Люди и роботы на пути к звездам

Вечером позапрошлого вторника (в Москве уже начиналась среда) стали известны результаты промежуточных выборов в конгресс США. Как это часто бывает, выборы принесли успех той партии, которая в настоящий момент находится в оппозиции и не контролирует Белый дом. Правда, победа республиканцев в этом году оказалась значительно более весомой, чем кто-либо мог ожидать — такого количества мест в сенате у них не было с 1994 года.

На среду же был запланирован старт американского корабля многократного использования «Дискавери» (Discovery): ему надлежало отправиться в свой последний полет к МКС с шестью астронавтами на борту. Но старт не состоялся ни в среду, ни в четверг, ни даже в пятницу. Сначала говорили о плохих погодных условиях, а к субботе обнаружилась утечка в топливной системе и полет отложили уже кардинально, до 30 ноября. Может быть, оно и к лучшему, что непогода так долго мешала взлету шаттла-ветерана: ведь недаром смесь водорода с кислородом называют гремучим газом — мало ли к каким бедам могла привести утечка водорода, вовремя, очевидно, не замеченная.

Между двумя этими событиями — чувствительным политическим поражением правящей партии и отложенным пуском — на первый взгляд, нет никакой связи. Но если приглядеться, такую связь обнаружить совсем нетрудно. Интерес администрации Обамы (Barack Obama) к космическим исследованиям оказался не менее высоким, чем при его предшественнике. Только практические шаги делались в ином направлении.

Смена для шаттла

Приход к власти демократов в 2008 году означал, кроме всего прочего, значительные изменения в материальных обстоятельствах существования научных организаций страны. И дело не только в том, что государство стало больше тратить на фундаментальные исследования, — изменилась также структура государственных инвестиций. В общей сложности объем финансирования вырос на 12,3% (с $57,8 млрд до $65,9 млрд), но распределение этой добавки оказалось в высшей степени неравномерным. Если бы демократы продолжали тратить деньги на науку так же, как республиканцы, то меньше всего это отразилось бы на фармацевтах — их добавка в $2,9 млрд составила бы всего 9%, а больше всего на тех, кто следит за состоянием атмосферы и океана — теперь у них на 34% больше, чем было раньше.

Но в некоторых случаях финансирование фундаментальных исследований осталось, формально говоря, на прежнем уровне. Однако изменение структуры вызвало определенные внутренние преобразования. Так случилось, например, с космическими исследованиями: хотя по проекту бюджета на 2011 год NASA должно получить примерно столько же, сколько у него было в 2010-м (запланировано увеличение всего на 1,5%), есть программы, которые по настоянию нового президента должны быть сняты с «государственного довольствия» полностью. Обама сделал свои предложения в феврале; в июле, после довольно горячих баталий между сенатом и палатой представителей, конгресс их поддержал, но проекту бюджета еще только предстоит стать законом. И как повернется дело дальше, можно только гадать.

Программа «Созвездие» (Constellation program) появилась на свет благодаря предшественнику Обамы, Джорджу Бушу-младшему (George W. Bush). 14 января 2004 года, всего за две недели до первой годовщины гибели первого американского шаттла «Колумбия», Буш выступал в штаб-квартире NASA и заговорил о необходимости возвращения человека на Луну. По его представлениям, высадка первого человекоподобного робота должна была состояться не позже 2008 года, возвращение человека на Луну — не позже 2018-го; без каких-либо конкретных дат, но все же весьма определенно говорилось о пилотируемом полете на Марс, и уже совсем расплывчато Буш выразился по поводу других планет Солнечной системы — ясно было только, что и к ним лететь тоже надо.

Тут же стало ясно, что эра космических кораблей многоразового использования, принесших с собой слово «шаттл» в русский язык, подходит к концу. Они неплохо показали свою работоспособность за эти годы, однако уже сейчас, в период работы с МКС, им стало явно не хватать грузоподъемности. Без российских «Прогрессов» станция не смогла бы существовать. И программа «Созвездие» стала в известной степени возвращением к старой идеологии «Аполлонов», с той только разницей, что для возвращаемых аппаратов с космонавтами (капсул) и грузовых кораблей предполагалось использовать разные носители. Еще до выступления Буша такие носители разрабатывались — «Арес-1» и «Арес-5». Они и стали прототипами для всей программы, хотя их предполагалось дополнить несколькими модулями: космическим кораблем «Орион», в котором четыре астронавта могли бы долететь до Луны, лунным посадочным модулем «Альтаир» и околоземной стартовой ступенью (Earth departure stage), доставляемой на околоземную орбиту «Аресом-5», чтобы там экипаж, прибывший на «Аресе-1», мог занять свои места в «Орионе».

