: 1 миллиард долларов.
Условия: По крайней мере 70 % (по весу) от используемой смеси компонентов топлива должны быть произведены на Марсе из марсианских ресурсов.
ЗАДАЧА 6: Продемонстрировать первую систему которая сможет произвести более 20 тонн ракетного топлива за 500 дней на поверхности Марса.
Приз: 1 миллиард долларов.
Условия: По крайней мере 70 % (по весу) от используемой смеси компонентов топлива должно быть произведено на Марсе из марсианских ресурсов.
ЗАДАЧА 7: Продемонстрировать первую систему которая может генерировать по крайней мере 15 киловатт мощности (среднее значение за день/ночь) в течение 500 дней, проведенных на Марсе.
Приз: 1 миллиард долларов.
Условия: Минимум 2 киловатта электрической мощности должны быть доступны в любое время.
ЗАДАЧА 8: Продемонстрировать первую систему которая может доставить 10 тонн полезной нагрузки на поверхность Марса.
Приз: 2 миллиарда долларов.
Условия: Демонстратор должен обеспечить мягкую посадку с перегрузкой не более 8 g, действующей на полезную нагрузку в любой части пути.
ЗАДАЧА 9: Первым продемонстрировать систему которая может поднять по крайней мере 120 тонн на низкую околоземную орбиту.
Приз: 2 миллиарда долларов.
Условия: Запуск ракеты-носителя осуществляется с территории США. Прошлая история «Сатурна-5» не рассматривается. Возрожденная система «Сатурн-5» допускается к рассмотрению.
ЗАДАЧА 10: Продемонстрировать первую систему которая может вывести 50 тонн на траекторию к Марсу.
Приз: 3 миллиарда долларов.
Условия: Гиперболическая скорость старта с Земли должна составлять не менее 4 километров в секунду. Система должна быть запущена ракетой-носителем или ракетами-носителями с грузоподъемностью не менее 120 тонн на низкую околоземную орбиту при старте. Запуск ракеты-носителя осуществляется с территории США.
ЗАДАЧА 11: Продемонстрировать первую систему которая может доставить 30 тонн полезной нагрузки на поверхность Марса.
Приз: 5 миллиардов долларов.
Условия: Демонстратор должен совершить мягкую посадку перегрузки полезного груза не должны составлять более 8 g в любой части пути.
ЗАДАЧА 12: Первым отправить экипаж на Марс и благополучно вернуть астронавтов на Землю.
Приз: 20 миллиардов долларов.
Условия: Большинство членов экипажа должны быть американцами. Как минимум три члена экипажа должны достичь поверхности Марса и оставаться на планете по крайней мере 100 дней. Один или несколько астронавтов должны сделать по крайней мере три выезда по крайней мере на 50 километров от посадочной площадки.
Бонус: В дополнение к 20 миллиардам долларов члены экипажа получат по 1 миллиону долларов на человека за каждый день, проведенный на поверхности Марса, максимальный бонус – 5 миллиардов долларов.
Некоторые общие условия будут применяться ко всем призам, так как отдельные задачи перекрывают друг друга. Например, любая система, которая может доставить 30 тонн полезной нагрузки на марсианскую поверхность, может также доставить и 10 тонн. Если более трудная задача будет решена раньше менее трудной, организация выигрывает оба приза. Чтобы гарантировать, что системы управления полетом разработаны в США, необходимо, чтобы по крайней мере 51 % комплектующих всей используемой аппаратуры, обеспечивающей выигрыш любого из призов, был изготовлен в Америке. Это не означает, что каждая подсистема должна быть на 51 % сделана в США. Например, успешная миссия на Марс с использованием российских тяжелых ракет-носителей еще может претендовать на приз в 20 миллиардов долларов при условии, что 51 % от общего оборудования миссии производится в Соединенных Штатах, но такая миссия не будет иметь право на приз за запуск тяжелой ракеты-носителя. Наконец, потребуется, чтобы тот, кто выиграл любой приз, продал до трех дополнительных копий награжденной системы полета правительству США. Экземпляр будет выбран правительством, и стоимость выбранной системы не должна составлять более 20 % от размера премии. Правительство США, в свою очередь, будет поддерживать все миссии, соревнующиеся за призы: оказывать по себестоимости услуги связи с помощью сети дальней космической связи НАСА и 34-метровых в диаметре антенн, предоставлять для всех запусков системы наземной поддержки и сопровождения в Космическом центре Кеннеди и других местах, а также обеспечивать разумные цены на участки для строительства стартовых площадок.
