Колонизация Марса перестает быть сюжетом научных фантастов и все больше походит на предмет повествования документальных фильмов. Над идеей работают крупнейшие космические агентства мира и частные компании, а предприниматель Илон Маск называет создание города на Красной планете главной целью своей жизни. Но между амбициями и реальностью простерлась пропасть из технологических, медицинских и юридических проблем, которые еще предстоит решить.
Главное о колонизации Марса
- SpaceX и NASA продвигают два принципиально разных подхода к освоению Марса.
- Главные проблемы кроются не в доставке экипажа, а в радиации, низкой гравитации и отсутствие правовой базы.
- Первая пилотируемая миссия возможна в 2030-2040-х годах, но это будет экспедиция, а не колонизация.
- Автономная база на 10−20 человек может появиться после 2050 года.
Текущие программы и планы по колонизации Марса
Сегодня за право первыми отправить людей на Марс борются два лагеря с диаметрально противоположным подходом и философией.
План SpaceX: метод Илона Маска
Программа колонизации Марса от SpaceX построена на одной простой идее: сделать космический полет дешевым за счет полного повторного использования ракет. Сердцем всей стратегии является сверхтяжелый носитель Super Heavy и корабль Starship. Маск рассчитывает, что система будет работать как самолет: взлетела, села, заправилась ― и полетела снова.
Колонизация Марса по плану Маска выглядит так:
- Первым делом провести массовый запуск 72 стартов Super Heavy для вывода на орбиту примерно 1200 тонн топлива.
- Корабли Starship стыкуются на орбите и передают друг другу топливо.
- Шесть кораблей Starship доставляют на Марс оборудование по 100 тонн каждый. В оборудование будут входить жилые модули и системы жизнеобеспечения.
- Из марсианского CO₂ и подповерхностного льда колонисты должны произвести еще 1200 тонн метана и кислорода для обратного полета.
- Наконец, посадка 200-тонного корабля на Марс. Задача, которая в 200 раз сложнее нынешнего мирового рекорда по массе аппарата, доставленного на другую планету.
Звучит впечатляюще, но расчеты независимых экспертов показывают, что заявленные характеристики Starship могут быть завышены, а найти жизнеспособный сценарий марсианской миссии даже при идеальных условиях крайне тяжело.
Подход NASA и ESA: сначала Луна, потом Марс
NASA и Европейское космическое агентство выбрали более осторожный путь. Суть в том, что перед колонизацией Марса Луна должна стать тренировочной площадкой, где должны быть отработаны все межпланетные технологии. Это нужно прежде всего для того, чтобы не пришлось рисковать людьми в условиях Марса.
Программа «Артемида» предусматривает возвращение человека на Луну и строительство орбитальной станции Gateway. На лунной поверхности будут испытаны системы производства кислорода и топлива из местного грунта, замкнутые системы жизнеобеспечения и роботы-строители. NASA также рассматривает ядерные двигатели для сокращения перелета с 6−9 до 3−4 месяцев, что важно для снижения дозы радиации, которую получит экипаж.
Особняком по программе освоения Марса держится Китай. Страна планирует миссию Tianwen-3 по возврату грунта с Марса уже в 2028 году и ставит цель отправить человека на Красную планету к 2033 году.
У американцев значительно большая фора как в плане опыта, так и в плане уже реально действующих ракет сверхтяжелого класса. Однако у Китая есть преимущество: это страна, которая очень эффективно концентрируется на решении сверхзадач и не тонет во внутренних спорах и согласованиях. Поэтому если сейчас лидерство США безусловно, то к середине 2030-х ситуация вполне может измениться.
Сравнительная характеристика двух основных программ по колонизации Марса.
| Характеристика | SpaceX (Илон Маск) | NASA/ESA |
|---|---|---|
| Главная цель | Город на Марсе | Безопасное исследование через лунные тесты |
| Ключевая технология | Многоразовый перелет Starship | Ядерные двигатели, робототехника |
| Роль Луны | Не предусмотрена | Ключевой промежуточный этап |
| Финансирование | Частное | Государственные бюджеты |
| Главный риск | Непроверенная технология | Медленный прогресс и зависимость от политкии |
Основные проблемы колонизации Марса
Когда речь заходит о проблемах колонизации Марса, первой ассоциацией всплывает межпланетное расстояние и громоздкие ракеты. На деле самые серьезные барьеры кроются в другом.
