Колонизация Марса по плану SpaceX

…Еще один день до отлета. Пребывание здесь казалось настолько невероятным, что она до сих пор отказывается поверить в случившееся. Все эти вещи, о которых она слышала когда-то, — здания, построенные за сотни лет до того, как нога первого человека ступила на Ганимед; животные размером с дом; океаны размером с весь ее мир; тропические пляжи; знаменитое голубое небо; гигантское солнце, настолько близкое, что может обжечь; и самое странное — никакого Юпитера, нависающего над головой. Она столько раз видела все это в фильмах, что, казалось, собирается посетить легендарное место съемки. Представить в мыслях все и сразу не получается. Остается только убедиться в том, что все прошло хорошо, и попрощаться со всеми — в следующий раз она увидит их очень нескоро…

Ганимед, 2365 год нашей эры

Марс

Так выглядит Марс

Содержание

Часть первая: история людей и космоса

Примерно шесть миллионов лет назад у одной очень важной самки высших приматов появилось двое детей. Один из них станет общим предком для всех шимпанзе. Другой положит начало роду, который однажды будет включать всю человеческую расу. И хотя потомки ее первого ребенка умерли обычными обезьянами, прошло время, и с другим потомством начали происходить странные вещи.

Мы пока не знаем, почему, но в следующие шесть миллионов лет наши давние предки начали делать то, что не делали ни одни существа на Земле до них — они проснулись. Это произошло медленно и постепенно в течение тысяч поколений, подобно тому как ваш мозг медленно приходит в себя в первые несколько секунд после пробуждения. По мере того как разум прояснялся все больше, наши предки начали смотреть вокруг и — впервые в истории — удивляться.

Пробудившись от сна длиной в 3,6 миллиарда лет, жизнь на Земле начала задавать свои первые вопросы.

Что это за большая комната, в которой мы находимся, и кто ее сюда поместил? Что это за ярко-желтый круг на потолке и куда он девается каждую ночь? Где кончается океан и что происходит, когда вы попадаете туда? Куда уходят люди, когда умирают? Наши предки обнаружили большую книгу под названием «Где мы?» и захотели научиться читать ее страницы.

По мере того как свет человеческого сознания разгорался все ярче, мы начали получать ответы, которые казались более-менее осмысленными. Возможно, мы находимся на плавающем диске, который стоит на спине огромной черепахи. Возможно, проблески света над нами в ночи намекают на то, что находится за пределами этой большой комнаты — и, возможно, туда мы попадаем после смерти. Вдруг, если мы найдем место, где твердь небесная встречает твердь земную, мы можем заглянуть за край земли и увидеть что-то интересное на другой стороне.

Фламмарион

Гравюра Фламмариона 1888 год

Примерно 10 000 лет назад изолированные племена людей начали сливаться вместе и образовывать первые города. В крупных сообществах люди получили возможность обсуждать эту загадочную книгу, которую мы обнаружили, сравнивая пометки на полях, пролегающие через племена и поколения. И по мере того, как обучение выходило на все новый уровень и наши домыслы накапливались, новые открытия выходили наружу.

Оказалось, что мир — это шар, а не диск. А значит, потолок на самом деле большая сфера, которая нас окружает. Размеры других объектов, плавающих в этой сфере вместе с нами, а также расстояния между ними, оказались куда больше, чем мы могли представить. И вот, что еще сильно огорчило: это не солнце вращается вокруг нас, это мы вращаемся вокруг солнца.

Это открытие оказалось очень неприятным и сбивающим с толку. Какого хрена мы не центр всего и вся? Что это может означать? Где мы, в конце концов? Сфера была чрезвычайно большой, и если мы не находимся в ее центре, значит мы просто на каком-то случайном шаре, по причине или без? Разве это вообще возможно?

Крошечная Земля

Крошечная Земля

Страшно.

Потом все стало еще хуже.

Оказалось, что эти проблески света на другом конце сферы — такие же солнца, как наше. И они вращаются там, как и наше солнце, а, значит, мы вообще находимся не в сфере. Не только планеты не являются центром вещей, даже наше солнце — случайный прохожий где-то там, в середине из ничего, окруженного ничем.

Крошечное Солнце

Крошечное Солнце

Страшно.

Млечный Путь

Наша галактика — Млечный Путь

Наше солнце оказалось крошечным кусочком чего-то большего. Прекрасного и огромного облака миллиарда светил. Ну хоть это стало понятно. Но пока мы этого не понимали, было только это:

Млечный Путь

«Млечный Путь» только кажется большой…

Тьма.

Чем лучше становились наши инструменты и понимание, тем дальше мы могли видеть, а чем больше становился масштаб изображения, тем больше нам это не нравилось. В процессе расшифровки страниц «Где мы?», на наш страх и риск, мы обнаруживали, что находимся в полнейшем одиночестве, живем на одиноком острове внутри одинокого острова, который находится на одиноком острове, погребенные под слоями изоляции, и не с кем даже словом переброситься.

Такова наша ситуация.

За последний 1% недолгого существования нашего вида мы стали первой жизнью на Земле, которая в курсе этой Ситуации — и с тех пор пребываем в коллективном экзистенциальном кризисе. И винить нас не в чем. Слишком быстро горизонт нашего понимания расширился до каких-то неописуемых широт. Большинство из нас справляется с этим кризисом, живя в приятном заблуждении, что мы живем в безграничных землях, теплых и цветастых. Изо всех сил пытаясь игнорировать Ситуацию.

Лучше всех нам в этом помогает ясное синее небо. Синее небо будто бы специально изобрели, чтобы помочь людям делать вид, будто Ситуации не существует; это такой причудливый фон, закрывающий нас от реального положения вещей. Но потом наступает ночь и Ситуация приподнимает свою уродливую голову, заглядывая нам в лица.

Звезды

Удивительные по своей красоте звезды

Большую часть новейшей истории мы, люди, жили в состоянии этой карусели психоза, закрываясь ладошками и подушками от Ситуации. Но за последние 60 лет эти отношения вышли на совершенно новый уровень. Во время Второй мировой войны ракетные технологии сделали скачок вперед, и впервые в истории стала осуществима новая обалденная идея: космические путешествия.

В течение тысяч лет «История людей и космоса» была историей того, как мы пялимся в небо и чему-то удивляемся. Возможность того, что люди могут покинуть этот островок Земли и устремиться в космос буквально зажгла человеческий дух приключений.

Я представляю, что похожее чувство люди испытывали в 15 веке, во время эпохи Великих географических открытий, когда мы работали над главой с картой мира в книге «Где мы?», а кругосветные путешествия ослепляли воображение людей. Если бы вы спросили ребенка в 1495 году, кем бы он хотел стать, когда вырастет, он бы наверняка ответил «мореплавателем».

Спросите ребенка в 1970 году — ответом будет «космонавтом» (астронавтом или тайконавтом, в зависимости от места жительства) — то есть исследователем Ситуации.

Вторая мировая война продвинула возможность путешествий людей в космосе, но только в конце 1957 года, когда СССР запустил первый рукотворный объект на орбиту, прекрасный «Спутник-1», космические путешествия стали определяющей задачей сильнейших мировых держав.

В то время холодная война была в полном разгаре, США и Советский Союз мерялись сами знаете чем (тем-чего-нельзя-называть) на международном уровне. С успешным запуском «Спутника» СССР прибавил несколько сантиметров, и американцы ужаснулись.

Для Советского Союза вывод спутника в космос первее США было доказательством того, что советские технологии лучше американских, а это, в свою очередь, было доказательством всему миру, что коммунизм лучше капитализма. Спустя восемь месяцев появилось NASA. Началась так называемая космическая гонка, и первостепенной задачей NASA стал вывод человека в космос, а затем и на орбиту, желательно первее Советского Союза. И снова США сели в лужу.

В 1959 году NASA запустило проект «Меркурий». Все было классно, пока в апреле 1961 года Юрий Гагарин не совершил полную орбиту вокруг Земли, став первым человеком в космосе и на орбите. И это был советский космонавт.

Пришло время для решительных мер. Советники Джона Кеннеди пришли к выводу, что СССР был слишком силен для США, чтобы состязаться в краткосрочных конкурсах — но в перспективе пилотируемых высадок на Луну когда-нибудь в будущем у США были бы неплохие шансы стать первыми. Поэтому Кеннеди сказал свое знаменитое «мы решили отправиться на луну не потому, что это легко, а потому что это трудно» и направил возмутительно огромное финансирование в адрес этой миссии (20 миллиардов долларов; по нынешним меркам это было бы 205 миллиардов долларов).

В результате появился проект «Аполлон». Задачей «Аполлона» было высадить американца на Луну — и сделать это первым. Советский Союз ответил «Союзом», собственной лунной программой, и гонка началась.

Когда первые этапы «Аполлона» начали собираться вместе, подоспел и проект «Меркурий. Спустя месяц после того, как Юрий Гагарин стал первым человеком в космосе, американский астронавт Алан Шепард стал вторым человеком в космосе, совершив небольшую дугу, которая не позволила ему завершить полную орбиту, но дала пощупать космос в верхней своей точке. Через несколько месяцев, в феврале 1962 года, Джон Гленн стал первым американцем, совершившим орбитальный облет вокруг Земли.

За следующие семь лет состоялось 22 американских и советских пилотируемых запуска в рамках игры мышцами обеих сверхдержав. К концу 1968 года яростно раскручивающие свою шарманку США подпоясались большим числом запусков (17), чем СССР (10), и вместе освоили то, что мы называем низкой околоземной орбитой (НОО).

НОО

Низкая околоземная орбита (НОО)

Но НОО никого особо не восхищала с начала 60-х годов. Обе державы поставили перед собой четкую цель захватить Луну. Программа «Аполлона» быстро двигалась вперед, и в декабре 1968 года США стали первой страной, вышедшей за пределы НОО. «Аполлон-8» дошел до орбиты Луны и десять раз ее обогнул, после чего в целости вернулся домой. Экипаж корабля, включая Джеймса Ловелла (известного больше по миссии «Аполлон-13»), установил рекорд достигнутой человеком высоты и стал первым, увидевшим Луну вблизи, а также первым, увидевшим ее темную сторону, увидевшим Землю целиком как планету и сделавшим эту культовую фотографию.

NASA

Фотография сделанная с «Аполлона-8»

По возвращении этот экипаж стал героями Америки, правда, только на восемь месяцев. Спустя три миссии «Аполлона», в июле 1969 года, «Аполлон-11» сделал американцев Нила Армстронга и Базза Олдрина первыми людьми на Луне, а Армстронг сделал это знаменитое фото распухшего Олдрина.

Олдрин

Знаметиная фотография Армстронга

На самом деле, все это сложно переоценить. С тех пор как жизнь на Земле начала свое существование 3,6 миллиарда лет назад, ни одно земное существо никогда не ступало на поверхность небесного тела, окромя Земли. И вдруг какие-то Армстронг и Олдринг прыгают на другом шарике, смотрят в небо и видят Землю вместо Луны. Шикарно же.

Проект «Аполлон» снискал оглушительный успех. Не только потому, что США наконец удалось обойти СССР, но и потому, что в рамках этой программы за следующие 3,5 года было отправлено еще 10 человек на Луну с другими пятью «Аполлонами». Это были шесть успешных поездок на Луну из семи попыток, одна из которых закончилась душещипательной и, к счастью, успешной отменой миссии «Аполлона-13» после взрыва кислородного бака.

Программа Советского Союза столкнулась с техническими проблемами, и этой державе все же не удалось высадить людей на Луну. Последняя лунная прогулка «Аполлона» состоялась в конце 1972 года. Всего за десять лет мы полностью завоевали ближний космос, и прогресс начал набирать обороты. Спросите в то время любого человека, русского или американца, что он думает о грядущих космических путешествиях, и он бы выдал вам весьма уверенные и смелые прогнозы. Сначала люди на Луне, потом база на Луне, потом на Марсе и так далее.

И он посмотрел бы на вас как на идиота, если бы вы тогда, в 1972 году, после высадки 12 людей на Луну, сказали бы, что спустя 43 года, в каком-то умопомрачительно далеком 2015 году, число людей, ступивших на Луну, останется 12. Или что после выхода за пределы НОО, которую мы использовали как парковочную стоянку перед поездкой на Луну, в 2015 году все по-прежнему будут вращаться на НОО.

Люди 1972 года обалдели бы, увидев наши смартфоны и эти наши интернеты, но они бы удивились еще больше тому, что мы совсем забросили освоение космоса.

Что ж произошло? Почему мы решили остановиться после этих крутейших десятков лет космических авантюр? Элон Маск сказал бы, что «почему мы остановились?» — это неправильный вопрос. Мы должны спросить следующее: почему мы вообще хотели отправить людей в космос, в первую очередь?

Космическое путешествие — это очень, очень, очень дорого. Национальные бюджеты, как правило, затянуты по самое не хочу. Так что даже немного удивительно, что страна может оторвать значительный кусок своего бюджета ради вдохновения молодежи и расширения наших границ понимания. Впрочем, ни одна страна не разваливает свой бюджет ради приключений, вдохновения и расширения границ — сверхдержавы в свое время делали это ради того самого «соревнования». И после определенной победы одна из сверхдержав решила из гонки выйти, а другая просто развалилась.

Бюджет NASA

Бюджет NASA с 1958 — 2012 годы

Вместо того чтобы продолжать расширять границы любой ценой, США и СССР пожали руки и начали работать как взрослые над более практичными проектами, вроде создания совместной космической станции на НОО.

С тех пор прошло сорок лет, «История людей и космоса» снова обратилась к Земле, где мы обнаружили у себя две основных причины осваивать космос. (Примечание: следующая подглава будет включать в себя обзор спутников, космических зондов и космических телескопов. Если вам это не особо нравится, можете пролистать ее до раздела о Международной космической станции).

Поддержка земной промышленности

Первая и основная причина взаимодействия людей с космосом со времен программы «Аполлон» заключается не в интересе людей к космосу. Она заключается в использовании космоса для практических целей, поддержки промышленности на Земле, по большей части в форме спутников. Основная часть современных запусков ракет в космос заключается в выведении каких-либо вещей на НОО, чтобы оттуда глазеть на Землю, а не вглядываться в великие просторы в другом направлении.

Итак, если вы не знали, зачем нам спутники, вот небольшой обзор.

Спутники

Мы нечасто об этом задумываемся, но над нами висят сотни летающих роботов, которые играют важную роль в нашей жизни на Земле. В 1957 году одинокий «Спутник» кружил вокруг Земли в гордом одиночестве, но сегодня связь, прогноз погоды, телевидение, навигация и аэрофотосъемка целиком полагаются на спутники, равно как и многие национальные военные силы и правительственные спецслужбы.

Общий рынок производства спутников, запуска их в космос и связанных с этим оборудования и услуг вырос с 60 миллиардов долларов в 2004 году до более 200 миллиардов долларов в 2015 году. Спутниковая промышленность приносит доход в 4% от общемировой телекоммуникационной отрасли, но на нее приходится более 60% прибыли космической отрасли.

Давайте посмотрим, какие роли играют спутники (статистика за 2013 год):

Спутники

Рабочие спутники по функциям (2013г.)

Из 1265 активных спутников на орбите к началу 2015 года США владеет большей их частью — 40% в общем — но более 50 стран имеют как минимум один орбитальный спутник.

Если говорить о месте пребывания этих спутников, большинство из них занимают два отдельных «слоя» космоса.

Почти две трети активных спутников находятся на НОО. НОО начинается на высоте 160 километров над Землей, это минимальная высота, на которой объект может кружить вокруг планеты, не испытывая атмосферное сопротивление. НОО вытягивается на 2000 километров вверх. Обычно самые низкие спутники располагаются на высоте 350 километров или выше.

Большая часть остальных (почти треть) спутников пребывают значительно выше, на так называемой геостационарной орбите (ГСО). Она пролегает на высоте 35 768 километров над Землей и называется геостационарной, поскольку расположенный на этой орбите объект движется со скоростью вращения Земли, а значит, его место положения в небе стационарно относительно точки на Земле. Наблюдатель с земли не увидит движения такого объекта.

Геостационарная орбита

Наглядный пример геостационарной орбиты

ГСО идеально подходит для спутников телевидения, поскольку тарелку на Земле можно направить на одну фиксированную точку.

Небольшой процент других спутников находится на геопереходной орбите (ГПО), которая находится между НОО и ГСО. Одним из примечательных жителей ГПО является система GPS, которую люди многих стран используют каждый день. Вся система GPS, которая появилась в США в 1995 году, использует 32 спутника. До 2012 года их число было 24 — шесть орбит, на каждой по четыре спутника. И даже с 24 спутниками, с каждой точки Земли можно увидеть минимум шесть спутников в конкретный момент, а обычно их число девять или больше.

Поэтому карта вашего телефона может показать ваше местоположение даже в отсутствие сотовой связи — потому что сотовая связь ей не нужна. Эта система также рассчитана с запасом: необходимо только четыре спутника одновременно, чтобы определить ваше местоположение по телефону. Спутники GPS имеют орбитальный период в 12 часов, совершая два полных оборота вокруг Земли каждый день. Расположение спутников можно также отследить с использованием Google Earth.

GPS

Визуализация работы GPS

Космический мусор

В мире спутников есть большая проблема. В дополнение к 1265 активным спутникам на орбите, есть также тысячи неактивных спутников, а также куча отработанных ракет от предыдущих миссий. Время от времени одна из них взрывается, ну или две сталкиваются, порождая тонну крошечных фрагментов — космический мусор. Его количество в космосе существенно выросло за последние десятилетия.

Земля

Количество космического мусора возле Земли

Большинство спутников и мусора сосредоточены в НОО и во внешнем кольце объектов в ГПО. Земные космические агентства отслеживают порядка 17 000 объектов в космосе, только 7% из которых представлены активными спутниками. Есть также карта, отображающая каждый известный объект в космосе.

Мусор космический

Космический мусор складывается вот в такие причудливые формы

Самое страшное в том, что они отслеживают лишь крупные объекты, что мы и видим на изображении. Число меньших объектов (от 1 до 10 см) варьируется от 150 000 до 500 000, а всего есть больше миллиона кусочков мусора больше 2 мм. Проблема в том, что на тех невероятных скоростях, с которой движутся космические объекты (большинство объектов НОО летят со скоростью больше 27 000 км/ч), столкновение даже с крошечным объектом может причинить огромный ущерб активному спутнику или аппарату. Объект размером всего в сантиметр на таких скоростях причинит такой же ущерб столкновением, как небольшая ручная граната.

Треть всего космического мусора произошла из двух событий: китайские противоспутниковые испытания, когда Китай нагадил всему миру, намеренно взорвав один из своих спутников, породив 3000 новых обломков мусора; и столкновение двух спутников 2009 года, которое привело к появлению 2000 обломков. Каждое столкновение порождает определенное количество мусора, который увеличивает вероятность столкновения, а значит и шансы на начало цепной реакции — синдрома Кесслера. Также предлагаются различные способы по очистке НОО от космического мусора — от захвата обломков гарпуном до лазерного сжигания.

Спутники

Спутники на орбите Земли

А вот график, который суммирует «космический след» каждой нации, показывая количество активных спутников, неактивных спутников и космического мусора, оставленного каждой страной. Есть и другие космические активности, пребывающие в стадии развития — добыча ресурсов в космосе, космический туризм — но по крайней мере сейчас спутники заслуживают обсуждения в отдельной категории.

Поиск и обучение

Вторая причина, по которой люди взаимодействуют с космосом в последние десятилетия, доказывает, что хотя мы, может, и перестали отправлять людей к Ситуации, мы никогда не утоляли жажду изучения неизвестного там. И хотя общество отошло от космоса и занялось другими делами, астрономы продолжали свою работу, страницу за страницей расшифровывая старую загадочную книгу «Где мы?».

Лучше всего астрономы учатся из того, что видят, и побочным эффектом космической гонки стала разработка намного более эффективных технологий изучения дальних пределов. Есть два высокотехнологичных способа, которыми астрономы изучают вещи.

Инструмент поиска и обучения №1: отправка зондов по Солнечной системе

Как правило, ученые отправляют небольшого забавного робота в направлении далекой планеты, луны или астероида, и робот тратит месяцы или годы, летя через космос, пока наконец не прибудет. Затем, в зависимости от плана, он либо пролетит мимо объекта, сделав пару снимков, либо покружит над ним, получив более детальную информацию, либо просто приземлится на него и будет проводить полный осмотр. Все, что робот извлекает в плане информации, отправляется обратно к нам; и когда работа зонда завершена, мы либо разбиваем его о поверхность объекта, либо позволяем лететь в дали дальние.

Я могу использовать себя как лакмусовую бумажку, проверяя, что публика знает, а что нет. Я серьезно занимался астрономией с тех пор, как мне исполнилось три года, поэтому если я чего-то не знаю о мире космоса, то предполагаю, что и большинство людей не знает. И когда дело доходит до космических зондов, я чувствую себя немного дезориентированным. Сколько их летает где-то там? 200? 50? 9? Почему они там, кто их послал, что они делают? Все, что я знаю, это какие-то случайные истории каких-то снимков, которые зонды посылают нам — я захожу на hi-news.ru, читаю последние новости, вижу классные фотогалереи и что-то почерпаю для себя. Вот и вся дружба среднестатистического человека, интересующегося астрономией, с зондами.

Однако, как оказалось, знать нужно не так-то много, поэтому чтобы полностью разобраться, времени много не понадобится. Вот восемь ключевых космических роботов, о которых нужно знать каждому.

1. «Новые горизонты» (Плутон, NASA)

Новые горизонты

«Новые горизонты»

New Horizons первый в этом списке, поскольку его важный момент только-только настал. Отправленный в 2006 году в десятилетнее путешествие к Плутону (разогнавшийся от Юпитера в 2007 году до высокой скорости), зонд «Новые горизонты» достиг пункта назначения 14 июля 2015 года. Он не приземлялся на Плутон, но пролетел очень близко к нему и показал нам первые его цветные изображения.

Плутон

Первое цветное изображение Плутона

Потом «Новые горизонты» отправится к поясу Койпера делать снимки астероидов и карликовых планет.

Забавно, но Плутон был еще планетой, когда запускали «Новые горизонты», и все, кто годами отстаивал отставку Плутона (простите за каламбур), стыдливо опускают глаза, встречаясь с командой New Horizons. И хотя стоит признать, что понижение Плутона в звании — довольно грустное событие, правда в том, что Плутон, скорее всего, 76 лет незаконно пребывал в статусе планеты.

2. «Кьюриосити» (Марс, NASA)

Кьюриосити

Селфи от «Кьюриосити»

«Кьюриосити» сейчас популярный марсоход. Любознательный модуль размером с машину приземлился на поверхность Марса в 2012 и начал изучать интересности большого кратера, пытаясь выяснить, была ли на Марсе когда-нибудь жизнь. Два последних марсохода Марса, «Оппортьюнити» и «Спирит», высаживались в 2004 году с запланированной миссией в 90 дней. Оба давно уже отработали назначенный срок, а «Оппортьюнити» работает до сих пор. Умничка.

Вокруг Марса летают и другие зонды, но «Кьюриосити» интереснее других.

3. «Юнона» (Юпитер, NASA)

Юнона

Так выглядит зонд «Юнона»

«Юнона» покинула Землю в 2011 году, сделала большую петлю и вернулась на Землю в 2013 году, чтобы ускориться за счет ее гравитации и отправиться к Юпитеру, куда прибудет в июле 2016 года.

Юнона

«Юнона» достигнет Юпитера за счет гравитации Земли

Как только зонд прибудет, «Юнона» выйдет на орбиту Юпитера, сделает снимки и попытается выяснить, что происходит под симпатичными облаками гиганта. Умрет зонд, падая на Юпитер, в надежде снять и отправить быстрые снимки внутренностей атмосферы Юпитера.

4. «Кассини» (Сатурн, NASA, ESA, Итальянское космическое агентство)

Кассини-Гюйгенс

Зонд «Кассини-Гюйгенс»

Запущенный в 1997 году зонд «Кассини», отправился к Сатурну, единственной планете в Солнечной системе, обладающей массивными кольцами. Достигнув Сатурна в 2004 году, «Кассини» стал первым зондом в истории, вышедшим на орбиту гиганта, и отправил нам обалденные фотографии вроде этой:

Сатурн

Снимок сделанный зондом «Кассини»

И этой:

NASA

Сатурн прекрасен

И этого снимка колец:

Сатурн

Посмотрите на эти захватывающие кольца Сатурна

И этого невероятного снимка Сатурна на фоне Солнца:

Сатурн

Сантурн на фоне Солнца

В 2005 году «Кассини» сбросил прикрепленный к нему модуль под названием «Гюйгенс» прямо на крупнейшую из лун Сатурна, Титан. Это реальный снимок поверхности Титана, сделанный «Гюйгенсом».

