Сегодня выпуск о том, какая ракета лучше старая или новая? И о том, как железный конь приходит на смену крестьянской лошадке)
Поехали
Немного о многоразовой космонавтике - 10
(от старой ракеты к новой ракете)
Ну что, пришла пора поговорить о ракетных системах...
По сути своей, все системы выведения нагрузки в космос, кроме ракетных, являются либо экспериментальными, либо гипотетическими. Потому о них можно говорить коротко. В контексте многоразовой космонавтики все без исключения гипотетические системы - многоразовые. Почему? Потому что существуют ракетные системы, более-менее освоенные, более-менее проработанные, обладающие достаточными на сегодняшний день характеристиками, и они в большинстве своем одноразовые. И выдумывать еще одну одноразовую систему, например намораживание ледяной горы на экваторе с вершиной в космосе, размораживающейся после каждого вытаскивания нагрузки тракторами, в наше время глупо и неинтересно.
Если мы хотим многоразовые системы - мы чего-то мудрим, если нужно просто вывести нагрузку, не заморачиваясь на всякие плюшки-фишечки - мы берем старую добрую ракету, и хрен с ней, с многоразовостью...
Все ракетные системы подчиняются базовым принципам, сформулированным Циолковский. Ну там, формула Циолковского, многоступенчатость, первая-вторая-третья космические скорости и так далее. Потому, в общем, все ракеты похожи друг на друга. Дьявол, как обычно, кроется в мелочах.
Давайте зададимся вопросом, какая ракета лучше - Союз или Фалькон? Вопрос вроде простой. И как только мы попытаемся на него ответить, у нас тут же встает проблема - по каким критериям оценивать, и главное, какие из них считать главными, наиболее важными, а какие вторичными. Лучше всего попробовать разобраться на примере.
РН Союз имеет стартовую массу 307 тонн, и выводит на НОО 7 тонн. Масса топлива - 274 тонны. РН Фалькон-9 имеет стартовую массу в 549 тонн, в последней версии (одноразовая миссия) выводит на НОО 23 тонны, массу топлива посчитайте сами. Давайте приведем массу ракеты к нагрузке. То есть - разделим стартовую массу на нагрузку, чтобы получить весовые затраты. Для РН Союз эта цифра - 43,86 тонны на тонну выведения, для РН Фалькон - 24,95.
Только что мы с вами оценили весовое совершенство ракетной системы.
Невооруженным взглядом видно, что обещаемые в одноразовом запуске (и скорее всего достижимые) параметры Фалькона делают его значительно лучше, чем РН Союз. И это - не говоря об абсолютной забрасываемой массе. Для фанатов Илона Маска вопрос закрыт, все остальные недоуменно пожимают плечами - дескать, автор открыл Америку. Да, ваш покорный слуга, Капитан Очевидность, открыл Америку и собирается ее еще чуть-чуть приоткрыть. Для ясности.
Первое соображение - Союз суть ракета "времен очаковских и покоренья Крыма" (не нынешнего, а прошлого), а Фалькон - свежачок. Трудно считать, что американцы такие тупые, что будут при проектировании новой ракеты закладывать характеристики хуже, чем были достижимы во времена наших отцов (а для кого-то и дедов), так что глупо было бы надеяться на обратное. Второе соображение - в Фальконе использованы новые технологии и новые материалы, которых не было у Сергея Павловича Королёва. И это тоже логично. На самом деле есть еще третий момент. Двигатели РН Союз - они, как бы так сказать, по своим характеристикам не айс. У них низкий удельный импульс, небольшая тяга, они изготавливаются по старому техпроцессу из допотопных материалов, в то время как Мерлины, несмотря на некоторую ублюдочность, заключающуюся в практически предельных режимах работы, что ранее приводило к проблемам, и не факт, что не приводит сейчас - все же по общим характеристикам хороши.
Еще раз думаем, и нам все становится ясно - Союз гавно, Фалькон рулит, русские сосут, американцы смеются, фанаты Илона Маска ходят с барабанами и кричат про какую-то харю...
Вот теперь, когда всем все очевидно и ясно, я хочу задать вопрос. Давайте не мерить сферического коня в вакууме с другим таким же конем в том же месте, а конкретизируем. Поставим вопрос не просто "какая ракета лучше", а "какая ракета лучше для конкретного клиента". Компрене?
Читая про Фалькон, я обратил внимание на конструкцию баллона с гелием. Баллон с гелием на Фальконе выполнен из углепластика с алюминиевым покрытием. Ключевое слово здесь - углепластик. Самый легкий и прочный материал из промышленно доступных в количествах. Материал настолько новый, что когда при разработке Эйрбас А380 конструкторы использовали углепластиковые балки для поддержки пола салона - это было технической революцией в авиации. США - это страна-лидер по использованию углепластика. Знаменитые Тесла того же Маска, чтобы показывать рекордные характеристики, имеют раму из углепластика. Легче корпус - легче авто - больше пробег, лучше динамика. В США строят яхты океанские из углепластика, его серийно используют в Боинг Дримлайнер... Потому в США углепластик дешевле всего на планете, понимаете?
Несмотря на свои великолепные характеристики, несмотря на дешевизну углепластика в США, в ряде случаев заказчикам интереснее Союз, чем Фалькон.
РН Союз клепается (на самом деле там сварки много, но гештальт...) из люминя (тоже гештальт). Из православного военного ракетного люминя. В РФ углепластик распространен мало, во всяком случае пока. Но это дело поправимое. Вот в самолете МС-21, который уже испытывается, и которого уже второй летный экземпляр выкатили - все крыло из композитов. Будем надеяться, что результаты будут хорошие, и применение углепластика будет расширяться, а его стоимость - снижаться. Причем, поскольку в РФ идет модернизация промышленности, а в США они имеют что имеют - пусть это самое лучшее, но ничего лучше они уже получить не могут по причине объективной невозможности - отставание РФ в благородном деле замены металла на композиты будет снижаться.
Если говорить о развитии ракетно-космических технологий, и если вспомнить о том, что ракетостроение - это интегральная функция от развития промышленности, то перспективы РФ выглядят радужно. Просто потому, что Фалькон - это та голова, выше которой не прыгнешь, а Союз - это то, от чего можно идти только вперед.
Учитывая промышленную катастрофу, постигшую республики бывшего СССР в связи с его распадом, вопрос можно поставить так. Что было бы с Союзом, будь он совершеннее с технической точки зрения? Что стало с гораздо более совершенным Зенитом, с превосходной Энергией? И Энергия, и Зенит не выдержали разрыва производственной кооперации. Пока была возможность - Зенит тянули (Энергия накрылась сразу), но тут украинские политики здорово помогли, и похоронили свою последнюю надежду на то, чтобы Украина называлась космической державой. Может, еще будет несколько запусков - но меня терзают дурные предчувствия, когда я гляжу на этих дурных людей...
Если бы к моменту распада СССР мы отказались от Союза - мы бы в космос не летали. Вообще. Не на чем было бы, понимаете? Более того, воссоздание инфраструктуры для нового носителя, или поддержка его - это было бы нереально. Посмотрите на Зенит. Сосредоточенными усилиями двух президентов - России и Украины, при непосредственном участии США, проект дышал, пока в Украине не начались пертубации. Пришел Ющенко - Украина вылетела из Морского старта, Зенит накрылся медным тазом.
Для Российской Федерации периода межвременья, который все еще идет, и только подходит к концу, и на самом деле нужно еще много работать, чтобы он закончился - Союз является лучшей ракетой. Потому что его технологии таковы, что могут исполняться на сохранившемся оборудовании, силами сохранившихся специалистов, и при этом этот носитель хорошо летает, пусть и не с рекордными достижениями. Если бы мы отказались от Союза в пользу Зенита (а такие мысли были, просто не успели) - у нас бы ничего не было, потому что Зенит мы бы не потянули.
Собственно говоря, Зенит мы и не потянули, судя по всему...
Я опять повторяю свою мысль о том, что новая ракета всегда лучше старой. Но вот сейчас, в этой точке, я хочу сделать одно уточнение. Старая ракета, которая есть и летает - всегда лучше новой, которой нет.
Объективно, исходя из политической и экономической обстановки, исходя из состояния промышленности, для РФ пока что - и я надеюсь, что это "пока" уже уходит в прошлое - лучше Союза ракеты нет. И лучше Протона тоже. Потому что они не являются неподъемной ношей для экономики, они исправно выполняют свои функции (ну, если контролеры не пропускают брак при сборке), и даже, в отдельных случаях - эти носители оказываются более привлекательны для клиентов, чем Фалькон, который свеженький, новенький и с иголочки...
Для бедных людей нужна ракета для бедных, каковой является Союз, для богатых лучше ракета для богатых, каковой является Фалькон.
Заканчивая тему об углепластике в Фальконе, мы должны сказать следующее. Американцы уже достигли технологического предела, а у нас еще все впереди. Более того, на американском опыте мы учимся - они набивают шишки за нас. Все проблемы с композитами в любой отрасли - и в авиации, и в космонавтике, и в яхтинге, и в строительстве - они все наблюдаемы, специалисты их оценивают, и овладение карбоном как промышленным конструкционным материалом в РФ произойдет легче, быстрее и дешевле.
Оффтопик: в прекрасной с технической точки зрения концепции сборных домов "Элевит" можно заменить тонкостенный профиль на углепластик - имхо может получиться интересно...
С материалом корпуса ракеты мы разобрались. Теперь перейдем к системам управления. И здесь ситуация, как бы сказать - аховая. В СССР с кибернетикой было плохо, потому значительная часть элементов управления ракет была аналоговая, а порой даже и механическая. Времена меняются, возможности цифры уже давно не оставили шансов аналоговой технике. На последних версиях корабля Союз уже цифровая система управления, РН Союз только переводят на цифру. Вопрос - если в планах замена ракеты на другой носитель, имеет ли смысл? Имеет. Союз - ракета с богатой статистикой, вылизанная, знакомая. Отладка цифровой системы на ракете, которая известна вдоль и поперек - это гораздо быстрее и проще, чем то же самое на новой ракете, где конь не валялся, и своих мух хватает. Вот так древняя, как дерьмо мамонта, королёвская семерка еще раз послужит отечественной космонавтике - как сейчас уже служит корабль Союз.
То есть по сути своей, РН Союз - это не только носитель для бедных, который есть, но и испытательный стенд для того, что будет.
Не менее важным фактором в развитии отечественной космонавтики является элементная база цифровых систем. Действующий со времен Холодной войны в США запрет на экспорт высокотехнологической продукции в РФ, усиленный санкциями последнего времени, искусственно ограничивает и сдерживает внедрение. До 2000 года, когда казалось, что сближение России и США возможно, цифровые системы базировались на покупные компоненты. Однако сейчас приходится опираться на отечественную элементную базу, а производство компонент, и так неважное в период СССР, сейчас вообще не актуально ни разу. То есть, требуется делать свои микросхемы, перепроектировать системы управления... Ракетостроение есть интегральная область, агрегирующая весь промышленный потенциал. И с этой точки зрения отечественные разработки, и в области процессоров, и в области контроллеров - они необходимы. И они идут. И нужно понимать, что безо всех этих Эльбрусов нам в космос не летать. Можно сколько угодно ругать и хаять отечественную вычислительную технику, но для ракетчика откровенно средний процессор, который есть здесь, заведомо лучше великолепного процессора, который есть где-то там, и где-то там навсегда останется, понимаете? Потому что тут - это тут, а там - это там.
Теперь двигателестроение.
Ребята, в области жидкостных ракетных двигателей Россия пока впереди планеты всей. Чудовищный задел, вызванный диспропорцией в развитии ракетной техники в СССР, принес неожиданно хорошие плоды. Даже основанные на технологиях 80-х годов РД-180 до сих пор на Западе считаются уникальными и выдающимися. Разрабатываемый Безосом BE-4, который даже на полной тяге пока что не гонялся - открыто позиционируется в качестве замены РД-180. Естественно, когда-нибудь они его доразработают. Значит ли это, что Запад догонит Россию?
Справедливости ради следует сказать, что собственное двигателестроение в США было, и было сильное. Двигатели для РН Сатурн, для Шаттла, двигатель для РН Дельта-4 - RS-68 - хороши. Однако RS-68 пока не позиционируется для массовой космонавтики, а двигатели для Шаттла и Сатурна серийно не производятся. И причина здесь в том, что двигатели Сатурна и Шаттла создавались под технологии, которые в США уже забыты за давностью, и производства, которых уже нет. Фактически, сделанный на основе двигателя Аполлона Мерлин Илона Маска и BE-4 Безоса, взявшего за основу двигатель Шаттла - это все, что есть и что ожидается серьезного для серийной эксплуатации. Специфика современного ракетного двигателестроения в США проистекает из разделения космонавтики на военную и гражданскую. RS-68, работающий на паре водород-кислород, по определению более дорогой, чем керосин-кислород (и соответственно, менее интересной для коммерческого сектора), он для "вояк" создавался. Там свои собственные критерии, свои технологии, свое отношение к деньгам. Коммерсантам нужны совершенно другие моторы, совершенно иные системы критериев, и пока что в данном смысле более-менее удачным выглядит только Мерлин и только на Фальконе. Косяки тоже бывают удачными.