Биология: радиация и невесомость
В космосе человек находится под постоянным обстрелом двух типов излучения: галактических космических лучей (ГКЛ) и солнечных частиц. От солнечных вспышек можно укрыться в защищенном отсеке, их достаточно легко предсказать. А вот ГКЛ ― это непрерывный поток высокоэнергетических ионов, от которых практически невозможно защититься.
Измерения прибора RAD на марсоходе Curiosity показали, что за один только перелет к Марсу астронавт получит дозу радиации, значительно превышающую годовые допустимые пределы. Последствия для здоровья включают повышенный риск развития рака; повреждение центральной нервной системы в виде нарушении памяти, сна, когнитивных функций; катаракта; потеря костной массы и преждевременное старение сосудов
При этом биологические эффекты ГКЛ до сих пор изучены плохо. Мы не можем точно предсказать, что произойдет с человеком после многих месяцев пребывания в открытом космосе.
Как поясняет кандидат технических наук, заместитель заведующего кафедрой динамики и управления полетом ракет и космических аппаратов МГТУ им. Н. Э. Баумана Всеволод Корянов, из всех обсуждаемых подходов к защите экипажа от радиации ближе всего сокращение времени полета.
Это не требует создания принципиально новых устройств или препаратов, а опирается на существующие законы баллистики и проектирования двигателей. Используя перспективные установки с реально достижимыми параметрами, можно сократить время перелета до одного месяца.
Впрочем, он уточняет, что экипажу все равно придется ожидать около полутора лет на Марсе, пока не наступят благоприятные условия для возвращения: «Этот промежуток времени нельзя сократить никакими способами, поскольку потребуется либо близкий пролет Солнца, либо длительная дуга облета».
Также во время перелета экипаж окажется в невесомости, что может стать причиной остеопороза, атрофии мышц, проблем с сердечно-сосудистой системой и зрением. На самом Марсе гравитация составляет 38% от земной, но хватит ли этого для поддержания здоровья, точно не известно. Может ли женщина выносить и родить здорового ребенка при такой силе тяжести, тоже вопрос без ответа.
Технологические вызовы
На борту корабля нужны полностью замкнутые биорегенеративные системы, которые производят еду, кислород и чистую воду из отходов. Такие системы испытывали на Земле, но масштабировать их для колонии уже задача совершенно иного порядка.
Также жилые модули придется защищать от радиации слоем реголита — лунного грунта, толщиной в несколько метров, для чего собираются использовать 3D-печать. NASA также прорабатывает проект «Ледяной дом», представляющий жилище изо льда, который одновременно служит радиационным щитом и источником воды.
Еще солнечные панели на Марсе малоэффективны из-за пылевых бурь и удаленности от Солнца. Для устойчивой колонии понадобятся ядерные реакторы.
И, наконец, задержка сигнала между Землей и Марсом достигает 22 минут. В экстренной ситуации помощь от центра управления не придет мгновенно, колония должна быть максимально автономной.
Впрочем, по мнению Всеволода Корянова, проблему удаленности Марса отчасти может решить использование его спутников. Эксперт убежден, что Фобос или Деймос могут стать промежуточными базами для размещения складов топлива, ретрансляторов и научных лабораторий.
С их поверхности можно безопасно и без задержек управлять роверами на Марсе. Кроме того, это позволяет отработать технологии посадки и взлета в условиях слабой гравитации без риска заражения планеты земными микроорганизмами.
Юридический вакуум
Договор о космосе 1967 года запрещает присвоение территорий, но не говорит ничего конкретного о постоянных поселениях и добыче ресурсов. Соглашения Артемиды 2020 года пытаются закрыть этот пробел, вводя понятия «зон безопасности» и права на добытые ресурсы. Но критики считают это попыткой США легализовать эксплуатацию космоса в обход мирового сообщества.