Гюйгенс

Снимок поверхности Титана

5 и 6. «Вояджеры», 1 и 2 (Юпитер, Сатурн, Уран, Нептун, бесконечность, NASA)

Космический аппарат

Космический аппарат Вояджер

Запущенные в 1977 году, два зонда «Вояджер» стали первыми зондами, которые сделали снимки четырех внешних гигантов Солнечной системы. «Вояджер-2» до сих пор остается единственным аппаратом, посетившим Уран и Нептун и сделавшим два этих прекрасных снимка.

Ледяные гиганты

Фотографии Урана и Нептуна

Самое хорошее в миссии «Вояджеров» то, что хотя их оригинальные миссии уже завершились, аппараты продолжают лететь прочь. Они и так уже очень далеки и летят очень быстро. «Вояджер-1» побыстрее (61 000 км/ч) и остается самым далеким рукотворным объектом от Земли на расстоянии 131 а. е. от Земли. Также это первый рукотворный объект, покинувший Солнечную систему. Через 73 000 лет «Вояджер-1» достигнет Проксимы Центавра, ближайшей к нам звезды.

Еще интересно в «Вояджерах» то, что до их запуска комитет NASA под руководством Карла Сагана загрузил в них капсулы времени, заполненные символами, звуками и снимками Земли (и символьной инструкцией, как проиграть и просмотреть данные), так что зонды однажды могут рассказать инопланетянам, как с нами связаться.

7. «Розетта» (комета, Европейское космическое агентство)

Розетта

Зонд Розетта

Запущенный в 2004 году, аппарат «Розетта» привлек много внимания в прошлом году, когда достиг кометы 67P в августе 2014 года и успешно высадил на нее небольшой посадочный модуль Philae. Комета 67P оказалась просто большим камнем (длиной в 4,3 километра), но снимки, сделанные «Розеттой», порадовали нас:

150131-rosetta

Фотография сделаная с кометы 67Р

8. Dawn (Веста, Церера, NASA)

Dawn

Зонд Down

Dawn не может поверить, что оказался в этом списке. Но его стоило включить, потому что люди, скорее всего, не понимают, насколько огромными, практически с планету размером, являются объекты в поясе астероида. Пояс астероида, гигантское кольцо из миллионов астероидов, включает 750 000 объектов с диаметром меньше километра и пролегает между орбитами Марса и Юпитера (не путайте с еще большим поясом Койпера, который окружает внешнюю Солнечную систему).

Среди множества астероидов в поясе астероида есть Церера, карликовая планета с диаметром в 27% лунного, на которую приходится треть общей массы пояса астероидов, и Веста, второй по величине объект в этом поясе после Цереры и самый яркий объект пояса в нашем ночном небе. Dawn, запущенный в 2007 году, провел девять месяцев на орбите Весты в 2011 году, а после отправился к Церере, куда прибыл в марте 2015 года (став первым зондом, посетившим орбиты двух разных тел).

Конечно, есть и другие зонды. Например, «Мессенджер», который вращался вокруг Меркурия в течение семи лет, пока намеренно не врезался в него в апреле 2015 года. Или «Акатсуки», японский зонд, который должен был выйти на орбиту Венеры в 2010 году, но не смог и будет пытаться еще раз в этом году. Куча зондов кружит вокруг Луны.

Инструмент поиска и обучения №2: телескопы

Первые телескопы появились еще в начале 17 века и за последние 400 лет становились все мощнее и мощнее, пока не стали основным инструментом для переворачивания страниц книги «Где мы?».

И настал момент, когда наземные телескопы столкнулись с ограничениями в своих визуальных способностях, причем с ограничениями техническими. Когда смотришь на свет сквозь стакан с водой, свет становится изломанным и расплывчатым. То же самое происходит, когда мерцают звезды, только вместо воды мы смотрим на них через атмосферу Земли. Атмосфера не искажает свет так, как вода, но звезды и галактики — крошечные проблески света в нашем небе, поэтому размытие любого уровня будет большой проблемой. Вы ныряете в бассейн и смотрите вверх, пытаясь рассмотреть пролетающий косяк птиц далеко в небе.

В 60-х годах люди получили возможность выводить телескопы в космос, откуда те показали нам первый кристально чистый вид звезд. В 1990 году NASA запустило первый по-настоящему крутой телескоп — Хаббл.

Хаббла

Космический телескоп Хаббл

2,4-метровая линза 13-тонного космического телескоп Хаббла достаточно точная, чтобы подсветить лазерным лучом монетку за 400 километров, и достаточно мощная, чтобы увидеть пару светлячков в Нью-Йорке из вашего дома в Москве (если бы Земля была плоская). И на своей позиции в 600 километрах над Землей, где нет никакой атмосферы или загрязнения света, Хаббл находится «на абсолютной горной вершине». Благодаря этому, телескоп получает беспрецедентный вид Вселенной и уже 25 лет отправляет нам шикарные фотографии вещей, в существование которых вообще сложно поверить. Например, эту эпическую галактику:

Галактика

Фотография галактики сделанная Хабблом

Или две этих галактики, которые медленно сливаются воедино:

Галактики

Слияние двух галактик

Или непостижимо огромные Столпы творения (левый палец настолько большой, длиной в четыре световых года сверху донизу, что если вы будете лететь на самолете снизу вверх, потребует 4,5 миллиона лет, чтобы добраться до ногтя).

Столпы творения

Столпы творения (фотография с телескопа Хаббл

Или когда Хаббл направил свою линзу на крошечный и, казалось бы, пустой квадрат неба (Луна для сравнения):

HDF

Если сфотографировать эту «пустоту»…

И обнаружил тысячи галактик:

Галактики

.. то можно увидеть тысячи галактик!

Хаббл и другие космические телескопы показали нам тонны новой информации о том, где мы находимся и как сюда попали, расширяя наши знания обо всем, от темной энергии до происхождения, возраста и размера Вселенной, планет вроде нашей с возможной жизнью на них.

На протяжении более 40 лет эти две цели — поддержка земной промышленности и продолжение поиска и обучения — обусловливали наши отношения с космосом.

И поскольку две эти цели лучше всего достигаются с помощью машинных космических странников, последняя глава «Истории людей и космоса» была полностью о покоряющих космос машинах, когда человек выполнял роль земного оператора.

Единственная причина, по которой люди ходили в космос с тех пор, как «Аполлон-17» вернулся на Землю в 1972 году, заключается в том, что машины пока недостаточно развиты для выполнения определенных задач, поэтому приходится отправлять наверх людей. Из 550 человек, которые были в космосе, больше 400 из них отправились туда в эпоху после космической гонки. Но после «Аполлона» причины этому были практичными — ученые и техники летают в космос на работу. Поэтому все и каждая пилотируемая миссия последних сорока лет протекали в тонком одеяле, окружающем Землю — на низкой околоземной орбите, НОО.

Международная космическая станция

МКС

Ничего необычного, просто МКС

Сегодня цель почти каждой пилотируемой космической миссии — доставить астронавтов и забрать с Международной космической станции (МКС). МКС — это плод международного сотрудничества 16 стран, начало которому было положено в 1998 году и строительство которого продлилось десять лет. Космическая станция кружит на орбите Земли в нижней полосе НОО на высоте 330—410 километров — достаточно близко к Земле, чтобы увидеть ее невооруженным глазом. И она больше, чем думают люди: весит как 320 автомобилей и в длину почти с футбольное поле.

Чем занимаются на МКС?

На самом деле, если задуматься, многие не знают, зачем нужна была МКС и чем на ней занимаются. Кажется, будто взрослые люди просто весело проводят время, бултыхаясь в невесомости.

Удобно, что есть такая вещь, как конференция МКС, и проходила она в прошлом месяце в Бостоне. И на нее можно было попасть. Вел конференцию Центр по развитию науки в космосе (CASIS), который управляет американским сегментом МКС.

  • Оказалось, МКС — это научная лаборатория. Как другие лаборатории, только плавает в космосе, а значит, может проводить эксперименты в условиях нулевой гравитации (но не будем забывать, что это не нулевая гравитация, а микрогравитация, так правильно).
  • Что общего у большинства экспериментов МКС, так это то, что они подстраиваются под гравитацию, а также охватывают широкий диапазон целей — изучают остеопороз, атрофию костей, поведение оборудования в космосе, анализируют движение и взаимодействие жидкостей и сил, жизнь бактерий в условиях невесомости и прочее.
  • Астронавты на МКС работают в плотном и строгом графике в течение недели. Практически всегда они спят (8,5 часов), едят (1,5 часа на завтрак и обед, 1 час на ужин), выполняют упражнения (обязательные 2,5 часа в день) или работают над экспериментами (9 часов в день). Выходных нет — в свободное время вы чаще всего плаваете и смотрите в окна.
  • Не только вы хотите попасть на МКС — отбор ведется очень тщательно. Тысячи желающих, сотни отобранных для личного интервью и физической экспертизы, и только один или два в конечном итоге попадают на борт. В редких случаях частная компания или лицо может купить место на станции на пару дней, но стоит это порядка 60 миллионов долларов.
  • До сих пор на МКС побывали 216 человек из 15 стран.
МКС

Какие страны побывали на МКС

Как вещи попадают в космос?

Мы выяснили, что находится в космосе, но как это все туда попадает? Вы когда-нибудь задавались вопросом, как спутники GPS попадают в космос? Есть девять стран, которые могут запустить что-то на орбиту: Россия, США, Франция, Япония, Китай, Индия, Израиль, Иран и, кхм, Северная Корея, а также одна многонациональная организация — Европейское космическое агентство. Если спутник отправляется в космос, значит, кто-то заплатил одной из этих десяти стран или организаций, чтобы посадить спутник на вершину массивной и дорогущей ракеты (или арендовать уже имеющийся).

Что касается запуска людей в космос, только три страны в истории это осуществили — Россия, США и Китай (быстро развивающийся новичок космической отрасли). С 60-х годов Россия использует ракеты «Союз» для доставки людей в космос, и США, после закрытия программы «Аполлон» в 1972 году, вернула себе способность выводить людей на орбиту в 1981 году с программой космических шаттлов.

Космический шаттл

Космический шаттл

В течение следующих 30 лет США запустили 135 космических шаттлов на НОО, 133 запуска были успешными. Два исключения «травмировали американскую нацию» — трагедии «Челленджера» в 1986 году и «Колумбии» в 2003 году. В 2011 году космические шаттлы закрыли. Сегодня только две страны могут выводить людей на орбиту — Россия и Китай. Не имея возможности делать это самостоятельно, США — страна, когда-то торжественно поставившая людей на Луну, — сегодня пользуется услугами российских ракет.

Итак, кто же мы такие, чтобы писать «Историю людей и космоса»? Это странная история.

График

В 1970 году она выглядела так

Графикк2

Можно предположить, что она должна была стать такой

График3

Но в 2015 году оказалось, что она вот такая

Когда я смотрю на то, что происходит с людьми и космосом сегодня, я думаю, что это невероятно. Всего 58 лет спустя после того, как СССР вывел первый рукотворный объект на орбиту, у нас есть рой высокотехнологичного оборудования, которое кружит вокруг нашей планеты, давая людям магические способности зрения и связи. По всей Солнечной системе рассыпана команда летающих роботов-посланников, которые отчитываются о своих находках. Над Землей висит гигантский телескоп, который показывает нам Вселенную во всей ее красе. В 400 километрах над нашими головами летает научная лаборатория, в ней работают люди.

И это обалденно.

И если бы только «История людей и космоса» выглядела вот так…

График4

…я бы поражался всему, что мы делаем с Ситуацией

К сожалению, были 60-е.

Хорошее магическое шоу следует простому правилу: выступление должно становиться все лучше с течением времени. Если вы не можете всякий раз оказываться на голову выше, толпа быстро расстроится.

В некоторых областях магическое шоу «Людей и космоса» продолжает неуклонно развиваться. В нашем стремлении к знаниям и пониманию, например, мы продолжаем превосходить себя, каждое десятилетие узнавая о Вселенной все новое. Дух человеческих открытий жив и здоров, продолжает процветать.

Но наше очарование открытием — по мере изучения секретов, скрытых на страницах книги «Где мы?» — не может наполнить нас истинным вдохновением и адреналиновым ражем, если происходит без нашего участия. Зонды и телескопы дарят нам упоение космосом и разжигают любопытство, но наше животное нутро тянет нас в места, где никто не был. И вот в этой области последние сорок лет гуляет перекати-поле. После того как мы видели высадку людей на Луну, наблюдать пилотируемые миссии на МКС и обратно — это, как изящно выразился Росс Андерсен, «смотреть, как Колумб плывет морем на Ибицу».

И потому-то в современном мире «История людей и космоса» повисла на первой странице в нашем сознании. Тема, которая должна была повергнуть всех нас в шок, стала выступлением проходимца. Спросите десять образованных людей о том, что происходит с зондами в Солнечной системе, на МКС или в SpaceX, и большинство из них не сможет рассказать вам очень многое. Некоторые даже не верят, что люди полетят в космос. Даже больше: некоторые до сих пор не верят, что люди побывали на Луне. «История людей и космоса» выглядит сущим разочарованием. И глядя на мир вокруг нас, можно интуитивно предположить, что будущие главы космической истории будут вот такими:

Граф

Рост интереса к космосу с годами

Многие люди довольны и таким положением дел. «Зачем тратить непомерные суммы денег, отправляя людей к дальним уголкам космоса, когда у нас так много проблем на Земле?», — спрашивают они. К таким же выводам все чаще приходят политики в условиях туго стягивающейся экономики нашего земного шара.

С одной стороны, их нельзя обвинить в излишнем рационализме — в конце концов, мы беспрестанно сталкиваемся с проблемами здравоохранения, национальной безопасности и образования, стоит ли нам вносить в бюджет пункт «приключения»? В этом свете «История людей и космоса», скорее всего, продолжит свой нынешний курс.

Но последние пару месяцев я провел, читая, общаясь и думая почти безостановочно о том, какими будут будущие главы этой истории — и мои предположения о будущем кардинально поменялись.

Я думаю, нас всех ждет большой сюрприз.

Часть вторая: миссия Маска

Как и у всех нас, у Элона Маска есть несколько целей в жизни. В отличие от большинства из нас, одной из своих целей он поставил вывод 1 000 000 человек на Марс. Думаю, вы хорошо знаете реакцию людей на разговоры о Марсе. Она колеблется от «Что? Неееееет…» до «Можно смеяться? Ты серьезно вещаешь обо всей это лабуде? (у нас тут люди голодают, воюют, нужное подчеркнуть)». И очень редко можно услышать реакцию: «Круто, в этом есть смысл».

До недавних пор я чувствовал себя точно так же. Обычно разговоры с участием Марса ведутся о какой-то эзотерической астрономии или о сугубо научной фантастике. Слово «колонизация», как правило, напоминает нам о разных исторических эпохах. Кажется, два этих слова редко идут вместе в реальном мире.

Чтобы объяснить, почему Маск хочет поселить миллион людей на Марсе, я познакомлю вас с двумя инопланетянами, живущими на планете земного типа на другом конце Млечного Пути — Зарпл и Квигни.

Планета Зарпла и Квигни, Увувуву, образовалась на 1,2 миллиарда лет позже Земли, но поскольку на Увувуву простейшим одноклеточным организмам потребовалось всего 300 миллионов лет, чтобы развиться в сложные одноклеточные организмы (на Земле на это ушло 1,6 миллиарда лет), жизнь на Увувуву обошла нас и достигла уровня человеческого интеллекта 11 миллионов лет назад. Сегодня существа на Увувуву гораздо продвинутее, чем все мы здесь, на Земле.

Зарпл и Квигни были друзьями с тех пор, как познакомились в аспирантуре 2,4 миллиона лет назад, и одним из их любимых совместных мероприятий было наблюдение за возникновением разумных форм жизни по всему Млечному Пути и заключение пари на тему, вымрут они или же «справятся» (у инопланетян есть все способы наблюдения за планетами в реальном времени, благодаря ряду технологических достижений, нам пока непонятных).

Не так давно внимание Зарпла и Квигни оказалось прикованным к тому, что происходит на планете 143-Снуги, так они называют Землю. Интерес к 143-Снуги у них появился порядка 350 000 лет назад, когда Зарпл получил уведомление на приложение для своих «умных часов»:

Жизнь на 143-Снуги обзавелась зачатками интеллекта.

Тогда он как раз обедал с Квигни, и в ответ на его сообщение Квигни сказала: «Ставлю 2 к 1, что они вымрут». Зарпл принял пари. Почему нет? Всегда весело иметь группу видов, за которые можно болеть и «топить». Однако недавно, примерно 100 лет назад, два инопланетянина начали пристально наблюдать за формами на 143-Снуги, и сегодня их внимание достигло пика.

Чтобы выяснить, почему, давайте поразмыслим об их ставках и о том, что может принести победу одному из них. Квигни хочет, чтобы раса людей вымерла. Плохо. Зарпл хочет, чтобы она «справилась», что бы это ни значило. К этому мы еще вернемся.

Особое внимание инопланетяне, безусловно, обратили на порядок событий вымирания на протяжении истории развития жизни на 143-Снуги. Давайте посмотрим.

Самое страшное в нашей Вселенной

Вымирание видов сродни смерти людей — происходят постоянно, в умеренном и постоянном темпе. Но события массового вымирания для вида — как война или радикальная эпидемия для людей, необычное событие, которое убивает огромную часть населения одним махом. Люди никогда не сталкивались с событием массового вымирания, и если бы такое произошло, оно вполне могло положить конец человеческой расе — либо событие убило бы нас всех (вроде столкновения с крупным астероидом), либо изменило мир (изменение температуры или пищевой цепочки). График вымирания ниже показывает вымирание животных с течением времени (морское вымирание выступает в качестве индикатора). Я пометил пять крупных событий вымирания и процент от всех видов, утраченных в рамках одного из них. На этом графике нет того, что многие называют новейшим массовым вымиранием, которое происходит сейчас, оно вызвано человеком:

Вымирание

Истрия вымирания животных видов

События вымирания в природе могут быть вызваны множеством вещей. Вселенная — это жестокое, враждебное место, а мы — группа хрупких организмов, живущих в условиях равновесия конкретных условий. Мы существуем, потому что это позволяет нынешняя Вселенная. Некоторые вещи могут разделить нас на ноль:

  • Сверхновая поблизости. Сверхновые, крупнейшие взрывы во Вселенной происходят, когда гигантская звезда умирает. Если одна из них скончается в 30 световых годах от нас — а это происходит раз в 250 миллионов лет — мы, вероятно, последуем за ней.
  • Гамма-лучевая вспышка. Гамма-лучевые вспышки — это ярчайшие события Вселенной. Они происходят, когда массивные ядра звезд синтезируют все более тяжелые элементы, пока в конечном счете уже не могут их синтезировать; тогда звезда коллапсирует в черную дыру, испуская двунаправленную вспышку такой силы, что за несколько секунд она выдает энергию, которую наше Солнце выдало бы за 10 миллиардов лет. Гамма-лучевые вспышки встречаются реже сверхновых, в отдельной галактике несколько раз в миллион лет, но, в отличие от сверхновых (которые случаются дважды в сто лет в галактике вроде нашей), гамма-лучевая вспышка может существенно нам навредить с более далекой дистанции, из любой точки галактики, если окажется направленной на нас одним концом. Есть гипотеза, что первое из пяти событий массового вымирания на графике было вызвано именно гамма-лучевой вспышкой.
  • Сверхвспышка солнца. Вспышки на солнце происходят регулярно, и магнитное поле Земли обычно защищает нас от них (так рождаются полярные сияния), однако мы видели, что другие солнцеподобные звезды иногда производят сверхвспышки в миллионы раз мощнее обычных. Сверхвспышка нашего Солнца была бы неприятной. И говоря о магнитном поле Земли…
  • Разворот магнитного поля Земли. Это может произойти в любое время, когда магнитному полю Земли захочется внимания — в среднем это происходит примерно раз в полмиллиона лет. Сам разворот не проблема — опасен переход. Когда поле пребывает в процессе обращения, есть промежуток времени от 100 до 1000 лет, когда магнитное поле ослаблено на 5%. Поскольку мы полагаемся на магнитное поле для защиты, для жизни это может быть разрушительно. Ученые уже провели связи между обращениями магнитного поля и массовыми вымираниями.
  • Блуждающая черная дыра. Однажды один из этих странников может забрести в Солнечную систему без приглашения и посеять хаос. Даже не подходя близко к Земле, с расстояния в миллиард километров от Солнца, такая черная дыра может сделать орбиту Земли более эллиптической, в результате чего температура летом повысится до 65 градусов, а зимой опустится до -50. Это не очень.
  • Инопланетяне остервенеют. Позволим высказаться физику Жерару О’Нилу: «Развитая западная цивилизация оказала разрушительный эффект на все примитивные цивилизации, с которыми вступила в контакт, даже когда попыталась защитить и охранить примитивную цивилизацию. Не вижу никаких причин, почему бы это не могло случиться с нами».
  • Глобальная эпидемия. Вспышка без типичного голливудского конца.
  • Астероид. Бум. Об этом нужно поговорить подробнее, поэтому вот вам врезка.

Незваный гость: внезапное столкновение с астероидом

По всем уголкам нашей Солнечной системы блуждают астероиды и кометы, варьируясь в размерах от небольшого камешка до карликовой планеты, но все они находятся в трех местах: 1) в поясе астероидов между орбитами Марса и Юпитера (они могли собраться и образовать планету, но не смогли из-за гравитации близлежащего Юпитера); 2) большой пояс Койпера, окружающий орбиту Нептуна; 3) огромное облако Оорта, гигантская сфера объектов, окружающая Солнечную систему.

Быстро сориентируемся в размерах. Если представить Солнечную систему монетой диаметром 2 см, с Нептуном в виде крошечного укола булавки где-то на краю монетки (и вся орбита Земли будет настолько малой, что будет крошечной точкой в центре), пояс астероидов будет представлен тонким карандашным кругом в центре монетки, с диаметром примерно в 2 мм. Пояс Койпера будет плоским кругом за пределами монетки (как кольца Сатурна), толстый, как если бы вы рисовали его кончиком пальца. Облако Оорта будет не диском, как предыдущие два пояса, а сферой, которая начинается на расстоянии 30 сантиметров от монетки во всех направлениях и вытягивается на 30 метров во всех направлениях. Ближайшая звезда будет в 90 метрах от монетки — в три раза дальше, чем центр монетки от края сферы облака Оорта. Если расположить монетку Солнечной системы на одном краю футбольного поля, ближайшая звезда будет булавочной головкой на другом краю, а «Вояджер-1-», наш самый быстрый и самый далекий объект, который стремится прочь уже 38 лет, продвинулся на 4 см от монетки. Ладно, пора возвращаться к нашим баранам, хотя сравнение размеров довольно веселое.

Итак, астероиды.

Нас может ударить астероид или комета (давайте называть «астероидом» сразу оба объекта), сошедшие со своей обычной орбиты из-за столкновения или какого-нибудь гравитационного возмущения (например, прохождением звезды или Юпитера).

Астероиду необязательно быть огромным, чтобы причинить серьезный ущерб. В 1908 году 60-метровый астероид взорвался в небе на высоте 5-10 километров над Сибирью. Даже с такого расстояния он сровнял с землей 80 миллионов деревьев. Взорвись он на земле, его взрыв превзошел бы по силе 1000 бомб, сброшенных на Хиросиму. Астероид с диаметром всего 0,8 км вздымет в воздух достаточно пыли, чтобы опустить температуру Земли на много градусов на много лет, со всеми вытекающими последствиями. В 1989 астероид такого размера прошел через орбиту Земли, в той же точке, где шестью часами ранее прошла сама Земля. Каким был бы эффект еще более мощного столкновения? Просто учтите: каждый из таких астероидов оставил на Юпитере шрам размером с Землю.

Юпитер

Фотография Юпитера

Знаменитый астероид, огорчивший динозавров, был 10 километров в диаметре. Если бы такой ударил по нам, сначала мы бы почувствовали волну тепла в десять раз горячее, чем поверхность Солнца, в месте ударного кратера астероида, несущегося с небес в сто раз быстрее пули, сжимая воздух перед собой. Затем была бы почти мгновенная ударная волна, которая сровняла бы с землей все на расстоянии сотен километров в любом направлении. В тот же момент взрыв миллиарда бомб Хиросимы отправил бы тысячи кубометров камня астероида и места падения в космос, создав стену черных облаков для всех, кто был бы в этой части мира. Когда эти камни прольются дождем в атмосферу, они превратятся в сотни огромных огненных шаров, которые подожгут города и леса по всей Земле. Очень скоро Земля столкнется с чередой землетрясений, извержений вулканов и неописуемо высоких цунами, которые разнесут каждый пляж этого мира. Все это приведет к подъему взвеси пыли в воздух, Солнце окажется заблокированным на месяцы и годы, что приведет к остыванию Земли — и такой климат сохранится на тысячу лет.

