Космический корабль Starship, который вот-вот должна отправить в космос компания Илона Маска Space X, самый большой из всех, доселе построенных на Земле. Армада таких кораблей должна, по замыслу Маска, отправиться завоёвывать Марс. Однако на самом деле, этот корабль — ключ, отпирающий человечеству дверь ко всей Солнечной системе.
Если всё пойдёт по плану, то уже в январе Space X запустит в небо самую большую ракету в истории человечества. 120-метровый космический корабль должен доставить астронавтов NASA на Луну. У Илона Маска при этом гораздо более грандиозные планы: он собирается использовать своё детище, чтобы основать человеческую колонию на Марсе.
О возможностях, которые открывает Starship для пилотируемого космоплавания, писалось уже много. Однако эта ракета в состоянии обогатить нас знаниями обо всех планетах Солнечной системы и обо всех их лунах. «Starship может совершенно изменить способы, которыми мы исследуем нашу систему, — считает Эли Бремсон, планетолог из университета Пурдью (Индиана). — Планетология как наука переживёт настоящий рывок».
Именно поэтому столь важны первые полёты колосса: если они будут успешными — учёные уже сейчас готовят планы отправки миссий на Нептун и его самый большой спутник — то есть на границу Солнечной системы, к самому порогу внешнего космоса, а также прикидывают способы доставки множества образцов с Луны и Марса — то, что до сих пор было невозможно по техническим причинам. Одновременно разрабатываются способы защиты Земли от столкновения с астероидами, основанные на качественно новых объёмах полезного груза, которые можно будет отправлять в космос.
Starship + ракета-носитель = ?
Starship, чья постройка завершается в Техасе на площадке со скромным названием Starbase, состоит из двух частей: огромного космического корабля и мощной ракеты-носителя, так называемого Super Heavy. Обе части могут совершать посадку на Землю, так что их можно будет использовать вновь и вновь, что существенно снижает стоимость запусков. Эта система будет в состоянии доставлять в космос 100 метрических тонн груза, включая астронавтов, причём делать это регулярно и дёшево. Объём полезного пространства корабля составляет немыслимые до сих пор 1000 кубометров. Достаточно, чтобы складировать в нём, к примеру, Эйфелеву башню, разобранную на части.
Фантазия учёных по всему миру уже заработала с полной отдачей: что бы такое можно запустить к планетам-соседкам? Некоторые настолько воодушевились, что стали изъясняться междометиями: «Starship — это просто вау!» — заявил, к примеру, в интервью Джеймс Хэд, планетолог из университета Брауна (Род-Айленд).
В середине ноября 2021 года Илон Маск во время своего открытого виртуального семинара говорил о научном потенциале этого проекта: «Крайне важно, чтобы мы постарались как можно скорее стать многопланетной цивилизацией. На этом пути мы узнаем о природе Вселенной множество нового, непредставимого сегодня». Новый космический корабль мог бы брать в полёты огромное количество научных приборов, — считает Маск, — гораздо больше, чем это возможно на сегодняшний день. Он утверждает: «Мы сможем узнать много нового, используя, скажем, большие машины взамен тех маленьких моделей, которые грузоподъёмность нынешних кораблей позволяет брать с собой в космос. Скажем, мы можем привезти 100-тонный объект на поверхность Европы (спутник Юпитера — прим. ред.)».
Центральным моментом для большинства этих идей является тот факт, что Starship — не только самый большой на сегодняшний день космический корабль в мире, он ещё и дешёвый в использовании. В то время как крупнейшие космические агентства вроде NASA и ESA вынуждены скупо подбирать варианты для своих миссий, так как их стоимость выражается как минимум в десятках или сотнях миллионов долларов, «бюджетность» Starship открывает двери для многих, невозможных до сих пор по причине дороговизны проектов. «Низкие цены на доступ в космос обладают потенциалом изменить правила игры для целых отраслей научных исследований», — считает Эндрю Вестфаль, профессор физики Калифорнийского университета (Беркли). Стоимость одного старта может составлять каких-то два миллиона долларов: на сегодняшний день столько стоит не самая дорогая вилла где-нибудь на Майорке. «Можно представить себе миссии, финансируемые средними предприятиями или консорциумами заинтересованных граждан, которые соберут деньги, чтобы провести в космосе свои исследования», — предполагает учёный.