Нерешенными остаются и фундаментальные вопросы: какой правовой статус получат люди, рожденные на Марсе? Смогут ли они вернуться на Землю? Кто будет управлять колонией: корпорация, государство или новая форма самоуправления?
В каком году начнется колонизация Марса: прогнозы на будущее
На вопрос, когда начнется колонизация Марса, еще нет однозначного ответа. Но текущие программы позволяют наметить примерную дорожную карту.
- 2025−2035 годы: подготовка на Луне, своеобразный выпускной экзамен перед Марсом. В рамках программы «Артемида» международное сообщество строит лунную инфраструктуру. На Луне тестируют производство кислорода из грунта, замкнутые системы жизнеобеспечения, методы 3D-строительства и радиационную защиту.
- 2030−2040-е: первые экспедиции к Марсу. Первая пилотируемая миссия на Красную планету, скорее всего, станет короткой научной экспедицией из нескольких человек на несколько месяцев. Целью будет стоять сбор данных, проверка системы на месте, отработка посадки и взлета.
- После 2050: первая автономная база. Если технология ISRU по производству 1200 тонн топлива на Марсе из местного сырья заработает стабильно, то появится возможность отправлять экипажи на длительные сроки. Первая база на 10−20 человек, зависящая от поставок с Земли, вполне может появиться к 2050 году.
- Стоит ли ждать самодостаточные колонии к 2100-му? Будущее колонизации Марса на рубеже столетий зависит от прорывов в нескольких областях одновременно: надежная ядерная энергетика, полностью замкнутые системы жизнеобеспечения, международный правовой механизм и ответ на вопрос, может ли человеческий организм воспроизводиться в условиях пониженной гравитации. Чем дальше, тем выше степень неопределенности.
Евгений Кузнецов оценивает перспективы более сдержанно. По мнению футуролога, колонизация это вопрос следующего столетия.
Долететь до Марса как автоматами, так и человеческими экипажами ― это важный рубеж, который точно будет преодолен до 2050-го, а скорее всего, и до 2040 года. Тем не менее, пока на Марсе не открыты никакие экономически значимые объекты, значительно более низковисящими плодами является колонизация всех орбит под Луной и, собственно Луны, плюс пояс астероидов, периодически сближающихся с Землей.
Можно обрисовать и альтернативный сценарий: SpaceX успешно доводит Starship до совершенства и осуществляет пилотируемую миссию уже в 2030-х годах, опережая графики NASA. Но даже удачная высадка не равна началу колонизации, ведь одна авария ISRU или непредвиденная медицинская проблема может отбросить проект на десятилетие назад.
Критика колонизации Марса и возможные перспективы
Колонизация Марса подвергается критике одновременно с нескольких сторон.
- Cтоимость одной пилотируемой миссии оценивается в сотни миллиардов или даже триллионы долларов, когда на Земле при этом остаются нерешенными проблемы бедности, голода и климатического кризиса. Часть исследователей и философов называют марсианский проект побегом от проблем родной планеты.
- В прошлом колонизация часто означала захват земель, эксплуатацию ресурсов и разрушение природы. Критики предупреждают, что считать Марс «ничьей территорией» опасно, ибо раньше это понятие использовали для оправдания захвата территорий на Земле. Есть риск, что мы перенесем эту ошибочную логику на Марс и повторим ошибки прошлого.
- Земные микроорганизмы, попавшие на Марс вместе с колонистами, могут сделать невозможным поиск местной жизни или повредить потенциальную марсианскую экосистему. Это работает и в обратную сторону: привоз неизвестных марсианских микробов на Землю тоже несет риски.
И все же будущее колонизации Марса не стоит воспринимать исключительно в мрачных тонах. Технологии развиваются быстрее прогнозов: многоразовые ракеты, о которых мечтал Илон Маск 15 лет назад, стали рутиной. Каждый год появляются новые данные о марсианском грунте, льде и атмосфере, что все больше делает возможным добычу ресурсов непосредственно на красной планете. Конкуренция между SpaceX, NASA, ESA и Китаем ускоряет процесс, а лунная программа «Артемида» дает реальную площадку для проверки критических технологий, без которых отправка людей на Марс была бы слишком рискованной.