Все это последует за падением на Землю объекта, который, если представить Землю трехэтажным особняком, будет размером с горошину.

Сама Земля не особо пострадает от столкновения — но условия на поверхности Земли серьезно изменятся, поскольку являются частью довольно хрупкой системы.

Особенно страшная часть этого всего в том, что астероиды почти невидимы в космосе и их очень трудно обнаружить. Космические агентства и астрономы-любители отслеживают несколько потенциально опасных астероидов, но чаще всего мы не знаем о падении астероида, пока он не появится в небе над нашими головами.

Так что даже если вам кажется, что мы находимся в безопасности на нашей маленькой планетке в тихой и спокойной вселенной, таким же спокойным можно назвать тихий и мирный лес — но иногда в нем появляется кровожадный хищник, разрывающий плоть миролюбивых созданий, лишающий их жизни. График событий массовых вымираний рассказывает пять страшных событий из прошлого, когда наша тихая Земля становилась неописуемым кошмаром для всех, кто жил на ней в то время. И это повторится снова. Вопрос лишь: когда?

Давайте взглянем на 600 миллионов лет истории животных и массовых вымираний.

Вымирания

Хроника событий массовых вымираний

Взглянув на этот график, мы понимаем, что хотя перед нами вырисовываются безусловно плохие вещи, временные рамки в этом вопросе настолько огромны, что вероятность катастрофического природного катаклизма в ближайшем будущем чрезвычайно низка. Но насколько?

Давайте предположим, взяв за основу прошлое, что хорошие шансы для события массового вымирания пролегают где-то в следующих 50 миллионах лет, а значит шанс примерно 1 из 50 000, что одно из событий случится в ближайшие 1000 лет. Для сравнения, вы можете нарисовать метку на земле и сказать, что молния ударит в это место в следующем месяце, шансы будут примерно одинаковы. 1/50 000 месяца — это примерно минута, так что шансы на удар молнии в точку на земле в следующую минуту примерно равны вероятности массового вымирания на Земле в следующее тысячелетие. Другими словами, жизнь на Земле в следующие 1000 лет будет примерно такой же безопасной, как стоять на отметке на земле целую минуту, зная, что молния ударит сюда в этом месяце, но наверняка не сейчас.

Если миллениум — это одна минута в примере с молнией, жизнь человека — пять секунд. Итак, вопрос: какие эмоции вы бы испытали, если бы простояли на одном месте в течение пяти секунд? Я бы не особо испугался, простой на одном месте хоть час, и пять секунд вряд ли будут стрессовыми — но самое главное, это моя уверенность в том, что я на сто процентов будут в порядке. Примерно так мы и должны себя ощущать в течение своей жизни — пока природный кризис вымирания отстоит от нас так далеко.

И если бы вы просто пеклись о собственной жизни или даже о жизни следующих десяти поколений, о своих потомках, связи с Землей особо не было бы.

Но если вы будете заботиться о человечестве как о виде, вам нужно задуматься о других вещах. Если люди останутся на Земле как вид навсегда, они уподобятся человеку, который планирует стоять на отметке с молнией в течение многих месяцев. Поскольку график вымирания показывает нам, что молния бьет в отметину каждые два месяца, план, мягко говоря, не очень. Возможно, наши технологии помогут нам пережить пару ударов молний в лицо, но рисковать точно не стоит, особенно если учесть, что каждый удар молнии может подчистую стереть нас с лица планеты.

Давайте посмотрим на это с другой стороны. Представим, что Земля — это жесткий диск, и каждый вид на Земле, включая наш собственный, — это документ Microsoft Excel на жестком диске, заполненный триллионами строк данных. Используя нашу упрощенную систему летоисчисления, где 50 миллионов лет равны одному месяцу, вот что нам известно:

  • Сейчас август 2015 года.
  • Жесткий диск (то есть Земля) появился 7,5 лет назад, в начале 2008.
  • Год назад, в августе 2014 года, на жесткий диск загрузили документы Excel (происхождение животных). С тех пор начали появляться новые документы Excel, некоторые выдавали ошибку и переставали открываться (то есть вымирали).
  • С августа 2014 года жесткий диск пять раз ломался — происходили события вымирания — в ноябре 2014, в декабре 2014, в марте 2015, в апреле 2015 и в июле 2015. Каждый раз, когда жесткий диск ломался, он запускался через пару часов, но после перезагрузки на нем отсутствовало порядка 70% документов Excel. За исключением поломки в марте 2015 года, в результате которой исчезли 95% документов.
  • Сейчас середина августа 2015 года, и документ homo_sapiens.xslx был создан два часа назад.

Теперь — если вы получили жесткий диск с чрезвычайно важным документом Excel на нем, и знаете, что жесткий диск крашится раз в месяц или два, и последний краш случился пять недель назад — что вы будете делать?

Вы скопируете нужный документ на второй жесткий диск.

Вот почему Элон Маск планирует доставить миллион человек на Марс.

Почему миллион? Потому что, по грубой оценке Маска, это минимальное число людей, которое необходимо для создания полностью самоподдерживающегося населения. В этом случае самоподдерживание имеет простое определение: если Земля перестанет существовать, популяция на Марсе сможет выживать, процветать и расти. Она не будет зависеть от Земли ни в чем. Нужны шахты? Населению Марса нужны люди, которые знают, как построить шахту, и шахтеры. Нужно построить новую больницу? Запустить ракету, чтобы починить сломанный интернет-спутник? Расширенное сельское хозяйство? Чрезвычайные меры, поскольку разразилась война? Популяции Марса придется самостоятельно решать эти вопросы. Маск считает, что 10 000 или 100 000 людей будет недостаточно — но миллиона хватит.

Эта концепция — сделать людей многопланетным самоподдерживающимся видом — часто называется «панетарным резервированием». Маск называет ее страхованием жизни для вида. Я называю это резервным копированием жесткого диска.

Конечно, жесткий диск Марса не более надежен, чем жесткий диск Земли. Он будет уязвим для большинства тех же катастроф, что и Земля, и тоже будет ломаться каждый месяц или два. Но в большинстве случаев, сбой жесткого диска будет происходить в разное время. Если один будет серьезно поврежден, и наш документ Excel на нем будет утерян, другой останется — и, возможно, у него будет достаточно времени, чтобы создать новую копию.

Итак, вы поместили драгоценный документ Excel на два жестких диска. Теперь вам полегчало. Но если этот документ действительно важен для вас, наверное, вы захотите сделать еще копий. Какие еще возможности у нас есть? Пришло время для отступления.

На какой еще планете можно осесть?

Давайте пробежимся по ним.

Меркурий

Меркурий

Фотография Меркурия

Меркурию не повезло оказаться ближе других планет к Солнцу, а это как сидеть за столом рядом с 150-килограммовым, агрессивно настроенным мужиком. И если бы вы были на Меркурии, ваш день проходил бы при температуре в 430 градусов по Цельсию — уроните на землю кусок свинца, и он растечется лужей. На Меркурии почти нет атмосферы, поэтому пока вы будете поджариваться, все это будет проходить почти в полном вакууме, который мгновенно высосет воздух из ваших легких и испарит влагу вашей кожи. Недостаток атмосферы также означает, что вас будет отравлять радиация Солнца (которой там в 2,5 раз больше, чем на Земле). Из плюсов: сила тяжести Меркурия составляет всего 38% от земной, поэтому можно будет глупо порезвиться, пока смерть не разлучит вас с сознанием. Также было бы неудобно приехать на Меркурий ночью и узнать, что цикл дня и ночи там длится 58 земных дней.

Спустя месяц, когда наступит ночь, вы обнаружите, что температура упала до -170 градусов по Цельсию, а это холоднее, чем самая низкая записанная температура в истории Земли (на антарктической станции «Восток»). Все потому, что тепло солнца не будет удерживать никакая атмосфера, не будет распределять его по планете.

Лучше всего на Меркурии будет возле полюсов, которые хотя и будут вечно замерзшими и темными, все же предоставят немного льда, а значит, и воды. В теории там можно построить базу людей, но выхлоп будет очень мал.

Когда я спросил Маска о Меркурии, он назвал его «адовой бездной», на этом разговор резко оборвался.

Венера

Сравнение Венеры и Земли

Сравнение Венеры и Земли

Венера, дабы остаться непревзойденной в своей мерзости, решила сделать жизнь на Меркурии райским пребыванием на пляже по сравнению со своими условиями.

Оказывается, вакуум — еще более-менее, если сравнить с совершенно противоположной ситуацией Венеры: с невероятно плотной атмосферой. Вот как будет выглядеть прибытие на Венеру:

Во-первых, воздух на 96% состоит из углекислого газа и ядовит для дыхания.

Во-вторых, мало кто будет заботиться о пригодности воздуха для дыхания, поскольку вас мгновенно расплющит атмосфера, которая будет давить на вас в 90 раз сильнее, чем воздух на поверхности Земли. Такое же давление у нас на глубине километра в океане — лучший из аквалангистов нырял на глубину в три раза меньше. Если вы каким-либо образом останетесь в вертикальном положении, движение руки через воздух будет подобно движению руки через воду.

В-третьих, мало кто будет заботиться о первом и втором, поскольку там 465 градусов по Цельсию. Представьте себе, что нагреваете печь до температуры плавления свинца, а потом еще на 138 градусов — и распространяете эту температуру по всей планете. Ночью (а день на Земле дольше, чем год), температура Венеры остается точно такой же, поскольку толстая атмосфера удерживает тепло внутри.

В течение дня вы будете видеть все в тусклом свете, под покровом красновато-оранжевых облаков. Солнце будет туманным и чуть более ярким клочком неба. Ночью вы будете жить в абсолютно беззвездном мраке — только поверхность будет раскаленной печью. Хотя не будет комаров, это плюс.

Учитывая все вышесказанное, можно лишь поразиться героизму советского зонда «Венера-13», который проделал путь к поверхности Венеры в 1982 году и умудрился продержаться на ней 127 минут — достаточно долго, чтобы сделать два этих снимка. Впрочем, это все фотографии, что у нас есть о поверхности Венеры.

Венера

Единственные снимки поверхности Венеры

На поверхности Венеры у вас не будет проблем с ветром, там гуляет легкий бриз — но по мере подъема в атмосферу все быстро меняется. Верхний слой атмосферы Венеры — это что-то вроде ада — постоянные ветры движутся в два раза быстрее самых мощных ураганов, а капли серной кислоты (с помощью которой прочищают канализацию) со свистом летят вам в лицо. Типичная Венера.

Любопытно, однако, что если вы проделаете весь путь вверх сквозь ужасную атмосферу Венеры, вы будете вознаграждены — к удивлению — довольно приятными условиями для жизни. В верхней части облаков Венеры есть слой, в котором температура и давление схожи с земными, и поскольку кислород и азот оба поднимаются в плотной атмосфере Венеры (как гелий на Земле), воздух в этом слое может быть вполне пригодным для дыхания. Все это привело к тому, что ученые начали обсуждать возможность колонизации верхней атмосферы Венеры, создания «городов, которые будут плавать на высоте пятидесяти километров в атмосфере Венеры».

Когда я спросил Маска про Венеру, к своему удивлению, услышал от него, что планету вполне можно сделать пригодной для жизни, но это будет «чрезвычайно трудно». Он говорит, что при должном развитии технологий можно было бы расчистить большую часть атмосферы Венеры и в целом изучить возможности ее дальнейшего освоения.

Марс

Марс

Красная планета

Если бы Марс был местом на Земле, туда никто бы не ходил. Но если обсуждать заселение других планет, которые, в принципе, в большинстве своем являются кошмаром для жизни, перспектива переезда на Марс звучит на удивление неплохо.

В основном Марс — это такая Антарктика похолоднее, которая выглядит как Аризонская пустыня с воздухом, которым нельзя дышать, и солнцем, которое облучит вас до смерти, если вы задержитесь. Каждая часть Марса куда менее пригодна для жизни, чем самое ужасное для жизни место на Земле. Но эти условия вполне сносны, если у людей будет жилище, небольшой парниковый сад и достаточно хороший скафандр, можно жить на Марсе и не умирать. Там даже вода есть — очень много воды, — она сосредоточена на полюсах, и если вы окажетесь в нужном месте в нужное время, вам удастся насладиться приятной погодой с 21 градусом тепла. Ну или вы хотя бы будете знать, что она приятная, глядя на улицу из окна своего герметичного жилья. Что-то похожее я представляю, глядя на снимки полярных льдов: ты знаешь, что вдохнешь воздух — и он ошпарит твои легкие, но арктические и антарктические пейзажи с этим кристально чистым воздухом иногда просто переворачивают воображение.

Марсианский день (сол) длится 24,5 часа, что отлично подошло бы для людей и растений. И с гравитацией в 38% земной вполне можно нормально функционировать. Будут забавные льготы низкой силы тяжести, например, идя на работу, прыгать со второго этажа своего жилья поутру (1/3 гравитации означает, что прыгнуть с шести метров на Марсе — как прыгнуть с двух на Земле).

Самое привлекательное место для туристов в Солнечной системе тоже находится на Марсе — это самая высокая гора Олимп. Рядом с ней Эверест будет казаться небольшой шишкой. И Большой Каньон рядом с марсианским каньоном будет казаться небольшой впадинкой.

Олимп

Олимп — самая высокая гора на Марсе

К этому мы еще вернемся, но в теории, при должном усилии и технологии, люди могут терраформировать Марс и заиметь приятную планету для жизни, с деревьями и океанами и отсутствием необходимости надевать скафандр перед выходом наружу.

Пара слов об относительных расстояниях между планетами

Мы собираемся лететь довольно далеко от Солнца, поэтому давайте разложим расстояния по полочкам. Для этого нам придется разделить Солнечную систему на три относительно равных трети, каждая примерно в 10 а. е. длиной (а. е. — это расстояние от Солнца до Земли).

  • 1 треть: от Солнца до Сатурна
  • 2 треть: от Сатурна до Урана
  • 3 треть: от Урана до Нептуна

Если бы Солнечная система была длиной в метр, Сатурн, Уран и Нептун лежали бы на конце каждых 30 сантиметров. Юпитер в 6 дюймах (около 5 а.е.) от Солнца, режет первую треть на половину, а остальные четыре планеты уместились бы в первых двух дюймах первых 30 сантиметров.

Расстояния Солнечной системы

Расстояния Солнечной системы

Юпитер, Сатурн, Уран, Нептун

Газовые гиганты

Газовые гиганты

Надеюсь, вы достаточно насладились полами, потому что на других планет их нет вообще. Вот почему четыре далеких планеты оказались такими странными:

4,6 миллиарда лет назад в космосе было гигантское облако газа, когда какая-то пертурбация запустила процесс его уплотнения. Вся материя во Вселенной хорошо знает, что это значит: внезапно наступает день скидок и каждый пытается ухватить себе как можно больше вещества. Любая звезда и планета скажет вам, что очень важно начать пораньше. Если вы начнете с самой большой массой, вы будете собирать все больше материала и становиться больше, наращивая свое преимущество. Как только проявится первый явный лидер, его будет сложно обогнать, да и ухватиться за него тоже.

Конечный победитель станет звездой — а все остальные планетами, которые будут вращаться вокруг нее 10 миллиардов лет, пока звезда наконец не уйдет на пенсию, дав возможность другим заблистать на сцене.

В случае с Солнечной системой, победа была за Солнцем, которое высосало 99,8% вещества из газового облака в процессе распродажи. И тогда разразилась кровавая бойня за оставшиеся клочки. Те, кто сумел ухватить достаточно много, стали хотя бы планетами. Те, кто пытался и потерпел неудачу, на 10 миллиардов лет были обречены прислуживать планетам — это луны.

Клочки, которым не удалось стать звездой, планетой или хотя бы луной, были обречены существовать в виде астероидов — таких бомжей Солнечной системы — или вошли в состав более крупных тел, потеряв свою личность совершенно. Мир жесток.

Во время этих крысиных бегов могло произойти кое-что неловкое. Иногда вещество недостаточно опытное, чтобы знать золотое правило образования солнечной системы: знать, когда успокоиться. Меркурий, Венера, Земля и Марс вовремя прочитали намеки, поняли, что Солнце обогнать уже не получится, успокоились и ушли на орбиту. Перестали пожинать лавры и начали делать из себя планеты.

Четыре газовых гиганта, с другой стороны, продолжали собирать газ в печальной и отчаянной попытке перевернуть шахматную доску. А если вы так делаете, вас ждет плохая ситуация — вы будете «почти, но не звездой». Состав Юпитера — водород и гелий, как у Солнца, но в отличие от Солнца, Юпитер набрал недостаточно массы, чтобы запустить синтез и стал печальным напоминанием самому себе о неудавшейся карьере звезды.

Конечно, газовые гиганты не признают своих ошибок. Когда стало совершенно понятно, что звездами им не стать, все четыре гиганта быстро сменили пластинку, делая вид, что пытаются стать планетами, как все остальные. Теперь они кружат в виде ничейных земель, чего-то среднего между звездой и обычной планетой, и будут кружить еще 10 миллиардов лет. Никто не хочет быть планетой без поверхности.

Мы не уверены наверняка, что именно происходит внутри газового гиганта вроде Юпитера. Чтобы выяснить это, нужно как-то проникнуть через внешние облака и преодолеть мощную гравитацию (2,5 земной), которая будет затягивать вас все быстрее и быстрее. По мере вашего падения, все будет становиться темнее, горячее, давление будет выше и выше. В итоге вы окажетесь в точке невозврата, температура будет выше поверхности Солнца, а массивная атмосфера над вами сплющит вас так, что вас нельзя будет отличить от жидкости (это «сверхкритическое» состояние). Водород станет настолько плотным, что электроны начнут перетекать от атома к атому, превращая его в жидковатое море проводящего электричество металлического водорода. Найдете ли вы твердое ядро в центре Юпитера, пока не известно.

Зато известно, что люди никогда не полетят на Юпитер. Или Сатурн. Или Уран. Или Нептун.

В принципе, люди могут отправиться к большим, твердым, покрытым льдом лунам вокруг Юпитера и Сатурна. Но там будет прохладно. Мы могли бы переехать на собственную Луну, но там будет мягкая версия ситуации с Меркурием — дневная температура может испарить воду в газ, а ночью замерзнет даже кислород, все это на фоне отсутствия защиты от радиации Солнца. И 28-дневный цикл вращения означает, что растениям придется проводить две недели в темноте — не очень легко, когда ты растение.

Когда я спросил Маска, куда еще, кроме Марса, люди могли бы потенциально уехать, он сказал, что есть несколько мест, которые сработали бы, если бы наши технологии были достаточно развиты — несколько лун, несколько крупных астероидов, даже Меркурий и Венера, если вы окончательно тронулись, но «Марс, я думаю, остается лучшим вариантом на сегодняшний день».

Прежде чем мы перейдем дальше, давайте поразмыслим, насколько хорошей теперь кажется жизнь на Земле? Представьте себе привилегию жить при погоде с комфортной температурой, нормальным атмосферным давлением, гравитацией в G, легкими бризами, водяными дождями, жидкими океанами, магнитной и атмосферной защитой от солнца, обилием еды, воздухом, пригодным для дыхания. Вам необходимо большое количество разных условий, которые будут тщательно выполняться, чтобы вы могли просто распахнуть дверь и выйти наружу без скафандра. Поэтому давайте в течение нескольких минут просто порадуемся за право жить в такой роскоши, как планета Земля, пока мы снова не забыли об этом дивном подарке природы и не отправились прозябать где-нибудь на Марсе.

Часть третья: страхование человечества

Давайте подобьем черту. На данный момент мы определили следующее:

  • Резервное копирование жесткого диска с человечеством важно и необходимо провести в определенной точке — если держать все наши яйца в одной корзине-планете, мы становимся уязвимы к вымиранию.
  • Марс пока остается лучшим местом для резервного копирования человечества.
  • При должном развитии технологий мы можем создать больше запасных колоний, как минимум десять, покоряя луны, астероиды и планеты нашей Солнечной системы.

Есть и другой интересный вариант. Ученые исследуют самые разные идеи забавных на первый взгляд искусственных жилищ в космосе. И хотя существующие идеи ограничены нашим текущим воображением, можно представить будущее, в котором жизнь на планетах будет казаться людям будущего такой же, какой нам сегодня кажется жизнь наших доисторических предков в пещерах. За последние несколько тысяч лет люди изобрели мощную концепцию пребывания «внутри», поэтому почти все люди считают, что дом — это что-то «внутри». Возможно, в будущем гигантское искусственное космическое жилище с горами, реками, деревьями и миллионами людей будет эквивалентно жизни «внутри», к которой мы привыкли. А беспокойство о погоде, землетрясениях и возможности быть разбитым астероидом будет казаться нашим будущим потомкам беспокойством пещерных людей о нападении волков во время сна. Возможно.

В любом случае, как только миллионы людей будут на разных телах, в разных жилищах, документ Excel (с нашим видом, хранящимся на жестком диске планеты Земля) будет в безопасности, и человечество сумеет существовать еще долго-долго.

Ах да, вот еще что

Конечно, все эти жесткие диски по-прежнему находятся в одной Солнечной системе, а если вы храните все резервные копии в одном доме, если дом сгорит, будет проблема. И точно так же, как нам не посчастливилось использовать жесткий диск, склонный к поломкам, мы также живем в доме, который точно однажды сгорит. Солнце, например, уже отжило половину своего жизненного срока. Сценарий таков, что через восемь миллиардов лет Солнце расширится и поглотит Землю.

После уничтожения Земли Солнце будет расширяться, делая другие наши дома непригодными для жизни, один за другим. К счастью, у нас есть зеленое окно, которое позволяет нам что-то с этим сделать. Маск отмечает, что мы уже прошли 90% пути от появления Земли до точки, когда океаны испарятся, жара станет невыносимой, а вся сложная жизнь умрет — «поэтому если бы разумная жизнь развивалась на эти 10% дольше, она никогда бы не развилась». Говоря о нашей эволюции, мы появились на седьмой день, и у нас осталась буквально ночь, чтобы понять, как покинуть эту планету и Солнечную систему, пока мы не канули в небытие.

Хорошие новости заключаются в том, что времени у нас пока очень много. Солнце не будет вести себя плохо еще очень и очень долго, и я предполагаю, что если мы доберемся до конца зеленого окна, наши технологии к тому моменту позволят нам а) с легкостью перебраться в безопасную часть Солнечной системы, если понадобится; б) стать многосистемным видом, который может распространиться в другие системы нашей галактики; в) создать безопасные космические жилища, которые могут вырабатывать энергию и без звезд — посредством ядерных технологий или, что более вероятно, других продвинутых технологий, до которых мы пока не дошли.

Итак, наш список дел:

  1. Стать независимыми от Земли (стать многопланетным видом), прежде чем что-то убьет нас на Земле. Это, в свою очередь, даст нам достаточно времени, чтобы:
  2. Стать независимыми от Солнечной системы, прежде чем ее уничтожит Солнце.

Говоря о первом пункте, да, следующее массовое вымирание может произойти в любое время, но если мы потратим ближайшие несколько тысяч лет на выяснение того, как покинуть Землю, шансы на то, что мы спасемся, пока не случится нечто ужасное, довольно высоки.

Все, кажется, под контролем. Но вернемся к Зарплу и Квигни (нашим разумным инопланетянам). Если мы на тысячи или даже миллионы лет далеки от какого-либо сурового для нас события — почему эти двое наблюдают за 143-Снуги (так они называют Землю) с таким интересом?

Страшное о людях

Люди

Неандерталец

Чтобы подчеркнуть полную величину того, что значило бы стать многопланетной цивилизацией, Маск часто говорит о том, как масштабирование истории проявляет истинную значимость всех событий. Чем пристальнее вы смотрите, тем «большим» должен быть поворот событий, чтобы остаться значительным при таком масштабе.

В игру с приближением и отдалением можно поиграть с физическим миром. Оттуда, где вы сидите, улицы, дома и машины кажутся значительными объектами. Но с самолета все они мельчают, и только крупные вещи вроде городов, озер и гор бросаются в глаза. С МКС видны только континенты и океаны. Еще дальше — остаются планеты и звезды. Потом галактики.

То же самое применимо к нашей истории. Чтобы попасть в новости дня, событие должно быть связано с каким-нибудь скандалом, движением финансовых рынков, ограблением, протестом, спортивным событием, встречей двух политиков. Эти события довольно незначительны, но являются дырочками в нашем «фильтре значительности».