Если законопроект «Марсианских премий» был бы принят, это принесло бы куда больше пользы, чем комитеты, которые решали бы, какие архитектуры миссии и технологии являются лучшими. Система призов обеспечила бы не только необходимые стимулы, чтобы доставить людей на Марс, но также и поток капитала, который позволил бы частным организациям накапливать средства, необходимые для финансирования таких предприятий. Например, организация может начать с того, что сосредоточит внимание на выигрыше приза 9, разработке тяжелой пусковой установки. Приз в 2 миллиарда долларов в этом случае не только гораздо лучше, чем безубыточность предложения, но, кроме того, в случае выигрыша организация получит все шансы выиграть приз 10,3 миллиарда долларов для вывода 50 тонн груза на расчетную орбиту в сторону Марсу. Этот второй приз поставит организацию в очень выгодное положение и настроит ее выиграть приз 11,5 миллиардов долларов за первую мягкую посадку 30 тонн груза на Марс. Как только это будет сделано, в распоряжении организации окажется первоначальная система транспортировки по маршруту Земля – Марс, необходимая для осуществления миссии «Марс Директ», и обширный оборотный капитал, так что организация сможет замахнуться на большой 20-миллиардный приз за проведение пилотируемой миссии на Марс с возвращением на Землю. Группы с меньшим стартовым капиталом могут начать с выигрыша некоторых из меньших призов для миссий-предшественников и, таким образом войти в игру, так сказать, через боковую дверь. Таким образом, участвуя в конкурсе с различными задачами, организации будут накапливать и капитал, и опыт в ходе состязания за призы, которые полагаются за демонстрацию критически важных технологий и осуществление ключевых миссий-предшественников, необходимых для решения основных задач программы. Но призовая система не предопределяет дизайн миссии – никто не обязан стремиться выиграть все или некоторые из маленьких призов по дороге к главному призу. Поток капитала, о котором говорилось выше, может быть получен несколькими способами. Каждая конкурирующая организация вправе сама определить для себя наиболее эффективный путь к Марсу, в процессе создав набор дешевых систем перевозки, которые сделают возможной не просто быструю миссию, призванную оставить на Марсе наши флаги и следы, но систематическое изучение и заселение Красной планеты.
После того как Гингрича избрали спикером Палаты представителей, он был поражен требованиями налоговых активистов, сторонников легализации абортов, сторонников сбалансированного бюджета и других заинтересованных групп. Он просил разработать «Марсианскую премию», и, по словам Айзенаха, он был в восторге от нее. Но он ничего с ней и для нее не сделал, как не сделали его преемники на последовавших съездах республиканцев. То же самое можно сказать и об Альберте Горе, который до того, как его избрали вице-президентом, часто намекал, что поддерживает план Сагана для совместной американско-российской миссии на Марс. Однако, как только Гор был избран, он потерял всякий интерес к программе и не сказал ни слова о ней с тех пор. Точно так же мы не можем ожидать интереса со стороны нынешних политиков до тех пор, пока они не увидят некоторых веских поводов для политической поддержки набирающего обороты проекта марсианской миссии. Если мы когда-нибудь увидим любые действия любого из этих людей, нам нужно будет показать нашу силу. Это приводит нас к следующему разделу.
Что вы можете сделать
Если вы хотите, чтобы люди добрались до Марса, то вам необходимо стать космическим активистом.
Как мы видели, Миллер в своем исследовании заинтересованной космосом общественности выявил группу, численность которой приближается к 40 миллионам. Тем не менее три основные отечественные организации космических деятелей, Национальное космическое общество, Планетарное общество и Марсианское общество, могут похвастаться в общей сложности, возможно, 100 тысячами членов. У нас есть огромная скрытая поддержка, но организована только ее малая часть. Урожай богатый, но собирать его некому. Нужны постоянно действующие организации с большим членством, чтобы создать необходимую политическую силу. В двух словах, Марсу нужны вы. Недостаточно только сильно желать существования космической программы. Если вы верите в будущее, которое не ограничено горизонтами Земли, вам необходимо присоединиться к другим единомышленникам и сделать так, чтобы ваш голос был услышан. Присоединение к организации космических активистов – это, вероятно, лучший способ сделать это.
Существуют четыре основные организации, из которых можно выбрать. Я немного предвзят в этом вопросе, поскольку так уж вышло, что я – лидер одной из них, Марсианского общества. Но я постараюсь создать для вас достаточно объективную картину, чтобы вы могли решить, на чем сфокусировать свои усилия. Взносы и адреса, перечисленные ниже, верны на начало 2011 года. Но вы должны проверить информацию о них непосредственно перед отправкой любого членского взноса.
Планетарное общество является самым крупным из четырех, приблизительно с 50 тысячами участников. Оно основано Карлом Саганом, Луисом Фридманом и бывшим директором Лаборатории реактивного движения Брюсом Мюрреем, а сейчас его возглавляют Фридман, астроном Джим Белл и телеведущий и популяризатор науки Билл Най. Планетарное общество в первую очередь заинтересовано в продвижении роботизированного исследования Солнечной системы, но оно поддерживает пилотируемые программы исследования Марса при условии, что эти программы разрабатываются в соответствии с моделью международного сотрудничества Сагана. Вы можете присоединиться к Планетарному обществу, отправив чек на 37 долларов по адресу: Планетарное общество, 85, Южная Гранд, Пасадена, Калифорния 91105.
(Planetary Society, 85 South Grand, Pasadena, CA 91105.) www.planetary.org.