Если военные или правительственные космические программы определяются серьезными интересами, и значит, допускают маневр в смысле стоимости, работу на оптимальные в техническом отношении параметры - то коммерческие двигатели должны экономить деньги в первую очередь. Тот факт, что двигатели, имеющиеся в распоряжении РФ, и их новые модификации, опираются на старые дешевые технологии, имея конкурентные характеристики даже с проектируемыми в США, говорит о том, что дальнейшая работа по совершенствованию старых или созданию новых двигателей в РФ имеет хорошие перспективы. Опять же, работы в области детонационных двигателей, применимых как минимум в космосе, и возможно - на верхних ступенях ракет-носителей, каковые работы пока что не опираются на промышленный потенциал, а в будущем - будут опираться на возможности уже модернизированной промышленности, дают надежду на качественный скачок в данном вопросе. Модернизация техпроцессов при изготовлении ракетных двигателей также должна принести эффект.
В общем и целом мы наблюдаем ситуацию, когда в США есть технологии, но нет четкого понимания, что нужно. Нет четкого осознания стратегии развития. В РФ, в общем, подходит к моральному концу советское наследство, но есть понимание необходимости линейки двигателей, то есть - необходимость иметь определенный ассортимент двигателей разной тяги на разных топливах, перекрывающих потребности при компоновке носителей. И вот в смысле создания линеек двигателей у РФ дела обстоят намного лучше.
Непреодолимые для СССР в свое время трудности создания однокамерных ЖРД большой мощности подвигли отечественную конструкторскую школу в направлении работы над многокамерными ЖРД. Тот же РД-170 - он четырехкамерный, РД-180 - он двухкамерный, и ничто не мешает спроектировать однокамерную версию, которая, правда, никому не нужна. (В скобках - похоже, что РД-191 как раз такой версией и является, но отсутствие прямых указаний на родство смущает). Поскольку вопрос создания многокамерных ЖРД относится прежде всего к проектированию ТНА, и там еще сложные вопросы надежности, и так далее - для этого нужна конструкторская школа, которой на Западе нет в том виде, в котором она была унаследована Россией от СССР. То есть - именно в создании линеек двигателей, покрывающих значительные диапазоны требований ракетчиков, отечественную школу догнать будет достаточно сложно. Если вообще возможно.
У читателя может сложиться впечатление рекламы отечественной ракетной техники. Дескать - у них Фалькон уже летает, а в России все только будет. Ребята, не расстраивайтесь сильно, но до сих пор ни одна ступень Фалькона не показала заявленных характеристик многоразовости, пока что продемонстрирована только возможность повторного запуска. Причем пока что - опять же - прибыль от запусков не покрыла стоимость НИОКР, даже при том, что Илон Маск брал готовую документацию по двигателям, строил систему посадки на готовой технологии JDAM и так далее. И все равно - даже отобрав себе весь возможный рынок - SpaceX пока не продемонстрировала своей "фишки", пока сидит в минусе, пока что не может развиваться дальше, и учитывая, что она уже опирается на самые современные технологии - у нее отсутствует перспектива роста показателей за счет перехода на более высокотехнологический процесс. Возможно, создание Безосом однокамерника BE-4 решит часть проблем американской космонавтики, но нужно будет еще спроектировать, построить и испытать ракету, и найти для нее нагрузки.
Ситуация с ракетами-носителями как раз и демонстрирует интегрально-экономический характер ракетной техники. То, что хорошо для Маска, нельзя клонировать напрямую в РФ, поскольку это пока либо технологически недостижимо, либо запредельно дорого, либо лишено практического смысла. Опять же - то, что хорошо для РФ, не подходит для США.
Теперь мы переходим к обсуждению многоразовости носителей либо их компонент.
Ребята, нужно понимать одну вещь. Независимо от того, что мы спасаем - только двигатели, или ступень целиком, или даже обтекатель, как пытается Маск - любая система спасения и мягкой посадки является расходной статьей массы. Мы вычитаем тонны из полезной нагрузки, и тратим их на запасы топлива (как у Маска) либо на парашютную систему, либо на крылья. Чтобы вывести один и тот же груз, многоразовая ракета должна быть - безотносительно к недешевым средствам спасения - тупо мощнее, то есть дороже уже в силу более мощных двигателей, более капитальной конструкции и большего запаса топлива. Далее. Ступень может упасть в воду, а может - на камни. Очень маловероятно, что без специальных средств управления полетом ступень приземлится на мягкую поверхность, которая ее бережно примет. Скорее всего, при соприкосновении с поверхностью ступень будет повреждена. Маск использует опоры, но уже несколько раз в месте приземления ракету сдувало с площадки штормом.
Шторм, вмятины и царапины при соприкосновении с поверхностью, слишком большая скорость снижения в момент контакта, приводящая к деформации конструкции - все это враги многоразовости.
По сути своей, стоимость выведения в настоящее время напрямую зависит от энергетических возможностей носителя. Если мы представим себе систему, в которой энергетические возможности, грубо говоря, неограниченны, то есть кратно превышают потребности выведения, то в такой системе, конечно, есть резервы для маневра в атмосфере, с целью выведения ступени в безопасное для приземления в данный момент место, а также для гарантированного погашения скорости до приемлемой. Но пока что этого нет, ребята, пока что 20 секунд удельного импульса отделяют хороший двигатель от не вполне хорошего, понимаете?
Два момента - отсутствие системы спасения с гарантированным ресурсом энергетики и маневра по безопасному приземлению, а также отсутствие пока что реально многоразовой эксплуатационной практики ступеней ракет-носителей, вызывают сомнения в рациональности принципа "спасаем всё". И даже продемонстрированное Маском повторное использование пока что очень далеко от продакшен многоразовости...
Следующим моментом является ресурс многоразовой конструкции, который по определению должен быть выше, чем у одноразовой. Причем, чтобы эксплуатация многоразовой конструкции имела смысл, ее ресурс должен быть минимум на порядок выше - учитывая стоимость системы спасения и затраты по весовому совершенству. Существует такая теория, что использование современных материалов дает возможность построения одноразовых носителей с высочайшим весовым совершенством. Тот же Фалькон в одноразовом варианте имеет показатели, которые делают его эксплуатацию - причем именно в одноразовом варианте - весьма и весьма привлекательной. Опять же, проектирование одноразовых конструкций весьма хорошо освоено, в то время, как проектирование многоразовых, ориентированное на сохранение ресурса в несравненно более широком диапазоне условий (взлет-снижение-контакт с поверхностью вместо просто взлета) пока что практически не освоено в системном плане. Существует ненулевая вероятность того, что в практически значимых вариантах грузоподъемности, то есть таких, в которых возможности ракеты и потребности заказчика наиболее совпадают, и потому ракета максимально раскрывает свои возможности, при наличии унифицированной, а значит серийной, технологии изготовления на потоке - одноразовые дешевые ракеты дадут более привлекательную в коммерческом плане картинку. Ну то есть делается модельный ряд ракет на основе одной конструкции, типа как в градланской авиации. 737-100, 737-200, 737-400...
В любом случае человечество входит в тот период, когда от вопроса "хочется, но нет возможностей" мы плавно переходим к вопросу "хочется, но имеет ли смысл", и нужно понимать, что этот вопрос решается на волюнтаристским образом, одним волевым решением - а оказывается намертво завязан на текущий уровень развития технологий, на состояние экономики, на ценовую доступность и распространенность применяемых решений. Построить уникальную ракету можно прямо сейчас, но гораздо разумнее построить ракету, которая будет иметь экономическую актуальность, идеологическое совершенство и практическую оправданность значительно большее количество времени.
Ракета не должна требовать для себя особых решений - она должна вписываться в общую техническую и экономическую ситуацию, и пример королёвской семерки, которая далеко не рекордная по показателям ракета, но которая в то же время оказалась идеальным решением в 1990-2010-х годах для РФ, тому живое свидетельство.
В качестве примера того, что работа на перспективу идет, хочу предложить вам посмотреть на российский проект "Корона".
Одноступенчатая (то есть с полным спасением) система для выведения нагрузки на НОО, ресурсом в 100 запусков, оригинальным двигателем внешнего расширения (вангую прибавку тяги от донного эффекта в плотных слоях атмосферы) и нестандартным расположением грузового отсека представляется весьма интересной. Пассив, в общем, обычный - материалы, ресурс. Однако в отличие от Фалькона, ступени которого летят по баллистической траектории, и приземляются на ограниченной территории без возможности существенно отклониться от предполагаемого места и времени посадки, "Корона" целиком выходит на орбиту, и если условия являются неподходящими, может переждать непогоду, либо сесть на запасную площадку. Минусом проекта является большой поперечный габарит системы, в связи с чем накладываются ограничения на пути наземного сообщения между посадочными площадками и стартовой позицией, для возвращения носителя к месту обслуживания.
Есть ли у Короны будущее - тут я каламбурю - будущее покажет.
Ну и последний вопрос. Говоря об отечественной космонавтике, я непрерывно говорю о российской, хотя являюсь гражданином Украины. Почему так? Ребята, так получилось, что ракетная отрасль - это интегральная от экономики и промышленности штука. Украинское ракетостроение - КБ "Южное" и "Южмаш" - изначально создавались в рамках союзной производственной кооперации и интеграции. И только в контексте данной кооперации и интеграции имеют смысл. Ни Европа, ни США не нуждаются в украинских услугах, и даже "ведро", простите, "канистра", простите - баки ступени носителя Антарес, разработанные и строящиеся для США - это, в общем, картины не меняет. Тем более, что использующая российские двигатели ракета, судя по всему, в ближайшие годы уйдет с рынка по политическим соображениям. Поскольку ракетостроение есть интегральный агрегатор производственного и экономического потенциала, перспективы Украины в данном вопросе гораздо хуже, чем у России, но если Россия развивается, то Украина деградирует - и в плане производства, и в плане технологии, и в плане экономики.
Развитие украинской космонавтики без интеграции с российской космической программой нереально в принципе, это системное требование, понимаете? И отделять украинскую космонавтику, и украинское ракетостроение от российского, может либо полный дилетант, либо конченный идиот, либо совершенный циник и лжец.
Вот такие вот у нас пироги с многоразовыми ракетными системами, ребята...
Сегодня выпуск о малой комерческой космонавтике, краудфандинге, и космических стартапах.
Поехали
Немного о многоразовой космонавтике - 11
(малой комерческой космонавтике, краудфандинге, и космических стартапах)
Тема малой космонавтики, в особенности - малой частной космонавтики - вроде бы не имеет, на первый взгляд, отношения к многоразовым космическим системам. Но это только на первый взгляд. И сейчас мы это будем разбирать. В последнее время тема частного космоса, из серии патетически-апоплексической на первом этапе, все более переходит в сферу параноидальную. В мире существует огромное количество стартапов, которые предполагают создание малых ракетно-космических систем для обслуживания частных заказчиков. Предполагается, что дешевые одноразовые ракеты смогут выводить на орбиту спутники пачками за сущие копейки, и мы все прикоснемся к космосу, и оттого прогресс в деле его освоения будет колоссальным, и мы содрогнемся в пароксизме довольства. Так ли это?
Чтобы разобраться с космическими стартапами, нам нужно кое-что себе уяснить. Прежде всего, нам нужно понять, что в основе космических стартапов лежит определенная бизнес-модель. И бизнес-модель эта не имеет никакого отношения к космонавтике. Речь идет об артизанстве в его осовремененом варианте. Вот есть некий ремесленник (артизан). Он может смастрячить (смонстрячить) уникальную хреновину. Хреновина эта стоит денег, которых у артизана нет. Тогда он размещает идею на краудфандинговой платформе. Восхищенные красотой замысла и глубиной умысла посетители отверзают бездны своих кошельков, и на нашего артизана проливается, как из рога изобилия, вожделенное благосостояние...
Первое, что касается краудфандинга - это мода. Это развивается по принципу моды. Вот есть хрень лепая, но бесполезная, и популярная в силу как лепости, так и бесполезности в одном флаконе, и значит - на нее найдется свой покупатель. Которому неважно, что бесполезно, и это даже хорошо, что бесполезно - важно, что лепо и что популярно. Так люди жертвуют 30 миллионов на космическую катапульту. Потому что вставило, вштырило, вплющило, вколбасило, втащило... Второе - будучи заложником моды, веяний скорее эмоционально-иррациональных, чем продиктованных целессообразностью, краудфандинговый проект, даже при успехе в качестве стартапа, вовсе не обязательно получит развитие в дальнейшем. Ну хорошо, построили мы образец космической катапульты. Раскрутили пудовую гирю на нашем образце до километра в секунду, гиря сорвалась, пробила бетонную стенку навылет, по счастью никого не убила - но эффект-то каков! Даже если мы довольны таким челленджем (тра-ба-ба-бах!), то для превращения в серьезную систему нам нужны серьезные средства. Очень серьезные. Чтобы отмасштабировать систему, разработать дополнительные компоненты, не нужные в качестве стартапном, но безусловно необходимые в качестве серьезном, бизнесово-космическом. И еще нам нужно понимать, как и за счет чего мы будем извлекать прибыль, где появятся заказчики, откуда у них возьмутся деньги и почему они нам их заплатят.
Мода - это не извлечение прибыли, если вы модница, это непрерывные расходы, понимаете?
