Человечество стоит на пороге величайшего путешествия в своей истории: превращения из обитателей одной планеты в межпланетный вид. От древних месопотамских астрономов, называвших Марс «Нергалом», до современных инженеров SpaceX и NASA — наша тяга к красной планете эволюционировала от мифов к конкретным планам колонизации. В рамках World Science Festival ведущий Брайан Грин и группа ведущих экспертов NASA обсудили, как именно мы преодолеем 140 миллионов миль, чтобы основать первый внеземной аванпост.
🚀 Этап первый: Оторваться от Земли 7:48
Путешествие на Марс начинается с преодоления земной гравитации, что требует колоссальных энергетических затрат. Традиционная химическая тяга остается основным рабочим инструментом, однако её возможности ограничены «уравнением ракеты».
По словам Мишель Ракер, для миссии на Марс NASA разрабатывает Space Launch System (SLS) — сверхтяжелую ракету, способную выводить на орбиту массивные модули. Элон Маск и SpaceX также делают ставку на тяжелые носители, утверждая, что первые люди могут отправиться к Марсу уже в середине 2020-х годов.
Ключевые экономические и технические барьеры запуска:
- Стоимость: По оценкам Элона Маска, полет экипажа из 12 человек обойдется примерно в $10 млрд на человека, в то время как другие экспертные оценки достигают $500 млрд за всю программу.
- Окно запуска: Из-за особенностей орбит Земли и Марса оптимальное время для старта (минимальные энергозатраты) наступает лишь каждые 26 месяцев.
- Масса: Топливо составляет подавляющую часть веса ракеты при взлете; основная энергия расходуется на достижение второй космической скорости для выхода из атмосферы.
Альтернативные методы доставки
В качестве футуристической альтернативы обсуждается «космический лифт» — трос с противовесом, позволяющий доставлять грузы на орбиту без ракет. Мишель Ракер отмечает, что концептуально это возможно, но на данный момент материалов с необходимой прочностью не существует. Другой вариант — использование микроволновых пучков энергии для ускорения аппаратов вдоль троса.
[Image of space elevator concept]
🛰️ Лунная орбита как перевалочный пункт 13:16
Важным элементом стратегии NASA является проект Lunar Orbital Platform-Gateway. Эллен Стофан объясняет, что это небольшая космическая станция на орбите Луны, которая послужит испытательным стендом для систем жизнеобеспечения и транспортного корабля.
Преимущества «лунного старта»:
- Проверка надежности: В случае поломки на Gateway экипаж может вернуться на Землю за 3 дня, тогда как на пути к Марсу возвращение невозможно.
- Экономия энергии: Старт с лунной орбиты требует значительно меньше топлива, чем прямой запуск с Земли.
- Международное партнерство: В проекте участвуют ESA (Европа), JAXA (Япония), Роскосмос (Россия) и Канадское космическое агентство.
🌠 Долгий путь: 9 месяцев в пустоте 19:17
Перелет к Марсу займет от 6 до 9 месяцев в зависимости от выбранной траектории и использования гравитационных маневров («пращи»). Это время станет серьезным испытанием для человеческого организма и техники.
Проблема «взять всё с собой»
Мишель Ракер подчеркивает: если самый тяжелый объект, успешно посаженный на Марс (ровер Curiosity), весил 1 тонну, то для экипажа из четырех человек потребуется в 20 раз больше массы только для базового выживания.
Для решения этой проблемы Ким Бинстед предлагает использовать ISRU (In Situ Resource Utilization) — использование местных ресурсов. Роботы-предвестники должны быть отправлены за два года до людей, чтобы:
- Добыть воду из марсианского грунта.
- Извлечь кислород из атмосферы (углекислого газа).
- Произвести топливо для обратного пути.
🧬 Биология выживания: Радиация и «Космический мозг» 26:09
Доктор Ивонн Кэйгл выделяет радиацию как одну из главных угроз. Галактические космические лучи (GCR) и солнечные вспышки могут необратимо повредить ДНК и иммунную систему.
Предлагаемые методы защиты:
- Водяной щит: Использование запасов воды для облицовки спальных кают, где экипаж проводит около 12 часов в сутки.
- Стволовые клетки: По мнению доктора Кэйгл, космонавты могут брать с собой запас собственных замороженных стволовых клеток для «пересадки» после получения доз радиации.
- Физиологические изменения: В космосе кровь приливает к голове, вызывая «туман в мозгу» и изменение зрения (усиление дальнозоркости).
- Анабиоз: Исследуется возможность введения экипажа в состояние гибернации (искусственного сна) для снижения метаболизма и психологического стресса.
🧠 Психология замкнутого пространства 32:41
Ким Бинстед, основываясь на опыте симуляций HI-SEAS в Гавайях, утверждает, что психологический срыв экипажа может быть так же катастрофичен, как взрыв ракеты. Идеальный астронавт должен обладать «толстой кожей», «длинным фитилем» (терпением) и быть оптимистом.
Конфликты обычно обостряются на шестимесячной отметке миссии. Для их минимизации важны:
- Разделение: Наличие личного пространства (каюты с закрывающейся дверью) критически важно для психики.
- Связь: Задержка сигнала между Землей и Марсом составляет до 20 минут в одну сторону (40 минут на ответ), что делает невозможным живое общение с семьей.
- Досуг: Творчество, письмо, фотографирование и даже 3D-печать подарков, спроектированных детьми на Земле, помогают сохранить связь с домом.
🏗️ Жизнь на красных песках 53:18
Посадка на Марс — это «7 минут ужаса» из-за тонкой атмосферы, которая недостаточно плотна для торможения парашютами, но достаточно плотна, чтобы вызвать перегрев аппарата.
Где и как жить?
На поверхности людей ждут экстремальные условия: температура редко поднимается выше нуля, а отсутствие магнитного поля пропускает жесткую радиацию. Эллен Стофан считает перспективной идею проживания в лавовых трубках — естественных подземных пещерах, которые обеспечивают защиту слоем породы в 1–2 метра.
Для наземного строительства планируется использовать 3D-печать из марсианского реголита. Питание также изменится: на поверхности Марса гравитация (1/3 от земной) позволит готовить пищу, а не только есть сублимированные пакеты. Ким Бинстед отмечает, что выпечка хлеба на месте экономит массу и повышает моральный дух.
🌍 Зачем нам это нужно? 1:12:13
Помимо научного поиска жизни (астробиологии), колонизация Марса дает уникальную перспективу на саму Землю. По мнению Ким Бинстед, мы начинаем называть город «родным домом» только после того, как покидаем его; так и человечество по-настоящему осознает ценность Земли, только закрепившись на другой планете.
Ивонн Кэйгл подчеркивает, что это путь самопознания: «Единственный способ узнать себя — это отправиться на поиски себя». Хотя терраформирование (превращение Марса в подобие Земли) пока остается в области научной фантастики из-за отсутствия магнитного поля, первый шаг к становлению «марсианами» уже сделан.