1 февраля этого года Обама сказал, что у NASA нет бюджета на то, чтобы довести до конца разработку в необходимые сроки. Он отметил также, что практически все работы значительно отстают от графика и обходятся бюджету значительно дороже. А в апреле уточнил, что хотя денег на «Созвездие» больше государство не даст, оно даст $6 млрд на некоторое продление жизни шаттлов, на которых астронавты смогут добираться до МКС даже после заранее объявленного времени смерти этих средств доставки. У президентского решения не финансировать больше «Созвездие» немедленно образовалось немало противников. В том числе и первый человек на Луне — Нил Армстронг (Neil Armstrong). Благодаря только что прошедшим выборам, появились и новые сторонники «Созвездия» в палате представителей. Это может означать, что вопрос о финансировании NASA в будущем году может быть пересмотрен.

«Созвездие» на аутсорсинге

Главное достоинство американской программы не в замене технологически изживших себя космических челноков более совершенными пилотируемыми аппаратами, а в том, что множество разнообразных задач космонавтики выстроились в единую иерархическую систему: суборбитальные полеты, доставка астронавтов на орбиту, пилотируемые полеты на Луну, пилотируемые полеты на Марс.

Оставляя в стороне детали, можно сказать, что по этой идеологии экспедиция на Луну готовится не столько на Земле, сколько на орбитальной космической станции: туда постепенно доставляется топливо — небольшими порциями, там будет снаряжаться корабль, который достигнет окололунной орбиты, и туда вернется экспедиция, выполнив свою задачу. Аналогично и полет на Марс со временем должен начинаться не на Земле, и даже не на околоземной орбите, а на Луне.

Создание этих промежуточных остановок нужно не столько для достижения какой-то конкретной сиюминутной задачи — попадания на Луну или Марс — сколько для выработки определенной глобальной технологии, смысл которой в уходе от нового, неумолимо надвигающегося кризиса. В настоящее время мало у кого остались иллюзии по поводу совсем недавно популярной идеи устойчивого развития.

Строго говоря, термин «устойчивый» в данном случае — не совсем удачный перевод английского sustainable, «самоподдерживающийся», «обоснованный». Эта модель предполагала, что немного искусственно притормаживая где-то рост населения, где-то экономическое развитие, где-то разработку природных ресурсов, можно будет добиться одновременно и равномерного улучшения качества жизни (при котором ликвидация бедности не связана с экспроприацией богатых), и сбалансированного изменения численности народов, и восстановления исчерпанных природных источников.

Сейчас более или менее уже ясно, что дальнейшее существование человечества в замкнутом пространстве нашей планеты с неизбежностью приведет к тому, что отъем личного имущества (не обязательно у по-настоящему богатых людей) примет массовый характер, войны за сырьевые источники станут со временем все более жестокими, а население придется сокращать все менее гуманными способами. Каждая из перечисленных мер, а уж тем более их совокупность немыслимы без роста социальной напряженности до такого уровня, когда достижение поставленных целей становится невозможно. Открытие внеземных источников человеческого существования если не решит эту проблему, то по крайней мере надолго отодвинет срочность ее решения.

Программа «Созвездие», недвусмысленно нацеливаясь на эту задачу и обладая многими признаками фундаментального исследования, обладает совершенно очевидными признаками будущей самоокупаемости, что, вообще говоря, для фундаментальных исследований совсем не типично. Развитая инфраструктура поддержки суборбитальных полетов словно специально предназначена для космического туризма. И в простейшем варианте для него уже все готово!

