«Мы должны как можно скорее стать межпланетным видом»: как новая ракета Илона Маска продвинет колонизацию космоса

Многое уже было сказано о достоинствах Starship с точки зрения пилотируемых космических полетов. Но запуск ракеты преследует не только практические цели — он может расширить наши представления о планетах и спутниках.

«Starship изменит подход к исследованию космоса и позволит совершить огромный скачок в планетологии», — говорит Али Брэмсон, планетолог из Университета Пердью.

Если ракета оправдает надежды, ученые планируют отправлять миссии к Нептуну и его крупнейшему спутнику, Тритону; в огромных количествах доставлять породу с Луны и Марса; и даже испытывать новейшие способы защиты Земли от астероидов.

Starship состоит из гигантского космического корабля и сверхтяжелой ракеты-носителя Super Heavy. Обе части предназначены для многоразового использования, что позволит сократить расходы. Ракета сможет нести экипаж и 100 кубических тонн груза, совершая регулярные недорогие рейсы.

Грузовой объем Starship — целых 1000 м3, то есть ракета способна вместить Эйфелеву башню в разобранном состоянии. Ученые в восторге: «Starship — это что-то», — говорит Джеймс Хэд, планетолог из Университета Брауна.

В середине ноября 2021 года, выступая на открытом онлайн-совещании, проводимом Национальной академией наук, инженерии и медицины, Маск рассказал об исследовательском потенциале проекта. «Мы должны как можно скорее стать межпланетным видом, — сказал он. — Помимо прочего, это поможет нам узнать много нового о Вселенной». По словам Маска, Starship будет нести на борту беспрецедентно большое количество научного оборудования.

Бюджетный и многоразовый

Starship — не только гигантская, но и недорогая ракета. НАСА и ЕСА могут позволить себе лишь небольшое количество миссий, поскольку каждый запуск обходится в десятки и даже сотни миллионов долларов, однако Starship позволит снизить стоимость каждого запуска до всего 2 миллионов.

«Низкая стоимость запуска откроет новые горизонты для научных исследований и сделает возможными рейсы, финансируемые из частных источников», — говорит физик Эндрю Вестфал из Калифорнийского университета в Беркли.

У Starship есть и еще одно важное преимущество перед другими сверхтяжелыми ракетами-носителями вроде Space Launch System НАСА и New Glenn Blue Origin.

Верхняя часть ракеты может быть дозаправлена на околоземной орбите, благодаря чему место, которые обычно занимает топливо, освободится для научного оборудования. Отправка людей на Луну, например, может потребовать восемь отдельных запусков: топливные танкеры будут доставлять топливо для космического корабля, несущего на Луну экипаж и оборудование.

Ученые уже сейчас исследуют возможности, которые откроет Starship. В начале года Дженнифер Хелдманн из Исследовательского центра Эймса написала статью, в которой рассказала, что принесут науке рейсы Starship на Луну и Марс.

Одно из главных преимуществ Starship — это способность доставлять крупногабаритное оборудование с Земли без необходимости уменьшать его размеры, как это было в случае с полетами «Аполлона». «Можно будет, например, доставить буровую установку и пробурить скважину глубиной в целый километр», — говорит Хелдманн. Это позволит получить доступ к недрам Луны и Марса, в которых, по мнению ученых, скрыты лед и полезные ископаемые.

Поскольку Starship будет возвращаться на Землю, он сможет доставлять многочисленные образцы из различных точек Солнечной системы, и ученые смогут изучать материалы внеземного происхождения в намного больших масштабах, чем сейчас. Это позволит пролить свет на, например, историю вулканической активности на Луне и жизни на Марсе, говорит Хелдманн.

Согласно амбициозным планам Маска, Starship также будет осуществлять рейсы в другие точки Солнечной системы — либо посредством прямого запуска с Земли, либо используя Луну и Марс в качестве дозаправочных станций.