Когда мы взглянем на год в целом, это будет подобно переходу с земли к самолету — мы слишком далеки, чтобы рассмотреть ежедневные сводки новостей, большинство из них сливаются в сплошное пятно. С такого расстояния нам видны лишь самые важные события года, крупные истории, которые сложно ухватить с близкого расстояния, но последствия которых проявляются в крупных масштабах — какие-нибудь взрывы, аварии, выборы, выход нового продукта или услуги, которые потрясают мир.

Смотреть на целый век — это как смотреть на планету с МКС. Крупные истории века подобны континентам и океанам, которые нельзя в полной мере разглядеть с самолета — культурные или политические сдвиги, войны, другие крупные трагедии и их последствия, потрясающие научные прорывы, изменяющие мир технологические достижения.

Если увеличим масштаб до нескольких тысяч лет, приобретают форму крупные сюжетные линии — взлет и падение империй, распространение мировых религий, новые взгляды в науке и технологиях, явления, которые влияют на мир много веков — эпоха империализма, промышленная революция, рождение государства.

С высоты 100 000 лет мы можем разглядеть весь сюжет нашего вида. Мы видим основные миграции, развитие языка и сельского хозяйства, письма и в конечном итоге рождение промышленного мира. Но даже в этом эпическом масштабе мы не можем разглядеть сюжетную линию жизни в целом. История жизни протекает куда медленнее, чем история человечества.

Если даже вернуться на 10 миллионов лет назад, мы можем увидеть лишь следы сюжетов жизни. В нашей эволюционной линии мы можем разглядеть нарастающую диверсификацию высших приматов, раскол племени людей и шимпанзе, прогрессию рода homo, которая потом приведет к людям. Подобное вы найдете в других историях жизни на протяжении 10 миллионов лет — ничего особенного, просто повороты существующей биологии.

С объективом в 500 миллионов лет мы можем увидеть великую историю животных. Рост сложности: рыбы, потом насекомые, потом рептилии, развитие млекопитающих, расцвет и падение динозавров. Пять событий вымирания укладывают в наше поле зрения.

Если прокрутить увеличение до конца — 3,8 миллиарда лет — мы видим происхождение жизни на одном конце и наш нынешний день на другом, но что из этого мы можем определить как значительные события? Простейшие клетки, потом сложные клетки, потом многоклеточная жизнь. Мы видим взрыв жизни и ее разнообразия, выход из океанов на сушу, а потом, через развитие млекопитающих, появление высшего разума.

Включение млекопитающих и интеллекта в список важнейших скачков жизни может показаться эгоистичным, но это не так, поскольку исключительно благодаря сознанию жизнь может осуществить новый великий скачок — стать многопланетной. Если люди покорят Марс, это событие войдет в перечень событий всей биологии Земли, его можно будет разглядеть лишь с высоты полета 3,8 миллиарда лет — именно так.

И если взглянуть на это с такой точки зрения, вы поймете, что когда Нил Армстронг назвал высадку на Луну «гигантским прыжком для человечества», он ошибся. Высадка на Луну входит в ту же категорию, что и выход первого человека в космос или покорение первым человеком Эвереста — это великое достижение для человечества. Но если бы первое океаническое животное, которое коснулось суши, просто пролежало бы на берегу, пока его не смоет обратно в океан, едва ли это стало гигантским прыжком для жизни. То же самое с высадкой на Луну. Только когда первые рыбы-мутанты начали постоянно жить на суше, жизнь совершила качественный переход. То же самое будет у нас, если мы колонизируем Марс.

Но разве не должны мы остановиться на секунду и заметить, что было бы немного странно после 3,8 миллиарда лет — 38 000 000 веков — заявить, что в этом веке мы можем стать свидетелями гигантского прыжка, который находится на одном уровне с шестью или семью величайшими прыжками в истории? Как это вообще возможно?

Это мне кое-что напоминает. Когда мы ныряли в искусственный интеллект, он определенно выглядел как нечто, что а) может взорваться сверхинтеллектом в следующем веке; б) окажет постоянный и резкий эффект на все живое на планете (хороший или плохой). Можно ли расценивать это как потенциальный гигантский скачок?

И — вместе с тем, как наше понимание генома человека и наука генной инженерии движутся вперед, не исключено, что через 100 лет наука выяснит, как сохранить людей живыми гораздо дольше, чем сейчас, а также предоставит людям рабочие методы обратного старения. Если это произойдет и мы поборем старение, не будет ли это означать крупнейшее из значительных событий в истории жизни?

Что вообще происходит?

Или я безнадежно наивен, или мы живем в самое напряженное время. Вот что происходит, на мой взгляд:

Как мы уже обсуждали, темпы прогресса могут расти в геометрической прогрессии, поскольку чем больше прогресса, тем быстрее он движется вперед, что приводит к каскадной цепочке событий, своеобразному взрыву. Мы видим, что это происходит постепенно нарастающими взрывными темпами.

Влияние доисторических видов людей на природный мир было большим, больше, чем обычно в промежутке 100 000 лет — ни один другой вид не менялся так сильно и быстро.

Приближение

График 1

Приблизим и увидим, что достижения человечества за последние 10 000 лет, со времен сельскохозяйственной революции, были большими, много больше, чем достижения людей за любой другой период в 10 000 лет.

Приближение

График 2

Еще раз приблизим и увидим, что взрыв промышленности и технологий за последние два века со времен промышленной революции, между 1815 и 2015 годами, намного превзошел достижения любого другого 200-летнего промежутка времени.

Приближение

График 3

Если совместить все эти графики, получим следующее:

Приближение

График 4

Возможно, я не так уж и наивен — возможно, есть веская причина полагать, что мы живем на подъеме экспоненциальной кривой прогресса, какого не испытывала никакая другая жизнь. А поскольку вместе с прогрессом приходит сила, наш вид обладает беспрецедентной силой влиять на вещи.

И в определенный момент эта сила станет настолько велика, что колоссальный скачок, на который животным и микробам потребовались сотни миллионов лет, будет осуществим всего за сотню лет.

Когда вид становится настолько могущественным, что может совершать гигантские скачки, которые можно разглядеть лишь с высоты всего срока, отведенного жизни, всего за век, он начинает играть в бога. Назовем это достижением точки божественности. Если прогресс действительно ускоряется, имеет смысл, что продвинутые виды в конечном итоге достигнут точки божественности, и многочисленные свидетельства говорят нам, что люди уже почти подобрались к ней — достижения в освоении космоса, искусственном интеллекте, биотехнологиях, физики элементарных частиц, нанотехнологиях и военном деле открывают дверь к длинному списку неописуемых изменений, которые нам предстоит осуществить в будущем.

В конце концов, Артур Кларк точно подметил, что любая достаточно развитая технология неотличима от магии.

В этом длинном списке есть ряд позитивных изменений, которые могли бы завести человечество в возможную зону, где не придется переживать вымирание и другие ужасные сценарии конца света, которые могут стереть с лица планеты наш вид, вызвать массовое вымирание или даже вообще положить конец жизни — начиная искусственно созданной чумой до катастрофы на ускорителе частиц, от выхода из-под контроля наноботов до внезапного появления враждебного искусственного сверхинтеллекта.

Большинству хороших и плохих сценариев, которые мы сегодня обсудили, не суждено случиться, но некоторые из них вполне найдут себе дорогу — особенно вместе с развитием технологий — и реальность такова, что мы живем во времени, когда за одну только жизнь можно наблюдать несколько событий, по значимости сопоставимых с выходом жизни из океанов на сушу. Мы не только можем стоять на пороге гигантского скачка жизни от планетарной к многопланетной, мы можем увидеть и другие не менее грандиозные скачки.

Имеются и другие признаки, указывающие на то, что мы живем в весьма необычное время:

  • На протяжении 99,8% истории человечества население мира было менее 1 миллиарда. В последние 0,2% истории его число преодолело отметки в 1, 2, 3, 4, 5, 6 и 7 миллиардов.
  • Еще 25 лет назад в мире не существовало такой вещи, как мировой мозг или богоподобный доступ к информации и связь через всю планету. Сегодня у нас есть Интернет.
  • Практически не пользуясь энергией в первые 99 800 лет истории человечества, за последние 200 лет мы внезапно ворвались в эпоху добычи полезных ресурсов и начали использовать спрятанную под землей энергию угля, не отдавая себе полный отчет в том, какие последствия это сулит.
  • Люди ходили пешком или передвигались на лошадях 999 из последних 1000 веков. В этом веке мы ездим на машинах, летаем на самолетах и побывали на Луне.
  • Если бы внеземная жизнь искала другую жизнь во Вселенной, именно в этом веке нас было бы довольно просто обнаружить, ведь мы отправляем в космос миллионы сигналов.
  • Хотя в среднем происходило одно массовое вымирание каждые 100 миллионов лет с момента появления животных, возможно, сейчас мы провоцируем шестое, причем случайно.

Если мы сделаем шаг назад и просто оценим ситуацию, станет очевидно, что сейчас не происходит ничего нормального. У людей современности НАМНОГО больше могущества, чем у любой жизни на Земле за всю ее историю, и вполне вероятно, что если бы какой-нибудь инопланетный студент писал курсовую работу на тему Земли в течение миллиарда лет, время, в которое мы живем сейчас, заняло бы большую часть этой работы.

Вот почему Зарпл и Квигни так пристально нами интересуются. Они смотрят на свои телефоны и видят новое уведомление от приложения:

Жизнь на 143-Снуги достигла точки божественности.

Зарпл и Квигни не ждут астероида, который к нам прилетит, или что Солнце нас сожжет, или что рядом объявится сверхновая — они ждут, что произойдет в следующие 100 лет.

Именно на этом завязано их пари. Когда жизнь планеты достигает высокого интеллекта, это, как правило, означает, что она в паре сотен тысяч лет от своего момента «умри или сделай». Их прогресс будет протекать все быстрее и быстрее, пока они не достигнут точки божественности и получат возможность либо навсегда покончить с уязвимостью своего вида, либо случайно себя уничтожить.

Поэтому оповещение инопланетного телефона гласит, что жизнь здесь достигла «зачатков интеллекта» — поскольку глядя через толстое увеличительное стекло, можно понять, что получить зачаточный интеллект — это концепция плода, но только достижение точки божественности определит, случится ли очередной выкидыш или рождение нового долгоживущего разумного вида. Виды, которые достигают точки божественности, сталкиваются с неизбежным хаосом, и только преодолев его, они «справятся» и официально присоединятся к сообществу растущих, бессмертных, разумных видов.

Зарпл и Квигни наблюдали за 143-Снуги некоторое время из-за своего спора, но любая галактическая жизнь, достигающая точки божественности, — это важное событие, подливающее масло в огонь азарта, поэтому недавно 143-Снуги стала предметом интереса всей цивилизации Увувуву. Все хотят узнать, «справится» жизнь на 143-Снуги или нет.

И если есть хотя бы небольшой шанс на то, что я говорю правильные вещи, и мы переживаем своего рода переломный момент, когда у нас есть все инструменты силы, с известными и неизвестными последствиями — а мы едва-едва учимся пользоваться этой силой…

Разве не лучший сейчас момент, чтобы сделать резервную копию жесткого диска?

Все, что вам нужно, это поставить себя на место Квигни — представьте, что вы выступаете против развития какого-нибудь далекого вида. Вы поставили кучу денег на кон, и вы действительно хотите, чтобы этот вид вымер. В такой ситуации как сильно у вас припечет, если этот вид решит стать успешным и многопланетным? Люди, колонизирующие Марс, это последнее, чего хочет Квигни. Конечно, определенные типы катастрофы могут стереть даже многопланетный вид с лица Вселенной, но куда проще вымирать как вид, когда все яйца находятся в одной корзине. Резервное копирование в виде частичного переселения на другую планету существенно понизит шансы такого исхода.

Между тем Зарпл пристально смотрит на экран, бормоча себе под нос: «Давай, давай, ну давай же…». На экране его телефона крупной картинкой показывается рабочее здание в Хоторне, Калифорния, — штаб-квартира SpaceX.

* * *

Маск

О Марсе думает не только Маск

Вот что сказал Стивен Хокинг:

Я не думаю, что человеческая раса переживет следующую тысячу лет, если не распространится в космосе. Мы сталкиваемся с рядом угроз нашему выживанию, от ядерной войны, катастрофического глобального потепления до созданных генной инженерией вирусов; этот ряд, скорее всего, увеличится в будущем, будут разрабатываться новые технологии и появятся новые вещи, которые могут пойти не так. Нам нужно расширять наши горизонты за пределы планеты Земля, если мы рассчитываем на долгое будущее, распространяясь в космос и к другим звездам, чтобы катастрофа на Земле не значила конец для человеческой расы. Как только мы распространимся в космос и оснуем независимые колонии, наше будущее будет в безопасности.

Профессор Принстонского университета Дж. Ричард Готт:

В 1970-х все думали, что мы доставим людей на Марс к нынешнему дню, но мы не воспользовались этой возможностью. Мы должны сделать это в ближайшее время, поскольку колонизация других миров — это наш лучший шанс застраховать свои вклады и улучшить перспективы выживания нашего вида. Рано или поздно что-то прикончит нас, останься мы на одной планете. К моменту, когда возникнут проблемы и мы пожалеем, что у нас нет колонии на Марсе, может быть уже слишком поздно.

Администратор NASA Майкл Гриффин:

В долгосрочной перспективе однопланетный вид не выживет. Если мы, люди, хотим жить сотни или тысячи, или даже миллионы лет, мы должны в конечном счете заселить другие планеты. Однажды за пределами Земли будет жить больше людей, чем на ней.

Писатель-фантаст Ларри Нивен, возможно, сказал лучше всех:

Динозавры вымерли, потому что не имели космической программы. И если мы вымрем, поскольку у нас нет космической программы, пусть лучше она у нас будет.

Но больше всего Маска беспокоит парадокс Ферми. Тот любопытный факт, что мы никогда не наблюдали никаких свидетельств внеземной жизни, заставляет его подозревать, что за пределами Земли есть «много однопланетных мертвых цивилизаций». Он предупреждает: «Если мы своего рода редкость, нам нужно быстро перейти к многопланетной ситуации, поскольку если цивилизация зыбкая, нам нужно сделать как можно больше, чтобы убедиться, что наши слабые шансы на выживание существенно выросли».

Так думал Маск в 2001 году, когда его друг спросил, что тот собирается делать после PayPal. Маск вспоминает беседу: «Я сказал, что хотя всегда интересовался космосом, едва ли у меня получится сделать что-то в одиночку. Однако, продолжил я, казалось очевидным, что мы могли бы послать людей на Марс. И тогда я задумался, почему этого до сих пор не произошло. И уже потом я зашел на сайт NASA, где хотел найти расписание наших планов по этому вопросу».

Но оказавшись на сайте, он, к своему удивлению, ничего не нашел. Начиная с первого урезания бюджета NASA в начале 70-х годов планы на Марс откатывались все назад и назад, пока совсем не иссякли. Планов на Марс больше не было.

Маск решил помочь — посадить на Марсе растение. План под названием Mars Oasis («Оазис Марса») заключался в том, чтобы осуществить благотворительную миссию на Марс — отправить небольшую роботизированную тепличку на эту планету. Теплица использовала бы манипулятор, чтобы зачерпнуть немного марсианской почвы, посадить в нее растение, а когда растение вырастет, отправила бы фотографию крепкого зеленого саженца на фоне инопланетного красного фона — первой (известной) жизни на Марсе.

Идея заключалась в том, что такой маневр привлек бы много внимания, раздразнил бы у мира новую жажду космических путешествий, вдохновил бы кучу детей стать космонавтами — и в конце концов, надеялся Маск, привел бы к увеличению бюджета NASA. Маск считал — и до сих пор считает — что 0,25% ВВП США, или порядка 1% бюджета, нужно посвящать космосу. Он дал понять, что не собирается возвращаться к 4% бюджета 60-х годов — просто немного увеличить нынешнюю долю. «За 1%, — говорит он, — мы можем купить страхование жизни».

Маск, получивший массу свободного времени, когда PayPal вот-вот должна была продаться eBay, собрал группу людей, которые должны были работать с ним над Mars Oasis. Ему была нужна ракета, которую Маск хотел купить на часть заработка с PayPal. Самая дешевая ракета в США тогда стоила 65 миллионов долларов, но в России ракету можно было достать куда дешевле — и Маск поехал покупать три отработанных межконтинентальных баллистических ракеты к нам. Он рассчитывал выложить 20 миллионов долларов за все три, но русские захотели больше. Пришлось вернуться с пустыми руками.

И тогда он пришел к решению: сделать все самостоятельно.

Нет, не проект с растением — проект побольше.

Несколько месяцев он провел, жадно поглощая книги о ракетной технике и размышляя, что для этого всего потребуется, пока не пришел к выводу, что все возможно.

И так он решил отправить миллион людей на Марс.

Часть четвертая: как колонизировать Марс?

В жизни бывают сложные ситуации из разряда «из пункта А в пункт Б». Например, а) не могу поверить, что мой будильник разбудил меня так рано; б) теперь я уже сижу на работе. Или а) аренда истекает в следующем месяце; б) теперь я уже полностью перебрался в новые апартаменты и даже развесил все любимые вещи на стенах. И еще: а) ох, кажется я ненавижу свою жену; б) хорошо, что теперь у меня новая жена и все хорошо. Все это сложно.

Но а) думаю, я хочу доставить миллион человек на Марс; б) и вот на Марсе уже миллион человек — это движение кажется сверхъестественно сложным. У Элона Маска больше амбиций, чем у вас.

С начала этого проекта я говорил с Маском шесть раз, и все эти разы мы чаще всего говорили о том, как на самом деле будет происходить перемещение на Марс. Из того, что я слышал, ему нужно всего две вещи, и все получится:

  1. Желание
  2. Способ

Принято считать, что тяп-лям и «сказано — сделано». Или там: было бы желание, а способ найдется. Больше сорока лет назад мы слетали на Луну, за пятнадцать лет до того, как у нас появились нормальные компьютеры, поэтому кажется, что план по освоению Марса может быть вполне выполним — и ограничивающим фактором будет лишь нехватка желания, отсутствие воли.

Но Маск считает, что все как раз наоборот. У нас есть способ добраться до Марса за астрономическую сумму денег. Но нет способа колонизировать Марс. По мнению Маска, нам не хватает возможности добраться до Марса по доступной цене. Он называет США «народом исследователей» и «чистым духом жажды исследований» и верит, что если бы Марс был дешевле, появилось бы больше желающих туда отправиться. Но поскольку все это даже и близко не выглядит возможным, никто об этом не говорит, и воля людей отправиться на Марс пребывает в спячке.

Если бы кто-то сказал мне, что пентхаус на Манхэттене с огромным балконом упал в цене на 95%, у меня было бы много желания оплатить его аренду и въехать туда. Но поскольку цена остается прежней, я не горю желанием туда въезжать — даже не думаю об этом. Причина того, что я не пишу этот пост, сидя в горячей ванне с видом на горизонт Нью-Йорка, не в нехватке воли, а в нехватке способов.

Маск видит ситуацию с Марсом такой же. Вместо «было бы желание, а способ найдется», он считает, что здесь больше уместно выражение «вы постройте, а они приедут».

В частности, модель, которую Маск имеет в виду, заключается в том, что Марс будет оплачиваться поездками пассажиров на него, почти так же, как работает общественный транспорт на Земле — и ключом будет предоставить возможность купить билеты по достаточно низкой цене, чтобы их разобрал миллион человек. Или, как говорит сам Маск:

Должно быть пересечение людей, которые хотят отправиться на Марс, и людей, которые могут позволить себе полет на Марс. И если в это пересечение попадет равное количество людей, необходимое для самоподдержания колонии на Марсе, таким и будет решение.

Что-то вроде этого:

Круги

Кто сможет полететь на Марс?

Поскольку Маск считает, что воля (желтый круг) будет расти, соответственно, когда появляется реальный способ, Маск идентифицирует крошечный синий кружок в качестве критического ограничивающего фактора: очень высокую стоимость космических путешествий. И если поправить это, считает он, этот фактор станет ключевым звеном между А и Б.

Поэтому в 2002 году Маск пошел дальше: «Я собрал команду и поручил ей в течение нескольких суббот сделать технико-экономическое обоснование эффективного строительства ракет. Стало очевидно, что ничто не мешает нам сделать это. Ракетные технологии не особо улучшились материально с 60-х годов — возможно, даже откатились назад». Он был взбудоражен.

Но вернемся к реальности на секунду. Если вы решите, что революция в стоимости космических путешествий была ключом к чему-то очень важному, вы вряд ли скажете: «Вау! Я сделаю это!», а скорее «Я не знаю, как это осуществить». Чтобы попытаться понять, как можно было бы достичь такой серьезной цели, давайте попробуем понять, что мы пытаемся сделать в обратном направлении.

Вопрос: как бы я перевернул стоимость космического путешествия?

Ответ: в процессе десятилетий инноваций, сотен проб и ошибок, привлекая тысячи умнейших людей для работы. Просто, но не подходит. Не подходит, потому что:

Вопрос: откуда взять кучу денег, чтобы за все это заплатить? Если бы это было интересно правительствам, они бы уже занимались этим сами. Никакой благотворительный меценат не согласится направить десятки миллиардов долларов на массивный проект, который растянется на тридцать лет, а то и больше, без каких-либо гарантий на успех.

Ответ: вы оплатите это, делая ваши R&D-операции ценными вдвойне, параллельно предоставляя выгодные услуги доставки в космос. Чтобы проверить свою новую инновационную технологию, вам потребуется сделать много запусков. Правительства и компании отвалят вам кучу бабла, чтобы вы подвезли спутников, грузы и людей в космос в процессе этих запусков. Два зайца одним выстрелом.

Вопрос: но как мне узнать, как отправить что-то в космос?

Ответ: вы не знаете. Придется потратить пару лет, изучая все с нуля и построить один из этих аппаратов самостоятельно, доказать всем, что вы можете осуществить успешный запуск, пока никто не наймет вас в качестве службы доставки.

Вопрос: но если во время первоначальной фазы изучения и разработки не будет много клиентов, кто заплатит за эту фазу?

Ответ: ты, основатель.

Вопрос: где я возьму деньги?

Ответ: станешь соучредителем PayPal, а затем продашь компанию.

Такой была логика Маска в 2001 году, и она же написала бизнес-план SpaceX:

SpaceX-Business-Plan-2

Бизнесс-план SpaceX

SpaceX уже тринадцать лет работает по этому плану. Давайте узнаем, что уже удалось сделать компании и что ее еще ждет.

Этап I: выяснить, как отправлять вещи в космос

В главных ролях: Falcon 1

Цель: отправить что-то на орбиту, пока у Маска не закончатся деньги

Этап I по факту начался еще до того, как появилась SpaceX, еще в середине 2001 года, когда Маск все еще был в PayPal. Серьезно рассматривая выход на космическую арену как свой следующий шаг, Маск делал то, что делает любой, кто хочет стать ракетным технологом мирового уровня за год без образования — читал книжки. Например:

  • «Ракетные реактивные элементы», Джордж Саттон
  • «Аэротермодинамика газовой турбины и ракетного движения», Гордон Отс
  • «Основы астродинамики», Роджер Бэйт
  • «Международное справочное руководство по системам космических запусков», К. Исаковитц, Дж. Хопкинс, Дж. Хопкинс-младший

Да, он читал книжки и черпал из них полезные вещи. Ракетный эксперт Джим Кантрелл, который тогда встретился с Маском и участвовал в одной из неудачных поездок в Россию, говорит: «Он дословно цитировал отрывки из этих книг. Стал очень сведущим в теме».

В дополнение к своему чтению, Маск задавал вопросы многим умным людям. Кантрелл, который называет Маска «умнейшим человеком, с которым я когда-либо работал», говорит, что «Маск нанял многих из моих коллег в ракетном и космическом деле для консультаций» и что «он словно высасывал из них опыт».

Когда Маск начал говорить о космосе как бизнесе совсем серьезно, его друзья забеспокоились. А вы бы не? Представьте, что ваш друг сделал кучу денег, продавая интернет-бизнес и затем говорит, что собирается потратить почти все, чтобы стать первым предпринимателем, который преуспел в строительстве компании космических пусков — потому что человечеству важно стать многопланетным видом. Едва ли вы были бы рады таким заявлениям. Один из друзей Маска изо всех сил отговаривал Маска от этого безумного проекта, отправляя тому нарезки из видео со взрывающимися ракетами.

Но Маск оставался гадким утенком и продолжал двигаться беспрепятственно. Выстроив себе фундамент из знаний, он решил набрать других людей на борт. Когда я спросил Маска, что такое бизнес, он ответил: «Я не знаю, что такое бизнес. Компания — это всего лишь кучка людей, которые работают вместе, создавая продукт или сервис. Такой вещи, как бизнес, не существует, просто погоня за целью — группа людей в погоне за целью».

