Элон Маск заявил о разработке ракетного двигателя для полёта на Марс
Концепция колонизации в глазах Элона Маска выглядит относительно простой: чтобы создать массовую колонию, цена перелёта для одного колониста должна быть $500 000. Почему именно столько?
Для отработки полностью многоразового космического корабля SpaceX придётся научиться сажать «на двигатели» не капсулы, а корабли целиком. (Здесь и ниже иллюстрации SpaceX.)
«Цена билета должна быть достаточно низкой, чтобы большинство людей в развитых странах к их 45 годам или около того могли собрать денег на такой перелёт», — заявил г-н Маск на встрече в Королевском обществе астронавтики (Великобритания). При этом он сравнил такой полёт с покупкой дома в Калифорнии.
На первый взгляд, заявление странное: знакомство с американской статистикой показывает, что абсолютное большинство людей в развитых странах к их 45 годам никак не могут собрать полмиллиона в текущих ценах. Более того, для подавляющего большинства американских домохозяйств реальные доходы не увеличились с 1975 года. Иными словами, надежды на то, что такие деньги у «большинства людей в развитых странах» появятся в обозримом будущем, просто нет. Опять же здоровье человека к 45 годам обычно не очень пригодно для «поступления в отряд космонавтов»; логичнее послать несколько более молодых людей.
Дело в том, что Элон Маск практичен, как и положено бизнесмену. Да, признает он, к моменту начала колонизации лишь один из 100 тыс. землян будет готов оплатить такой перелёт. Потенциально это 80 тыс. человек — колонизация всё же начнётся не завтра, к тому времени и население до 8 млрд подрастёт. Соответственно, 80 тыс. желающих дадут $40 млрд, что чуть больше полупроцента ВВП США, как раз достаточно для создания колонии на Марсе, полагает предприниматель. Правда, замечает он, для закладки первичной базы потребуются дополнительные инвестиции — но и здесь возможен сходный механизм сбора денег, которых к тому же потребуется не так много, как для собственно перевозок.
Ясно, что для такой колонизации даже тяжёлая версия ракеты-носителя Falcon 9 со строенной первой ступенью слишком слаба.
По словам г-на Маска, SpaceX уже ведёт разработку такого транспорта, называемого MCT (по разным данным, то ли Mass Cargo Transport, то ли Mars Colony Transport). Использовать он будет ЖРД Raptor — метановый, а главное — закрытого цикла. Вам такой цикл известен по советским двигателям РД-170 и РД-180, хотя, по слухам, г-н Маск хочет «Раптор» с полной газификацией компонентов (как у РД-270).
Долетит ли частный капитал до Марса?
В отличие от двигателей открытой схемы типа Merlin, применяемых сейчас на Falcon 9, в ЖРД замкнутой схемы генераторный газ после срабатывания на турбине не выбрасывается в окружающую среду, а подаётся в камеру сгорания, повышая тягу и эффективность двигателя, его удельный импульс. Кроме того, при закрытой схеме расход рабочего тела через турбину намного выше, чем в традиционном двигателе, то есть выше может быть и давление в КС (264,5 атм у РД-270). Соответственно, камера может быть меньше, а степень расширения сопла увеличивается, как и эффективность при работе в атмосфере.
Но почему метан и кислород? Да, у метана слегка хуже импульс, чем у водорода, однако это всё лучше, чем у керосина, отвечает глава SpaceX. При этом он намного дешевле, что важно при частых рейсах. Кроме того, его можно хранить при значительно более высоких температурах — а значит, он не будет подвергать охрупчиванию материал баков, как это происходит с жидким водородом. Главное же, используя земные бактерии-анаэробы, его теоретически можно получать на Марсе, применяя местные субстраты. Теоретически можно получать там и водород, но его электролиз из погребённой под песком воды, которую надо будет ещё добыть (в виде льда), сделает процесс намного более энергоёмким и сложным, чем в случае метана.
К слову, в начале эпопеи использование возвращаемого полностью многоразового корабля, считает г-н Маск, будет нереальным: расстояние между Марсом и Землёй всё время меняется, и рассчитывать на полную многоразовость в первых рейсах нельзя. Первый корабль будет не слишком многолюдным, но забитым удобрениями, растениями и материалом для строительства прозрачных герметичных куполов (для зелени и колонистов). Атмосфера последнего будет насыщена кислородом до 35–40%, чтобы обеспечить колонистам запас на первое время. Такой же запас воды станет защитой от радиации, которая на поверхности Красной планеты чуть больше, чем на Земле.
Насколько реальны эти планы? Люди — это не правительства; если США тратили в свое время по $3,2 млрд на одну подлодку, которая никогда не будет воевать, и так и не нашли денег на полёт на Марс, то у граждан этой страны баланс приоритетов совсем другой. Несомненно, найти 80 тыс. человек, готовых расстаться с полумиллионом сегодня, чтобы завтра оказаться на Марсе, можно. Какой из них материал для колонизации — вопрос другой. Уже сейчас ясно, что руководство бизнесом и обслуживание гидропонных лабораторий требует от исполнителя слегка разных талантов. Но самое главное даже не это: чтобы реализовать наполеоновские планы, нужны новые носители, причём дешёвые и с большой выводимой полезной нагрузкой. Вот их разработка, пожалуй, и есть ключевая трудность в реализации плана «Марс вместо домика в Калифорнии».
Space.Com.
