И на Марсе будут яблони цвести?

Это слова из популярной когда-то песни. В то время, когда песня была написана, никто всерьез не думал, что идея освоения Марса, превращения его во вторую обитаемую планету может увлечь ученых и инженеров. И вот мы наблюдаем, что в 21 веке эта идея не только обсуждается всерьез, но предпринимаются конкретные действия, строятся планы запуска к Марсу пилотируемых кораблей. Проектов много. Самый интересный и смелый план по освоению Марса предложен в 2016 г. компанией SpaceX, возглавляемой Илоном Маском, известным изобретателем, миллиардером, наверно, самым смелым мечтателем, который, однако, не жалеет средств для осуществления своей мечты. Самые крупные проекты Маска: SpaceX, Tesla и Hyperloop. Проект Tesla задуман для того, чтобы свести на нет грязную автомобильную промышленность, предложив качественные электромобили. Проект Hyperloop – это новый транспорт будущего, который способен доставлять людей от Лос-Анджелеса до Сан-Франциско за 30 минут на скорости 1500 км/ч.( см. статью на нашем сайте  ). Цель проекта SpaceX - вывести человечество в космос, открыв эпоху космического туризма, а также основать первые колонии на Марсе. 

Почему Марс так привлекателен для человечества, зачем мы стремимся туда попасть? Первое, что обычно говорят в ответ – нам необходимо освоить хотя бы еще одну планету, т.к. человечество слишком уязвимо и может прекратить существование из-за изменений климата, столкновения с крупными астероидами и кометами и т.д.. Но поскольку мы не нашли пока способа перемещаться в пространстве со скоростью выше скорости света, мы ищем что-то поблизости, и самая удобная для нас планета – Марс. Самое главное преимущество Марса перед Луной, то, что жизнь на Марсе может быть автономной, не зависящей от поставок с Земли. В почве Марса обнаружено наличие огромного количества воды (в замороженном состоянии), атмосфера состоит из углекислого газа CO₂ (необходимый источник жизни и роста растений), в составе почвы содержится углерод, азот, фтор, кальций, бром и др. элементы, необходимые растениям. Конечно, для начала выращивания растений в достаточных объемах нужно будет привезти немного земной почвы и минеральных удобрений для первоначальной посадки и насыщения почвы бактериями, необходимыми для роста растений. Кислород, необходимый для дыхания, будут давать растения и его так же можно получать из марсианской атмосферы. Так что полноценную развитую колонию на Марсе выстроить проще, чем на Луне. Илон Маск верит, что в дальней перспективе Марс можно терраформировать, превратив в такую же зелено-голубую планету, как Земля. 

В сентябре 2017 г. Илон Маск опубликовал статью в рецензируемом научном журнале New Space. В статье подробно и с энтузиазмом описывается разработка этапов освоения Марса. Самое главное, что отличает идеи Маска от предложений НАСА и других космических агентств – он хочет сделать полет на Марс намного дешевле. Стоимость вывода грузов на орбиту должна уменьшиться примерно в пятьдесят тысяч раз, чтобы создание поселения людей на Марсе было возможно. Удешевление потребует создания нескольких ключевых космических технологий, которые сегодня отсутствуют. Первой из них является возможность повторного использования разгонных блоков, ракет и топлива. 

Все усилия компании SpaceX сейчас направлены на создание новых ракетных двигателей и космических кораблей. Причем ракеты нового поколения можно будет использовать не только для марсианских и лунных миссий, но и для доставки грузов на МКС, и даже для перемещения людей из одной точки земного шара в другую (ролик с презентацией такого способа транспортировки он опубликовал у себя в Instagram). Одно из главных и уже внедренных изобретений компании – ракета носитель Falcon 9. Первая ступень Falcon 9 может быть повторно использована, на неё установлено оборудование для её возврата и вертикального приземления на посадочную площадку или плавающую платформу.   На каждый марсианский космический корабль планируется установить целую батарею новых двигателей из серии Raptor рекордной мощности, в которых используются специальные баки из переплетенных углеродных нанотрубок, которые сейчас создаются в лабораториях SpaceX. Испытания этого двигателя уже начались осенью прошлого года. 

Для доставки людей и грузов на Марс разрабатывается универсальная транспортная система Big Falcon Rocket (BFR), состоящая из многоразовой сверхтяжёлой ракеты и корабля, способного вместить до ста человек. BFR будет способна вывести на низкую опорную орбиту до 150 тонн полезного груза. Первую ступень носителя собираются оснастить 31 двигателем Raptor. Внутри BFR будет 825 кубических метров свободного пространства, разделённого на 40 кабин и зоны общего пользования. В длину корабль будет около 48 метров, а его вес составит почти 85 тонн. Первые два беспилотных полёта BFR на Марс планируется осуществить уже к 2022 году, а спустя ещё два года в SpaceX собираются отправить на Марс людей.

По оценкам Маска, если все его идеи по снижению стоимости полета будут реализованы в ближайшие годы, то билет на такой космический лайнер обойдется дешевле, чем покупка жилого дома в США. Глава компании SpaceX уверен, что найдется много людей, желающих отправиться на Марс. Предприниматель намерен вкладывать в реализацию этой программы все деньги, которые SpaceX зарабатывает на контрактах НАСА и коммерческих запусках. 

Оппоненты Маска считают, что первая часть планов Маска вполне реализуема — ничто не мешает SpaceX создать "челноки", способные долететь до Марса и вернуться назад. Однако планы организации постоянной колонии, восстановления атмосферы Марса и путешествия к более далеким планетам и лунам, таким как Юпитер или спутники Сатурна, о которых Маск упомянул в своей статье, ученые не считают реальными, по крайней мере,  в ближайшей перспективе. Оппоненты Маска и всех мечтателей, которые строят планы по колонизации Марса, выдвигают два железных аргумента. Во-первых, одно лишь наличие ресурсов не достаточно для развития жизни на планете. Человек привык к определенным температурным режимам.  Ему трудно выжить на планете, далекой от Солнца, где очень низкая температура и очень большие ее дневные перепады. Искусственный обогрев планеты потребует колоссальных затрат энергии.   Кроме того, существованию города на Марсе, помимо проблем с обогревом, будет мешать то, что поверхность Красной планеты не защищена от бомбардировки космическими лучами и потоками солнечного ветра. Соответственно, длительное пребывание на Марсе или просто полет к нему может или убить человека, или вызвать рак и прочие серьезные проблемы со здоровьем. Решений по данным проблемам пока нет. Сколько времени потребуется на поиск и освоение новых видов энергии на Марсе для обогрева планеты и ее защиты от радиации никто пока не знает. Хочется верить, что ученые Земли с задачей рано или поздно справятся и на Марсе действительно будут яблони цвести.