Полетим на Нептун

Международная группа ученых под названием Conex разработала проект космического аппарата Arcanum, который, используя мощность ракеты-носителя Starship, сможет достичь Нептуна и Тритона. К Нептуну был совершен всего один полет: в 1989 году мимо планеты-гиганта пролетел зонд НАСА «Вояджер-2». «Никто не думает о том, что благодаря Starship станут возможными куда более далекие полеты, чем до Луны и Марса, — говорит Джеймс Маккевитт, исследователь из Венского университета и сопредседатель Conex. — Разработав Arcanum, мы хотели восполнить этот пробел».

Этот аппарат весом 21 тонну в четыре раза тяжелее самой крупной межпланетной станции Кассини-Гюйгенс, совместно созданной НАСА и Европейским космическим агентством и исследовавшей Сатурн с 2004 по 2017 год. Ни одна из ныне существующих ракет не в состоянии осуществить запуск такого аппарата.

По словам Маккевитта, Arcanum будет состоять из многочисленных компонентов, в том числе орбитального аппарата для изучения Нептуна, посадочного модуля для исследования Тритона и пенетратора для проведения сейсмического эксперимента, который позволит ученым составить представление о геологической структуре этого спутника. Еще одним компонентом может стать телескоп для поиска планет вокруг других звезд.

Есть и более отвлеченные идеи. Физик Филип Любин из Калифорнийского университета в Санта-Барбаре подсчитал, что ракета Starship способна предотвратить столкновение астероида с Землей. Грузоподъемность Starship позволяет нести достаточно взрывчатки, чтобы разнести на куски десятикилометровый астероид вроде того, что покончил с динозаврами. Осколки сгорят в атмосфере, не долетев до нашей планеты.

Starship также может использоваться для запуска гигантских телескопов. На данный момент оборудование вроде телескопа имени Джеймса Уэбба доставляется в сложенном виде. Это дорогостоящая, сложная и рискованная процедура. НАСА допустило, что запуск супертелескопа LUVOIR, предназначенного для поиска похожих на Землю экзопланет, может быть осуществлен при помощи Starship.

В то же время Маск заявил, что SpaceX работает над созданием космического телескопа с использованием линзы для наземного телескопа. Никакие дополнительные подробности пока не были озвучены.

Поздороваться с соседями

Некоторые ученые мечтают о том, чтобы полететь на Starship к другим звездам. Рене Эллер и его коллеги из Института исследований Солнечной системы имени Макса Планка считают, что Starship позволит испытывать технологии для корабля, способного преодолевать несколько световых лет и достигать соседних звездных систем. Например, новая ракета может использоваться для запуска сверхскоростного аппарата с лазерным парусом. «Если бы в SpaceX согласились взять на борт один из наших парусных аппаратов и сбросить его по пути на Марс, мы смогли бы проследить его полет через солнечную систему почти до орбиты Юпитера», — говорит Эллер.

Есть также идея запустить при помощи Starship зонд к спутнику Юпитера Ио, изобилующему вулканами. «Это чрезвычайно трудная задача: нужно не только выйти на орбиту Юпитера, но и защититься от его мощной радиации, — говорит Альфред Макьюэн, планетарный геолог из Аризонского университета. — Масса Starship поможет преодолеть оба препятствия, позволив нести достаточно топлива и средства радиационной защиты».

По словам Маска, SpaceX может провести до десятка тестовых запусков Starship в 2022 году. Рейсы к Луне и Марсу тогда будут не за горами. «Как только Starship начнет летать, дело пойдет очень быстро, — говорит Маргарита Маринова, бывший главный инженер по разработке миссии на Марс в SpaceX. — Когда в вашем распоряжении ракета грузоподъемностью 100 тонн, в нее можно загрузить предостаточно оборудования. Это изменит то, как проводятся научные исследования».

Но не стоит спешить. Хоть Starship и совершал успешные тестовые полеты без ракеты-носителя Super Heavy, полноценного запуска ракеты еще не было. Это гигантский и невероятно сложный аппарат, и его разработчики все еще могут столкнуться с проблемами.

Маск прежде был чересчур оптимистичен в своих прогнозах (когда-то он намеревался отправить миссию Red Dragon к Марсу уже в 2018 году). Кроме того, метод дозаправок на околоземной орбите еще не был испытан.

В то же время есть основания и для оптимизма. Если Starship оправдает надежды, то вполне может возвестить новую эпоху в исследовании космоса.