Принцип прост. Ракета выходит на круговую околоземную орбиту, едва только набирает первую космическую скорость. Высота орбиты была бы малозначимым фактором, если бы не было атмосферы, Но из-за трения о воздух ракета, движущаяся со скоростью 8 км/с на высоте в один километр, немедленно сгорит. Поэтому ее приходится уводить туда, где плотность воздуха как минимум на два порядка меньше. Правда, туристический полет вовсе не обязательно должен быть столь же продолжителен, как работа экспедиции на МКС, соответственно возникает широкое поле для компромиссов: если скорость ракеты будет не так велика, то и поднимать ее можно будет не так высоко. А если, выключив в определенный момент двигатель, дать возможность ракете свободно падать, то она станет двигаться по эллиптической траектории.

Конечно, рано или поздно начнется сближение с поверхностью Земли и снова возникнет реальная угроза сгореть. Однако до того на протяжении нескольких часов можно в полной мере наслаждаться прелестями настоящего космического полета. Хотите испытать состояние невесомости, поесть клубничный кисель из тюбика, повисеть вниз головой над Тихим океаном? Сколько угодно! Платите $10 млн (уже в ближайшей перспективе эта сумма должна упасть до $250 тыс.) и получайте свой пакет удовольствий!

Потраченные деньги пойдут в дело. На них будет строиться станция на Луне. Со временем и туда полетят космические туристы. Стоить это будет, разумеется, дороже, но эти деньги уже позволят подумать и о Марсе.

Таким образом, решение Обамы имело определенный финансовый смысл и вовсе не предполагало однозначного «закрытия» программы, как о нем поторопились сообщить некоторые СМИ. Однако разубеждать их до поры до времени не стали.

И только в конце октября в прессу просочились сообщения об открытии в Хантсвилле, штат Алабама, нового офиса компании Space Exploration Technologies Corp., больше известного просто как Space X. Его основатель мультимиллионер Элон Маск (Elon Musk) вложил едва ли не все свои активы в создание новых носителей, способных доставлять астронавтов на МКС.

Этим летом компания успешно испытала свою ракету Falcon-9 и возвращаемый аппарат Dragon, а совместные испытания ракеты и капсулы намечены на 18 ноября. Если все пройдет хорошо, то некоторые перспективы с дальнейшими полетами астронавтов к МКС определятся еще до того, как в последний путь слетает «Дискавери».

Новость просочилась исключительно благодаря тому, что Хантсвилл — город не простой. Здесь расположен Исследовательский парк Кьюммингс (Cummings Research Park), где объединенными усилиями таких гигантов, как Боинг и Локхид, создавались ракеты «Арес». Поэтому Хантсвилл пострадал от весеннего решения Обамы значительно больше прочих американских городов. Как минимум 900 инженеров, специализирующихся на изготовлении аэрокосмической техники, стали после этого безработными и создали свою ассоциацию. Именно они в своих изданиях дали знать о новых инициативах Маска.

И тогда уже Кирстин Брост (Kirstin Brost), руководителю пресс-службы SpaceX, пришлось отвечать на неприятные вопросы газетчиков, и она пояснила, что открывшееся предприятие совсем маленькое — всего несколько сотрудников, и оснований для официального пресс-релиза у компании не было. Осадок тем не менее остался: подозрения, что определенные характеристики «постшаттловской» эпохи в развитии американской космонавтики окутаны коммерческой тайной, кажутся теперь вполне обоснованными.

Первые роботы на Луне

Снятие «Созвездия» с государственного довольствия породило еще одно важное следствие. Кроме людей и обычных в таких путешествиях животных, на МКС отправится первый в истории механический путешественник, уже получивший прозвище «Робонавт-2» (R2).

Судя по последним публикациям в американской прессе, уже появилась определенная мифология, связанная с этим роботом. В частности, якобы мысль о его создании родилась едва ли не одновременно с решением закрыть программу «Созвездие». Не самую маленькую роль сыграли сугубо финансовые соображения: полет к Луне должен обойтись бюджету в $150 млрд, а робота можно отослать всего за $200 млн (ну, плюс еще $250 млн за ракету) — понятное дело, ему ни дышать не надо, ни домой возвращаться.

Однако достаточно взглянуть на даты: R2 создавался GM в сотрудничестве с NASA, соглашение о таком сотрудничестве подписано еще в 2007 году, то есть за год до избрания Обамы. О высадке робота на Луне говорил Буш в 2004-м. Да и в общем-то как бы ни хорош был робот сам по себе, его полет на Луну может рассматриваться только как дополнительный подготовительный этап перед полетом туда людей.

Д. Баюк

Источник