Далее. Краудфандинг - дитя Интернета, высоких информационных технологий, поисковых систем и контекстной рекламы. Спонсоры краудфандинговых проектов, как правило, не являются специалистами. То есть - эти проекты не проходят экспертную оценку. Эти проекты для своего успеха должны иметь маркетинговую изюминку, что-то в них должно быть эдакое, "должна быть в женщине какая-то загадка", понимаете? Но маркетинговая изюминка, и эксплуатационная характеристика - это две огромные разницы. Расположив на платформе проект ступицы гироскопа, требующий 20 миллионов (как минимум в силу уникальных материалов и обработки), вы ничего не соберете. Хотя данная ступица, возможно, обещает революционный прорыв в деле гироскопостроения. Вас не догонят, в смысле - вас не поймут...
Потому что конечной причиной успеха в краудфандинге является хайп, который образуется, и который можно извлечь, а вовсе не актуальность и революционность конструкции.
Потому что именно так работает Интернет.
Вот сейчас, вот в этой вот точке, мы с вами уже получили определенные критерии для восприятия всех этих чудо-кулибиных. И я вам хочу предложить еще один критерий. Есть прекрасное интервью разработчика частной космической ракеты, Павла Пушкина:
Среди всего прочего, в данном интервью демоннстрируется еще одна проблема стартапов. Чудовищный кадровый голод. Вот сам Павел - специалист, имеет образование и опыт работы, человек с квалификацией. И он описывает, как к нему на фирму просятся работники. Послушайте, это интересный ролик - у вас волосы на голове дыбом встанут. Потому что есть компания, допустим - сто человек, и из них втемных, разбирающихся - не более десятка. Остальные либо учатся на ходу, либо просто других не нашлось. Ну то есть по уровню работы - явно не королёвское КБ...
Ребята, если в один прекрасный день когда-нибудь соберутся сто втемных мужиков, конструировать маленькую ракету, произойдет следующее. Они переглянутся, улыбнутся и скажут - нахер нам это глюкало, давайте серьезным делом займемся! И сядут разрабатывать технологию изготовления форсунок, или там - производства баков ракеты. Большой ракеты. Займутся делом частным, но важным, требующим высочайшей квалификации и глубочайших знаний. И вот та частная хрень, о которой широкая публика даже не подозревает - она реально сделает революцию в космонавтике.
Возникает вопрос - тогда есть ли смысл в этих стартапах?
Смысл есть. Космический стартап - это челлендж. Создание малого носителя - это как создание большого, но проще. И даже на маленьком носителе вырабатываются решения в областях технологии организации проектных работ, например (проджект менеджмент), ищутся дешевые технологические решения и так далее. Вот если большое КБ зарядить на работу - там это дорого обойдется, такие эксперименты ставить. А маленький стартап - он задешево проверит. Использовали такой вариант работы, так организовали работу аэродинамиков, прочнистов, двигателистов, химиков - не получилось. А вот другие - они организовали иначе, и все вышло хорошо. Можно масштабировать в большие проекты. А еще такие стартапы аккумулируют молодежь, которой интересно, и может быть, кто-то будет талантлив. А еще - маленький дешевый носитель может и пригодиться, чем черт не шутит... Опять же - новые материалы (углепластик, полимеры), технологии (3Д-печать)...
На сегодняшний день ни один мелкий стартап не вышел на коммерческую эксплуатацию, и ни один не принес прибыль.
И даже Илон Маск работает в убыток, ребята, просто он капитализацию на бирже делает...
Давайте посмотрим на проектные решения в малых стартапах (про большие все известно, их немного и они на слуху). Вот Украина вместе с Британией (на государственном уровне!) собрались ракету строить. В общем, все описано. К слову сказать, это та самая Украина, которая собралась строить космодром в Австралии, но при этом за 25 лет своего существования даже не подумала разработать стартовый стол для конверсиооного запуска РН Днепр (не из ракетной шахты). А вот еще примеры. Кстати - данный журнал великолепен, это тематический околокосмический ресурс очень хорошего уровня. И информации по "частникам" в нем хватает. Причем не только об успехах, но и о поражениях.
Давайте посмотрим, что может извлечь космонавтика из стартапов. Вот ракетный двигатель. Он состоит из сопла (его отменить невозможно), камеры сгорания (без нее тоже никуда), запаса топлива (тоже не обойтись) и системы питания, которая дозирует топливо в камеру сгорания, где оное топливо горит, и ракета летит. И вот с системой питания как раз все очень интересно. Две наиболее распространенные системы - это вытеснительная и турбонасосная.
Вытеснительную систему собираются использовать украинские ракетчики в совместном с англичанами проекте микроракеты. Хорошая система, простая. Дал давление - и горючее с окислителем само потекло по трубам, и притекло прямо в мотор. Но тут не все так просто. Нам нужно не просто вдуть порцию топлива в камеру сгорания - нам еще нужно, чтобы пропорции горючего и окислителя были правильными. Больше окислителя, меньше горючего - сопло начинает гореть, реально гореть, идет реакция окисления конструкции под действием избытка кислорода. Больше горючего, меньше окислителя - углерод начинает осаждаться в виде сажи на сопле и стенках камеры сгорания, возможно такое изменение размеров и объемов, что двигатель взорвется. Любое отклонение в пропорциях ведет к падению тяги и перерасходу топлива. И вот фишка в том, что турбонасосный агрегат - он не просто создает напор топлива и его определенный поток, он еще и соблюдает пропорции, понимаете? А вытеснительная система не обладает дозирующим эффектом. А если вставить в систему дозатор, то на нем начнется падение давления, в результате давление в баках надо задирать, баки делать прочнее и тяжелее, и профит от такой ракеты быстренько стремится к нулю.
И кроме того, чем больше давление в камере сгорания - тем лучше параметры двигателя, но давление в баках в вытеснительной системе должно быть не меньше давления в камере сгорания, то есть - двигатель с хорошими параметрами, как ни рассчитывай камеру сгорания и сопло, построить просто не получится - всю выгоду съедят тяжелые баки.
Хорошо. Вытеснительная система нас не устраивает. Берем турбонасос. Нам нужен привод турбонасоса, нам нужны контуры горючего и окислителя с крыльчаткой. При этом привод турбонасоса - он греется. Ну на него подается мощность от источника мощности - значит там тепло будет выделяться. А вот окислитель сейчас самый популярный - жидкий кислород. Криогенная хреновина, очень холодная. И если горючее керосинн - температура посередке - то это одно, а если жидкий водород - то там температура еще ниже. И все эти три камеры должны сидеть на одном, мать его, валу... Вы представляете термические напряжения?
Далее. Привод должен работать мощно, уверенно, равномерно, без скачков скорости вращения насосов. В дросселируемых системах - с управляемой скоростью. В полете ракета вибрирует, трясется, перегрузки, термические напряжения, а наш привод должен, и никто его не спрашивает, хочет он или нет. Турбонасос для ракетного двигателя - это такая хрень, которая по сложности инженерных задач сопоставима с авиационным двигателем. И при этом турбонасос должен быть легким, понимаете?
А еще он должен быть экономным - чтобы меньше мощности тратить на перекачку топлива.
Кроме Маска и Безоса, пока что никто из стартапщиков не создал турбонасосных агрегатов, но даже Маск и Безос - они либо купили, либо заказали разработку у специалистов. Потому что к каждому двигателю ТНА разрабатывается индивидуально...
Сложности разработки двигателя таковы, что даже не все признанные, авторитетные коллективы обладают необходимыми компетенциями. Вот украинское КБ "Южное". Оно реально строило ракеты, оно реально проектировало двигатели. Но - это были двигатели на высококипящих компонентах, на НДМГ+АТ. В Европе гидразин уже запрещен практически, ЕКА закупает его в России, весь мир старается переходить на экологически чистое горючее (водород, метан, природный газ, керосин, синтин) и окислитель (жидкий кислород пока без вариантов замены), но тут у нас проблема. Жидкий кислород (и жидкий водород тоже) - криоген. То есть - у нас те самые термические напряжения в конструкции, особенности материалов и правил конструирования, фазовые переходы и газовая динамика кипения на кратком пути от насоса до форсунки - и всё, приплыли... Вот сейчас КБ "Южное" разрабатывает ракету "Циклон-4". На НДМГ+АТ. Потому что на других компонентах - при огромном (по крайней мере когда-то) опыте коллектива, при доступе к справочной литературе еще советского периода, при производственной базе - не может. Не может когда-то одна из ведущих фирм СССР сделать двигатель не на НДМГ+АТ.
Извините, но подавляющее число стартапов - они даже рядом с КБ "Южное" не стояли.
То есть в турбонасос мы (стартапщики) не можем, потому как сирые, убогие и даже не местные. Компания Электрон австралийская решила просто. Вместо газовой турбины она поставила электромотор, от которого приводятся крыльчатки насосов контуров горючего и окислителя. И дозировка соблюдается, и напор создается, и скорость подачи регулируется, но - намного все проще. И тяжелее. Потому что электромотор питается от аккумулятора.
Это - хорошее простое решение для маленькой ракеты, которая не вырастет. Потому что на большой ракете делать такой насос - "заебешься" пишется именно так, как вы прочитали.
А еще одни австралийцы решили сделать круто. Типа твердотопливного двигателя, но шашка топливная не содержит окислителя - он подается отдельно. В передаче "Разрушители мифов" была пара серий, они там делали ракету с двигателем, работающим на салями. Вот ребята повторить решили. И в космос на таком полететь. Тут уже можно чисто вытеснительную систему ставить, потому что дозировка неважна - мы подаем один компонент. Нет, ну конечно, если не салями загружать - может, как говориться, быть любопытно. Но - для маленькой ракеты, понимаете?
Большую ракету на салями, и даже на фондю какой - в космос не запустить.
Маск сделал Мерлин на базе двигателя от Аполлона. Но он не смог в масштабирование. Фактически Мерлин - конверсия аполлоновского мотора из лунной программы, на современной производственнной базе и с учетом нищеты владельца (ну по сравнению с тем, что было потрачено на оригинальный мотор). Получилась более-менее удачная переделка двигателя на высококипящих компонентах под пару керосин-кислород. А вот Безос подошел серьезней. На базе двигателя от Шаттла (кислород плюс водород) он делает метан-кислородный двигатель. Мощный. Нормальный двигатель, как положено, с ТНА, со всеми прибабахами. Круиз-контроль, кондиционер, навигатор, подвеска занижена, свет галоген, бумбокс, минибар, короче...
Пока что Безос после первых своих экспериментов занят только двигателем...
Еще была компания - сейчас не найду, правда - которая для подачи топлива использовала поршневые насосы. Голь на выдумки хитра, однако. Но даже когда и если эти паллиативные решения показывают свою работоспособность - они немасштабируемы в принципе. То есть каждое такое решение - это вещь в себе. В отличие от серьезного, взрослого ракетостроения, где создается не двигатель, а школа проектирования двигателей, где создается не ракета, а производственная база для строительства ракеты, с многоуровневой структурой контроля качества, контроля точности, контроля чистоты - стартапы не могут системно создать ничего, даже близко приближающегося к серьезной ракете. В Маска пальцем не тыкайте - он на такой базе поддержки, как финансовой, так и инженерной, сидит - Роскосмосу не снилось, там все НАСА вместе с ДАРПА горбатится денно и нощно...
Посмотрим, какую телегу выкатит Безос, вот он меня интересует гораздо больше Маска.
Оставим двигатели. Возьмем баки - то есть, копус ракеты. Интуитивно понятно, что возможности по изготовлению, доступные материалы, технологии у стартапов не те, что у серьезных компаний. Но вот баки - это как раз та часть конструкции, которые сделать проще всего. Хотя, кстати, у Маска дважды было замечено центрифугирование топлива в полете. Это древняя, как дерьмо дедушки мамонта, проблема жидкостных ракет, и тот факт, что Маск разбил две ступени только потому, что не заложил заранее страховку на такую всем известную ситуацию...
Система управления.
И вот тут начинается форменная задница.
Маленькая ракета, от которой многого не ждут - она может иметь простую систему управления. Но чем больше ракета, чем больше ее грузоподъемность - тем больше все усложняется. Потому что больше грузоподъемность - значит, серьезнее полезная нагрузка. Дороже. И сама ракета дороже. Больше финансовые риски, ответственность. Нужно тщательнее подходить к конструированию, больше параметров исследовать, больше параметров контролировать. Больше ракета - больше точек крепления, пироболтов, клапанов, датчиков, сложнее командная циклограмма. Если посмотреть на описание полетов Фалькона, то видно, что при многих запусках вторая ступень ракеты-носителя не просто выводила нагрузку - она после отделения нагрузки еще и совершала маневры на орбите, отрабатывала межорбитальные переходы всякие. Отрабатывала циклограммы для возможных вариантов космических миссий.
Можно построить ракету, способную запустить кубсат, силами небольшого коллектива. Впрочем, получается не всегда - японцы, построив самую маленькую космическую ракету в мире, сперва потерпели неудачу. Но построить большую ракету, обеспечить прием телеметрии, траекторные измерения, эвакуацию обломков (экология, собственность на землю, промышленный шпионаж), и все это на траектории запуска (многие сотни километров) и падения ступеней, а траекторий может быть много...
Тогда в чем смысл? И почему мы с вами говорим об этих вот мальчиках-шибздиках в контексте многоразовой космонавтики? Все просто, ребята. Цель многоразовой космонавтики - снизить эксплуатационные расходы в космических полетах, и цель стартапщиков с дешевыми и простыми ракетами - та же самая.