Космические полёты эконом-класса
Кроме того, у Starship есть и ещё одно решающее преимущество перед другими тяжёлыми ракетами, которые сейчас разрабатываются в ряде стран вроде Space Launch Systen (SLS) (собственный проект NASA), или ракеты New Glenn компании Blue Origin. Верхняя половина ракеты сконструирована таким образом, что её можно заправлять с помощью других ракет прямо на орбите, так что большая часть тяги может быть использована для полезного груза вместо топлива. Чтобы доставить людей на Луну, к примеру, потребуются восемь отдельных стартов: семь заправщиков и, собственно, лунный корабль.
Учёные уже сейчас мечтают о возможностях, которые может раскрыть перед ними Starship. В начале 2021 года Дженнифер Хельдманн, астрофизик из исследовательского центра Ames, принадлежащего NASA, опубликовала статью, в которой исследовала некоторые научные идеи, которые можно было бы осуществить с помощью нового корабля на Луне и Марсе. Большое преимущество заключается в том, что Starship в состоянии доставлять оборудование с Земли в полном объёме, то есть его не нужно будет уменьшать, облегчать, теряя при этом на эффективности и точности, как это пришлось делать, скажем, во время миссий лунного проекта «Аполлон». «К примеру, можно взять с собой буровую установку», — полагает Хельдманн. «С её помощью можно бурить грунт на глубину в целый километр, как мы это делаем на Земле. Это дало бы нам неслыханный доселе доступ к внутренней структуре Луны и Марса, где, предположительно, находятся залежи льда и множества полезных ископаемых. Раньше сама мысль о подобном была наивной и сумасшедшей, сегодня, с помощью Starship, её можно осуществить, причём в трюмах корабля останется много места ещё для чего-нибудь».
Так как Starship в состоянии возвращаться на Землю, то, теоретически, он также может привозить большие объёмы материалов. Одно только количество образцов, собранных на Луне и Марсе, заставляет сердца учёных учащённо биться: это может пролить свет на такое количество научных загадок, что всё космическое направление переживёт настоящую революцию. Можно досконально изучить вулканическую историю Луны, разобраться в астробиологии Марса, возможно, найти там жизнь. Starship в состоянии осуществлять полноценные экспедиции к другим планетам: либо с Земли, либо с площадок на Луне и Марсе. Фантастическое будущее, которое Илон Маск полагает вполне реальным.
Вперёд, на Нептун!
Ещё один проект, разработанный международной группой учёных под названием Conex (Conceptual Exploration Research), носит имя Arcanum. Эти исследователи хотели бы использовать грузоподъёмность Starship для исследований Нептуна и его крупнейшего спутника — Тритона. До сих пор Нептун удостоился одного-единственного посещения, а именно — в 1989 году к нему приблизился космический зонд NASA Voyager 2. По сути, о Нептуне, кроме самого факта его существования, мало что известно. «Никто сейчас даже представить себе не может, что Starship в состоянии сделать реальностью», — считает Джеймс Мак-Кевитт, исследователь из университета Вены и руководитель группы Conex. По его словам, проект Arcanum — лишь грубая прикидка открывающихся возможностей.
Со своей массой около 21 тонны новый космический корабль вчетверо тяжелее самого большого до сих пор зонда, запущенного в глубины космоса, а именно, совместной миссии NASA и ESA «Кассини-Гюйгенс», которая с 2004 по 2017 годы исследовала Сатурн. В данный момент ни одна из существующих ракет не в состоянии обеспечить старт подобного корабля, но Starship — может. Миссия Arcanum должна состоять из многочисленных компонентов, например, из орбитального исследовательского комплекса, посадочного модуля для исследования Тритона, а также буровой установки Penetrator, которая должна проникнуть под поверхность спутника и провести сейсмический эксперимент для изучения геологической структуры Тритона. Кроме того, миссия могла бы захватить с собой телескоп, который был бы выведен на орбиту Нептуна, чтобы исследовать внешние пределы Солнечной системы, а также заняться поиском пригодных для обитания планет на орбитах других звёзд.
Другие идеи звучат, откровенно говоря, несколько спекулятивно. Скажем, Филип Лубин, физик из университета Калифорнии в Санта-Барбаре, подсчитал, что ракета типа Starship может быть использована, чтобы предотвратить столкновение Земли с астероидом. Подобная миссия может захватить на борт достаточно взрывчатки, чтобы разнести вдребезги астероид размером в 10 километров, подобный тому, который послужил причиной исчезновения динозавров. Фрагменты бы безопасно сгорели в земной атмосфере.