Поэтому он начал собирать группу из умнейших людей, которых смог найти, и так родилась SpaceX. Потом начал нанимать известных людей, например, известного ракетного инженера Тома Мюллера. Кадровая политика SpaceX на ранних этапах была такой:

Никаких придурков. Маск говорит, что если вы ненавидите своих коллег или босса, вы не захотите выходить на работу и работать по много часов.

Найм должен строиться на сыром таланте без опыта. Маск говорит, что не особо заботится об ученой степени, колледжском или даже школьном образовании — просто сырой талант, личность и желание работать над будущими миссиями SpaceX. Я пообщался с вице-президентом SpaceX по инженерии транспорта, Марком Джанкосой, который оказался обычным калифорнийским чуваком. Правда, он казался одним из этих придурковатых ребят, с которыми я был дружен, а не ведущим ракетным ученым. Он рассказал, что был ужасным студентом и почти потерял веру в себя как в человека, пока не обнаружил у себя страсть к работе над гоночными автомобилями в автомобильном клубе по соседству с колледжем. Оказалось, что в этом деле он абсолютный гений, и когда после школы кто-то представил его Маску, тот нанял его. Джанкоса быстро вырос в компании, и сейчас, в свои 30 лет, он возглавляет одно из крупнейших подразделений компании, и на него работают сотни талантливых и куда более опытных людей.

Очень много историй вроде этой отражают необычайную меритократичность SpaceX. Я встречался с Заком Данном, старшим директором по пусковой инженерии, которому на вид было лет 12. Данн рассказал мне, что начал интерном всего пару лет назад. И ранее, когда предполагал, что Маск понятия не имеет, кто такой Данн, Маск удивил его, сказав, что считает Данна очень сильным инженером. Из этого Данн понял, что Маск хорошо знает всех и каждого в компании. Несколькими годами позже Данн стал во главу пусковой инженерии более сотни сотрудников.

Маск лично общается со всеми, включая уборщиков, и делает это как извращенец. Этого правила придерживались почти без исключений в первые восемь лет жизни компании, пока в ней не собралось 1000 сотрудников. Согласно биографии Маска, «каждый сотрудник получает предупреждение перед встречей с Маском. Интервью может длиться от тридцати секунд до пятидесяти минут. Элон, скорее всего, будет писать электронные письма и работать в течение начальной части интервью, особо не разговаривая. Не паникуйте. Это нормально. Потом он повернется на стуле к вам лицом. И даже тогда, впрочем, он может особо не сталкиваться с вами глазами. Не паникуйте. Это нормально. Когда придет время, он с вами поговорит».

Сама компания, как и Tesla, в значительной степени вертикально интегрированы. Это означает, что вместо того, чтобы отдавать на аутсорсинг большую часть процесса производства ракеты третьим лицам, SpaceX производит почти все крупные части самостоятельно, поддерживая принадлежность и контроль над большей частью цепочки поставок. Это очень необычно для аэрокосмической отрасли — как говорит Эшил Ванс, «завод — это храм, который SpaceX считает главным оружием в игре по строительству ракет, домашнее производство. SpaceX производит 80-90% своих ракет, двигателей, электроники, проектирует собственные материнские платы и микросхемы, датчики для обнаружения вибраций, бортовые компьютеры, солнечные панели».

Старомодные промышленники вроде Эндрю Карнеги и Генри Форда были за вертикальную интеграцию, и Apple за счет этого во многом побеждает конкурентов. Большинство компаний сегодняшнего дня избегают вертикальной интеграции, но для любителей контроля качества, вроде Маска или Джобса, это единственный способ держать все в руках.

Кроме того, что производство такого числа частей расположено под одной крышей SpaceX, они физически перемешаны в здании, как и в Tesla — инженеры за своими компьютерами сидят прямо на полах, где проектируют и производят, или в полностью стеклянных офисах, откуда можно наблюдать за всем процессом сборки вокруг.

По мере роста команды и формирования отделов, Маск остается тесно вовлеченным в почти каждый процесс совершенно незаметным образом. Некоторых боссов называют микроменеджерами — но в компании Маска из-за уровня вовлеченности в процесс его называют «наноменеджером».

Элон Маск знает много всякой всячины

Почти каждый, с кем я говорил в Tesla и SpaceX, делает акцент на том, какой сильный эксперт Маск в каждой отдельно взятой области, будь она посвящена аккумуляторам автомобилей, электродвигателям, ракетным проектам, двигателям, электронике (авионике) или аэрокосмической инженерии. Ему удается делать это, благодаря сочетанию глубокого уровня понимания физики и инженерии и почти гениальной способности сохранять информацию по мере ее изучения.

Именно такой широкий кругозор экспертных знаний позволяет Маску поддерживать аномально высокий уровень контроля над всем, что происходит в его компании. Касательно ракет SpaceX Маск говорит: «Я знаю свою ракету изнутри и снаружи. Я могу рассказать вам о характере теплообработки материала оболочки, как он меняется, почему мы выбрали этот материал, технику сварки… в мельчайших деталях».

Я спросил вице-президента SpaceX по разработке программного обеспечения Джинну Хусейн о наноменеджменте Маска. Он ответил:

Крупнейший сюрприз для всех, кто впервые присоединился к компании — SpaceX использует термин «наноменеджер», и вы думаете: «Хорошо, он любит ковыряться в бурьяне, это круто». Но вы не знаете, как это. Для генерального директора компании он закидывает удочку невероятно глубоко — у него есть доступ ко всему, и он часто закапывается в какую-то одну вещь, постоянно это делает. Он принимает решения на самом низком уровне и управляет компанией на самом узком уровне с высокой точностью, я не знаю, кто еще бы так работал в любой другой компании. Мысль одного человека является ключевой точкой решения неописуемого количества вопросов — он все это удерживает в своей голове и вспоминает, когда нужно, если нужно, чтобы иметь возможность принимать правильные решения.

* * *

Хорошо. Сейчас середина 2002 года, и эта безумная идея воплощается в реальность. Есть четкая миссия, команда, вездесущий гендиректор. Следующий шаг — ракета.

Прежде чем мы перейдем к первой ракете SpaceX, давайте кое-что проясним.

Задача почти любого космического запуска — отправить что-то в космос. Вещи, которые вы берете, называются полезным грузом. Полезным грузом может быть спутник, груз, люди, мартышка — что угодно.

Чтобы пережить тяжелое путешествие в космос, груз должен находиться под защитной оболочкой — обтекателем. Иногда полезный груз нужно также отправить, направить, пристыковать в космосе и, может, даже вернуть обратно на Землю. В таком случае полезный груз переносится внутри космического аппарата (а если вы еще не выбрались из детства, то космического корабля).

У вас есть ракета. Ракета — это большая главная штука, которая взлетает и делает одно дело: отправляет полезный груз и его контейнер через атмосферу в космос. Большая часть ракеты представлена большим топливным баком, а снизу у ракеты мощнейшие двигатели в форме колокола. Они обеспечивают ракету движущей силой — тягой — которая позволяет поднимать много тонн через атмосферу Земли. Иногда ракета состоит из многих малых ракет — ступеней. И да, все вышеописанное становится боевой ракетой, если полезный груз — оружие.

Наконец, космических кораблей не существует. Космический корабль — это термин, который дарит радость четырехлетним парнишкам. Настоящие космонавты так не говорят.

Миссии «Аполлона» отправлялись на Луну, используя гигантскую ракету «Сатурн-5» (Saturn V). Saturn V весила 3000 тонн — как семь «Боингов-747» — и была высотой с 35-этажное здание. Saturn V была похожа на матрешку, поскольку вмещала все меньшие и меньшие элементы.

SATURN1

Гигантская ракета «Сатурн-5»

SATURN

Схема «Сатурн-5»

Космический шаттл (Space Shuttle), у которого была работа попроще — выходить на низкую околоземную орбиту, — действовал совершенно иначе.

Вместо одной большой первой ступени ракеты, Space Shuttle использовал две ракеты (твердотельные ракетные ускорители), чтобы справиться с самой тяжелой частью восхождения, и полезный груз — люди и оборудование — ехали в части шаттла, которая напоминала обычный стереотипный космический корабль. Этот аппарат добавлял необходимой тяги, когда ракеты отваливались, используя топливо из большого, по некоторым причинам оранжевого топливного бака. Обычно космический аппарат возвращается в океан на парашюте, но космические шаттлы использовали более цивилизованный подход, приземляясь на землю как самолет.

Шаттлы

Как работает Space Shuttle

Когда SpaceX сделала свою первую ракету, она не пыталась создать самую большую и крутую вещь в истории человечества. Она построила ракету для учебной обкатки, небольшую прямую ракету Falcon 1 (Маск назвал ее так в честь «Тысячелетнего сокола» из «Звездных войн»). Она была 21 метр в высоту, двухступенчатая ракета с одним мощнейшим двигателем снизу — собственным изобретением SpaceX, двигателем «Мерлин» (Merlin).

Falcon 1

Первая ракета от SpaceX

Несмотря на скромные размеры и возможности, Falcon 1 была полна новых инновационных технологий. Основная задача была — сделать так, чтобы ракета доставляла небольшие грузы в космос дешевле, чем раньше. Не только потому, что Маск видел снижение стоимости частью пути на Марс, но потому, что считал это единственным аспектом космического путешествия, который можно поправить быстро и эффективно. Он говорит: «Скорость ракеты всегда остается почти одной и той же. Удобство и комфорт пребывают неизменными. Надежность… здесь лучше пока не сделать. Остается один ключевой параметр, по которому можно судить улучшения технологии, и это стоимость».

Марк называет две причины, по которым расходы остаются такими высокими:

1. Компаний в аэрокосмической отрасли немного, и те немногие огромны, а огромные компании не рискуют. Он говорит: «Существует огромное предубеждение против принятия риска. Каждый пытается оптимизировать прикрытие для своей задницы… Даже если доступны технологии получше, они будут использовать устаревшие компоненты, которые зачастую были разработаны в 60-х годах, и многие используют российские ракетные двигатели, разработанные в 60-х годах. Я не говорю, что эти двигатели были спроектированы в 60-х года — я имею в виду, что эти двигатели буквально были сделаны в 60-х, упакованы и привезены откуда-то из Сибири».

2. Нехватка вертикальной интеграции. Мы упоминали вертикальную интеграцию SpaceX и полный контроль, который позволяет Маску управлять SpaceX, но Маск также считает, что вертикальная структура важна для снижения расходов, поэтому критикует остальную промышленность за нежелание к ней прибегать: «У крупных аэрокосмических компаний есть тенденция отдавать все на аутсорсинг. Они передают это субподрядчикам, субподрядчики обращаются к субподподрядчикам и так далее. Вам нужно пройти через четыре или пять слоев, чтобы найти что-то действительно полезное — реальную обрезку металла, выстраивание атомов. Каждый уровень прибавляет расходов — это накладно в пятой степени».

Не имея багажа крупной компании с длинной историей, SpaceX смогла «спроектировать и разработать Falcon 1 с чистого листа бумаги», — говорит Макс Возофф, один из первых сотрудников SpaceX, и этот чистый лист бумаги прослеживается в мышлении Маска: «Я спросил: из чего сделана ракета? Алюминиевые сплавы аэрокосмического класса, немного титана, меди и углеродного волокна. И тогда я спросил, какова стоимость этих материалов на товарном рынке? Оказалось, что себестоимость материалов ракеты составляет 2% от типичной цены — а это огромное соотношение для крупного механического продукта. Так что я подумал, что мы можем сделать ракету куда дешевле, учитывая стоимость материалов».

И все это здорово — но SpaceX была не обычной компанией с обычным бюджетом и сроками развития. Это было предприятие, на которое инвесторы вряд ли подписались бы в здравом уме и трезвой памяти, поэтому компания существовала в основном на деньги личного банковского счета Маска. К 2006 году Маск решил параллельно также произвести революцию в сфере автомобилей и вложил 70 миллионов долларов от своей выручки в PayPal в Tesla, оставив порядка 100 миллионов долларов на SpaceX. Маск говорит, что этого должно было хватить на три-четыре запуска. SpaceX хватило бы этих нескольких запусков, чтобы доказать клиентам, что ей можно платить. А поскольку платежеспособные клиенты хотели, чтобы SpaceX доставляла на орбиту их грузы, это и требовалось от SpaceX: успешно запустить что-то на орбиту, продемонстрировав миру свои возможности.

Правила игры были просты: запустить три-четыре раза что-то на орбиту или закрыть компанию. На тот момент многие частные компании пытались запустить что-то орбиту, но только одной это удалось (Orbital Sciences).

Чтобы понять, почему это так сложно сделать, нам нужно понять, что такое орбита.

Что такое орбита?

Можно интуитивно предположить, что сложность в доставке объекта на орбиту — это сложность доставки объекта до орбиты, так как космонавты на МКС плавают в космосе, не испытывая никакого притяжения. Похоже, настало время утратить доверие к своей интуиции.

На секунду вернемся в старшие классы школы. Вот уравнение, с помощью которого мы рассчитываем силу тяжести:

Гравитация

Формула силы тяжести

G — это гравитационная постоянная, скучное число, которое мы проигнорируем в этом уравнении.

m1 и m2 — это массы двух объектов. Два объекта тут, потому что гравитация не принадлежит одной вещи — каждые два объекта притягивают друг друга с одинаковой силой. Если вы находитесь на Земле, ваш вес можно представить как силу притяжения между вами и Землей, и эта сила одинаково действует на вас и на планету. И поскольку два числа с массой в числителе, это значит, что когда они растут, сила гравитации тоже будет расти (пропорционально). Если ваша масса удвоится, то удвоится и вес. Если ваша масса останется прежней, а масса Земли удвоится — опять же, вас вес удвоится тоже. Если удвоится и ваша масса, и масса Земли, ваш вес увеличится вчетверо. Но мы не будем работать с массой.

Нас интересует часть d^2. d — это дистанция между двумя объектами — или, точнее, дистанция между центрами масс двух объектов. В случае с Землей масса симметрично распределена, поэтому центром массы будет центр планеты. Радиус Земли — 6371 километр, поэтому когда вы находитесь на поверхности Земли, вы используете это число вместо d для определения испытываемой силы тяжести. Поскольку d находится в знаменателе уравнения, по мере роста d сила тяжести уменьшается.

Чтобы проиллюстрировать это, я сожму Землю до одной миллионной ее размера, так что ее диаметр составит точно метр.

Метровая Земля

Человек обычного роста и Земля в масштабе 1 / 1 000 000

Если мы удвоим d путем перемещения на радиус Земли прочь от поверхности (на полметра), d^2 увеличится в четыре раза, поэтому сила тяжести, и ваш вес, будет в четыре раза меньше, чем на поверхности. Если вы отойдете на полный метр — так, что между вами и Землей поместится еще одна Земля — d утроится, и ваша гравитация будет 1/9 от той, что на Земле.

И куда во всем этом вписывается МКС?

Станция находится на высоте 350-400 километров, что на нашем метровом шаре 2-3 сантиметра, чуть больше дюйма от поверхности. Если бы в этом шарике застрял шарик для пинг-понга, МКС (и множество спутников) работали бы на нем. Широко признанной высотой, где начинается «космос», считается линия Кармана в 100 километрах над поверхностью — на нашем шарике это 7,8 мм от поверхности. Самолеты летают на высоте 0,84 мм над поверхностью, это меньше толщины песчинки.

Что это говорит о гравитации на НОО, где находится МКС?

Если мы возьмем среднюю точку на средней высоте МКС (375 км), мы обнаружим, что на такой высоте d составит 5,8% от обычной d на поверхности Земли, а значит, что снизит силу тяжести до 10%. Поэтому астронавты на МКС практически не ощущают гравитации. И поэтому плавают.

Метровая земля

Почему на МКС космонавты не ощущают гравитации

Но дело в том, что они пребывают в состоянии свободного падения.

Однажды мне выпал шанс полетать в небольшом самолете с пилотом, который был слегка того, поэтому он поднял самолет до 4000 футов (1200 метров) и быстро опустил его до 2000 футов. Прежде чем упасть, он дал мне ручку и сказал положить ее на открытую ладонь. Во время падения 8% меня, которые не боролись за выживание столь отчаянно, увидели, как ручка парит передо мной, мягко покачиваясь из стороны в сторону. На МКС такое происходит постоянно.

Вот почему: представим, что вы стоите на пике планеты меньшей и более гладкой, чем Земля, на которой нет атмосферы, и бросаете бейсбольный мячик изо всех сил:

orbit1

Итак, бросаем мячик!

orbit2

Он должен вести себя вот так

orbit3

Теперь дайте шанс питчеру из высшей лиги

orbit4

А если запустить его из пушки? Он полетит еще дальше

Прежде чем все эти шарики падают на землю, они пролетают кривой путь. Если поверхность Земли не встречается на этом пути, они будут продолжаться в виде длинных эллипсов.

orbit5

Давайте продолжим каждый путь шариков, если бы они продолжали движение

orbit6

Теперь давайте достанем пушку помощнее

Выглядит как обычно, но учтите, что кривая дуги соответствует форме планеты. Поэтому в итоге все выглядит так:

orbit6a

Этот шарик обойдет планету по кругу и врежется пушке в заднюю часть. И если его ничего не заблокирует, он будет продолжать «падать» вечно, никогда не приземляясь. Поскольку путь шарика кривой и соответствует кругу кривизны планеты, планета будет продолжать падать прочь от мяча, пока мяч будет пытаться упасть на землю. Вы запустили мячик на орбиту.

Если у вас есть идеально гладкая планета любого размера без какой-либо атмосферы, в теории вы можете запустить что-то на орбиту прямо с земли. Но поскольку у Земли есть плотная атмосфера (и горы на поверхности), вне зависимости от того, как сильно вы запустите шарик с поверхности, атмосфера замедлит его, затягивая его кривую, пока он не сойдет с орбиты. Поэтому мы выводим вещи на орбиту так высоко, чтобы атмосфера была достаточно тонкой и не замедлила наши объекты. Если бы не сила трения, закон Ньютона об инерции позволил бы спутнику вечно вращаться вокруг планеты.

Чтобы попасть на орбиту вокруг Земли, объект должен двигаться невероятно быстро. Но не слишком быстро. Почему? Потому что тогда кривая будет слишком широкой и произойдет следующее:

orbit7

Чтобы шарик попал на орбиту он должен двигаться быстро, но не слишком

Поэтому люди говорят о достижении «орбитальной скорости», чтобы остаться на орбите, и «скорости убегания», чтобы покинуть гравитацию Земли и отправиться в космос. Скорость убегания означает, что дуга пути будет шире кривизны планеты.

Орбитальная скорость на высоте 375 километров, где находится МКС, составляет 27 600 км/ч. Или 7,66 км/с. Эта скорость позволит объекту удерживаться на орбите на такой высоте. Чтобы понять, насколько это быстро, представьте, что если вы закинете мячик на такой скорости с пляжа в океан, он улетит за горизонт примерно за полсекунды. На такой скорости МКС облетает Землю каждые 90 минут (и поскольку скорость эта относительна, астронавты на МКС не ощущают движения вообще).

* * *

Вернемся к  SpaceX. Учитывая врезку выше, теперь можно понять, почему основной задачей компании было «забросить» полезный груз на орбиту. Люди думают, что ракета взлетает вверх, но в реальности она забрасывает что-то с большим трудом отчасти в бок, поэтому траектория ракеты выглядит так:

arc

Траектория движение ракеты SpaceX

Все, как в нашем примере выше, ракета выступает в качестве руки гиганта, который забрасывает полезный груз:

orbit0-throw

Приготовиться!

orbit0-throw-1

Поехали!

Только в нашем реальном мире ракетной компании нужна не рука и кисть, а семиэтажная 40-тонная башня из металла, которая со взрывом улетает с планеты.

Чтобы сделать все еще сложнее, «забрасывание» начинается в атмосфере на уровне моря, которая одновременно толстая как патока и полна движущихся частей (то есть погода). Это как точно забросить мячик рукой, стоя под несколькими метрами текущей воды. Глава технического отдела SpaceX Марк Джанкоса так описал задачу вывода ракеты через атмосферу: «Ракета — это такая мокрая лапша, которую вы пытаетесь вытолкнуть в космос. Она адски хлюпает. Вы даже не знаете, куда она собирается, измеряя траекторию по одной точке ракеты — вам нужно измерять несколько».

С такими мощными силами в игре — вес ракеты, скорость, плотная атмосфера — даже крошечное повреждение оборудования может приговорить миссию. Проблема в том, что вы не можете провести надежные испытания того, как оборудование будет себя вести, пока не стартанете.

SpaceX хорошо выучила этот урок.

2006: первый запуск — неудача

2007: второй запуск — неудача

2008: третий запуск — неудача

Плохие времена.

Неудачи были вызваны мельчайшими деталями. Ржавая гайка не выдерживает под давлением, жидкость в ракете расплескивается больше, чем ожидалось, а двигатели первой ступени отключаются на пару секунд позже во время отделения ступеней. Вы можете делать все правильно 99,9% времени, и последние 0,1% приведут к катастрофическому взрыву ракеты. Космос — это сложно.

Каждая запускающая ракеты компания или правительство — все и каждые — сталкивались с неудачами. Это часть концерта. Обычно вы делаете глубокий вдох, засучиваете рукава, выясняете, что пошло не так, и переходите к следующему запуску. Но у SpaceX были особые условия — у компании были деньги на «три-четыре запуска», и после трех неудач последний запуск стал последним шансом. Он был запланирован спустя меньше чем два месяца после неудачного третьего запуска.

Друг Маска, Адео Ресси, описывал это так: «Все зависело от этого запуска. Сработает — эпический успех. Провалится — если что-то пойдет не так и все провалится — будет эпический провал. Третьего не дано. Никаких запасных вариантов. Три неудачи уже случилось, все должно было закончиться. Дело для исследования Гарвардской бизнес-школы: богатенький мальчик полез в ракетный бизнес и все профукал».

28 сентября 2008 года, SpaceX приготовилась к четвертому запуску — и сделала это. Она запустила груз-пустышку на орбиту без сучка и задоринки, став второй частной компанией в мире, которой это удалось.

Falcon 1 стала также самой эффективной по стоимости ракетой в истории запусков — обошлась всего в 7,9 миллиона долларов, это в три раза дешевле лучших альтернатив. NASA обратило свое внимание. Успешный четвертый запуск стал достаточно убедительным для агентства, и в конце 2008 года из NASA позвонили Маску и предложили заключить контракт на 12 запусков к МКС стоимостью 1,6 миллиарда долларов.

Деньги Маска сделали свою работу. Теперь у SpaceX есть клиенты и долгое будущее впереди.

Часть пятая: стоимость космических путешествий

В главных ролях: Falcon 9, Dragon, Falcon Heavy

Цель: снизить цену на полет на Марс до 500 000 долларов за место

Сегодня многие люди слышали о SpaceX. Некоторые даже знают, чем занимается SpaceX. Еще меньше знают, что на самом деле делает SpaceX. Что же делает SpaceX? Доставляет вещи в космос для людей за деньги. И как мы выяснили, вот что на самом деле делает SpaceX: пытается решить одну большую проблему — астрономическую стоимость космических путешествий — потому что это ключ к тому, чтобы вывести людей в космос. Так цивилизация сможет стать многопланетным видом и сохранит себя на других жестких дисках. Этот процесс будет поддерживаться сам по себе отправкой людей в космос за деньги.

Мы доберемся до этой части немного позже. Но сначала давайте взглянем на то, что такое отправлять вещи в космос для людей за деньги.

Falcon 9

В 2008 году, после того как был осуществлен успешный запуск и на странную и дешевую доставку в космос подписалось множество новых клиентов, для SpaceX пришло время пересесть с учебных колес и построить себе «Харлей». Знакомьтесь, это «девятый сокол», Falcon 9.

FALCON9

Это Falcon 9. Впечатляет?

Для начала сразу отметим один важный факт: Falcon 9 — это крупнейшая в мире скульптура в форме члена. Это то, что каждый сотрудник SpaceX научился терпеть, такой молчаливый факт, который парит над его профессиональной жизнью, и с этим нам всем теперь придется жить.

Но кроме этого, Falcon 9 — самая продвинутая в мире ракета, пережившая мощное обновление со времен Falcon 1. Falcon 9 огромная — 68 метров в высоту, в три раза выше Falcon 1. При этом Falcon 1 мог везти на борту меньше тонны полезного груза, а Falcon 9 уже 13 тонн. Именно Falcon 9 помещает SpaceX за один круглый стол с большими мальчиками.