Просто направления диаметрально противоположные, понимаете?
Давайте посмотрим на российскую ракету "Сармат", которая испытывается и ставится на вооружение. Это МБР нового поколения. Дорогущая... Задача этой ракеты не в космос слетать - а уконтрапупить супостата. Но изначально, уже на этапе проектных требований, в нее заложена возможжность конверсионного использования. То есть - вот у нас есть ракета. Простояла она на дежурстве какое-то время, ее нужно либо утилизировать - а это деньги, и немалые - либо запустить. И на этом еще можно и заработать, если запускать в космос с полезной нагрузкой. Ну то есть в абсолютном исчислении "Сармат", конечно - дорогой носитель. Но в рамках основной задачи, на которую государство деньги тратит в любом случае, он уже эти деньги отрабатывает. А космический старт - это такой приятный бонус, красивое завершение карьеры для хорошей ракеты, к тому же - экономически выгодное.
Смысл усложнения МБР "Сармат" дополнительной конверсионной функцией - тот же самый, снижение издержек на космические полеты.
Мы уже говорили, что космонавтика - это интегральная, агрегирующая величина от экономического уровня. Если мы будем смотреть на стартапы космические как на "космос становится ближе с каждым днем", то мы просто ушами будем шевелить, а между ушами у нас ничего не возникнет. Реальность, положение дел в объективной реальности - оно совершенно иное.
Космос не становится ближе - на самом деле космонавтика в кризисе.
Делать ракеты мы научились в 60-х. Делать прекрасные ракеты мы учились вплоть до 80-х. А потом вдруг наступил кризис. Оказалось, что космос нужен землянам. Более того - космос нужен землянам как воздух, без космоса теперь земляне не могут. Точное время, ЖПС, Интернет, телевидение, связь, прогнозы погоды, геологоразведка - все это без космоса сегодня не может. Но на великолепных ракетах 60-х - 80-х годов в космос летать дорого.
Нужно искать пути удешевления космических запусков.
Каждый проект многоразовой системы, каждый стартап, каждая конверсионная система, каждая новая ракета - это попытка найти, нащупать, решить задачу по созданию экономически оправданного пути в космическое пространство. Человечеству стало слишком тесно на Земле - и оно без космоса уже не может. В такое вот удивительное время мы живем.
Космосу нужна революция. Космосу нужна революция, и даже специалисты пока очень смутно представляют, как именно, и за счет чего именно такая революция произойдет - но она произойдет обязательно. Когда-нибудь полет в космос не будет стоить столько же, сколько региональный пассажирский лайнер, как сейчас. Но чтобы это случилось - это решение найти нужно, и оно ищется. В том числе - запуском в космос любительских ракет "на салями".
Я думаю, что лучшим способом завершить эту часть будет цитата из моих любимых Стругацких. Есть у них прекрасная книга - "Страна багровых туч". И там, в общем, фигурирует подобная ситуация. Атомно-импульсные ракеты (о которых мы сейчас и не мечтаем) себя исчерпали, нужно большее, и тут появляется "Хиус"...
— Фотонная ракета — новое дело, — сказал он. — Огромное дело. Будущее человечества… — Он снял очки, стал протирать стекла, глядя на Быкова круглыми глазами. — «Благосклонная природа, вероятно, знает, почему она не хочет, чтобы мы превратили наш земной мир в скромный рай и на этом успокоились, и почему она заставляет нас завоевывать новые миры — те последние и крайние миры, ключом к которым должны стать фотонные ракеты». Это сказал более полувека назад один весьма умный немец; тогда фотонные ракеты казались отдаленной мечтой. А теперь этот ключ к последним и крайним мирам у нас в руках. Но мы еще не научились им пользоваться по-настоящему. Много, еще очень много несовершенного, непонятного. И много рутины. Вот хотя бы эти атомные ракеты на «Хиусе». При фотонном приводе они — как кляча, запряженная в новейший атомокар.
— Но ведь иначе «Хиус» не мог бы стартовать с Земли, — вставил Быков робко.
Краюхин снова водрузил очки на нос.
— В ближайшем будущем мы, вероятно, вообще откажемся от стартов с Земли. «Хиусы» будут стартовать с искусственных спутников.
— Понятно, — сказал Быков. — Но пока-то «Хиус» берет запас обычного для ракет топлива?
— Очень немного. Едва пятую часть полетного веса. Только для того, чтобы оторваться от Земли, выйти из плотных слоев атмосферы, легко поддающихся радиоактивному заражению. А затем включается фотонный двигатель. «Хиус» не знает неудобств, связанных с невесомостью. Он движется с постоянным ускорением в десять метров в секунду за секунду, таким же, что и ускорение силы тяжести на поверхности Земли. Таким образом экипаж «Хиуса» избавлен от невесомости и всех ее неприятных последствий. «Хиус» — по крайней мере, в межпланетных перелетах — не знает долгих и тоскливых рейсов по инерции, продолжающихся годы. Он развивает гигантские скорости и расстояния до планет покрывает за дни и недели. «Хиус» — это и есть ключ «к последним и крайним мирам».
— «Хиус» — ключ к большим планетам, — странным, сдавленным голосом проговорил Ермаков.
Он стоял, склонившись над каким-то прибором, и Быков не видел его лица.
Краюхин сжал губы.
Нам тоже нужен такой ключ. Просто к замочку поменьше размером. Пока что - к замочку поменьше размером...
Сегодня выпуск о том, как и на чем будем осваивать Луну и Марс.
Поехали
Немного о многоразовой космонавтике - 12
(как и на чем будем осваивать Луну и Марс)
Характеристики орбитальной станции долговременного использования для Луны должны быть совершенно иными, нежели характеристики для околоземных станций. Однако чтобы это понять - мы должны будем принять простой факт.
Просто так станция возле Луны, или "поселение" на Марсе нахрен никому не нужны.
Я хочу напомнить вам один простой факт. На североамериканский континент плавали еще викинги, у них там были поселения, и это занимало определенный исторически значимый промежуток времени. Если бы викинги были умнее, они открыли бы переселение на североамериканский континент для европейцев, и заработали бы на этом бабла. Но - они зажали малину, и получилось ни себе, ни людям - человечеству пришлось ждать Колумба.
И да - в смысле космонавтики это плевок в сторону американской администрации.
Когда "Колумб Америку открыл, великий был моряк", там было основано поселение. Там жили гордые англосаксы. Но жили они несчастливо и недолго - в период зимних штормов, оторванные от берегов владычицы морей старой доброй Англии, они все передохли. Совсем все.
Для того, чтобы по-настоящему освоить североамериканский континент, потребовалось изменить социальную организацию общества, систему административных и экономических связей, методы хозяйствования, уйти от национального принципа формирования населения, и только в этом варианте получилось появиться США и Канаде. Центральная и Южная Америки - там теплые моря, щедрая природа, много золота и большой товарообмен с метрополией, там можно было поиграться в классическую колониальную систему на подножном корме и выгодном товарообмене. И мы видим результат - государства Латинской и Южной Америки, созданные ведущими странами своего времени, до сих пор относятся если не к третьему, то ко второму миру точно. Отсталые они. А вот Северная Америка - она выросла из людей, которые создали новые социальные, логистические, экономические и технологические решения...
МКС - это как колония на Канарских островах. Близко, комфортно, престижно, пафосно. Уже Луна - это примерно как Лонг-Айленд. Еще не американский континент, но уже сложно, трудно, дорого и само по себе бессмысленно. Не имея плана по использованию Лонг-Айленда в качестве опорной точки к колонизации Североамериканского континента - не имеет смысл его осваивать, есть острова подешевле и поприятней. Давайте посмотрим на проблему Луны в контексте освоения "континента", хорошо? Включим голову, подумаем, пофантазируем... Это не важно, что мы не академики.
Сама по себе колонизация Лонг-Айленда, вне комплексной стратегии по колонизации лежащего за ним континента, лишена смысла.
Первое, что нам надо понять. Когда мы читаем фантастическую книжку, где звездолетные армады бороздят просторы Большого театра - мы имеем проекцию. Люди освоили Землю, создав флот и передвигаясь по морю. И вот этот вот шаблон мы переносим на Космос. Типа создадим звездолет покруче, побыстрее - и все нахрен покорим к едрене фене, навсегда и окончательно. Мы используем стратегию колонизации, которую Британия применяла на островах, и распространяем ее на континент, понимаете? Действительно, если бы у нас был супердешевый способ преодолевать межпланетные пространства, мы бы, как говорится, ух - но суровая правда жизни заключается в том, что в обозримом будущем мы такого способа не получим, и соответственно, строить свои прожекты должны из совершенно других установок. Мы находимся в положении Англии 15 века, перед нами необозримые просторы, и абсолютное отсутствие реалистичных представлений о том, как надо действовать - при полной убежденности, что мы все знаем и самые умные.
Давайте посмотрим сперва с точки зрения наших шаблонов из фантастических книжек, что мы имеем. Чем располагаем. На чем думаем бороздить. При таком рассмотрении мы увидим все узкие места нашей стратегии и убедимся в ущербности нашей парадигмы. Пострадает только наша самоуверенность - но пусть она пострадает сейчас, чем потом, когда мы вложим огромные средства и похороним свое первое поселение на "континенте"...
Итак, первое, чем мы располагаем - это химические ракеты.
Химическая ракета - это тепловая машина. Цикл Карно (точнее совсем не Карно), адиабатическое расширение, переход тепловой энергии в кинетическую. Будучи тепловой машиной, химическая ракета предусматривает горение. А горение, как локальная реакция, сопровождающаяся сильными изменениями качества горящей смеси - она нестабильна. Чем больше объем сгорания и интенсивность горения, чем выше объемы горящих материалов и скорость их поступления, тем острее стоит проблема равномерного смешивания, а также проблема автоколебаний. А там где автоколебания - там скачки плотности, детонация, взрывы. Нельзя построить очень большой химический двигатель, он не будет устойчиво работать, а в тех режимах, в которых он будет устойчивым - он будет обладать низкими параметрами.
Существует определенная оптималь геометрических размеров и параметров горения топлива, сопряженная с оптималью расхода продуктов горения через сопло, в которой мы имеем с единицы сгорания максимальный результат - и мы эту оптималь уже достигли. Не зря все мощные ракетные двигатели имеют небольшую камеру сгорания, просто увеличив размеры таких двигателей - мы просто создадим условия, в которых произойдет детонация и взрыв. Нельзя сделать сопло бесконечно большого размера. Помимо бессмысленности, это превратит реактивную струю в автоколебательную систему, струя станет нестабильной. Мы достигли оптимали.
Кроме того, реактивный двигатель - это тепловая машина. Энергия реактивной струи берется из энергии сгорания, а она для пары веществ топливо-окислитель не зависит от двигателя, она константа. Это значит, что выше определенного удельного импульса мы не поднимемся, и определенный расход топлива у нас будет всегда, и ниже уже никак. Определенные надежды возникают в отношении детонационных двигателей, но во-первых, их еще надо сделать, так чтоб серийно и надежно, а во-вторых, они все равно не выходят за рамки энергетических ограничений.
Выше головы не прыгнешь.
Параметры химических двигателей таковы, что запустить автоматическую станцию к едрене фене мы еще можем, а вот отправить человека пусть даже и к соседней планете - уже нет. Количество тонн, потраченных на экспедицию с использованием химических двигателей, будет огромным, и каждая такая тонна - она больших денег стоит. То есть Большой Космос на химических ракетах - это бред.
Ядерные ракеты.
Разрабатывавшиеся с 60-х годов. Источник тепла - ядерная реакция, то есть теоретически нет предела совершенству. Из трех вариантов реактора - твердофазного, жидкофазного и газофазного - реализуемым пока что выглядит только твердофазный. Как поддерживать критичность в жидкофазном, а тем более газофазном реакторе - это вопрос вопросов. Особенно это касается ядерных ракетных двигателей с кипящим слоем. Насколько это решение хорошо и радикально? Да чуть более, чем чуть.
Учитывая необходимость поддержания целостности и структурных параметров активной зоны реактора, а также параметры современных конструкционных материалов, прирост удельного импулься, конечно, есть - но он не такой большой, как хотелось бы. Нельзя раскалить активную зону сильнее, чем температура плавления ее элементов. К Марсу и Венере слетаем, тут без вопросов - но вот дальше уже нет. Кроме того, ядерный двигатель - это ядерный реактор, а ядерный реактор обладает несколькими очень хреновыми качествами.
Первое - глубина выгорания топлива у ядерного реактора невелика. В рабочем режиме он может протянуть год, ну - несколько лет (зависит от заложенных в конструкцию параметров). Но любое увеличение продолжительности работы реактора требует специальных конструктивных решений, что увеличивает его массу. Короче - если гидразин в баках Пионера пережил десятилетия, то вот с реактором такого не получилось бы ну никак. Вышел бы реактор за допустимые параметры по составу ядерного топлива, и перестал бы работать - или взорвался бы.