Привет соседям!
Корабль, подобный Starship, в состоянии также обеспечить лучшие возможности для запуска гигантских космических телескопов, чтобы наблюдать Вселенную. В данный момент приборы, подобные только что выведенному на орбиту «Джеймсу Веббу», являются продуктом совместной деятельности NASA и ESA. Для каждого из этих космических агентств по отдельности они были бы слишком дороги, да и процесс их орбитального монтажа слишком сложен, слишком подвержен случайностям. Специалисты NASA уже сейчас заговорили о том, что с помощью Starship они хотели бы поднять в небо ещё один супертелескоп — LUVOIR, предназначенный для поиска землеподобных планет у других звёзд. А Илон Маск заявил, что Space X уже работает над интересным проектом, который должен вывести в космос большой телескоп с оптикой, используемой в похожих конструкциях на поверхности Земли. До сих пор подобное считалось невозможным.
Иные исследователи мечтают подготовить на базе Starship первую межзвёздную экспедицию. Так, Рене Хеллер из института исследований Солнечной системы Макса Планка (ФРГ) вместе со своими коллегами утверждает, что Starship можно использовать для отработки технологий создания межзвёздного корабля, способного преодолеть несколько световых лет до ближайших звёздных систем. Его можно оснастить специальным двигателем и отправить по направлению к Марсу, а по пути развернуть космический парус и бомбардировать его лазерным излучением, чтобы создать «ветер». Такой корабль в состоянии, по подсчётам группы Хеллера, развить неслыханную до сих пор скорость и подобный эксперимент, возможный лишь вне земной орбиты, теперь можно осуществить на практике. «Если бы Space X оказалась столь любезна захватить один из наших парусов на борт и выпустить его на половине пути к Марсу, мы могли бы отслеживать его ускорение и его маршрут несколько дней подряд, до самой орбиты Юпитера», — считает Хеллер.
Другие учёные хотели бы использовать Starship, чтобы отправить зонд на орбиту спутника Юпитера Ио, задача, невозможная до сих пор из-за отсутствия механических средств. «Главная задача состоит в том, чтобы добраться до орбиты и не попасть под влияние мощного излучения Юпитера, — поясняет Альфред Мак-Ивен, планетарный геолог из университета Аризоны, — но ресурсы Starship могут помочь делу. Можно обеспечить зонд достаточным количеством топлива и хорошей лучевой защитой».
Сам Илон Маск дал понять, что в 2022 году Space X планирует совершить около дюжины тестовых запусков, причём в их числе полёты на Луну и к Марсу. «Как только этот корабль начнёт летать, космические исследования совершат настоящий рывок вперёд, — надеется Маргарита Маринова, руководитель инженерной группы разработчиков миссии на Марс компании Space X. — Очень многие люди окажутся в состоянии запускать свои приборы и исследовательские комплексы в космос». По её словам, это может быть что угодно — от самостоятельных миссий на Starship до участия в уже существующих космических программах. «Если у вас есть возможность прихватить с собой сто тонн полезного груза, вы можете набить трюм самыми невероятными штуками. Это совершенно поменяет способы наших исследований Вселенной», — утверждает Маринова.
Впрочем, есть все основания для того, чтобы не излучать столь уж необузданный оптимизм. Starship успешно совершил несколько тестовых полётов без сверхтяжёлого ускорителя, но следует подождать старта «укомплектованного» корабля, то есть корабля и ракеты-носителя вместе. В конце концов, это очень большая и очень сложная машина и в её дальнейших испытаниях и развитии могут проявиться неизвестные доселе проблемы. Сам Илон Маск и его сотрудники всю дорогу излучают искромётный оптимизм (это если вежливо выражаться) во всём, что касается их графика работы и их целей, но давайте не забывать, что, например, миссия Red Dragon — марсианская экспедиция — была запланирована на начало 2018 года. То есть налицо опоздание на 4 года. Да и «многоступенчатый» полёт с дозаправками ещё никто и никогда не предпринимал.
И тем не менее, для предвкушения есть все основания. Любая техническая система, один раз созданная, со временем становится более простой, надёжной и дешёвой, это закон техники. А Starship уже создан, уже живёт и развивается. Он в состоянии вывести человечество к звёздам, он может открыть новую эру в космических исследованиях. Или, как говорит сам Илон Маск: «Всё, что только можно себе представить, может оказаться реальным».
Борис Немировский, журнал „Neue Zeiten“ 01 (247) 2022
