Луна ушла за горизонт
За прошедший месяц о планах высадки человека на Марс высказались и гендиректор Роскосмоса Юрий Борисов, и глава корпорации SpaceX Илон Маск. Обращает на себя внимание колоссальное отличие в уровне притязаний каждого из них.
По оценкам Юрия Борисова, подобный проект осуществим не раньше, чем через полвека. В разговоре с журналистами он объяснил столь отдаленный горизонт планирования экспедиции как техническими вызовами, так и необходимостью тщательной психологической подготовки будущего экипажа к многолетнему пребыванию в обществе друг друга без возможности «выйти покурить».
Последний документ Роскосмоса, в котором упоминается Марс, датирован 2022 г. В том же году Юрий Борисов сообщал, что к 2030 г. Россия технологически будет готова к высадке космонавтов на Луну. Но 28 ноября 2024 г. Роскосмос объявил о переносе на неопределенный срок полета на спутник Земли из-за бюджетных ограничений в создании сверхтяжелой ракеты-носителя «Енисей». В таких условиях говорить о несоизмеримо более дорогой и длительной экспедиции к Марсу (около 220 млн км против 380 тыс. до Луны) в ближайшие полстолетия действительно вряд ли реалистично.
Илон Маск в своих прогнозах намного более радикален. По его оценкам, первый полет человека на Марс может состояться уже до конца текущего десятилетия. Судя по этим заявлениям, миллиардер не опасается стать героем поговорки «поспешишь — людей насмешишь» (haste makes waste, как говорят у него на родине). Но и он прагматично предупреждает: для отправки такой экспедиции требуется снизить стоимость выведения в космос полезной нагрузки в 10 тыс. раз. Нынешние возможности ракетной техники делают стоимость миссии разорительной — около $1 млрд на тонну полезной нагрузки (хотя это всего 0,5% от оценочного состояния самого Маска примерно в $200 млрд).
Кардинальное снижение стоимости запуска полноценного тяжелого корабля к Марсу может быть достигнуто только таким же кардинальным изменением технологии процесса транспортировки груза, считают разработчики. Химические двигатели, твердотопливные или жидкостные, которые годятся для околоземных орбитальных миссий, пилотируемые полеты в дальний космос не потянут, полагают они. Исходя их этого, NASA уже несколько лет проектирует двигатель, работающий на ядерной тяге (NTP, ЯРД). Его мощность минимум вдвое превышает этот показатель у существующих химических двигателей.
Соответственно, система с ЯРД способна преодолеть расстояние от Земли до Марса в два раза быстрее, чем используемые до сих пор ракеты, которыми на Красную планету доставляются автоматические зонды. Сейчас, в зависимости от взаимного расположения планет, такие путешествия могут длиться до двух лет. Длительность путешествия для автомата не критична, в то время как сокращение времени пилотируемого перелета означает в том числе и уменьшение веса расходных материалов (вода, пища и др.). Это также смягчает требования к психологической выносливости космонавтов, о которой упомянул глава Роскосмоса.
Сброс лишнего веса
О том, что ядерный двигатель находится в процессе испытаний и в России, еще в 2018 году объявил президент Владимир Путин. Он упомянул его в ходе послания Федеральному собранию, презентуя боевую ракету (речь о проекте «Буревестник»). «Эксперт» направил запрос в Роскосмос о том, может ли такой двигатель быть установлен именно на межпланетную ракету. На момент публикации этого материала агентство на запрос не ответило.
NASA меньше стесняется рассказывать о своих творческих планах. По данным американского агентства, опытные образцы двигателя с ядерным реактором могут быть испытаны в 2027 г. В отличие от энергетической установки на атомных подлодках, где ядерное топливо нагревает водяной пар, который вращает турбины, ядерная установка на космическом аппарате нагревает водород, который и служит рабочим телом, создавая реактивную тягу для ускорения аппарата. Водород придется везти с земли, но это самый легкий газ, он многократно легче любого топлива для традиционной ракеты.
Сегодня действующих образцов ЯРД, пригодных для космических кораблей не существует ни в США, ни в России. Главным препятствием к установке на космический корабль ядерного двигателя являются его размеры и вес, объяснил «Эксперту» заведующий лабораторией механики и энергетических систем Национального исследовательского университета ИТМО Павел Булат: «Инженерам надо добиться такого масштабирования энергетической ядерной установки в сторону уменьшения, чтобы она без потери мощности могла быть выведена в космос существующими средствами. Ее вес сегодня таков, что запуск теряет смысл. Я думаю, что по этой причине ЯРД использоваться не будут и через 50 лет. В теории, как говорил академик Валентин Глушко, можно и небоскреб на орбиту отправить. Но зачем это делать, если есть другие, более эргономичные решения. Химические двигатели гораздо дешевле, проще в обслуживании, безопаснее».
В информации, которую публикуют в общем доступе, часто присутствует путаница в терминологии, указывает Павел Булат: «Если понимать под ядерным ракетным двигателем узел, который работает по принципу выдачи непосредственно (реактивного) импульса, то это пока только проекты. Различным толкованием терминов можно объяснить, почему Юрий Борисов называет одни сроки, а Илон Маск — другие: они просто говорят о разных вещах. Скорее всего, Борисов говорит о ЯРД в строгом техническом смысле, а Маск — о ядерной энергетической установке, которая будет обеспечивать межпланетный корабль электроэнергией вместо (или вместе) солнечных батарей. Такие эксперименты проводятся давно, в том числе в России: можно упомянуть транспортно-энергетический модуль „Зевс“, совместный проект Роскосмоса и Росатома. Но в случае с полетом к Марсу ядерная электрическая установка излишняя, солнечные батареи вполне способны обеспечить корабль энергией».
Больше новостей читайте в нашем телеграм-канале @expert_mag