Второе. Обычный двигатель, если конечно это предусмотрено конструкцией, можно включать и выключать по желанию. Реактор в процессе изменения мощности изменяет параметры радиационного поля активной зоны, и на некоторых режимах в нем начинаются накопления нехороших изотопов (ксеноновая яма), что уже продемонстрировала Чернобыльская АЭС. То есть - если мы используем реактор, нам его надо включить на год, грубо говоря. А потом выключить на неделю или месяц. И не включать в этот период, бо рванет. Это может быть - особенно в сочетаниями с аккумуляторами и солнечными батареями - нормально, когда реактор используется в качестве энергетической установки, но это ненормально, когда нам надо совершать маневры двигателями.
Короче - так себе.
Третье. Электроракетные двигатели. Ионные, плазменные, дуговые. В этих двигателях кинетическая энергия сообщается рабочему телу, минуя стадию электрической. То есть в случае ядерной установки примерно так: ядерная - тепловая - кинетическая - электрическая - тепловая+кинетическая. Реально достижимы крайне высокие значения удельного импульса. Но тут мы сталкиваемся вот с какой хренью, ребята. Энергия - это (m*v^2)/2, а импульс - это m*v. Короче, чтобы нам увеличить удельный импульс (и соответственно, характеристическую скорость ракетной системы) в два раза - нам нужно в четыре раза больше энергии. Именно потому все электроракетные двигатели обладают крошечной тягой, применимы лишь в космосе, и эффект от их применения заметен лишь с течением времени. А кроме того - они требуют источника энергии. Вспоминаем про глубину выгорания топлива в ядерном реакторе и грустнеем. Ядерно-ионный комплекс может долететь до Марса, может до Юпитера, но вот дальше...
Источником энергии для ионного корабля может служить лазерный луч, направляемый с Земли и питающий солнечные батареи. Представим себе солнечную электростанцию типа "солнечная башня", в которой вместо разогрева соляного раствора происходит непосредственная накачка лазера, представим себе много таких электростанций, причем не на Земле - а на Луне (по понятным причинам) и все становится более-менее терпимо. Лазером мы светим на наш корабль, питая его батареи - и корабль летит. Но - во-первых, здесь нам требуется уверенное и серьезное освоение Луны (то есть мы осваиваем "Лонг-Айленд" в контексте стратегии по освоению "континента", целенаправленно и долго, упорно и акцентированно), а во-вторых - нам потребуется международное сотрудничество, потому что потянем мы такой проект только всем миром - и это вопрос еще, потянем ли.
Опять же - и астероид какой спалить можно такой системой, если она разовьется достаточно сильно.
Экзотические проекты - ядерные детонационные и термоядерные двигатели - оставим на совести фантастов, как и фотонный двигатель. Там же оставим и солнечные паруса, сложности изготовления и эксплуатации которых растут нелинейно пропорционально требуемым эксплуатационным параметрам. И всякие антигравы тоже оставим именно там.
Вот уже тут, уже в этой точке мы понимаем, что серьезное освоение Луны - ключ к серьезному освоению Солнечной системы. И если МКС мы просто делали, чтоб туда особо отмороженные чуваки летали за особо большие деньги - то с Луной так не получится. Луна - это или серьезно, или никак.
Нам требуется соверешнно иная парадигма в части энергетики космических полетов, если мы хотим летать далеко. Область низких орбит прекрасно решается химическими ракетами, но уже к Луне это становится крайне дорого. А к Марсу, если речь не идет о в значительной степени имиджевом проекте по отправке туда детской радиоуправляемой игрушки, а о доставке тонн и тонн грузов, уверенно, постоянно и в течении длительного времени - нам химические ракеты уже не годятся. Совершенно. Может, сгодятся ядерные, но это тоже не панацея. Освоение Луны на промышленном уровне, которое позволит превратить ее в энергетический центр для серьезных межпланетных полетов - это тот шаг, мимо которого мы не пройдем ну никак.
Только изменение методов хозяйствования, логистики, общественных отношений и социальных приоритетов позволит нам совершить скачок в космосе, подобный тому, который произвели при освоении Североамериканского континента следопыты, колонисты, переселенцы.
Потому что иначе эта проблема не решается в принципе.
В следующей части мы продолжим, у нас будут многия вкусности. Я уже знаю какие, вам понравится.
Вы только памперсы заготовьте, на всякий случай, хорошо?
Сегодня выпуск о том, что нужно сделать, чтобы на марсе яблони цвели?
Поехали
Немного о многоразовой космонавтике - 13
(что нужно сделать, чтобы на марсе яблони цвели)
Продолжаем наш разговор. Поскольку я нахожусь в полукоматозном состоянии - почему бы не потратить время с пользой, верно? В комментариях к предыдущей статье, помимо кучи соображений о несуществующих двигателях, был высказан один здравый вопрос - "ну прилетели мы на Марс - а дальше шо?"
Давайте подумаем с вами немного, что такое вообще это за хреновина такая - чужие планеты. Оно конечно понятно, как американцы на Луну летали. Надо было обогнать СССР, показать, что США впереди планеты всей. Забабахали программу Аполлон, вгатили кучу бабла. Летали далеко не единожды, техника себя показала с весьма достойной стороны, люди себя показали просто великолепно - в истории с Аполлоном-13 и экипаж, и ЦУП вели себя просто эталонно...
А суть?
В фильме "Аполлон-13", который настоятельно рекомендую для просмотра - сделан великолепно - отражен один интересный момент. В момент старта корабля на Луну телеканалы передавали... спортивные состязания! Уже в 13-й миссии общественности было скучно смотреть, как устремленные тренированные парни пытаются не убиться в обстоятельствах, в которых и просто выжить - проблема, а им еще и какую-то работу проделать надо, и надо еще улыбаться при этом. И только когда тот злополучный бак взорвался - только тогда общественность обратила внимание. А что тут, собственно говоря, происходит? - вопросила внезапно отвлеченная от идиотов с мячом общественность...
Изначально цель программы Аполлон была политической. Достаточно прочитать объявление Кеннеди этой программы, чтобы понять - это была политическая, а не практическая задача - достичь Луны. В 1974 году полеты на Луну были прекращены. Общественности уже было неинтересно, как космические корабли бороздят, политический момент прекратился...
Какие же результаты были получены в результате того, что американские граждане с риском для собственной жизни (и трое погибли в тренировках на Земле) слегка потоптали грунт другого небесного тела? Американцы привезли на Землю три мешка лунного грунта, пофоткались и покатались на электромобильчике...
Если лететь на Марс так же, как уже летали на Луну, оно понятно - какая хрен разница куда, лишь бы круто выглядело. В этом смысле вопрос ясен. Другое дело, что затраты на исполнение очередного "на арене цирка" могут не покрыться стоимостью рекламы, и тем более - научной ценностью... Те два ровера, которые американцы на Марс отправили - они сделали много крат больше, чем когда-либо сделает астронавт, прилетевший сделать селфи. Но смысл такого полета в общем ясен - он находится вне практической, и в значительной степени научной плоскости. Но давайте посмотрим на полет на Марс с точки зрения практической, с точки зрения той перспективы, которая маячит за новой лунной одиссеей. Давайте представим себе, что Марс - это берег материка, и подумаем, для чего нам может пригодиться Лонг-Айленд.
Вот мы прилетели на Марс. Нам надо построить жилища, дороги, узлы связи, электростанции. Везти все с Земли - либо чудовищно дорого, либо невозможно. Надо все искать под ногами. Допустим, мы нашли месторождение железа (в вулканических породах встречается, значит на Марсе есть), мы умные, мы закричали "ура"! А хрен вам "ура", товарищи астронавты...
В обльшинстве руд железо встречается в виде оксидов и гидроксидов. Значит, при выплавлении железа из руды нам нужна реакция восстановления. Для этого требуется углерод. Нам нужен уголь. На Марсе угля нет, весь уголь - он представляет из себя результаты долгой, плодотворной и упорной жизни растений, а растений на Марсе не было...
Все, ребята, даже если мы найдем минеральное месторождение - мы железа не добудем, нет у нас уголька-то.
Производство полимеров тоже требует углерода, желательно в форме углеводородов, то есть - нефти и газа. А нефть и газ - она образуется в керогенах, а керогены эти - они живого происхождения. На Марсе жизни не было, нет указаний на это вообще никаких - значит, и полимеры мы производить не сможем. Даже одноразовые кулечки - ну никак...
Давайте немного вернемся на Землю и посмотрим, как у нас тут промышленность получается - а на Марсе получается болт с изюмом, а не промышленность.
Когда-то давно Земля была необитаема. Но потом случилась фигня какая-то, и на Земле появилась жизнь. Жизнь эта базировалась на том, что в одном и том же месте есть несколько разных веществ, и если правильно провести химическую реакцию... А еще на Земле был солнечный свет, и если использовать энергию квантов света для проведения этой реакции... Короче - вся жизнь базируется на том, что мы берем какие-то соединения из окружающей среды, какую-то энергию откуда-то берем, и тогда путем сумасшедшей сложности реакций наша живая клетка может расти, делиться и размножаться.
По мере роста и размножения вокруг клетки уменьшается количество питательных веществ, зато накапливаются отходы. Так получилось, что то ли наша клетка мутировала, то ли их много разных было с самого начала - но часть других клеток питаются этими самыми отходами, производя свои отходы, а часть - так вообще жрут друг друга и клетки других видов. Все живые организмы, начиная с одноклеточных, делятся на прокариотов (это те, которые солнечным светом и минералами питаются) и эукариотов - которые жрут других. Мы с вами эукариоты.
Рассматривая ареал обитания первых прокариотов, часть из которых до сих пор существуют в виде экстремофилов, мы обнаруживаем удивительную вещь. Базовый принцип биоценоза - расширение на всю питательную базу - автоматически приводит к тому, что химический состав Земли потихоньку меняется. Меняются условия. Возникают новые организмы, в том числе прокариоты, которые питаются уже другими минералами. Меняется состав атмосферы. Горные породы окисляются. Из растворимых солей возникают нерастворимые (см гипс и мрамор), и наоборот. Как только пищевая база уменьшается - биологическая культура начинает потихоньку вымирать, прогресс изменений природных условий в связи с деятельностью именно этой культуры замедляется. На самом деле на Земле нет биологических видов, которые поддерживают жизнь. На Земле есть биологические виды, которые просто жрут все, что могут сожрать - и мы не исключение. Баланс, а значит, и равновесие в биосфере, поддерживается тем, что отдельные пищевые базы отдельных видов колеблются в объеме, виды по численности колеблются, и эти колебания компенсируют изменение условий на планете Земля. Существует ненулевая вероятность того, что если на Земле убить одну какую-то сраную инфузорию, прокариота долбаного, который единственный регулирует всего один параметр - вся планета умрет в жутких корчах, потому что равновесие поддерживать будет некому.
Поскольку жизнь на планете существует долго, миллиарды лет, и есть много биологических видов, все более-менее пригодные с энергетической точки зрения для существования живого источники "пищи" имеют своих едоков, давно уже взаимно уравновешены, и потому среда вокруг нас более-менее стабильная, местами, некоторыми...
Поскольку условия вокруг нас давным-давно относительно стабильны - мы можем рассчитывать на то, что есть руда и уголь, есть нефть, и все нужное мы можем произвести. Пользуясь как минеральными источниками (руда), так и органическими (уголь и нефть). Но вся наша технология - она построена на том, что у нас гарантированно есть все необходимое - включая органическое сырье.
А в космосе нефти нет...
И уголь в космосе, если встретится в виде хондритов - праздник.
Как жить на Марсе будем, товарищи-граждане?
Перенесемся мысленно на планету Венера. На планете Венера углекислого газа и солнечной энергии - хоть жопой жуй. Теоретически, можно добывать углеводороды фотосинтезом (пока мы не про реализацию). Но на поверхности планеты температура в 500 градусов, давление 100 атмосфер. Тут мы уже до руды никак не доберемся, понимаете?
В прошлой теме вспоминали про фильм "Марсианин". Ребята, знаете, почему вы в космической отрасли не работаете? Потому что фильм этот сняли исключительно благодаря тому, что со специалистами не консультировались, как минимум в аграрной области. А вы прошлепали один очень важный момент.
Для ряда культур, включая пасленовые, кислотность грунтов имеет огромное значение, картошку на параше не вырастить ну никак...
То есть вы уже поняли, что каким бы уровнем технологии мы ни обладали на Земле - на Марсе это не значит совершенно ничего, потому что исходно Марс имеет, несмотря на идентичность (относительную) состава с точки зрения периодической таблицы, уже совершенно иной минеральный состав, а уж про состав, количество и пропорции полезных ископаемых речь не идет в принципе. Наши технологические цепочки для Марса не годятся, там нужна совершенно иная структура дерева технологий, и мы даже представить себе пока не можем, какая...
Отлично. Хрен с ним. Предположим, мы хотим просто аграрную планету. Получится?
Выше мы рассмотрели структуру биосферы Земли. Это миллиарды видов. И эти миллиарды видов (огромное количество которых пока не открыто) - они базируются на планете, где появились. Здесь такой минеральный состав, понимаете? В основе пищевой пирамиды лежат прокариоты, а они базируются на минеральный состав. А на Марсе минеральный состав другой...
Поставим мысленный опыт.
