В новом выпуске программы Event Horizon научно-популярный ведущий Джон Майкл Годье и известный астроном Фрейзер Кейн обсудили текущее состояние и перспективы космических программ, уделив особое внимание миссии Artemis и ракете SLS. Собеседники проанализировали технологические вызовы, стоящие перед проектами новых пилотируемых полетов на Луну и Марс, а также оценили влияние частного сектора на развитие космонавтики. Главной темой беседы стало возвращение человечества на Луну не просто ради фиксации достижений, а для долгосрочного присутствия.
🚀 Миссия Artemis: триумф и скрытые сомнения 1:17
Запуск миссии Artemis 1 стал одним из главных космических событий года. По словам Фрейзера Кейна, он испытывал сильное волнение во время старта, так как на каждом этапе — от отрыва от башни до прохождения точки максимального динамического сопротивления (Max Q) — существовал риск катастрофы. Тем не менее, пусковая система доказала свою работоспособность.
Ракета SLS в текущей конфигурации Block 1A обладает колоссальной мощностью. Как отмечает Фрейзер Кейн, будущая модификация Block 1B станет самой мощной ракетой в истории. При этом Кейн напоминает важный исторический нюанс:
- Космический шаттл (Space Shuttle) обладал большей общей тягой стартовой системы, чем базовая SLS.
- Однако шаттлу приходилось выводить на орбиту тяжелый многоразовый корабль (Orbiter), жертвуя полезной нагрузкой.
- SLS изначально спроектирована под запуск чистой массы и капсул, что открывает возможности для миссий, недоступных шаттлам.
Фрейзер Кейн делится мнением, что практически любая крутая идея современной космонавтики — будь то корабли с магнитным полем или полеты к Венере — уже была подробно описана в технических документах NASA 1960-х годов. В качестве примера более свежих идей ведущий Джон Майкл Годье упомянул концепцию искусственной магнитосферы для Марса, предложенную бывшим главным ученым NASA Джимом Грином.
🌌 Мегаракеты в глубоком космосе: SLS против Starship 6:12
Хотя ракета Falcon Heavy от SpaceX невероятно мощная, она, по мнению Кейна, не идет ни в какое сравнение с возможностями Space Launch System (SLS) даже в ее нынешнем виде. Изначально NASA планировало использовать SLS для амбициозных научных миссий, включая запуск аппарата Europa Clipper на модификации SLS 1B.
Кроме того, Фрейзер Кейн напомнил о теоретической возможности реализации Project Lira:
- Использование SLS позволило бы догнать межзвездный объект 'Oumuamua.
- Проект предусматривает отправку посадочного модуля для прямого анализа объекта.
- Основная сложность заключается в том, что ракете потребуется около 30 лет только на то, чтобы нагнать объект.
Тем не менее, оба участника беседы сходятся во мнении, что ни SLS, ни Falcon Heavy не сравнятся по мощности с системой Starship от SpaceX, когда она будет полностью введена в эксплуатацию. По оценке Кейна, проект Джеффа Безоса New Glenn пытается «догнать вчерашний день», поскольку предусматривает многоразовость только первой ступени. В то же время SpaceX стремится к полной многоразовости обеих ступеней, а китайские компании сейчас активно разрабатывают собственные аналогичные технологии.
🔩 Инженерный сдвиг SpaceX: почему Starship сделан из стали 9:07
Переход SpaceX к использованию нержавеющей стали вместо композитных материалов стал ключевым решением для архитектуры Starship. По словам Фрейзера Кейна, математические расчеты показывают, что концепция полностью многоразовой двухступенчатой системы работает тем лучше, чем тяжелее сам корабль. Кейн считает, что Starship в его текущем 9-метровом диаметре — это минимально возможный размер для успешной реализации такой схемы, а вариант с 18-метровым обтекателем работал бы еще эффективнее.
Исторический опыт создания многоразовых систем показывает следующие факты:
- В 1990-х годах компания Lockheed Martin разрабатывала проект одноступенчатого космоплана X-33 (Venture Star) для NASA.
- Инженеры пытались использовать легкие композитные материалы и углеволокно.
- Проект был закрыт, так как создать достаточно легкий и прочный топливный бак из композитов так и не удалось.
SpaceX изначально шла по тому же пути, но затем Илон Маск предложил использовать сталь. Фрейзер Кейн выделяет ключевые преимущества нержавеющей стали:
- Высокая долговечность и устойчивость к температурам, что снижает требования к теплозащите.
- Возможность производить сборку прямо на открытом воздухе.
- Высокие технологические допуски и огромный накопленный опыт работы с материалом в промышленности.