Национальное космическое общество является вторым по величине, там 20 тысяч членов. Оно основано Вернером фон Брауном и проницательным профессором Джерардом О'Нилом из Принстона. Сегодня общество возглавляют Марк Хопкинс, Кирби Айкин и исполнительный директор Гэри Барнхард. Основная задача «Национального космического общества» (НКО) – содействовать заселению человеком космоса. В сфере интересов НКО Луна, Марс, астероиды и свободно парящие космические колонии. Общество будет одинаково радо поддержать марсианскую (или лунную) программу, основанную на какой-либо из моделей (Кеннеди, Сагана или Гингрича). У НКО около ста отделений, которые организуют местные и региональные мероприятия, а также национальную конференцию один раз в год. Вы можете присоединиться к НКО, отправив чек на 20 долларов по адресу:
Национальное космическое общество, 115515-я Северо-восточная улица, номер 500, Вашингтон, округ Колумбия 20005. (National Space Society, 1155 15-th Street NW, Suit 500, Washington, D. C. 20005.)
Среди преимуществ членства выходящий два раза в месяц глянцевый журнал и частые информационные бюллетени об успехах космической программы www.nss.org.
Фонд «Космическая граница» является самой малочисленной организацией, включает около 500 членов. Она основана Риком Тамлинсоном и Джимом Манси, и сегодня ее возглавляют Манси, Боб Верб и Уильям Уотсон. Фонд «Космическая граница» имеет очень сильный уклон в сторону свободного предпринимательства. Из трех моделей для достижения Марса, обсуждавшихся в этой главе, им близка только модель Гингрича. Если фундаментальное значение для ваших принципов имеет открытие космоса с максимальной свободой предпринимательства и минимальным участием правительства, тогда задумайтесь над вопросом о присоединении к этой группе. Фонд «Космическая граница» финансирует одну национальную конференцию в год. Вы можете присоединиться к фонду «Космическая граница», отправив 25 долларов по адресу:
Фонд «Космическая граница», 16, Первая авеню, Наяк, Нью-Йорк 10960. (Space Frontier Foundation, 16 First Avenue, Nyack, NY10960.) www.spacefrontier.org.
Марсианское общество – самая новая из космических организаций. Вместе со многими другими членами «Марс Андеграунд», в том числе Крисом Маккеем, Кэрол Стокер и Томом Мейером, а также писателями-фантастами Грегом Бенфордом и Кимом Стэнли Робинсоном я основал «Марсианское общество» с целью дальнейшего исследования и заселения Марса с помощью как государственных, так и частных средств. Наш учредительный съезд в Боулдере, Колорадо, в августе 1998 года собрал 700 человек из 40 стран, которые привезли 180 статей и выступлений по всем вопросам: от стратегий марсианской миссии до этики терраформирования, и привлек внимание международной прессы. На момент написания книги в обществе около 7000 членов, у нас 80 отделений, из которых 50 находятся в Соединенных Штатах и 30 по всему земному шару. Наша деятельность включает широкое взаимодействие с общественностью, политическое лоббирование и работу двух баз, где мы моделируем пилотируемые исследования Марса. Одна из них находится в полярной пустыне на канадском острове Девон, а другая – в пустыне южной части штата Юта в США. На сегодняшний день более ста экипажей из шести человек каждый отправились на эти станции и провели симуляцию полетов на Марс продолжительностью от двух недель до четырех месяцев. В ходе этих миссий экипажам было поручено выполнить длительные программы полевой разведки по геологии и микробиологии, при работе были применены многие ограничения из тех, с которыми люди-исследователи столкнулись бы на Марсе. При выполнении таких тренировок мы узнаем многое о том, какие тактики и технологий полевых работ окажутся наиболее полезными, когда люди наконец-то полетят на Красную планету. В то же время репортажи об этих тренировочных миссиях, которые появились в ведущих СМИ мира, начиная с «Нью-Йорк Таймс", CNN и канала «Дискавери» и далее на ВВС, российском и японском государственных телеканалах, помогли получить представление о пилотируемых исследованиях нашего соседнего мира сотням миллионов людей по всему миру.
Рис. 10.1. Арктическая исследовательская станция Флешлайн Марсианского общества, расположенная на ободе гигантского метеоритного кратера в полярной пустыне на канадском острове Девон в 900 милях от Северного полюса (фото автора)
Марсианское общество проводит свою международную конвенцию каждый август. Вы можете присоединиться к нам либо через наш веб-сайт по адресу: www.marssociety.org, либо отправив 50 долларов (25 долларов для студентов) по адресу:
Марсианское общество, 11111, 8-й Западный проспект, блок А, Лейквуд, Колорадо, 80215. (Mars Society, 11111 W. 8-th Ave, unit A, Lakewood, CO, 80215.)
Если вы хотите связаться со мной, вы можете написать письмо на адрес Марсианского общества. Если вы хотите помочь, подпишитесь на сайте, чтобы мы могли добавить вас в список электронной рассылки Марсианского общества. Если вы присоединитесь к Марсианскому обществу, вы также получите доступ к нашей электронной библиотеке. Там вы можете найти достаточное количество моих технических статей, а также статей многих других авторов, на самые различные темы, начиная от межпланетных двигательных технологий и заканчивая этикой терраформирования.
Дата добавления: 2018-09-22; просмотров: 249; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!