Вот у нас есть планета. Не наша - другая. И на другой планете все как у нас - и океан есть, и солнышко, и радиации нет (радиационные пояса), и температура комфортная - короче, праздник ума, именины сердца. Айда сажать яблони, как говорится, кому не нравится сажать яблони - сажает груши с персиками. Мы берем знаменитые сине-зеленые водоросли, которые преобразовали климат на Земле два с половиной миллиарда лет назад, создав атмосферу со свободным кислородом, и которые до сих пор производят от 20 до 40 процентов кислорода планеты. Мы засеваем их на нашу чудо-землю, чтобы значит, они нам воздух подправили. Получится?
В своей жизнедеятельности цианобактерии выделяют не только кислород, но и другие вещества. Часть из этих веществ вступает в реакции с минералами, а часть - накапливается. Поскольку жить в говне даже картошка не умеет, наши сине-зеленые водоросли начинают массово дохнуть в собственных выделениях, отравляя океаны. Чтобы этого не произошло, нам нужны другие прокариоты, которые будут перерабатывать выделяемые сине-зелеными водорослями вещества... Вопрос в лоб - сколько именно биологических видов и каких именно, и в каких пропорциях, мы должны будем перенести на новую планету, чтобы она не превратилась в конечном счете вместо цветущего сада в кладбище микробов? Ребята, мы ни словом не обмолвились об ином минеральном составе - мы просто показали, что несбалансированная биосфера обречена на гибель.
А на Марсе минеральный состав почвы другой. На Земле миллиарды лет всякие бактерии с червячками и растения почву растрясывали, одни вещества из нее забирая, другие привнося - и все равно не на каждом грунте яблони растут. А тут Марс...
А теперь давайте об изомерах. Некоторые химические молекулы могут быть в двух видах - правом и левом. Просто у них структура несимметричная, и может быть одной ориентации и другой. Так вот, интересный факт - все земные организмы потребляют правые молекулы. Левые они не могут потому что. Можно синтезировать витамин, например, но левый изомер не будет нести пользы организму, а возможно - принесет вред. Почва на другой планете может годиться по химическому составу, но - не годиться по изомерному...
Даже Марс, наиболее легко достижимая "настоящая" планета - слишком далеко, чтобы на него возить продукты. Чтобы на него возить материалы, оборудование и готовые комплексы. Пока на Марсе не будет своей цепочки технологий, эффективной и рациональной - мы не сможем там жить. Мы в лучшем случае сможем прилететь и сделать селфи.
И всё...
Когда Илон Маск задвигал свою марсианскую презентацию в массы...
...ой простите...
...так вот, когда Маск нес эту пургу, у меня челюсть отвалилась, и я смотрел, не дыша. Ибо самое пикантное в ситуации было не то, что он осуществлял эпически пафосный дегенеративный прогон - прелесть была в том, что пипл это хавал. И даже до сих пор все возражения - причем абсолютно обоснованные - касаются ракетной части, и абсолютно никто не задал себе простой вопрос - что будет на Марсе?
Ребята, на Марсе будет кладбище...
Прошлую часть мы начинали с того, как вспомнили судьбу первого поселения англосаксов на территории Северной Америки. Теперь, после того, как мы прояснили для себя, что технологии - это не абстрактные такие достижения, а конкретные цепочки, базирующиеся на абсолютно конкретных условиях наличия и доступности сырья и процессов, а также уяснили для себя, что каждый биологический вид важен и существенно необходим для гармоничного состояния биосферы в целом - мы понимаем, чем закончилась бы марсианская авантюра Маска, если бы он смог когда-нибудь ее осуществить хоть в какой-нибудь форме...
Нельзя просто взять и перенести на другую планету технологии. И тем более нельзя просто взять и перенести часть биологических видов. Более того - нельзя перенести даже все виды сразу, если бы это было возможно. Потому что минеральный состав и химическая изомерия, плюс наши теперешние организмы привыкли к уже стабилизированным условиям, а не к диким девственным необитаемым мирам...
Более того, рассматривая вопрос панспермии, мы должны понимать очень простую вещь. Даже если бы у нас была (генная инженерия и молекулярное конструирование, сумасшедший гений и безбашенный инвестор-меценат, попустительство ООН и игнор мирового сообщества) некая волшебная бактерия-прокариот, способная к мутациям, живучая, активно размножающаяся и так далее - то есть способная освоить новую планету, стабилизировав ее показатели в границах, достаточных для появления и эволюции сложных организмов - во-первых, должны пройти многие миллионы лет, и во-вторых, то, что мы получим в результате, вовсе не факт окажется похожим на нас самих. Или подойдет для того, чтобы мы могли в этом существовать.
И еще нужно понимать, что каждая планета предлагает уникальный набор условий, и то эволюционно-биологическое решение, которое годится для одной - абсолютно не годится для другой...
.Вот теперь, когда мы рассмотрели эти вопросы, мы готовы по-новому взглянуть на высказанную в прошлой части мысль.
Только изменение методов хозяйствования, логистики, общественных отношений и социальных приоритетов позволит нам совершить скачок в космосе, подобный тому, который произвели при освоении Североамериканского континента следопыты, колонисты, переселенцы.
Потому что иначе эта проблема не решается в принципе.
Сегодня выпуск о том, почему космос нужен для того чтобы наш вид выжил, при чем тут биоценоз, и как добыть в космосе ресурсы для выживания.
Поехали
Немного о многоразовой космонавтике - 14
(почему космос нужен для того чтобы наш вид выжил, при чем тут биоценоз, и как добыть в космосе ресурсы для выживания)
Возможно, вдумчивый читатель задумался о том, почему в цикле о многоразовой космонавтике мы перешли к освоению космоса (минуя межпланетные полеты). Почему в прошлых двух частях рассмотрели достижимую энергетику космического полета и вопросы инопланетных технологий и важности полноценных биосфер для обеспечения выживания хотя бы одного вида. Не волнуйтесь - дальше все станет ясно.
Итак, продолжаем разговор о биосфере, и о человеке в ней. Вопрос - какого объема должен быть экологический ареал, способный поддержать жизнь одного человека? Вот на картинке знаменитый "Цилиндр О'Нила" - единственное реализуемое и осмысленное крупное обитаемое астросооружение, придуманное человеком. Вот он огромный. Сколько, на самом деле, человеков может в такой колоссальной мандуле жить и не тужить?
Давайте просуммируем то, что мы уже уяснили из прошлой части, и ответим на этот простой вопрос. И начнем мы с самой простой - с технологической - части нашего вопроса. Мы обратимся к исследовательскому проекту "Биосфера" и замечательной книге Ларри Нивена "Мир-Кольцо".
Старина Ларри не только написал выдающийся цикл "Защитник", частью которого являются книги цикла "Мир-кольцо". Ларри также проработал технические вопросы, касающиеся этого воображаемого мира. Вместе со студентами он анализировал и рассчитывал различные параметры - фактически произвел первоначальный НИОКР в рамках строительного проекта... :)
И Ларри пришел к выводу, что без дешевой технологии трансмутации элементов жизнь и функционирование мира-кольца невозможна в принципе.
Обратимся к проекту Биосфера. Некоторое количество людей строят закрытое герметичное сооружение эпических размеров, заселяют туда организмы всякие, включая людей, и пытаются на подножном корме некоторое время существовать. И вот что выяснилось - время это очень короткое, а существование весьма безрадостное. В частности, в оранжерее выдыхаемая людьми углекислота вступила в химическую реакцию с бетоном конструкции с образованием гидрокарбонатов, что привело не только к утечке углерода из круговорота веществ искусственной биосферы, с сопутствующим снижением урожайности и началом голода в "колонии", но также и к медленному, но все же имеющему место быть разрушению самой конструкции сооружения.
Способность жизни жрать все подряд, и многообразие условий, в которых она это делает, а также формируемые живыми организмами отходы, некоторые из которых весьма агрессивны (достаточно вспомнить птичий кал, в больших дозах очень едкий), приводит к тому, что конструкция начинает испытывать эрозию и разрушаться. Раз конструкция разрушается - ее надо восстанавливать, как минимум химическим образом, для чего требуется технологический цикл, производящий материалы из того, что есть под рукой. Учитывая тот факт, что эрозия конструкции происходит в значительных пространствах (на огромных площадях или в колоссальных объемах), продукты эрозии имеют низкую концентрацию, растворены в массе других веществ и вдобавок разносятся, то есть они не собраны в одном месте - приводит к тому, что нам требуются запасы конструкционных материалов либо прекурсоры к ним, и нам нужно как-то извлекать из окружающей среды нашу "ржавчину", при том, что присутствовать там она будет в следовых количествах. Ну а то, что увеличение в почве доли ржавчины от корпуса не скажется положительно на биологических объектах, в том числе человеке - это вообще к бабке не ходи... Без как минимум дешевой технологий управляемых химических реакций на уровне манипуляции отдельными элементами, и дешевой технологии химического синтеза опять же на уровне отдельных элементов - мы уже не сможем гарантировать функционирование искусственной биосферы в течении хоть какого-то исторически значимого времени.
Потому что жизнь жрет все.
А поскольку продукты разложения конструкции с течением времени распространяются по всему доступному объему, даже наличие идеального химического реактора не дает нам возможности в полном объеме производить восстановление нашего жилища, если у нас нет побочных, дополнительных ресурсов. А именно - нам требуются полезные ископаемые. И вот мысль, которую высказал Ларри, и за которую ему нужно поставить памятник, звучит так. В мире-кольце, в которое можно поместить миллионы планет, полезных ископаемых нет.
Это искусственный мир. В нем все функционально. Полезные ископаемые, как лежащие себе где-то незадействованные источники тех или иных веществ - отсутствуют.
Когда на планете Земля приходит в ветхость какой-то рукотворный объект, его ремонтируют. Для этого берут полезные ископаемые, подвергают их сложному многоступенчатому циклу переработки, в конце концов, с огромными потерями и создав попутно кучу не представляющих ценности, а несущих чисто вред, отходов - делают материалы и детали, которые механическим путем помещают в нужные места нашего ремонтируемого объекта. Но в мире-кольце нет полезных ископаемых, и потому никакими технологиями мы не сможем получить что-то, чтобы его отремонтировать. Потому без дешевой технологии трансмутации химических элементов искусственная биосфера даже в рамках такого колоссального сооружения, как мир-кольцо Ларри Нивена, существовать не может в принципе.
Между прочим, причиной деградации Кольца у Ларри стал как раз биологический фактор - на Кольце завелась плесень, которая начала жрать электронику...
Резюмируем. Искусственная биосфера, хоть в виде цилиндра О'Нила, хоть в виде кольца Нивена, не может существовать длительное время либо без постоянного источника ресурсов, либо без технологии трансмутации элементов. Ларри Нивен в этой своей мысли - гениален. Сим настоятельно рекомендую к прочтению цикл "Защитник", в котором вы встретите прекрасный текст, лихой сюжет, упоротых хитрожопых кукольников, пытающихся управлять Вселенной, пофигистических людей, забивших болт на это управление, и кзинов, рвущихся начистить морду кукольникам за их хитрожопость. И много-много прикольных мыслей.
С технологической точки зрения искусственная среда обитания характеризуется полным и абсолютным отсутствием источников ресурсов - а значит, и абсолютной бесполезностью технологий для их переработки.
Теперь плавно переходим к вопросу о биологическом аспекте.
Как мы знаем, неполная, деградировавшая биосфера неминуемо вымирает. Или трансформируется, если повезет. В истории человечества было несколько массовых вымираний, более того, самый длительный ледниковый период (Гуронское оледенение) - а не тот легкий утренний морозец, о котором все подумали - привел к вымиранию чуть ли не всего живого на планете. Слава богу, какие-то скоты неразумные выжили и в этих условиях, и мы теперь висим им бюст на родине героя... Кстати опять же, причина этой эпической глобальной катастрофы скорее всего - биологическая. То есть мы видим разрушительное влияние жизни на среду обитания во всей красе.
Да и Криогений с данной точки зрения неплохо выглядит, да...
Живое жрет все, до чего дотянется, и потому любая планета-"целка", при внедрении на нее биосферы, будет обязательно и длительное время испытывать трансформирующее воздействие необратимого и плохо предсказуемого характера. Пока жизнь не заполнит все доступные ниши - ситуация с климатом, газовым составом, температурным режимом будет нестабильной. И может оказаться в конце концов, что для данной конкретной планеты, вроде бы идеально подходящей для колонизации, конечное более-менее стабильное живое состояние абсолютно несовместимо с пребыванием на ней человека.
А что наш цилиндр О'Нила? Он по размерам меньше планеты, ресурсная база для жизни у него мизерная - потому биологическое вырождение будет происходить очень-очень быстро. Идея создать огромный корабль в виде цилиндра и отправить его в межзвездный полет закончится очень плохо - к цели в лучшем случае доберутся бактерии-мутанты...
Теперь вот давайте на что посмотрим. Какого объема нам нужно пространство - предположим, условия идеальные, то есть мы можем гарантировать среду, неотличимую от естественной на Земле - для того, чтобы один человек смог жить и кормиться? Нам нужны поля для злаков. Это гектары. Нам нужны пастбища для скота. Это гектары. Нам нужна рыба, нам нужны птицы, нужны дождевые черви, нужны цветы всякие, пчелки-опылители и прочая, и прочая, и прочая... Естественная территория обитания многих видов составляет километры и километры. А для других видов требуются особые условия, и главное - гарантия невторжения конкурентов. На Земле существует масса видов, ареал обитания которых совсем крошечный, численность популяции минимальная, и выживают они просто чудом только благодаря тому, что остальные биологические виды до них не добираются...