🇨🇳 Луна как научный форпост: международные амбиции и фактор Китая 11:49
Программа Artemis является международным проектом, объединяющим усилия NASA, ESA, CSA и JAXA. Канада, например, традиционно отвечает за робототехнику, включая манипуляторы серии Canadarm.
Фрейзер Кейн категорически не согласен с тезисом о том, что возвращение на Луну — это консервативный шаг. По его мнению, Луна — это самое логичное место для экспансии, и речь идет не просто об «оставлении следов», а о постоянном присутствии, аналогичном научной базе на Южном полюсе в Антарктиде или МКС. Кейн уверен, что если NASA откажется от этих планов, то уже к началу 2030-х годов на Луне появится постоянно обитаемая исследовательская станция Китая.
Собеседники отмечают, что китайская космическая программа служит отличным драйвером для Конгресса США в вопросах финансирования NASA. При этом Фрейзер Кейн подчеркивает, что Луна лишена прямого военного значения:
- Запуск межконтинентальной ракеты с Земли происходит быстрее и проще, чем отправка оружия с Луны.
- Освоение Луны — это в первую очередь демонстрация технологической мощи государства, его инвестиций в науку, технологии и инженерию.
Китай сегодня демонстрирует эти возможности, активно инвестируя в фундаментальную науку. В стране уже функционирует самый большой в мире сферический радиотелескоп с заполненной апертурой (FAST), строится крупнейший полноповоротный радиотелескоп, а также проектируются собственные космические обсерватории и детекторы гравитационных волн.
🏗️ Ожидание полета Starship и инженерный скептицизм 16:11
Сроки первого орбитального полета Starship неоднократно переносились, что, по замечанию участников дискуссии, типично для графиков Илона Маска. На момент записи интервью команда SpaceX планировала провести 20-секундное огневое испытание с полной заправкой кислородных баков, после чего должен был состояться орбитальный пуск. Фрейзер Кейн спрогнозировал, что реальный запуск состоится в марте 2023 года.
План миссии предполагает, что и ускоритель Super Heavy, и сам Starship на первых этапах будут совершать посадку в океан. Лишь затем компания перейдет к использованию системы Mechazilla — гигантской башни, которая должна ловить возвращающиеся ступени. У Кейна как у инженера вызывает удивление выбранная стратегия тестирования:
- Starship лишен посадочных опор ради снижения веса, поэтому его сохранность полностью зависит от Mechazilla.
- Авария при посадке способна мгновенно уничтожить дорогостоящую пусковую инфраструктуру.
- Вместо изоляции и последовательного тестирования переменных, SpaceX пытается проверить все сложнейшие компоненты одновременно во время одного орбитального полета.
Джон Майкл Годье в шутку добавил, что финансовое давление на компанию возросло из-за дорогостоящей покупки Маском платформы Twitter, которая отвлекает миллиардера от космических задач.
🔭 От телескопа Gaia до революции обсерватории им. Веры Рубин 21:13
Обсуждая долгосрочные научные проекты, собеседники отметили, как меняется восприятие космоса у аудитории. По наблюдениям Кейна, зрители часто приходят с идеями из научной фантастики (черные дыры, кротовые норы), но со временем начинают ценить постепенный, прагматичный прогресс реальной науки.
Особое место в современной астрономии занимают широкоугольные обзоры неба. Годье выделил строящуюся Обсерваторию им. Веры Рубин (проект телескопа LSST), которая совершит прорыв в обнаружении объектов пояса Койпера и межзвездных визитеров.
Масштаб будущей революции Фрейзер Кейн проиллюстрировал цифрами:
- За последние 30 лет человечество общими усилиями обнаружило и каталогизировало около 1700 сверхновых типа Ia.
- Обсерватория им. Веры Рубин благодаря своим мощностям сможет обнаружить около миллиона таких сверхновых.
Аналогичным триумфом Кейн считает работу космического телескопа Gaia. Именно благодаря данным точнейшего картирования Млечного Пути, полученным с Gaia, астрономы смогли открыть ближайшую к Земле черную дыру, самую легкую нейтронную звезду и точно определить форму нашей Галактики.
💎 Год открытий JWST и упрощение будущих миссий 24:40
Главным космическим триумфом года Фрейзер Кейн однозначно назвал космический телескоп «Джеймс Уэбб» (JWST). Аппарат продемонстрировал безупречное развертывание в космосе, преодолев сотни потенциальных точек отказа. Сейчас ученые имеют один год эксклюзивного (проприетарного) права на анализ собранных ими данных до их открытой публикации.
Среди первых значимых научных результатов JWST Кейн выделил:
- Детальный анализ атмосферы экзопланеты, где были обнаружены диоксид серы, вода, углекислый газ, угарный газ, натрий и калий.