Falcon 9

Чем больше вы узнаете о ракетах, тем больше вы их уважаете!

Когда вы узнаете больше о ракетах, вы начинаете их уважать. Ракета должна быть невероятно прочной — это 1000-тонный объект, заполненный взрывчатыми веществами, которые должны лететь быстрее скорости ветра — и при этом тщательно спроектированной в каждом миллиметре, поскольку в ней также будут микросхемы, хрупкие спутники и живые люди. Обычные техники производства не всегда могут нарезать объекты так точно — на фабрике SpaceX я видел, как причудливые запчасти Falcon 9 печатались на 3D-принтере (и проектировались в 3D), поскольку пока нет других хороших методов производства.

Но поскольку все это не наши проблемы, давайте опустим детали и упростим.

Falcon

Схема частей Falcon 9

Первая ступень

Первая ступень выполняет очень важное трехминутное дело — доводит вторую ступень и прикрепленный полезный груз до высоты 100 километров, после чего отваливается и падает в океан.

Falcon

Первая ступень поднимает ракету на 100 км

Первая ступень, как и почти все части Falcon 9, производится в штаб-квартире SpaceX в Калифорнии.

Вот быстрое видео производства:

Большая часть первой ступени ­— это большой топливный бак с двумя ключевыми частями: гигантский бак из ракетного керосина и гигантский бак с жидким кислородом. Ракета не может добывать кислород из воздуха, потому что, среди прочих причин, ракета быстро поднимается слишком высоко, где кислорода уже нет. Поэтому кислород нужно брать с собой. Этот газ становится жидким при температуре -183 градуса по Цельсию, и когда это происходит, он становится в 1000 раз плотнее газообразного кислорода — поэтому можно взять довольно много этого вещества. Два этих ингредиента смешиваются, образуя взрывчатое топливо.

Как работают ракетные двигатели

Может показаться странным, что парень, который изо всех сил пытается отказаться от ископаемого топлива и даже создал с этой целью автомобильную компанию, будет сжигать сотни тонн такого топлива при каждом запуске со своей ракетной компанией. Проблема в том, что ракеты вынуждены сжигать топливо — Маск как-то делился мыслями, что весь транспорт однажды станет электрическим, кроме ракет.

Причина? Третий закон Ньютона: каждое действие имеет равное противодействие.

Третий закон Ньютона определяет, почему лопнувший шарик движется в противоположном направлении от вырывающегося из него воздуха, почему пистолет выдает отдачу при стрельбе, почему каноэ уплывает из-под ног человека, когда он бежит по нему.

Прыжок

Наглядный пример Третьего закона Ньютона

Подумайте о топливе для транспорта, оно подчиняется тем же законам.

Один из способов заставить транспорт двигаться — оснастить его пропеллером. Пропеллеры работают, толкая воздух в одном направлении, что толкает пропеллер, в свою очередь, а вместе с ним и все, что к ним прикреплено, в другом направлении. Если вы станете в метре от стены и упретесь в нее ладонями, вы почувствуете, как стена толкает вас назад. Проблема в том, что в космосе нет воздуха, который толкал бы пропеллер назад, поэтому попытка использовать пропеллер будет аналогична толканию стены ладонями в десяти метрах от нее. Даже в верхних слоях атмосферы, где все еще есть немного воздуха, слой воздуха слишком тонкий — ваши ладони «упрутся» в занавеску.

С другой стороны, если вы лопнете шарик в космосе, шарик улетит назад — как на Земле — поскольку сила в этой ситуации будет создаваться не давлением воздуха на шарик (как в случае с пропеллером), а тем, что давление воздуха внутри шара выше, чем снаружи, и воздух будет устремляться из шара под действием разницы давлений. Если вы окажетесь в центре космоса с наполненным воздухом шариком, вы можете подтолкнуть себя, выпустив из шара воздух в противоположном направлении — в течение нескольких секунд, пока шарик будет опустошаться, у вас будет двигатель.

Двигатели внизу Falcon 9 просто мощнее сдувающихся шариков. Огненный взрыв создает чрезвычайно высокую температуру и давление, что приводит к быстрому расширению взрывающегося газа в пространстве с низким давлением вокруг него. Если что-то взрывается в центре пустого поля, оно быстро расширяется во всех направлениях.

Ракетный двигатель создает взрыв, который тоже хочет делать так же — но двигатель, подобно шару, дает силе двигаться только в одном направлении. И поскольку она не находит выхода в других направлениях, все уходит в одно сопло:

Ракетный двигатель

Принцип работы ракетного двигателя

Поэтому ракетные двигатели работают в вакууме. Им не нужно ничего извне вроде воздуха, чтобы толкать вниз — выпуская массу горячего газа, они просто рождают силу.

Маск с удовольствием обрел бы другой способ, не связанный со взрывом топлива для питания ракет, но не уверен, что такой существует. В ответ на этот вопрос он сказал: «За способ перевести ракеты на электричество должно быть присуждено несколько Нобелевских премий».

* * *

Merlin

Взлет Falcon 1 осуществился благодаря одному мощнейшему двигателю производства SpaceX, «Мерлину» (Merlin).

Мерлин

Двигатель Merlin

«Мерлин» тот еще самец. Один двигатель Merlin выдает тягу свыше 73 тонн — то есть может поднять 73 тонны веса — что означает, если вы сложите 40 автомобилей на таком двигателе, он сможет вывезти всю стопку в космос за три минуты. Это один из самых эффективных и продвинутых двигателей в мире. Важной статистикой в ракетных двигателях является соотношение тяги к весу — то есть во сколько раз умноженный собственный вес сможет поднять двигатель. Весом в полтонны и с тягой свыше 80 тонн, «Мерлин» может похвастать соотношением 165:1, что превосходит любые другие двигатели. Вот тестовый запуск «Мерлина»:

Какой же он жесткий.

Теперь представьте, как девять таких работают совместно. Это происходит во время каждого запуска Falcon 9 — девять двигателей ракеты заложены в ее названии.

spacex

Знаете почему Falcon 9? Потому что 9 двигателей

Вместе девять «Мерлинов» производят 650 тонн тяги, что достаточно для запуска стопки из 360 автомобилей в космос (такая стопка была бы высотой с Всемирный торговый центр I), и выжигают 2044 литра топлива ежесекундно — этого достаточно, чтобы осушить плавательный бассейн меньше чем за минуту. Чаще всего такие двигатели поднимают ракету и ее топливо, которые вместе весят 550 тонн, но для вишенки на торте — для полезного груза на верхушке ракеты ­— остается достаточно свободного пространства и мышц.

Вторая ступень

Спустя три минуты после запуска, первая и вторая ступени разделяются.

Ракеты

Отделение первой ступени

Первая ступень падает на Землю — и настает время славы второй ступени. Вторая ступень — это такая мини-версия первой ступени, она тоже по большей части заполнена топливом. Но вместо девяти двигателей «Мерлин», вторая ступень оснащена всего одним — специальной версией, которая сделана для использования в вакууме космоса, с расширенным колоколом для увеличения тяги. Здесь нужно меньше двигателей, поскольку а) больше нет плотной атмосферы; б) без первой ступени необходимо поднимать значительно меньше веса; в) она и так уже летит достаточно быстро, большая часть работы сделана.

Работа второй ступени может завершиться за несколько минут или продлиться много часов. Ее двигатель может отключаться и включаться, а также маневрировать. Его задача — быть точным и доставить полезный груз в нужное место с нужной скоростью. По завершении этого он отсоединяется от полезного груза и отваливается.

Dragon

Отделение второй ступени

Говоря о полезном грузе, вершина Falcon 9 может быть в двух вариантах, в зависимости от типа полезного груза. Вот первый:

falcon 9

Такой вариант перевозит спутники. Выпуклость на вершине — это защитная оболочка из двух частей, которая называется обтекателем. Кажется, что она размером с ванную, но на самом деле — размером с автобус.

Falcon

Защитная оболочка размером со средний автобус

Как только вторая ступень выходит на определенную скорость (в четыре раза быстрее пули), две части обтекателя отваливаются и падают в атмосферу, чтобы успешно сгореть.

SpaceX

А вот что внутри оболчки

Второй вариант вида вершины Falcon 9 такой:

falcon9

Пирамидка на вершине означает, что ракета перевозит космический аппарат Dragon.

Dragon

space x

Космический аппарат Dragon

Dragon предназначен для транспортировки груза, а когда-то и людей, в космос и обратно. Крупный контракт с NASA 2008 года был подписан на 12 миссий к МКС с участием Dragon. На картинке выше конусообразная штука в правой части представляет собой герметичную капсулу Dragon, которая может вернуться на Землю. Цилиндрическая часть слева — это негерметичный ствол, который прячет солнечные панели (дающие Dragon энергию в космосе) и перевозит дополнительный груз. Вместе два этих элемента могут перевозить примерно шесть тонн груза.

Эти небольшие дырочки сбоку — крошечные двигатели, тяга которых позволяет Dragon маневрировать в космосе.

Начало карьеры Falcon 9

Пока все это новое оборудование разрабатывалось, Falcon 1 осуществила свой пятый и последний запуск летом 2009 года, запустив спутник для малайзийского правительства — первого платежеспособного клиента SpaceX в рамках успешного запуска номер два. Но с появлением высокой и красивой Falcon 9, к Falcon 1 потеряли интерес и отправили ее в отставку.

Falcon 1 осуществила пять своих запусков с крошечного острове в Тихом океане под названием Атолл Кваджалейн. Но вместе с вступлением в клуб больших мальчиков, SpaceX арендовала лучшие стартовые площадки в Америке — на авиабазе ВВС Ванденберг в Калифорнии (для запусков на юге) и на легендарном мысе Канаверал во Флориде (для запусков на востоке).

Летом 2010 года первая Falcon 9 отправилась к стартовой площадке, удивив тысячи водителей на шоссе по дороге. Ее первое путешествие было успешным.

Falcon

Транспортировка Falcon 9

Потом SpaceX начала делать вещи, которые не положено знать коммерческим компаниям.

Отправка космического аппарата в космос — сложное дело, но возвращение назад может быть еще более сложным. Вы знаете, что прыгнуть в море с пирса вполне нормально, ничего плохого не произойдет (водичка чуток взбодрит, если сильно холодная), но прыгнуть в океан с моста будет равнозначно смерти. Единственная разница в скорости вашего тела, когда оно входит в воду. То же самое с атмосферой Земли.

Сейчас вы не ощущаете атмосферу, поскольку движетесь медленно, но если раскрыть ладонь и быстро подвигать рукой через воздух вперед-назад, можно почувствовать легкое давление воздуха. Когда едете в машине с открытым окном или быстро мчитесь на скутере, атмосфера бьет вам в лицо уже сильнее. И дело не только в вашей скорости. Дело в вашей скорости относительно атмосферы. Вытащить руку из окна автомобиля, летящего на скорости 100 км/ч, будет равносильно по ощущениям, как вытащить руку из припаркованного автомобиля при скорости ветра в 100 км/ч. Когда объект на орбите — а для путешествия на орбите, как мы выяснили раньше, ваша скорость должна составлять порядка 27 300 км/ч — решает вернуться на Землю, он буквально сталкивается с ураганным ветром, движущимся с такой скоростью. Наши земные ураганы движутся со скоростью от порядка 150 км/ч (1 категория) до 250 км/ч (где начинается 5 категория), категория вырастает на одну с каждыми дополнительными 30 км/ч. На уровне земли движение со скоростью 27 300 км/ч будет равносильно движению в ураган 842 категории. Сила такого урагана будет ниже в тонкой атмосфере, когда объект только в нее входит — но потом уже нет.

В ураганах нас пугает их сила. Но что делать с ураганом из трехзначной категории? Огромная скорость космического аппарата в верхних слоях атмосферы подразумевает, что воздух перед летящей капсулой просто не успевает «убраться с дороги», становится сверхсжатым и очень горячим. Ниже, где атмосфера уже толще, космический аппарат должен справляться с высокой температурой мощного сопротивления атмосферы. Камни не могут с этим справиться — поэтому превращаются в падающие звезды — представляете, какими должны быть технологии для строительства космических аппаратов?

До 2010 года только пять стран сумели успешно доставить космический аппарат в космос и вернуть его в целости. Второй запуск Falcon 9 вывел первый Dragon на орбиту, и спустя два оборота, Dragon прокатился через ураган 842 категории и остался жив, что сделало SpaceX первой компанией — и шестой организацией, если можно так сказать, — которая восстановила орбитальный аппарат. Неплохо для компании в ее седьмой запуск.

Третий запуск Falcon 9 снова сделал историю, когда в демонстрационной миссии для NASA Dragon стал первым коммерческим космическим аппаратом, пристыковавшимся к МКС.

dragon

Стыковка Dragon с МКС

SpaceX сделала небольшое видео с триумфами.

Falcon 9 оказалась реально классной. Эшли Ванс пишет: «В то время как взлет Falcon 1 с Кваджалейн был работой стартапа, взлет Falcon 9 с Ванденберг был работой аэрокосмической сверхдержавы». После двух из трех запланированных демомиссий, NASA решило забить на третью демонстрацию и начало официальные миссии снабжения на МКС с помощью Dragon.

Если вам интересно, на что похож запуск, вот видео CRS-6, миссии снабжения на МКС, которая отправилась с мыса Канаверал 14 апреля 2015 года.

Что нужно отметить:

  • Шлейфы белого дыма, выходящие из ракеты до запуска, — это кислород из бака с жидким кислородом, который частично улетучивается в виде газа.
  • За пять секунд до отлета система затопления «Ниагара» начинает заполнять стартовую площадку водой. Цель этого — заглушить сильнейший звук двигателей, поскольку в противном случае звуковые волны могут быть настолько мощными, что повредят ракету.
  • Двигатели начинают работать за пару секунд до отлета. Огромные зажимы удерживают ракету, пока двигатели работают, поэтому компьютер может быстро убедиться, что все работает. Если это так, зажимы открывают на Т-0 и ракета взлетает.
  • Тайминг важен с точностью до секунды. Если расписание выбьется хотя бы на секунду, рандеву с МКС может накрыться тазом.
  • Старты всегда проходят лихорадочно.
  • За первые три минуты ярко-оранжевый поток вкусного огня выходит из ракеты, рассеивается, становится ледяным на вид и серым. С увеличением высоты над уровнем моря атмосферный кислород редеет и процесс горения за пределами ракеты проходит все труднее и труднее.
  • Первая ступень отделяется на 3:26.
  • После отделения ступени большой черный колокол, который вы видите, — это единственный двигатель «Мерлин» второй ступени. Вы не видите огня, выходящего из двигателя, поскольку сгорание на такой высоте невозможно и сразу прекращается по выходу из двигателя.
  • В течение следующих семи минут не происходит ничего.
  • На 11:09 ракета оказывается на орбите и вторая ступень отделяется.
  • Большая часть оставшегося видео представляет собой вид на Dragon, захваченный камерой второй ступени.
  • В последние 25 секунд видео вы можете наблюдать, как раскрываются солнечные панели Dragon.

После пяти запусков Falcon 1 и трех запусков Falcon 9, большинство из которых были экспериментальными и демонстрационными, SpaceX была готова предоставлять услуги доставки в космос. Четвертый запуск Falcon 9 и первая официальная миссия снабжения МКС были первой в череде из 15 успешных поставок (шесть миссий Dragon для NASA, девять выводов спутников для других клиентов) привели нас прямиком в май 2015 года, когда я писал это предложение и случайно сглазил всю компанию:

С момента первых трех неудачных запусков SpaceX стартовала 20 раз — и все успешно.

После 20-го успешного запуска Маск написал: «Ракета стартует хорошо, спутник на геостационарной орбите. Но напряженка не проходит. Посмотрим, наступит ли день, когда все будет нормально».

И в следующий запуск произошло вот это:

Взрыв

24-ый запуск Falcon 9

Неудача во время запуска — ужасная вещь, даже если в него не вовлечены люди. Поэтому, как говорит вице-президент SpaceX Марк Джанкоса, каждый день старта — постоянное, мучительное беспокойство. День запуска — последний шанс футболиста в финале мирового чемпионата забить пенальти за три секунды до конца матча.

Но неудачи — особенный пункт в вашем контракте, когда вы входите в космическую игру. После третьего деморализующего провала Falcon 1 Маск написал своим сотрудникам: «Пожалуй, стоит отметить, что все компании, которые преуспели в запуске, тоже встречались с проблемами на пути. Мой друг напомнил мне, что только 5 из 9 запусков «Пегасов» прошли успешно; 3 из 5 «Арианы»; 9 из 20 «Атласы»; 9 из 21 «Союзы»; 9 из 18 «Протоны». SpaceX вступила на этот длинный путь и, хоть в жару, хоть в холод, мы это сделаем». Провал июня 2015 года стал напоминанием для SpaceX.

Хорошие новости неудач — они показывают вам слабые места. Виновником этой неудачи был полуметровый стержень толщиной в два сантиметра — таких на ракете сотни — который должен был выдерживать пять тонн нагрузки и погнулся после одной. Отныне SpaceX будет отдельно испытывать каждый стальной стержень, который уходит в ракету. Вы можете видеть, как Dragon ускользает невредимым (в верхней части, почти в самом начале), и если бы ему удалось развернуть парашюты раньше, чем было запланировано, содержимое осталось бы целым и невредимым. Теперь в Dragon будет такое программное обеспечение.

И это переносит нас в сегодняшний день.

В промышленности, полной раздутых посредниками цен и старого десятилетнего оборудования, SpaceX крепко держит цепочку поставок и производит передовые технологии, которые еще и оказываются дешевле. Годами США полагались на две крупных аэрокосмических компании — Boeing и Lockheed Martin, а также на их совместное предприятие, United Launch Alliance (ULA) — для запусков на домашней территории. ULA выставляет ценник для правительства — и для налогоплательщиков — в 380 миллионов долларов за запуск. То же самое обойдется у SpaceX в 133 миллиона долларов. Запуски для других клиентов, без особых требований NASA, SpaceX проводит по 60 миллионов долларов.

Учитывая эту приемлемую сделку, неудивительно, что SpaceX заимела длинную очередь клиентов, желающих воспользоваться ее услугами — в настоящее время запланировано 50 запусков общей стоимостью больше 5 миллиардов долларов. Компания делает все возможное, чтобы нарастить производство, и скоро планирует запускать по 40 ракет Falcon 9 в год. Маск считает, что в течение нескольких лет SpaceX будет стоить одну десятую от всей отрасли и примет на себя большинство коммерческих запусков мира.

Это большое дело для США, не только для SpaceX.

США, благодаря Boeing, как страна гордится быть одним из двух крупнейших производителей самолетов (другой — европейский Airbus), но по какой-то причине эта страна позволила себе стать малой часть мировой индустрии космических запусков — там доминируют Европа, Россия, Китай. Основной провайдер американских запусков, ULA, закупает самые дорогие части своего оборудования — двигатели — у России. SpaceX делает США крупнейшим игроком в индустрии запусков в космос, делает это на фоне роста этой отрасли по всему миру и практически все производит на дому, внутри страны.

Больше разгневанных гигантов

Хотя SpaceX поражает своим развитием как американцев, так и будущее космических путешествий, не все довольны появлением компании на сцене.

Если пораскинуть мозгами на тему происходящего в сфере автомобилей и нефтедобывающей промышленности, окажется, что все не очень чисто и человечество, грубо говоря, ввязалось в гонку, не понимая этого. Потому что именно это происходит, когда у непрозрачных отраслей есть «особые» отношения с государством и пороги для входа, которые не позволяют развиваться нормальной конкуренции. Вы должны догадываться, что вместе с появлением резонирующей Tesla, которая хочет приговорить всю эту нефтедобывающую (и нефтесжигающую) промышленность в виде бензиновых автомобилей, почти все автопроизводители желали бы исчезновения Маска.

Отрасль космических запусков, грубо говоря, представлена горсткой автомехаников в небольшом городе, которые дерут десятикратную плату за свои услуги, поскольку а) клиенты не соображают ничего в процессе и его стоимости; б) конкуренции нет, а значит нет необходимости модернизировать оборудование, повышать эффективность и снижать затраты. SpaceX — это такой новенький в городке, который открывает автомагазинчик, демонстрирует новые дешевые и качественные услуги по ремонту, работает больше всех в поте лица и предоставляет свои услуги в десять раз дешевле. Все это рушит систему работы других автомехаников городка.

В 2015 году европейская Arianespace — крупный игрок в отрасли космических запусков — попросила европейское правительство о дополнительных субсидиях, чтобы выдерживать конкуренцию со SpaceX. Поездка Falcon 9 на геопереходную орбиту (высочайшую орбиту для спутника) стоит на 15 миллионов долларов меньше, чем запуск исторически дешевой китайской ракеты Long March. Что касается других крупных игроков на рынке запусков, Маск говорит, что «моя семья боится, что русские меня закажут».

Клиенты по всему миру, смотря на то, что делает SpaceX, смотрят на собственную компанию запусков и задаются вопросом: «За что я плачу так много?».

Когда я спросил Маска обо всех этих промышленниках, которые хотят сбросить пианино ему на голову, он сказал: «В этой комнате много пальцев — на них сложно не наступить». Из всех пальцев, на которые сейчас наступает SpaceX, сложнее всего приходится ULA.

Несколько плохих слов об ULA

ULA, совместное предприятие Boeing и Lockheed, получает за космический запуск больше кого-либо другого. Но неважно, сколько оно получает. ULA не нужно конкурировать с остальной частью запускового рынка в мире, поскольку ULA имеет постоянный поток заказов от американских военных. Вот как это работает:

  1. Американским военным нужно запускать в космос много чего, поэтому заказов уйма.
  2. Поскольку военное оборудование завязано на национальной безопасности, США хотят запускать его в космос силами американской компании.
  3. Поскольку космический запуск, подобно ремонту автомобиля, — это непрозрачный процесс для общества и политиков, никто не догадывается о том, что ценник ULA выше, чем должен быть на самом деле.
  4. ULA работает с правительством по плану, который предполагает, что их оплата за запуск — это процент стоимости запуска, то есть их задача увеличивать стоимость запуска, а не уменьшать.
  5. Денег валом, поскольку военный бюджет США огромен.
  6. Что еще хуже, многие лица в Министерстве обороны США дружат с руководством ULA, а ULA принимает на работу должностных лиц Минобороны, когда те уходят на пенсию. Поэтому Минобороны скорее закроет глаза на ценники, чем проведет аудит, куда уходят деньги государства.

(Нас это, конечно, не касается, но это касается порочной бюрократической системы, которая мешает развиваться космической отрасли, о которой мы тут все так ратуем).

И знаете, чего меньше всего хочет объединение ULA и Минобороны? Компании вроде SpaceX. SpaceX удалось выиграть часть бюджета NASA, но чтобы получить контракт на военные запуски, компании необходима серьезная сертификация, и SpaceX с большим трудом эту сертификацию получила. Зная, что закон требует честной конкуренции между подрядчиками, которые претендуют на военные контракты, в 2014 году Маск поднял вопрос перед Конгрессом, заявив, что «SpaceX не жаждет заполучить контракты на эти запуски. Мы просто требуем права на конкуренцию».

Конечно, SpaceX вставляли палки в колеса. Несмотря на явные доказательства того, что ULA требует в шесть раз больше, чем SpaceX, за фунт полезного груза, политики ссылались на вопрос национальной безопасности — довольно странный аргумент, учитывая, что ULA отправляет деньги в Россию, покупая у нас двигатели и другие части, тогда как SpaceX производит все свои части в США. Маск описал ситуацию так: «ULA решила, что боится даже нечестной конкуренции. Они не хотели честной конкуренции. И не хотели нечестной конкуренции. Они вообще не хотели конкурировать, испугались, что мы начнем черпать из огромной кормушки, к которой у них был эксклюзивный доступ».

За последний год SpaceX добилась определенного прогресса и получила небольшой ряд военных заказов, но очень небольшой — эта битва для SpaceX еще не началась. Когда я спросил Маска о трудностях конкурирования с ULA, он ответил: «Они не торгаши, это военно-промышленный комплекс. Вы знаете из фильмов, на какие ужасные вещи они способны? Ну так вот это те ребята».

* * *

Модель доходов SpaceX будет расти и расширяться в ближайшие годы. Вот три будущих дойных коровы компании.

1. Falcon Heavy

falcon heavy

Гигант Falcon Heavy

Помните, как я собрал девять двигателей Merlin воедино и смог поднять стопку из 360 автомобилей высотой с небоскреб? Falcon Heavy — почти как Falcon 9, только вместо одной первой ступени у нее их три.