Миллионы и миллионы лет жизнь грызла Землю, искала чего пожрать и жрала. Миллионы и миллионы лет жизнь испражнялась, и нарождалась другая жизнь, которая жрала эти испражнения. Фактически биологическое равновесие на нашей планете - это равновесие производства говна. Даже кислород, которым мы дышим - это с точки зрения фотосинтезирующих растений говно, отходы, понимаете?
Мы с вами живем пока только потому, что существует вот это вот равновесие говна, если оно изменится - мы вымрем.
Чтобы организовать самообеспеченный, сбалансированный биоценоз, нам необходимы чудовищные пространства, с очень разными условиями, иначе у нас просто не образуется такого вот равновесия говна. А там, где нет равновесия говна - там биосфера трансформируется. Темпы этой трансформации зависят от размеров ареала. Чем больше ареал, тем выше инерция изменений, тем они медленнее. Чем ареал меньше - тем изменения быстрее.
Мы с вами готовы дать корректный ответ на наш изначальный вопрос. Вопрос был такой - сколько людей сможет стабильно жить в цилиндре О'Нила? Правильный ответ будет такой - хорошо бы один как-то выжил. Потому что очень мало места в этом цилиндре, для стабильного биологически равновесного существования экологической системы...
Теперь о том, зачем мы все это рассматриваем. Вот смотрите. Вся наша пирамида технологий стоит на том, что когда-то давно мириады живых организмов испражнялись, формируя для нас ископаемые. При этом одни вещества поступали в биосферу, а другие - из нее исчезали, выводились в пассив. В виде залежей нефти, угля, гипса, других осадочных пород. Экологический рай античности и средневековья характеризуется прежде всего тем, что темпы порождения говна человеческого были недостаточны, чтобы нарушить глобальное равновесие говна в его биологическом круговороте. Но сейчас совсем другая ситуация. Говно накапливается без его переработки живыми организмами. А мы вдобавок - еще и окультуриваем окружающую природу. Решили, что дикие хащи - это плохо, и из леса сделали парк. Все радуются, правда? А то, что дикий лес - это место обитания тысяч видов, которые только и заняты поддержанием баланса, а парк - он баланс не поддерживает, он окультурен, он не развивается сам по себе, и значит, являет собой несбалансированную биологическую систему - никто не думает. Можно создать методы возделывания целины, но нельзя воссоздать те функции, которые разнотравье выполняло в биологическом смысле. Потому что культурное окружение - например поле - это несбалансированный биоценоз, он вымирает без постоянных и непрерывных воздействий, оказываемых человеком. Он нежизнеспособен. А если мы на нашем поле еще и генетически модифицированные продукты от Монсанто выращиваем - это все, это писец, потому что если Монсанто не станет - то это поле превратится в мертвый пустырь. Окультуривание биосферы уничтожает ее в ее главной функции - то есть в качестве системы по поддержанию определенного баланса жизненных условий.
Если мы посмотрим в будущее, то поймем очень простую вещь. Человечество обречено на вымирание. Возрастание численности человечества, сопровождающееся окультуриванием окружающей природы, нарушает естественные процессы поддержания биологического равновесия. И в данном смысле Гуронское оледенение - оно показательное. Биологический дисбаланс породил качественное и глобальное изменение условий на планете навсегда.
Даже если не случится ядерной войны, все равно несбалансированность биологических процессов, порожденная хозяйственной деятельностью человека и окультуриванием окружения, означает неминуемую гибель человека как биологического вида.
Мы без прыжка в космос не выживем, понимаете? Причем нам нужен не полет на Марс в стиле "один маленький шаг" и "еще никогда столь многие", нет. Нам нужно по-настоящему выходить в космос, переносить туда хозяйственную деятельность, жить там и работать. На Земле для нас жизнь - уже сейчас, в 21-м веке - считай, закончилась. Оставаясь на Земле, мы должны будем отказаться от технического и научного прогресса, от роста человеческой популяции, от окультуривания окружающего мира, мы должны будем пойти на радикальное снижение численности своего вида и на стимулированное одичание биосферы в планетарном масштабе - чтобы только жизнь, весь этот жрущий круговорот говна, сам собой поддерживал биологическое равновесие. И все равно у нас нет никаких гарантий, что получающееся равновесие будет совместимо с существованием нас с вами в будущем, понимаете?
И вот в плане такого вот дискурса у нас меняется целеполагание в основах космонавтики как системной деятельности. Нам важны не блестящие достижения и престиж, не "погоня за новыми знаниями", которая сама по себе на редкость бессмысленна и ущербна. Нам нужно действовать с прицелом на хозяйственную деятельность, и нам нужно понять, что это не спорт, и не развлечение для богатых - это вопрос выживания. Тупо вопрос выживания.
А иначе с нами случится то, что случилось бы с колонистами имени Илона Маска на Марсе, только спустя большее время случится, и не на Марсе, а тут, на Земле.
Космос - это не парад, и не праздничная демонстрация, это война на выживание с объективной реальностью условий конкретной биосферы планеты Земля.
На сегодняшний день то, что представляет из себя космонавтика, можно назвать словами "спорт для богатых". Да, мы используем космические навигацию, связь, метеорологию, геологоразведку. Но это - для земного удобства. Вместо длительных экспедиций отважных первопроходцев в неизведанные страны мы запускаем кусок железа, и спустя короткое время получаем столько, сколько ни одни первопроходцы нам не натащат - даже за выпивку с блэкджеком и шлюхами. Это удобно. Это комфортно. Но все равно это не космос и не выход в космос - это всего лишь более комфортное оперирование земными ресурсами в земной хозяйственной деятельности. А еще есть полеты к другим планетам, всякие Вояджеры с Пионерами и так далее. Да, мы получаем несколько фотографий, но в плане хозяйственной деятельности, в плане расширения ареала обитания вида, все это - пустая трата. Ну не совсем пустая - мы узнаем, что нас ждет там - но в плане наших возможностей туда попасть все это - оно пустое. Пока бесполезное. Создание самых совершенных ракет. Казалось бы вот оно - реальное развитие космонавтики.
Берем самую совершенную на сегодняшний день летающую систему - Фалькон. Круче пока нет ничего. Что она делает? Она делает очень простые вещи - она деньги зарабатывает (по крайней мере так утверждается). Она не летит в пояс астероидов, не находит волшебную космическую глыбу с месторождением натуральных баксов, не везет их на Землю... Нет. Есть хозяйственная деятельность, сосредоточенная исключительно вокруг земных интересов вполне себе земных хозяйственников, и в рамках данной деятельности эксплуатация Фалькона выгодна (по крайней мере так утверждается).
Фалькон не добывает баксы в космосе - все баксы образуются на Земле.
На самом деле на месте Фалькона могла бы быть или может быть любая другая ракета. Тот же Союз или Протон. Несмотря на космичность и романтическое восприятие, с точки зрения реального, настоящего выхода в космос - это еще не космонавтика. Это земные хозяйственные операции, активами в которых являются определенные космические и ракетно-космические системы и проекты. Извлекаемая непосредственно из космоса выгода равна нулю.
Космонавтика станет настоящей тогда и только тогда, когда промышленным образом, на системной основе, космос начнет давать ресурсы и этими своими ресурсами поддерживать жизнь какого-то количества людей.
Если мы посмотрим на космонавтику под таким углом зрения, если подумаем и убедимся, что он полностью соответствует концепции освоения космоса как метода биологического выживания человеческого вида, то у нас произойдет некий парадигмальный сдвиг. Мы поймем, что спутниковые системы навигации, интернет, метеорология, геология и прочее, что приносит выгоду в земной хозяйственной деятельности - это хорошо, это замечательно, этим обязательно необходимо заниматься, и это даже очень пригодится, но это крайне меркантильное и не имеющее развития направление космонавтики. Ну создадим мы на тысячу спутников больше, ну сделаем их в сто раз лучше - все равно хозяйственные циклы, в которые они включены - это земные хозяйственные циклы. Мы можем усовершенствовать наше существование в рамках земной биосферы, но не получим ни одного шанса прыгнуть дальше в космос...
Космонавтика станет настоящей тогда и только тогда, когда промышленным образом, на системной основе, космос начнет давать ресурсы и этими своими ресурсами поддерживать жизнь какого-то количества людей.
Некоторое время назад в США начали проект по созданию систем для добычи природных ископаемых на астероидах. Казалось бы - вот оно, американцы впереди планеты всей, они молодцы! Это в точности тот случай, когда нужно понимать разницу между "yes, of course" и "ну да, конечно"...
Вот у нас есть робот. Мы взяли ракету массой много тысяч тонн, запулили робота к астероиду. Ракета, между прочим - из очень дорогих и высокотехнологичных материалов. Даже минус топливо - десятки и сотни тонн оборудования. Нам этот робот на астероиде добыл два пуда чавуния. Или люминявия. И гордо принес на Землю, сгорев к едрене фене в атмосфере. Это еще тонны ценнейшего уникального оборудования погибли. Зато мы получили два пуда чавуния, пардон, люминявия, добытого в космосе!
Вам такая экономика не кажется немного того? Вы не думаете, что тот же люминявий или чавуний проще было бы добыть из ракеты, или хрен с ней - из самого робота?
Заметьте - в космос летать не надо, и шансов, что робот по дороге поломается, и многомиллиардные инвестиции пропадут нахрен - нулевые...
В экономике существует один простой принцип. Стоимость предмета, будь то кусок руды или клинок дамасской стали, определяется тем, сколько труда к нему приложено. Руда - самое дешевое, что есть. Выплавленный из нее пористый чугун - дороже. Прокованная чугунная чушка - еще дороже. Полученная длительной проковкой из чугунной чушки полоса - еще дороже. Полученная еще более длительной проковкой из полосы многослойная заготовка под меч - вообще дорого. А уж окончательно докованная, доотпущенная-дозакаленная, заточенная, полированная, гравированная деталь меча - лезвие - это сумасшедшие деньги. Особенность космической логистики заключается в том, что доставка - хоть с Земли в космос, хоть из космоса на Землю - чудовищно дорогое удовольствие. Даже если оно станет в десять раз дешевле - все равно дороговизна будет чудовищная. Проще ракету распилить на металлолом, понимаете?
Ксомическая экономика, космический ресурсный цикл, будет оправдан тогда и только тогда, когда добытые в космосе ресурсы будут в космосе же и перерабатываться, а в идеале - там же и использоваться. В крайнем случае оправдана доставка конечных изделий, но никак не исходных материалов.
Космонавтика станет настоящей тогда и только тогда, когда промышленным образом, на системной основе, космос начнет давать ресурсы и этими своими ресурсами поддерживать жизнь какого-то количества людей.
Робот для добычи полезных ископаемых - это, конечно, хорошо, но нужна еще домна, нужна еще кузница, и главное - нужен кузнец и тот человек, покупатель, который потом результатом переработки будет там же, в космосе, пользоваться. Все иные концепции построения космической экономики порочны, ублюдочны и несбыточны.
И вот здесь, вот в этой вот точке, мы с вами приходим к вопросу - какова она, настоящая космонавтика будущего? Космонавтика, целью которой является не слетать в космос, чтобы вернуться (если повезет) и ходить потом гоголем, а - остаться там жить. Каковы основные требования к космической программе, каковы требования к космическому быту, каков стратегический план наступления. Как с умом распорядиться ресурсами, чтобы их хватило в оставшийся промежуток времени - не очень долгий, надо сказать.
Понимаете, мечтатели всякие, например космические конструкторы и космонавты - они с увлечением решают сложнейшие задачи. И все-таки уклоняются от главного вопроса - куда и как идти. Они говорят - будущее покажет, наши потомки сообразят, мы делаем задел и так далее. И в общем - они правы в каком-то смысле. Но. Ребят, у нас с вами фигня приключилась. Потому что потомки, которые должны сообразить - это не наши правнуки или внуки, и даже не наши дети. Потомки, которые должны сообразить, и сообразить быстро - это мы с вами.
Сегодня выпуск о том, что делать, если ничего нет - ни русурсов, ни денег, ни идей? Что делать, если все полимеры... Правильно! Развивать пустотную космонавтику.
Поехали
Немного о многоразовой космонавтике - 15
(Что делать когда ничего нет? Развивать пустотную космонавтику!)
Ну что, попытаемся продолжить...
Итак, мы для себя выяснили несколько моментов. Первое. Летать в космос мы можем, но очень дорого и очень недалеко. Второе. Колонизировать другую планету представимым образом мы не можем, потому что этому препятствуют законы эволюции, потребные сроки а также невозможность существования в стабильной форме вырожденной биосферы, каковую мы можем перенести на планету с Земли. Третье. Создание изолированных поселений (города под куполом) путем переноса под них биосферы Земли (части биосферы) осложняется не только вырожденностью получающейся среды, но и компактностью ареала, каковая компактность ускоряет деградацию живого окружения. Четвертое. Ближайшая планета, которая нас может заинтересовать, находится вообще мы не знаем, где, во всяком случае не в Солнечной системе, а равновесие биологических процессов на Земле в последнее время стоит под вопросом, и вопрос этот приобретает все более и более пугающие черты. Короче - куда ни кинь, везде клин получается.