- Картирование внутрикластерного света (света звезд, оторванных от своих галактик), что позволило составить новую карту распределения темной материи.
При этом история создания JWST заставила NASA пересмотреть подход к проектированию. Изначально проект Next Generation Space Telescope (будущий JWST), запущенный в 1998 году, оценивался в 1 миллиард долларов с запуском в 2010 году. В итоге бюджет вырос до 10 миллиардов долларов, главным образом из-за экстремально сложного и дорогого процесса снижения веса конструкции.
По этой причине проект перспективного супер-телескопа LUVOIR (диаметром от 12 до 20 метров) был урезан. Новый преемник «Хаббла» будет иметь диаметр около 6,2–6,5 метров (как у JWST), но сфокусируется на ультрафиолетовом, видимом и ближнем инфракрасном диапазонах. Кейн полагает, что если Starship подтвердит свои характеристики, ограничения по весу исчезнут, и ученые смогут запускать простые, но тяжелые 10–20-тонные зеркала без сложнейших систем складывания.
💼 Частный космос и критика государственной стратегии 31:19
Развитие частных инициатив вроде проекта Life Finder для поиска фосфина на Венере (финансируемого Rocket Lab и частными донорами) порождает вопросы о жизнеспособности краудфандинга в большой науке. Однако Фрейзер Кейн считает, что фундаментальная наука останется прерогативой государств и университетов, так как у таких проектов, как поиск первых сигналов Вселенной, нет коммерческой окупаемости (ROI).
Бизнес-модель отлично работает в сфере обеспечения доступа к космосу, что доказывает опыт программы коммерческих полетов NASA с привлечением SpaceX и Boeing. Кейн убежден, что NASA должно полностью уйти из сферы самостоятельного создания ракет-носителей:
- Государство должно сосредоточиться на высокорискованных технологиях, где коммерческие риски слишком велики.
- Задача NASA — разрабатывать инновационные двигатели (ядерные, ионные) и новые материалы, создавать прототипы и передавать их бизнесу.
С этой точки зрения Кейн критикует проект Artemis, называя SLS «ракетой, опоздавшей на 25 лет», которую следовало строить в 1990-х годах. Программа SLS продолжает существовать как масштабная государственная социальная программа («jobs program»), поддерживаемая колоссальным политическим давлением, поскольку рабочие места распределены по всем штатам США. По оценке Кейна, вместо SLS стоимостью 4 миллиарда долларов за пуск можно было запустить капсулу Orion на ракете Falcon Heavy с верхней ступенью от ULA всего за 1 миллиард долларов, практически без затрат на разработку.
🛫 Перспективы Vulcan Centaur и утопия субординальных перелетов 37:30
Альтернативой на рынке тяжелых пусков должен стать Vulcan Centaur от ULA, оснащенный двигателями BE-4 от Blue Origin. Компания планирует возвращать только самую дорогую часть — двигатели — с помощью парашютов или надувного тормозного щита (технология SMART). Исполнительный директор ULA Тори Бруно в беседах со спикерами аргументировал жизнеспособность частично многоразовой ракеты высочайшей точностью выведения и экономией топлива. Кейн относится к этому скептически, указывая, что если Starship снизит стоимость пуска в 10 раз при десятикратном росте массы, концепция ULA потеряет смысл.
Идею Илона Маска о пассажирских перелетах на Starship между континентами (например, из США в Австралию за 30 минут) Фрейзер Кейн называет «безумием». По его мнению, такая транспортировка не имеет перспектив:
- Пассажирам придется проходить длительную подготовку и испытывать тяжелейшие перегрузки во время маневра «belly flop» (торможение брюхом) и резкого разворота перед посадкой.
- Большинство людей просто не выдержат этого физически.
- Стоимость билета никогда не сравняется с обычным самолетом, а экономия времени нивелируется сложной логистикой до космодрома на Земле.
Единственное применение такой схемы Джон Майкл Годье видит в срочной доставке военных или гуманитарных грузов. Для туризма же Кейн считает гораздо более перспективной и комфортной концепцию компании Space Perspective, предлагающей многочасовые стратосферные полеты на герметичных воздушных шарах с панорамными окнами и баром.
В завершение беседы Кейн отметил, что полноценная колонизация космоса и строительство цилиндров О’Нила станут реальностью не через 30 лет, а скорее через 300, когда космическая инфраструктура и автоматизированное 3D-строительство станут тривиальными технологиями. Собеседники пошутили, что если они когда-нибудь построят такой космический цилиндр вместе со своими подписчиками, то назовут его «Космическая Аризона» со столицей «Космический Финикс».