С 27 «Мерлинами» двигательная платформа Falcon Heavy может поднять порядка 2000 тонн — или стопку из 1100 автомобилей. Когда в 2016 году Falcon Heavy полетит впервые, она сможет вывезти в два раза больше полезного груза, чем любая другая ракета в мире — и сделать это по самой низкой цене в истории. Вот небольшое сравнение полезной нагрузки для самых тяжелых ракет в отрасли:

График

2. Учетверение количества спутников на орбите

Ну, почти. Пару месяцев назад Маск объявил, что SpaceX начнет работу в Сиэтле, в рамках которой на НОО к 2030 году будет выведено 4000 интернет-спутников — в три раза больше, чем текущее число спутников на орбите вообще (1300). Причины:

  • Снизить затраты, чтобы поднять технологию. Сегодня создать спутник стоит примерно четверть миллиарда долларов и примерно столько же — поднять его в космос. Каждый запуск спутника становится чрезвычайно дорогим, компания подвергается риску, поэтому предпочитает использовать старые, проверенные технологии и быть уверенной, что сможет пользоваться каждым спутником минимум 15 лет. Результатом стало то, что многие спутники, обслуживающие наши сервисы сегодня, были сделаны в 1990 году, а технологии уже стукнуло 25 лет. SpaceX хочет выяснить, как делать спутники подешевле, и в сочетании с ее возможностями дешевой доставки в космос компания сможет отправлять в космос передовые спутники, делать это часто и менять их тоже чаще.
  • Дать интернет всем и каждому. Я поговорил с Радживом Бадьялом, вице-президентом по инженерии авионики SpaceX, который отвечает за проект со спутниками. Он объяснил, что созвездие SpaceX из 4000 тысяч спутников на солнечных батареях сможет грамотно покрывать каждую часть Земли и доставлять быстрый интернет в места, где он очень нужен. Он говорит, что не так много мест на Земле (Европа, США, частично Индия и Восточная Азия) имеют в доступе хороший интернет и что для особенно удаленных частей мира такой подход будет революционным. Все, что вам нужно, это сделать небольшой приемник размером с коробку из-под пиццы, который можно будет разместить снаружи, и у вас будет быстрый интернет на Северном Полюсе, в центре Тихого океана, на вершине горы Эверест — везде. Также эти спутники можно использовать для отслеживания преступлений, живых Google Maps, погоды — чего угодно.
  • Еще больше разгневанных гигантов. Time Warner Cable и Comcast станут отличным дополнением к кучке больших, низкокачественных, монополистических компаний, с которыми Маск ищет способ столкнуться в конкуренции.
  • Это выгодно. На продаже, производстве спутников и создании выручке от вывода их на орбите SpaceX может хорошо заработать.
  • Решение проблемы с интернетом на Марсе. Физические кабели постепенно отходят в прошлое, и Марс станет планетой будущего. Маск планирует пустить вокруг Марса произведенные SpaceX интернет-спутники, обеспечив быстрым интернетом будущую колонию на Марсе.

3. Пилотируемые космические путешествия

В 2014 году США и Россия обозлились друг на друга из-за ситуации с Крымом — и США ответила на передел территорий санкциями, в том числе и против российской космической программы. На это вице-премьер России Дмитрий Рогозин ответил следующее:

«Проанализировав санкции против нашего космодрома, предлагаю США доставлять своих астронавтов на МКС с помощью батута».

Вот что происходит, когда некогда могущественная космическая программа становится настолько хилой, что даже не может запускать собственных астронавтов в космос. Вы должны полагаться на другие страны, с которыми ведете иногда не самые приятные дела, и это ставит вас в ужасное положение.

Единственная другая страна, которая может доставлять людей в космос, это Китай, но с ней у США отношения еще хуже — настолько плохие, что китайским астронавтом запрещено тусоваться в клубе больших мальчиков на МКС. Все это похоже на город с тремя конкурирующими главарями бандитов, но только у двух из них есть автомобиль, поэтому третьему нужно ездить на работу с одним из них. Неудобное положение.

На это Элон Маск ответил следующим:

«Похоже, настало хорошее время раскрыть новый космический аппарат Dragon Mk 2, над которым SpaceX работала с NASA. И батут не нужен».

Программа космических шаттлов свернулась в 2011 году, чем открыла окно, в котором США остались без возможности осуществлять пилотируемый космический полет. Следующей полноценной американской космической программой будет Space Launch System и ее аппарат Orion, но задержки отодвинули реализацию программы до 2021 года. США не хочет полагаться на Россию до 2021 года, поэтому между делом NASA предложила контракты частным подрядчикам — поработать над пилотируемыми системами запуска. NASA разделило контракт на 6,8 миллиарда долларов между Boeing (которая получит 4,2 миллиарда) и SpaceX (которая получит 2,6 миллиарда).

В мае 2014 года SpaceX представила вторую итерацию Dragon — Dragon 2.

dragon v2

Обновленный Dragon 2

Первый Dragon классный — это один из немногих космических аппаратов, который может вернуться на Землю целым и невредимым, и на сегодняшний день единственный в мире действующий космический аппарат, который может привезти обратно груз с МКС. Но Dragon 2 куда круче.

Dragon 2 может стыковаться с МКС без необходимости использования манипулятора МКС.

У Dragon 2 есть внутри прикольные сиденья и удобные тачскрины (большинство современных космических аппаратов проектировали в 60-х годах, и кнопки с рычагами у них как у старых магнитол).

dragonv2

Dragon 2 изнутри

Но самое крутое в Dragon 2 — это его двигатели. Аппарат обладает восемью мощнейшими маленькими двигателями, которые называются SuperDraco (супердракоши) и каждый из которых может поднять четыре автомобиля. SuperDraco создаются особенным образом, почти полностью печатаются на 3D-принтерах — первые ракетные двигатели, которые делаются таким образом. Вот SuperDraco в процессе испытаний:

SuperDraco выполняет три основных задачи в Dragon 2:

  1. Маневрирование в космосе
  2. Реактивное приземление — подробнее в следующей части
  3. Система активной отмены, если что-то пойдет не так

Третий пункт важен для безопасности экипажа. Даже лучшие ракеты иногда плошают, иногда с катастрофическими последствиями, и система отмены Dragon 2 позволяет космическому аппарату убраться со сцены, пока бомба не взорвалась. Если бы у двух погибших в катастрофах шаттлов были такие системы, астронавтов можно было бы спасти. Вот так система отмены Dragon 2 работает в действии:

Силу отмены сложно в полной мере осознать по этому видео. Восемь SuperDraco настолько мощные, что уводят Dragon на длину футбольного поля за две секунды и на полкилометра за пять секунд. И хотя у других пилотируемых капсул также были встроенные возможности аварийной отмены, они могли срабатывать лишь во время запуска — а система отмены Dragon 2 работает весь путь на орбиту.

Маск также хочет пересмотреть смысл значения космонавта, объясняя, что человек не должен быть космонавтом, чтобы летать в космосе. Он видит, как обычные люди прыгают в верхушку ракеты SpaceX и отправляются в космос, не имея особых навыков за душой — точно так же мы летаем на самолетах сегодня. Продолжая тему того, что сейчас 2015, а не 1965 год, SpaceX также пересматривает концепцию скафандра — Маск специально настоял, чтобы они выглядели классно и отошли от стиля «человека-зефирки».

Первые пилотируемые полеты для SpaceX и Boeing намечены на 2017 года — но у NASA могут быть проблемы, а, значит, запуск отложится минимум на два года. Эх…

Что ж, вот что делает SpaceX и как она зарабатывает деньги. Служба доставки делает свою работу — SpaceX прибыльна и еще очень долго будет оставаться на плаву. Недавние инвестиции от Google и Fidelity оценили компанию в 12 миллиардов долларов.

Маск говорит, что его кошмар выглядит так: SpaceX оказывается в руках того, кто будет доить компанию ради краткосрочной прибыли. Поскольку мы все находимся в начале секции Фазы 2, мы обсудили то, что делает SpaceX — но не то, что на самом деле делает SpaceX.

То, что на самом деле делает SpaceX, началось еще с разработки Falcon 1 и укоренилось свидетельством в том, что вы действительно можете доставить что-то в космос с помощью Falcon 9 в обход других способов. Но низкие цены SpaceX можно назвать разве что существенным улучшением — но не переворачивающим все с ног на голову достижением.

То, что на самом деле делает SpaceX, намного, намного больше — компания работает над такими инновациями, что если у нее получится, они снизят стоимость запуска ракеты в 100 раз и полностью изменят будущее человечества в космосе. Многопланетное будущее станет возможным.

Изменить правила игры

Помните вот это?

Venn3

Давайте вернемся к нашей диаграмме

Маск полагает, что 500 000 долларов за билет на Марс может быть магическим числом, которое сделает синий круг достаточно большим, чтобы в зеленую зону вместился миллион человек. За 500 000 долларов, говорит Маск, это как построить дом среднего класса в Калифорнии, и «большинство людей в продвинутых странах в свои сорок вполне могут собрать достаточно денег для путешествия».

Насколько мы близки? В 1989 году, при Джордже Буше-старшем, когда была выдвинута инициатива по отправке американских астронавтов на Марс, NASA оценивала ее в 450 миллиардов долларов. Чтобы отправить 4-6 астронавтов. 100 миллиардов долларов за место.

Это всего лишь в 200 000 раз дороже, чем предлагает Маск.

В 2004 году Буш-младший снова выдвинул идею отправки американцев на Марс. NASA сказало, что это обойдется в 50 миллиардов долларов. 10 миллиардов долларов за место. Все еще в 20 000 раз дороже.

Как же опустить цену в 20 000 раз?

План Маска заключается в атаке на проблему под двумя углами.

1. Больше людей

Ракетное семейство Falcon — дойная корова для SpaceX, но ни Falcon, ни Dragon не смогут доставить людей на Марс. Во-первых, Dragon по размерам не больше внедорожника — а дорога на Марс займет минимум три месяца. Неудобно. Во-вторых, если вы собираетесь на Марс, у вас должен быть большой автопарк.

Поэтому долгосрочный план SpaceX заключается в строительстве ракеты, рядом с которой Falcon 9 будет не больше хот-дога… — Mars Colonial Transporter.

Ракета MCT будет гигантской, работающей от куда более мощного двигателя SpaceX под названием Raptor, который еще в разработке — и этот космический аппарат сможет перевозить минимум 100 человек.

Пока что, если SpaceX удастся ее доделать, она снизить стоимость места в 20 раз. Но это все еще дорого, примерно в 1000 раз дороже, чем нужно.

Есть и другое — SpaceX, благодаря инновациям Falcon, уже снизила стоимость запуска до одной пятой части промышленного стандарта, и Маск считает, что в ближайшие годы этот показатель опустится до одной десятой. По сравнению с предложением времен Буша-младшего, поездка будет стоить всего в 100 раз дороже.

Большой космический корабль может помочь снизить стоимость места на Марс, но ничего не изменит для современной коммерческой отрасли запусков и не приблизит нас к дешевым полетам большого числа людей на Марс, и не решит то, что Маск называет «фундаментальной проблемой освоения космоса».

Что ж это за инновация, о которой я молчу?

2. Повторное использование

Представьте, что современная летная промышленность будет немного другой: самолет будет рассчитан лишь на один полет. Каждый полет проходит на новом самолете, а после полета пассажир уходит через терминал, и самолет разбирается на металлолом и запчасти, которые, возможно, пойдут на новые самолеты.

Построить самолет стоит примерно 300 миллионов долларов. То есть в этой новой модели, помимо затрат на экипаж и топливо, авиалиниям придется тратить 300 миллионов долларов сверху на каждый полет. Как бы все поменялось?

Во-первых, полетов было бы немного — расписание было бы ограничено сроками производства самолета. Во-вторых, цена среднего полета составляла бы 1,5 миллиона долларов на человека.

Некоторые авиалинии по-прежнему существовали. У богатых стран был бы небольшой военный авиафлот. Некоторые правительства заказывали бы перелеты для проведения научных экспериментов. Люди с 10 миллиардами долларов в кошельке летали бы чаще, но люди с 1 миллиардом долларов летали бы реже. А вы? Вы бы родились, прожили свою жизнь и умерли, так никогда и не полетав.

Если бы ситуация была таковой, люди, наверное, смотрели бы на несуществующую летную индустрию и точно знали бы, что нет никакого способа отправиться в воздух для простых людей. Политики спорили бы на тему чрезмерного расходования средств на перелеты. Большинство людей даже до конца бы не понимали, как работают самолеты, и не могли бы представить, как изменился бы мир, если бы самолеты были доступны для всех. Эта тема просто не обсуждалась бы. Мы бы катались на машинах, поездах и кораблях.

Понимаете, к чему я клоню?

Никто и никогда в истории — ни США, ни СССР, ни застойные жирные коты в ULA — не смог понять, как сделать ракеты многоразовыми. На строительство ракет уходят месяцы, потом они отправляются в космос и потом сгорают в атмосфере или разбиваются об океан. Не то чтобы никто не пытался — США и СССР выбросили десятки миллиардов долларов на решение этой проблемы — просто никто не смог.

Система космических шаттлов была якобы «многоразовой». Но в космическом шаттле было три части — космический аппарат, который был технически многоразовым; ракеты, которые были технически многоразовыми, но требовали девять месяцев на ремонт, тем самым сводя на нет ценовые преимущества; и большой оранжевый топливный бак, который превращался в хлам почти сразу после запуска. В результате миссии космических шаттлов обходились в смехотворные 1,6 миллиарда долларов (больше 200 миллионов долларов на астронавта).

Больший космический аппарат, в сочетании с экономическими инновациями SpaceX, теоретически может довести вещи до 50 миллионов долларов за человека. Эта цена предполагает, что MCT будет строиться отдельно для каждого полета.

Первой задачей SpaceX было выяснить, как запустить что-то на орбиту. Теперь она уже в новой, более сложной игре — в битве за многоразовые ракеты. Если SpaceX может создать то, что она называет «целиком и быстро восстанавливаемой ракетной системой» — останутся только стартовые затраты на топливо, обслуживание и системы внутренней поддержки — все это снизит стоимость космического путешествия в 100 раз. Возможно, и больше.

Как это сделать?

Во-первых, нужно найти лучший способ приземления. Маск описывает три способа, которым могут приземляться ракеты и космические аппараты:

I. Самый распространенный: на парашюте в океан

Почти все космические аппараты, если приземляются, то приземляются так.

Проблемы: парашюты не работаю там, где нет воздуха, типа Луны; приземление в соленую воду сильно повреждает оборудование; это несолидно (представьте, как инопланетянин пытается приземлиться в наш океан на парашюте и вынужден долго плыть в поисках берега).

II. Промежуточный способ: крылья, колеса, взлетно-посадочная полоса

Так приземлялись космические шаттлы.

Проблемы: крылья не работают в местах, где нет воздуха, типа Луны, где нет взлетно-посадочных полос (то есть везде, где нет Земли); хотя этот метод можно использовать для космического аппарата, с ракетой будет сложнее — ведь полная восстанавливаемость будет означать приземление как космического аппарата, так и ступеней ракеты.

III. Продвинутый способ: реактивное приземление

Реактивное приземление означает спуск так же, как взлетают ракеты. Так лунные модули «Аполлон» приземлялись на Луну. Реактивное приземление позволяет вам мягко опускать космический аппарат на посадочную платформу, с минимальными повреждениями для транспорта.

Легче представить, как космический аппарат осуществляет реактивное приземление, чем ракета, поскольку мы уже видели такое приземление раньше. Dragon 2 был спроектирован так, чтобы стать специалистом по приземлению — он использует те же двигатели SuperDraco для отмены в случае аварийной ситуации и для посадки — и Dragon сможет приземляться на любой тип поверхности любого твердого тела в Солнечной системе так же легко, как вертолет на Земле. Посадка ракеты — незнакомый для нас концепт, к тому же это очень сложно.

Вот как SpaceX видит повторное использование Falcon и Dragon:

Если сработает, ракету и космический аппарат можно будет приземлить, заправить и восстановить в считанные часы. Как самолет.

Джанкоса объяснил мне, что первый и важнейший шаг — выяснить, как приземлить первую ступень Falcon. Это наиболее важно, поскольку первая ступень стоит как аэробус, на нее приходится львиная доля общей стоимости ракеты (особенно на двигатели). Если компания преуспеет в этом, это будет гигантский шаг вперед. Также она покажет миру, включая скептично настроенную аэрокосмическую отрасль, что повторное использование вполне возможно. SpaceX хочет наметить дорожку для сокращения стоимости ракетостроения для других производителей и начать новую эпоху космических путешествий.

После отсоединения капсулы ракета разворачивается с использованием холодного газа и активирует один двигатель (который в центре). Поскольку вес имеет значение лишь при запуске (добавочный вес не позволит ракете вывести полезный груз на орбиту), у ракеты будет достаточно топлива ровно для трех прожигов двигателя. Первый используется для остановки ракеты на баллистическом пути (на обычной дуге, по которой она летит) и направлении ее в сторону посадочного места. Второй используется для замедления — с 5000 км/ч до 885 км/ч — чтобы она не сгорела в атмосфере. Третий используется прямо над посадочной платформой, чтобы замедлить ее до 8 км/ч.

Поскольку погода меняется непредсказуемым образом, на борту ракеты есть много чувствительного оборудования для корректировки траектории. Ракета имеет небольшие закрылки (решетчатые рули), которые открываются и направляют ракету (также замедляя ракету в два раза). Решетчатые рули работают, когда вы в атмосфере, но поскольку в космосе нет воздуха, там они бесполезны, поэтому ракета управляется выбросами холодного газа — небольшими струйками азота.

Если все пойдет по плану, примерно через девять минут после старта ракета приземлится на плавучую платформу в океане, в 300 километрах от стартовой площадки.

Платформа

Плавучая платформа Space X

Это сложно. Если привести размеры в соответствие, это будет как выстрелить карандашом через небоскреб и попытаться приземлить его в обувную коробку на земле — в ветреный день. SpaceX уподобляет попытку контролировать приземление через атмосферу «попытке удержать резиновую метлу в центре ладони в ветреный шторм». Popular Mechanics называет это «напряженным жонглированием, когда одна из тысяч движущихся частей может повергнуть всю систему в хаос. Если ракета и приземлится мягко на баржу, то благодаря миллионам тщательных настроек, которые позволят Falcon 9 сохранить самообладание в этом хаосе».

Чтобы отточить свои навыки, SpaceX создала особую первую ступень ракеты — Grasshopper. В 2012 году им удалось поднять Grasshopper на высоту 12-этажного здания, задержать ее там на пару секунд, а затем опустить на площадку.

В следующие два года SpaceX запускала Grasshopper все выше и выше, пока не запустила реальную ступень Falcon 9 на километр в воздух и не посадила на платформу. И вот настало время испытать все как есть — в процессе реального запуска. В январе 2015 года SpaceX осуществила обычный запуск, сбросила первую ступень через атмосферу и попыталась ее приземлить. Вот что произошло:

Почти! Это то, что люди в SpaceX называют RUD — «быстрая незапланированная разборка».

Следующую попытку планировали осуществить в феврале, но погода помешала. Второй шанс выпал в апреле, но произошло следующее (видео ускорено):

Ракета

Почти получилось!

Почти… но ракета опять завалилась и взорвалась.

Третья попытка должна была состояться в июне… но все мы знаем, что случилось в июне.

Если вы уже настроились на успех, не спешите, все еще будет. Вы можете начать наблюдение за успехами SpaceX сейчас и увидеть, как она творит историю. В 2015 году будет еще несколько попыток. И если история чему-то нас учит, как только SpaceX сделает это один раз, она будет делать это постоянно.

Пока я исследовал эту тему, я отправил свои размышления и логику Маску, чтобы убедиться в том, что он действительно так считает. Вот что он ответил:

Да, все эти улучшения в процентах выглядят абсурдно, но не невозможно. Важный элемент решения — это повторное использование ракет и низкая стоимость топлива (CH4 и O2 в соотношении 3,8). И, конечно, производство топлива на Марсе, который обладает удобной атмосферой из углекислого газа и множеством замороженной воды в почве.

Цель проекта — технически выводить большее 100 метрических тонн полезного груза за полет, поэтому, возможно, удастся взять больше 100 человек. Зависит от того, сколько груза поддержки потребуется на человека и допустимого багажа.

Авионика, датчики, связь, аспекты конструкции транспортного средства, посадочные платформы и другие вещи становятся лучше при масштабировании, плюс куда веселее на круизном судне, чем в автобусе, поэтому я ожидаю, что со временем число в 100 человек за полет вырастет, возможно, до нескольких сотен. Также мы можем предоставлять намного больше первому классу.

В конце концов фактор 100 тысяч долларов на тонну или на человека будет превзойден, поскольку стоимость поездки в основном будет возлежать на топливе, представленном по большей части жидким кислородом — до 40 долларов за тонну. Это было бы действительно великолепно.

Обычное доступное круизное судно до Марса.

Чтобы осуществить это, SpaceX работает над Фазой 2 и, похоже, у нее все получится — возможно, уже в следующем десятилетии. После этого компания начнет заключительный этап своей миссии, который однажды изменит все.

Часть шестая: колонизация

Фаза 3: колонизация Красной планеты

В главных ролях: Mars Colonial Transporter

Цель: доставить 1 000 000 человек на Марс

SpaceX-Business-Plan-2

Вернемся к нашему бизнес-плану

Сегодня мало кто говорит о Марсе, и еще меньше людей считают Марс частью нашего будущего. Но если я не упустил что-то крупное или же не произойдет что-то неожиданное, через 10-20 лет люди начнут отправляться на Марс. Вы можете попасть на Красную планету уже в этой жизни. Сумасшедшие вещи маячат на горизонте.

Это один из вопросов, который сложно переварить, поскольку как только вы начнете о нем думать, ваше сознание будет дрейфовать обратно. «Нееее…». Узнавая о том, что делает SpaceX и почему это делает, вы постепенно начинаете понимать, что перспективы перемещения людей на Марс не только вполне очерчены и возможны, но и необходимы. Но это все же отличается от настоящей веры в то, что это произойдет. Если вы согласны со всем, что здесь написано, вы вполне можете поспорить на тысячу баксов с кем-нибудь на то, что люди посетят Марс в ближайшие 20 лет, и вы точно победите, потому что понять то, что это случится, непросто. Мозг медленно впитывает факты, за и против, особенно когда тема настолько далека от нашей парадигмы, как доступные самолеты в мире с одноразовыми самолетами. Впрочем, ничего удивительного: ваш мозг опирается на ваш опыт, а опыт подсказывает, что перемещение на Марс — не то, что люди делают постоянно.

И все же я уверен, что ваш мозг ждет парочка крупных сюрпризов в следующие несколько десятилетий, по ряду причин, и если вы готовы это признать, попробуйте принять тот факт, что наша глава «Колонизация» вполне может быть основана на реальных событиях.

Все здесь основано на догадка Маска и других исследователей области. Вот что думают лучшие прогнозисты о том, как все будет разворачиваться:

Перед тем как начнется что-то, связанное с отправкой людей, будет предварительный этап, в рамках которого SpaceX отправит космический аппарат на Марс без людей вообще. Первый шаг, как рассказал мне Маск, будет в «отправке автоматического судна на Марс, просто чтобы убедиться, что мы можем послать что-то туда и обратно» — и это должно случиться до 2020 года. Затем будет ряд беспилотных грузовых миссий по доставке оборудования, жилищ и запасов, чтобы когда первые люди прибыли на Марс, у них была возможность выжить — им понадобится доступ к воде, место для жизни, инструменты для преобразования составляющих на Марсе в кислород, удобрения для выращивания урожая и так далее.

Затем произойдет что-то большое. Кто-то — может, SpaceX, может, через десять лет — отправит на Марс первую команду с людьми. Команду тех, кому уже под 50 и кто разочарован, что не жил в 1969 году на волне всеобщего возбуждения от высадки на Луне — настанет наше время. Где-то там, у нас на Земле, уже родился Нил Армстронг для Марса. Никто не знает, кто он — и он сам, возможно, не знает — но вся Земля скоро узнает его имя.

Это будет событие даже не века и не тысячелетия — миллионолетия.

Помимо того что человек впервые ступит на другую планету, он окажется дальше от Земли, чем любой человек в истории.

МКС находится в 400 километрах от поверхности Земли. Луна находится в 1000 раз дальше — в 384 000 километрах. Марс — совсем другое дело. Представьте Землю и Марс как двух людей, бегущих по круговым дорожкам. Марс на внешней дорожке совершает круг в два раза дольше, чем Земля на внутренней дорожке. Эти две планеты обычно находятся на разных линиях и невероятно далеки друг от друга. Но каждые 26 месяцев Земля оказывается на одной линии к центру с Марсом — именно тогда нужно связываться с Марсом.

В зависимости от того, где они находятся на своих орбитах, когда выравниваются, они могут оказаться на расстоянии 55 миллионов километров друг от друга. В другие времена они, как правило, разделены дистанцией в 100 миллионов километров.