Колонизация Марса не зависит от одного решения, это комплексная задача, где инженерия переплетается с медициной, правом и философией. Путь к ней, скорее всего, займет десятилетия, и пройдет через Луну.
Роль России в освоении Марса
Отдельного внимания заслуживает вопрос о роли России в программе по освоению Красной планеты. По словам Всеволода Корянова, серьезным преимуществом страны остается проект ядерного буксира. Эксперт подчеркивает, что в рамках проекта разрабатывается не просто двигатель, а транспортно-энергетический модуль, способный помимо доставки грузов обеспечивать их электроэнергией.
Вместо того чтобы строить отдельный корабль для быстрой доставки людей, можно создать логистическую систему. «Зевс» способен годами курсировать между орбитами, перевозя тяжелые грузы, модули базы и топливо, работая как космический буксир многократного использования.
По оценке эксперта, для длительного освоения Марса российский подход выглядит весьма перспективно. Впрочем, эксперт признает, что создание сверхтяжелой ракеты нового поколения, сопоставимой с советской «Энергией», потребует значительных ресурсов.
«В постсоветский период долгосрочной задачи перед промышленностью не стояло, поэтому уникальная инфраструктура и кооперация были утрачены. Тем не менее, инженерные школы и конструкторские бюро сохранили компетенции. Реальные заделы есть, но для их воплощения в железе требуются значительные ресурсы», ― отмечает Всеволод Корянов.
Евгений Кузнецов убежден, что для России перестать претендовать на самостоятельную лунную и марсианскую программу было бы катастрофическим откатом.
Тем не менее, будем реалистами: в настоящий момент у России не такие высокие шансы, чтобы соперничать с США и Китаем, а значит, надо сотрудничать.
При этом эксперт считает, что равноправного партнерства с Китаем, скорее всего, не возникнет: «Китай старается предельно концентрированно, монопольно разрабатывать любые технологии. Китайцы понимают только торговлю, а не партнерство». По прогнозу футуролога, если российская космонавтика и окажется на Марсе, то, вероятнее всего, в составе международной миссии.
Вопросы и ответы
Отвечаем на популярные вопросы.
Когда планируется колонизация Марса?
Первая пилотируемая экспедиция возможна в 2030-2040-х годах, но это будет короткая научная миссия. Полноценная автономная база может появиться после 2050 года, а самодостаточную колонию не стоит ждать раньше конца XXI века.
Чем план Илона Маска по колонизации Марса отличается от плана NASA?
Маск делает ставку на скорость и массовое производство многоразовых ракет Starship, минуя лунный этап. NASA идет поэтапно: сначала тестирует все технологии на Луне в рамках программы «Артемида» и только потом переходит к Марсу. Первый подход рискованнее, второй медленнее.
Какая самая серьезная проблема колонизации Марса?
Биологическая. Хроническая космическая радиация повышает риск рака и повреждает нервную систему, а эффекты длительного пребывания в марсианской гравитации в 38% от земной практически не изучены. Без решения этих проблем отправка людей на постоянное проживание этически сомнительна.
Можно ли производить кислород и топливо на Марсе?
Теоретически да. Марсианская атмосфера на 95% состоит из CO₂, а под поверхностью обнаружены залежи водяного льда. Из этих ресурсов можно получать метан и кислород, но масштабная система ISRU, способная производить 1200 тонн топлива в год, пока существует только на бумаге.
Есть ли у России шансы участвовать в марсианской программе?
Россия сохраняет уникальные компетенции в области ядерной космической энергетики в рамках проекта «Зевс», баллистики и длительных пилотируемых миссий. Однако для реального участия в марсианской гонке стране необходимо международное сотрудничество и значительные финансовые вложения в развитие сверхтяжелых носителей.