В самом лучшем сценарии Марс все равно будет далеко. Для сравнения давайте вернемся к нашей Земле с метровым диаметром. Если диаметр Земли будет метр, МКС будет в 1 дюйме (2,5 см) от поверхности. Луна будет в 30 метрах. Марс, в зависимости от года, будет на расстоянии 4-8 километров. Совсем другая история, согласитесь, если сравнить с Луной. Если добраться от Земли до Луны — это как переплыть Ла-Манш, добраться до Марса будет как переплыть Атлантику (а до МКС — отплыть от пляжа на 35 метров).

Другой способ рассмотреть всю эту историю — обратиться к понятию световой секунды.

Световая секунда

От Земли до Марса свет дойдет за три минуты

И понять, что Марс на самом близком к нам расстоянии будет чуть больше чем в трех световых минутах от нас.

В следующий раз Земля поравняется с Марсом в 2016 году — слишком скоро, чтобы что-то успеть. Но когда это случится снова летом 2018 года, не удивляйтесь, если судно с логотипом SpaceX на своем торсе приземлится на Марс. Маск делает грубое предсказание, что в 2025-2027 году новый Нил Армстронг сделает свой знаменитый шаг по Марсу.

Но, как и знаменитый первый шаг Нила Армстронга, это будет великое достижение для человечества — не гигантский скачок. Гигантский скачок последует дальше.

* * *

Итак, когда цены на билеты посыпятся вниз, а первые миссии на Марс откроют шлюзы для людей, мы будем готовы начать колонизацию. Большим вопросом будет такой: «Кто первым захочет заплатить сотни тысяч долларов за опасное трехмесячное путешествия в места холоднее Антарктиды, где нельзя будет вдохнуть воздуха полной грудью или позволить солнцу согреть лицо?».

Об этом желтом круге мы пока ничего не говорили.

Venn4

Помните эту диаграмму?

Мы начали работать над снижением цены до допустимых уровней, но забыли спросить, почему Маск думает, что всем вдруг захочется отправиться на Марс в первых рядах.

Маск знает об этом вопросе и много думает о желтом круге. В письме, когда он упомянул, что «будет куда веселее на круизном корабле, чем в автобусе, поэтому я думаю, что 100 человек за полет перерастут в тысячу» и так далее, — это он думает о желтом круге. Когда он говорит о важности наличия возможности возвращения на Землю, причем бесплатной, для жителей Марса, — это он думает о желтом круге. Когда SpaceX делает такие постеры (см. ниже) — это он думает о желтом круге.

Вот простой способ взглянуть на миссию доставки миллиона людей на Марс: скоро в мире будет 8 миллиардов человек. На протяжении 21 века, скажем, в общей сложности будет жить 20 миллиардов людей. Чтобы доставить людей на Марс за это время, вам нужно, чтобы один из 20 000 человек попал в центр нашей диаграммы Венна. Так что, если предположить, что желающие попасть на Марс будут равномерно распределяться вдоль социально-экономического спектра, она превращается в простую формулу:

Fraction

Формула людей, которые хотят попасть на Марс

Когда отправка на Марс только станет возможной, цена будет колебаться на уровне 500 000 долларов за человека, и почти все будут в ужасе от перспективы даже просто посмотреть, как кто-то улетает на другую планету — поэтому обе фракции будут слишком малы.

Но это нормально, нам не нужен миллион человек в зеленой зоне, чтобы все началось. США стали мощнейшей страной, но в 1605 году зеленая зона диаграммы Венна «Колонизация Нового Света» была крошечной. Люди, которые селились в Джеймстауне и Плимуте, были настоящими экстремалами — и первые группы на Марсе тоже будут такими.

Никто точно не знает, как будет работать транспортировка, но, скорее всего, будет что-то вроде этого: Mars Colonial Transporter будет состоять из двух частей — гигантской и мощной первой ступени и второй ступени, которая также будет космическим аппаратом. Первая ступень будет выводить аппарат на орбиту Земли, а затем возвращаться (за счет реактивного приземления), заправляться, ремонтироваться и выводить новый аппарат. Это будет продолжаться в течение нескольких недель, пока Земля и Марс не выстроятся друг напротив друга на орбитах. Затем SpaceX отправит танкер или что-то типа того для заправки каждого из орбитальных аппаратов (которые также будут второй ступенью ракеты, а значит, потратят много топлива).

К тому моменту, когда планеты будут на местах, на орбите Земли будет уже группа аппаратов MCT — Маск называет ее «колониальным флотом» — заправленные и готовые лететь, и в нужный момент этот флот отправится на Марс.

Спустя три-шесть месяцев космический аппарат доберется до Марса, спустится через атмосферу и приземлится с помощью реактивных двигателей. Люди выйдут, пройдут праздничную церемонию вместе с местными жителями и разгрузят все в течение нескольких следующих недель.

Спустя пару лет, когда планеты снова выровняются, в нужный момент с Земли отправится следующий колониальный флот, а группа космических аппаратов, которые отправились на Марс двумя годами раньше, вернется на Землю вместе с теми, кому надоело на Марсе.

Через три-шесть месяцев этот аппарат прибудет на Землю, реактивно приземлится и очень скоро будет готов к отправке на Марс.

Повторяем.

Первым поселенцам придется тяжело, как и всегда приходится первым поселенцам — им придется построить себе жизнь и начать работу над первым марсианским городом. По этой причине Маск полагает, что на каждый аппарат с людьми, который отправится на Марс, понадобится десять с полезным грузом и припасами.

Среди вещей, которые им понадобятся в первую очередь:

  • Энергия. Ядерная возможна, но Маск думает, что она будет солнечной. Панели нужно будет заранее привезти с Земли, и у Маска есть идея сделать их гибкими и легкими, чтобы их можно было свернуть (как эти раскатывающиеся надувные трубочки на вечеринках и праздниках).
  • Кислород. Нужны будут растения, производящие кислород. Очень многие сырьевые материалы включают атмосферный углекислый газ и воду в земле, поэтому произвести кислород будет несложно.
  • Вода. На полюсах много льда, на других широтах он, возможно, тоже есть и есть под землей, поэтому, думаю, будет сложно, но получится создать систему трубопровода, которая обеспечит поселение жидкой водой.
  • Еда. Нужны будут фермеры и ботаники, а также удобрения и герметичные теплицы.
  • Укрытие. Нельзя выйти на Марсе без скафандра, или нехватка давления воздуха вскипятит вашу кровь, температура вас убьет холодной смертью, а радиация солнца при отсутствии атмосферы или магнитного защитного поля снимет с вас кожу. На Земле я большой домосед, но на Марсе это жизненно необходимо. Первые пару десятков лет марсианские города точно будут находиться под большими куполами. Первые поселенцы построят небольшое жилье, где можно будет работать над постройкой больших комплексов под куполом. Нужны будут и другие укрытия для хранения, стройки, школ, больниц и других необходимых людям вещей.
  • Ракетное топливо. Чтобы космический аппарат мог вернуться на Землю. MCT будет использовать метан в качестве топлива (по разным причинам, которые я не хочу объяснять, а вы не хотите слышать). Метан — это просто CH4, поэтому его можно будет сделать из марсианских CO2 и H2O. Также поселенцам придется делать топливо для наземных транспортировок на Марсе.
  • Интернет. Об этом позаботятся спутники (возможно, спутники SpaceX), он будет быстрым.
  • Другое очевидное оборудование. Для связи, медпомощи, строительства и т. д. и т. п.

В принципе, это костяк списка необходимых вещей для выживания. Но со временем все больше людей будут мигрировать, города будут постепенно развиваться, поселенцы смогут начать строительство необходимых для приличной жизни заведений: ресторанов, баров, кинотеатров, спортивных сооружений.

И опять что-то начнет происходить.

Самая сложная часть будет позади, и на Марс захочет отправиться все больше людей.

Первые вернувшиеся корабли привезут людей и напомнят всем на Земле, что поездка на Красную планету совсем не обязательно должна быть в один конец — еще больше людей захочет отправиться на Марс.

Люди, которые вернутся на Землю, станут героями, некоторые из них напишут бестселлеры о своем опыте, другие будут сниматься в телешоу и рассказывать о том, как начиналась жизнь на Марсе — еще больше людей захочет отправиться на Марс.

Люди на Земле увидят великолепные фотографии марсиан на фоне Олимпа и прочих живописных мест, ведь горы и ущелья на Марсе больше, чем не Земле — еще больше людей захочет отправиться на Марс.

Люди услышат о том, что можно прыгнуть с шестиметровой скалы и не разбиться, будут смотреть завораживающие видео на YouTube с новыми экстремальными видами спорта при 38% марсианской гравитации — еще большей людей захочет отправиться на Марс.

В случае, если вы думаете, что это будет легкая прогулка, Маск объясняет: «Это не будет легкой прогулкой. Вы должны будете собрать все свои деньги, продать все, что у вас есть, как когда люди переезжали в первые американские колонии». Но он также отмечает возбуждение и чувство новизны в связи с освоением новых земель — опыт, который на Земле в последний раз был возможен лет сто назад: «Будет много интересных возможностей для всех, кто хочет создать что-то новое — от первой пиццерии до первого завода переработки железной руды. Людям, которые хотят стать частью новой цивилизации, будет очень интересно».

Между тем, пока будет расти привлекательность всего предприятия, а с ней и желтый круг, SpaceX будет продолжать создавать инновации, и спустя каждый 26-месячный цикл цена билета будет ниже, чем была — и синий круг будет расти.

Когда SpaceX продемонстрирует, что отправка людей на Марс — это вполне вариант для бизнеса, и другие лица начнет конкурировать. Маск не верит, что хоть кто-то в мире, кроме SpaceX, серьезно занимается этими проблема прямо сейчас (Mars One он всерьез не воспринимает), но если другие — частные компании или крупные космические агентства вроде ЕКА — присоединятся по собственным причинам, он думает, что это будет полезно для дела.

Все это сводится к тому, что когда первый экипаж высадится на Марсе, вполне вероятно, что с каждой последующей синхронизацией с Землей количество желающих мигрировать будет расти — возможно, в геометрической прогрессии. К 2040 году, как думает Маск, на Марсе будет процветающий колониальный город.

В один прекрасный день после этого, когда-то в будущем, на Марс прилетит очередной флот, и впервые в истории численность населения планеты достигнет миллиона.

Мы проделаем путь к точке Б.

* * *

Маск, наверное, уже не увидит, как мы достигаем точки Б. Он думает, что пройдет минимум 40-50 лет, пока миграция не завершится. Если она начнется в середине 20-х годов, то закончится, в теории, к 2070 году, когда Маску будет 99 лет. Возможно, он поучаствует в строительстве марсианского города. Маск говорит, что с удовольствием слетал бы позже, а потом вернулся на Землю, ушел в отставку и снова отправился бы на Марс, но только при одном условии: «Я полечу, если буду уверен, что SpaceX прекрасно обойдется без меня и этот путь будет продолжен».

Больше чем достичь любой конкретной цели с Марсом, Маск хочет умереть с твердым знанием, что мы на пути, как он говорит, «к порогу, после которого даже если космические корабли с Земли перестанут ходить, колония не вымрет медленно». Это, говорит он, «важнейший порог для нас как цивилизации — не войти в потенциально огромное число однопланетных мертвых цивилизаций где-то там». Миллион человек, по его грубым оценкам, означают этот порог — но кто знает наверняка?

Когда — и если — мы однажды доберемся до этой точки, только тогда мы осуществим гигантский скачок, о котором говорил Нил Армстронг. Будущее человечества будет в куда большей безопасности, и у него будет больше шансов на выживание. Резервное копирование жесткого диска осуществится. И где-то там, Квигни с отвращением заплатит по счетам.

Вернемся к политике. Когда вы понимаете причину того, почему SpaceX пытается доставить людей на Марс, не делает ли это политиков, которые называют такие мероприятия полной чепухой и пустой тратой денег, немного близорукими?

Когда люди говорит «давайте не будем переживать о Марсе сейчас, пока не решили так много проблем на Земле», это звучит как будто кто-то говорит «я буду беспокоиться о своем здоровье позже, когда у меня будет поменьше счетов для оплаты». Проблемы на Земле всегда будут, но если мы позволим суете на Земле закрыть нам глаза на общую картину, мы подвергаем себя огромному риску.

Другая причина отправиться на Марс

Есть две основные причины, по которым Маск хочет, чтобы мы оказались на Марсе, и резервное копирование жесткого диска — только одна из них. В этой статье мы по большей части говорили о долгосрочной причине колонизации Марса, которую Маск называет «оборонительной причиной». Для того чтобы ее понять, нам нужно немного откинуться в кресле и окинуть общую картину взглядом. Но чтобы увидеть другую причину, Маск, наоборот, наклоняется. Вторая причина не в далеком будущем и не связана с судьбой вида, она касается каждого живущего здесь сегодня, даже если он не интересуется Марсом.

Чтобы расставить акценты, Маск ссылается на миссии «Аполлонов»: «В жизни должно быть не только решение проблем. Должны быть вещи, которые нас вдохновляют — которые заставляют вас гордиться своим членством в человечестве. Программа «Аполлона», безусловно, является примером такого. Горстка людей побывала на Луне — и да, все мы побывали на Луне. Мы пошли с ними опосредованно. Мы разделили с ними это приключение. Я не думаю, что есть кто-то, кто назвал бы это плохой идеей, что это не было великолепно. Нам нужно больше таких вещей — нам нужно хотя бы немного такого».

Космос вдохновляет всех — поэтому многие дети в 1970 году хотели стать космонавтами. Но я вырос в 80-х и 90-х, когда внимание всего мира вернулось на Землю и космос ушел на задний фон, и никто из тех, кого я знал, не хотел стать космонавтом. Это непостижимо, но то, что осталось от космической промышленности, сделало космос скучным.

Я всегда завидовал всем, кто жил во время волнительной высадки на Луну в конце 60-х годов. Когда я думал над «Историей людей и космоса», 60-е всегда казались мне активным десятилетием грандиозного волнения в середине спокойной и устойчивой траектории:

Скачок

В то время, людей больше интересовал космос!

Но сейчас мне кажется, что высадка на Луну предваряла что-то значительно большее. Не понимая этого, мы можем стоять на пороге одного из величайших скачков в истории биологии, и высадка на Луну позже может выглядеть как отмена рабства в преддверии совершенно новой эпохи жизни на Земле. Мы практически живем в начале этой эпохи.

Конечно, это оптимистический взгляд — а чего вы ожидали найти в статье о SpaceX, основным действующим лицом которой является Элон Маск? Есть много других, куда менее веселых дорожек, по которым может пойти эта история. Может, билет за 500 000 долларов на Марс окажется совершенно невозможным. Может, Маск ошибается, допуская, что будет миллион человек, готовых начать новую жизнь в новом мире. Может, жизнь на Марсе обернется сущим адом, который вызывает безумие и превращает все в кошмар. Никто не знает.

Вы не знаете, что происходит на страницах истории, до которых вы пока не дошли.

Но я нутром чую, что мы, вероятнее всего, в начале «Истории людей и космоса», нежели в середине или в конце. И еще более вероятно, что мы в конце «Глава 1: Прикованные к Земле» — может, уже на самой последней странице. По мере продвижения сюжета, «История людей и космоса» становится почти неотличимой от «Истории людей».

Предсказать, что произойдет в новых главах, не более возможно, чем фермеру из Месопотамии из 2500 г. до н. э. увидеть наш мир, но SpaceX — самая амбициозная компания в мире — собирается написать первые страницы Главы 2 и направить эту историю в многообещающем направлении. Ну а теперь давайте завершим статью представлением, что может быть, если компания в этом преуспеет.

Будущее SpaceX

Размышление над будущим SpaceX начинается с вопроса: «Если мы доставим миллион человек на Марс, что будет дальше?». Вот несколько возможностей:

Сине-зеленый Марс

Рыбам нужно жить в океане. Весь их план на жизнь заключается в пребывании в океане. И если достать рыбу из воды, она будет мучиться в течение нескольких минут, а затем умрет.

Атмосфера Земли — океан для человечества. Каждая клетка нашего тела была спроектирована так, чтобы работать в конкретных условиях, существующих на поверхности Земли, и наша попытка выстоять на поверхности Марса будет соответствовать поведению рыбы, которую поймали и бросили в ведро на лодке.

Когда вы покупаете рыбу в качестве домашнего животного, вы берете аквариум, чтобы создать крошечный кусочек океана в вашем доме, чтобы рыба там жила. Когда мы впервые отправимся на Марс, мы будем жить в аквариуме для людей, вроде такого:

Аквариум

Аквариус для людей на Марсе

Наш аквариум будет крошечным пузырем с земными условиями, с нужной температурой, давлением воздуха, уровнем кислорода, защитой от радиации солнца, чтобы все было как мы любим — и чтобы это нравилось еде, которую мы выращиваем. Если бы не стеклянный потолок над нами и красное солнце над ним, а также тот факт, что вы можете прыгать очень высоко, вы можете забыть, что вы не на Земле.

Как план на время, аквариум для людей отлично подходит. Но жизнь на Марсе — это не временная активность — идея в том, чтобы население людей проживало там тысячи лет. Маск называет Марс «планетой, нуждающейся в ремонте».

Следующая задача после колонизации Марса будет сложнее — нам нужно превратить Марс в свой дом.

У нас есть для этого подходящее слово. Терраформирование. Терраформирование планеты означает изменение ее условий так, чтобы они соответствовали земным. И если технологии достаточно развиты, мы буквально можем «оземлить» целую планету.

Как именно мы будем это делать, остается большим вопросом, конечно, и все, что у нас есть сейчас, это горстка возможных стратегий. Но основной процесс должен быть примерно таким:

1. Растопить достаточное количество льда на южном полюсе Марса

На Марсе достаточно льда, чтобы покрыть всю планету океаном глубиной 11 м. Если бы мы могли растопить его, мы бы начали цепную реакцию. Мы бы растопили часть льда, которая выпустила бы много CO2, в ней заточенного, а также водный пар, который поднялся бы из ставших жидкими океанов. Эти парниковые газы уплотнили бы атмосферу планеты и начали бы удерживать больше солнечной энергии, со временем температура бы на планете выросла. Больше тепла означает большее таяние льда, больше углекислого газа и водного пара, больше солнечного света и больше тепла, опять же. Общее повышение температуры хотя бы на 4 градуса по Цельсию было бы достаточным, чтобы запустить этот невероятный парниковый эффект.

Есть много идей о том, как запустить этот безудержный процесс — начиная от помещения зеркал в космосе для направления большего количества солнечного света на планету и заканчивая сбрасыванием ядерных бомб на полюса и направления богатого аммиаком астероида в планету.

2. Ускорить процесс за счет накачки суперпарниковых газов в воздух

Люди могут ускорить этот процесс, создав заводы, которые будут преобразовывать элементы на Марсе в парниковые газы. CO2 вполне подошел бы, но у ученых есть другие, специально созданные газы, которые куда лучше удерживают энергию солнца — метан или хлорфторуглероды (ХФУ).

3. Применение растений

Мы могли бы начать с микробов, живущих в местах вроде Антарктиды, а затем перейти к простым растениям вроде мхов, в конечном счете насадив огромные вечнозеленые леса.

Затем все будет идти само по себе. Планетолог NASA Крис Маккей говорит: «Вы не строите Марс, вы просто нагреваете его и бросаете семена». Другими словами, если вы выполните шаги 1-3, в конце концов это произойдет.

И когда все начнется, шаг за шагом, проблемы нашей жизни на Марсе начнут разрешаться. На Марсе появится погода, температура будет холодной, но приемлемой, давление будет низким, но приемлемым — и все это будет улучшаться с каждым годом. Люди смогут выходить наружу без скафандра. Но если надолго, то с дыхательной маской. И это приводит нас к самой сложной части терраформирования —

4. Сделать воздух пригодным для дыхания

Благодаря заводам фотосинтеза, которые мы построим, и реальному фотосинтезу новой растительной жизни, уровень кислорода на Марсе будет расти. Но медленно. Это единственный шаг, на который при наших нынешних технологиях нам потребуется век или два. Ученые полагают, что для того, чтобы воздух стал пригодным для дыхания на Марсе, потребуется от 300 лет до целого тысячелетия. Получается, если не будет технологического прорыва, многие поколения на Марсе будут выходить на улицу в масках.

Однажды, возможно, через тысячу лет или больше, Марс будет полностью терраформированным. Когда придет время, вы увидите такую картинку:

Лес

Виды Марса? Вряд ли, хотя…

…и не поймете, на какую планету смотрите. Земля и Марс будут обычными местами, между которыми можно перемещаться в течение трех месяцев — как между Америкой и Европой сто лет назад, еще до появления самолетов. Кто-то выберет прожить на Земле, но поступить в колледж на Марсе. Марсианская пара на пенсии выберет отправиться в путешествие на Землю. У бизнеса будут штаб-квартиры на обеих планетах. Люди на Земле и на Марсе будут обмениваться письмами, смотреть чужие фильмы и телешоу (правда, по Skype поговорить не удастся, поскольку передача данных ограничена скоростью света — сообщение будет идти от 3 до 22 минут с одной планеты на другую, в зависимости от расположения планет.

Все это возможно. Аэрокосмические эксперты Кристофер Маккей и Роберт Зубрин в исследовании пришли к выводу, что «кардинальное изменение марсианских условий может быть достигнуто с применением технологий 21 века».

За пределами Марса

Когда писатель Росс Андерсен спросил Маска о перспективе выхода за пределы Марса к другим местам в Солнечной системе, его ответ был оптимистичным: «Если мы сможем создать колонию на Марсе, мы почти наверняка колонизируем всю Солнечную систему, поскольку сумеем создать мощные экономические рычаги для улучшения космических путешествий. Мы отправимся на спутники Юпитера, как минимум на внешние, возможно, на Титан у Сатурна и на астероиды. Как только у нас появится этот рычаг, а также марсианско-земная экономика, мы накроем всю Солнечную систему».

Однако, добавил он, «ключевой момент — заставить работать Марс. Если мы собираемся отправлять что-то в другие звездные системы, нам нужно лазером сосредоточиться на том, чтобы стать многопланетной цивилизацией. Это следующий шаг».

Таким образом, колонизация Марса важна не только потому что мы расширяемся и копируем жесткий диск, но и потому, что колонизация Марса научит наш вид тому, как переезжать на другие планеты и терраформировать их. Возможно, это важнейшее знание для вида, если он хочет выживать в течение длительного времени.

Будь у нас достаточно времени, мы могли бы освоить другие тела Солнечной системы и терраформировать каждое из них, сделав домом для людей. Это даст нам новые странные возможности. Вроде прыгания по верхушкам деревьев с Юпитером над головой, или провести день на пляже с Сатурном над горизонтом.

Солнечная система могла бы стать одним большим миром для людей. Спутник Юпитера Европа мог бы стать технологическим центром Солнечной системы, а Титан — местом развлечений. Возможно, некоторые люди провели бы всю свою жизнь на одном небесном теле, а другие стали бы заядлыми путешественниками и считали бы делом всей жизни посетить все места, где проживают люди, во Вселенной. Возможно, «История Земли» когда-нибудь станет обязательным предметом в школах, а студенты со всех уголков Солнечной системы раз в год собирались бы и посещали «Колыбель цивилизаций», чтобы увидеть ее грандиозные постройки, памятники культуры, посетить музеи, древние руины.

Наружу, дальше

На этом мы не остановимся. Распространение по Солнечной системе даст нам много времени, а много времени приведет нас к магическим новым технологиям, и в какой-то момент мы сможем осуществлять длинные перелеты к другим звездам и другим землеподобным планетам вокруг них — и станем мультигалактической цивилизацией. И подобно первым поселенцам Нового Света в 17 веке, подобно первым поселенцам на Марсе в 21 веке, только самые смелые решатся на миграцию к другим звездам, которая растянется на многие десятки лет. Переезд в другую солнечную систему станет обычным делом.

Ограничение скоростью света будет означать, что кто-то будет получать письма друзей раз в 20 лет. Расстояние изолирует популяции, и с течением времени люди в других звездных системах уже не будут принадлежать одному виду.

Свет сознания, который промелькнул миллионы лет назад на скромной маленькой Земле, распространится по всей галактике и отправится в другие галактики, разветвляясь в тысячи других форм жизни. Большинство существ в этом ряду забудут, с чего все началось, но знающие свою историю расскажут вам о Гигантском Скачке, важнейшем моменте древности, когда их примитивные предки вышли из гоголевской шинели и стали завоевателями.

Тим Урбан, WaitButWhy

Новый комментарий

Для отправки комментария вы должны авторизоваться или зарегистрироваться.