И вот во всем этом прекрасном наборе открывающихся перспектив нам нужно найти выход, который превратит космонавтику в область индустрии, и позволит в перспективе логичным образом включить космические (добытые в космосе) ресурсы сперва в технологический цикл самой Большой космонавтики, а затем, может быть - и помочь этими ресурсами планете Земля...
Ребята, вот эта вот задачка - это прекрасный пример того, с чем имеют дело конструкторы космической техники. Ничего нет, нихрена нет, ну то есть вообще голяк, вдобавок инвестор денег не дает, сука - и надо создать чудо такое, чтобы все ахнули. Причем нам в данном случае надо создать нечто такое, некую концепцию такую придумать, чтобы не просто впечатлить публику - для этого можно просто нанять клоуна - а дать результат. Илона Маска с его миллионом людей туда и не надо их возвращать нам не надо... Уголька мы должны дать, руды дать. Космической руды для космического будущего...
Перед нами непригодная для жизни агрессивная среда, миллионы и миллиарды километров пустоты, преодолеть которую мы не можем с энергетической точки зрения, и нам еще и денег не дают на это, все на войну забирают. И нам надо в этом жить, и в идеале - расселить там несколько миллиардов человек.
Ребята, вот и ответ.
Будущее за пустотной космонавтикой, за космонавтикой с нулевыми ресурсами.
Все дальнейшее является концепцией, и подобно всякой концепции - она несовершенна. Но концепция должна быть, верно? Вот мы концепцией и займемся. Перед нами, куда ни посмотри, лежит одно и то же - вакуум и невесомость. Безмерные пространства вакуума и невесомости. Преодолеть которые мы пока не можем. У нас нет ресурсов, нет технических возможностей - преодолеть все это. Значит, нужно это не преодолевать - нужно в этом жить.
Мы можем отправиться к Марсу, и на пути до Марса у нас будет вакуум и невесомость. Мы можем полететь к Юпитеру, к Плутону, к соседней звезде, в центр Галактики или за пределы Галактики - и везде мы будем встречать одно и то же. Вакуум и невесомость.
Решив задачу существования и функционирования в пустоте - мы решим задачу функционирования везде в космосе.
Наконец, если мы захотим высадиться на планету, условия на которой нам не подходят, и условия на которой являются уникальными (всякая планета уникальна), и мы к ним не готовы - нам потребуется метод выживания в таких условиях. И тогда мы построим там купол, и будем жить в нем так же, как жили в вакууме, попутно совершая вылазки и занимаясь всяческой ерундой снаружи вроде добычи ресурсов - потому что мы умеем жить в вакууме, умеем жить, когда ресурсов тупо нет.
Навык выживания при нулевой ресурсной базе, таким образом, является во-первых, ключевым, а во-вторых, универсальным в деле промышленного освоения космоса.
Если мы найдем интересующую нас планету, и попытаемся начать ее терраформирование - например, засевая искусственно созданными прокариотами - нам потребуется место, где мы будем жить и работать, пока не сможем спуститься на поверхность. И здесь навык пустотного существования также является ключевым. Колонизация планет начинается с умения жить вне планет.
Тут же наш мозг взрывается вопросом о вырожденной биосфере в искусственной среде обитания. Спокойно ребята, спокойно. Дойдем. Все по порядку.
Я отсылаю вас к удивительной книге французского врача и путешественника Алена Бомбара "За бортом по своей воле". Этот человек практическим экспериментом доказал (хотя доказывал совершенно иные идеи), что нульресурсное существование возможно. Да, он был в океане, и ресурсы черпал из океана. Но у нас с вами ситуация похожая. Как потерпевший крушение оказывается оторван от привычной ресурсной базы, плюс пребывает в непривычных условиях, и соответственно, не может использовать все возможности, которые ему океан предоставляет - так и пустотная космонавтика по определению не может полагаться на ресурсы с Земли, доставляемые грузовыми кораблями. Ален Бомбар в одиночку на резиновой лодке пересек Атлантику, и при этом у него не было ничего, кроме одного стандартного аварийного пайка. С точки зрения обычного потерпевшего крушение - это нульресурсное существование.
Существование в пустоте и вакууме.
С концептуальной точки зрения, как голая концепция - это возможно, это доказал Ален Бомбар. Ибо секрет пустотного существования заключается не в антигравитационных двигателях, и не в сверхскоростных звездолетах, а в одной простой мысли. Только изменение методов хозяйствования, логистики, общественных отношений и социальных приоритетов позволит нам совершить скачок в космосе, подобный тому, который произвели при освоении Североамериканского континента следопыты, колонисты, переселенцы. Бомбар отказался от стереотипов, изменил методы хозяйствования - и выжил.
Когда вы на автомобиле выезжаете в другой город - вы не хотите вернуться наза на велосипеде. Сейчас космонавтика именно так и построена. Взлетает огромная ракета, а назад прилетает фигня какая-то, чаще всего непригодная для повторного использования. Это хорошо для одиночной, уникальной исследовательской миссии, но это абсолютно не годится для хозяйственного процесса. Потому что специфика у нас такая, что проще ракету на старте распилить и на металлолом продать - получится больше материалов и средств, чем можно принести из космоса. Сама тема многоступенчатости - она возникла из энергетических ограничений. Ракета отбрасывает куски, которые больше не пригодятся, потому что иначе она лететь не сможет. Но хозяйственное освоение космоса не позволяет нам разбрасываться элементами конструкции.
Первый принцип пустотной космонавтики - не выбрасывается ни грамма.
Даже воздух из шлюза при выходе в открытый космос не стравливается за борт, а перекачивается в корабль. Потому как слишком мало воздуха-то...
Отказ от многоступенчатой схемы сразу порождает кучу вопросов. При взлете с Земли нужны мощные двигатели - но они не нужны в космосе, тащить их - значит напрасно жечь топливо, которого мало. Более того. В долгом полете к Марсу и назад конструкция корабля не будет испытывать ускорений, больших одного Же. По совести говоря - она будет испытывать в основном ускорения в малые доли Же. И потому с точки зрения прочности все силовые элементы конструкции - каркас, кронштейны, несущий корпус - они должны быть легкими, чтобы не жечь топливо. Настолько легкими, что корабль не вынесет старта с поверхности Земли. А уже у Марса нам потребуется некий челнок, чтобы опуститься на поверхность и вернуться, но опять же - он совершенно избыточен при полете назад.
Вы видите, какие нестыковки?
Идем путем Бомбара. Ломаем стереотипы. Меняем схему полета.
Челнок космос-поверхность на орбите Марса? Отлично. Пусть он там и остается, и пусть он там и будет. Мы еще не вылетели с Земли - а он уже нас там ждет. Корабль не выдержит взлета с Земли? Отлично, пусть он будет собран прямо на орбите. Собран, проверен, заправлен. Космонавты взлетают на земном челноке, переходят на марсианский корабль, летят на Марс, там работают с челноком, возвращаются в корабль и корабль возвращает их к Земле. На земной орбите они переходят на челнок космос-Земля, и возвращаются домой.
А марсианский корабль остается на орбите Земли, проверяется, ремонтируется, обслуживается, заправляется... Следующий экипаж прилетает в корабль и корабль во второй раз отправляется к Марсу. И марсианский челнок тоже используется для второй экспедиции...
Многоразовость.
Перейдя от схемы "один корабль - одна экспедиция" к схеме "один экспедиционный корабль - одна экспедиционная задача", мы каждый раз используем оптимизированный под конкретные условия полета технический объект. Он оптимизирован, он заточен, он делает только эту задачу - но делает ее лучшим образом. Один челнок Земля-космос, который возит материалы, космонавтов, собирающих остальные компоненты - он многоразовый. Один "междугородный автобус" Земля-Марс, тонкий, ажурный, легкий - он никогда не вернется на Землю, он много лет проживет в космосе, и там же и будет утилизирован, но - он совершит много полетов. Одна орбитальная станция на орбите Марса, носитель челноков, приемщик грузов с Земли, заправочный и ремонтный терминал в конечной точке полета. К станции этой будут годами приставать новые и новые экспедиции, с ее борта будут вестись наблюдения за Марсом. Эта же станция будет обслуживать орбитальную группировку марсианских исследовательских спутников, собирая научные данные в объемах, о которых сейчас ученые и не мечтают. Один космический танкер-автомат, курсирующий между орбитами Земля-Марс, и привозящий на марсианскую станцию топливо, воздух, воду, продукты, материалы и компоненты, оборудование. Один марсианский челнок, который, раз доставленный танкером (или доставленный в составе станции), никогда окрестностей Марса уже не покинет.
И все это - многократного использования.
Только так и никак иначе. Единожды доставленное в космос должно служить долго, полностью отрабатывая свою стоимость. Как модуль "Заря" на МКС, с которого, собственно говоря, МКС и началась.
По сути, переход к пустотной космонавтике как к иной парадигме, парадигме промышленного, системного освоения космоса, предполагает оперирование не миссиями, не одиночными экспедициями, а опорными пунктами. Опорными пунктами пустотного базирования. Каждая орбитальная станция - на орбите Земли, Луны, Марса, Венеры, Юпитера, Плутона, Альфы Центавра - становится опорным пунктом, отталкиваясь от которого, человек планирует деятельность. Мы мыслим не задачей полететь, сфоткаться и вернуться (если очень повезет, конечно), а задачей прийти и остаться. Нам нужен форпост. Нам нужна база. Как базовый (или скорее промежуточный) лагерь альпинистов - три палатки, но без них - смерть. А с ними - победа.
Задача долговременного функционирования сложных орбитальных комплексов требует пересмотра практики конструирования этих самых комплексов. Потому что на низкую околоземную орбиту можно, если что, срочно доставить новое оборудование вместо поломавшегося. А на Марс нельзя. Потому следующая задача - ремонтопригодность. Оборудование должно быть ремонтируемым, причем ремонтируемым силами экипажа. Да, оно должно быть надежным, но случись что - оно должно быть ремонтируемым. В этом смысле человечеству повезло. Потому что человечество располагает универсальным ремонтным роботом, этот робот есть, есть в количестве, и его производство давно освоено. Этот робот - человек. Так получилось, что в американской программе вопрос ремонтопригодности не рассматривается в принципе, там принцип простой, поломалось - выбрось. Историю Аполлона-13, в которой пришлось импровизировать, американцы вспоминают с ужасом, хоть и победили тогда. Но есть российская программа. Реанимация станции Салют-7. Пожар на станции Мир, после которого она была восстановлена. Это практический опыт, и в серьезном освоении космоса он необходим. С земной орбиты можно спрыгнуть на Землю, с марсианской уже не спрыгнешь никуда.
Если на орбите Марса воздуховоды перекроет замерзшим конденсатом - наш опорный пункт накроется неблагозвучным русским словом. Полет шаттла в те времена начинался от полумиллиарда тогдашних американских долларов. Если бы в Хьюстоне не смогли решить проблему - нужно было бы срочно возвращаться, миссия была бы сорвана. Полмиллиарда (или больше) - в трубу. А на орбите Марса - это просто смерть.
Но американцам повезло - на борту оказался универсальный ремонтный робот марки "российский космонавт", который порешал, причем без инструкций и предварительного обучения...
Потому следующий принцип пустотной космонавтики - ремонтопригодность. То есть, любое оборудование должно быть доступно для ремонта. Это - изменение принципов дизайна космических систем внутри и снаружи. На паковать плотно-плотно, а располагать так, чтобы космонавт в невесомости с отверткой спокойно открутил бы, разобрал, почистил, смазал контакты и прикрутил на место.
Как только мы понимаем, что системы для пилотируемого освоения дальнего (для нас) космоса должны быть ремонтопригодны, тут же решается и вопрос с орбитальной сборкой. Потому что если что-то можно разобрать и потом собрать в космосе - значит, это можно и просто собрать в космосе. И мы сразу приходим к идее унификации объемов и модульном построении внутренних систем. То есть - все объемы марсианской станции, а также марсианского корабля-дальнобойщика могут быть одинаковыми и серийными. И уже на орбите внутри и снаружи них должно монтироваться нужное оборудование. Мы отказываемся от специализированных модулей уникальной архитектуры (ну может - пару-тройку артикулов стандартных нам потребуется) в пользу нескольких типовых "коробок", и уже по мере необходимости своими силами собираем внутри тот комплект оборудования, который нам необходим.
Кстати, американцы в Скайлэб этот метод опробовали, и вроде - получилось.
Как только мы приходим к идее универсальных модулей, комплекруемых оборудованием по необходимости, перед нами встает задача, как их собрать вместе. Сейчас всю механическую нагрузку несет стыковочный узел и несущие стенки корпуса. Это накладывает ограничения на размеры станции и ее массу. Переходя к несущим ферменным конструкциям (возможно из углепластиков, если хорошо себя покажут), мы разгружаем стыковочные узлы, и можем вокруг фермы построить, а при желании достроить или перестроить, очень большие комплексы. Нам потребуются монтажные работы в космосе. Впрочем, это уже не то, чтобы освоено (в таких масштабах еще нет), но по крайней мере - опыт есть. Говоря о межпланетном перелете или орбитальном полете, мы можем отказаться от жестких баков для топлива, и использовать "надувнушки". Многослойный бак, внутри которого топливо, в промежутке - вытесняющий газ, внешние слои - теплозащита и защита от микрометеоритов. Свернул, кинул в ракету-носитель, запулил на орбиту, на орбите вынул, развернул, закрепил на конструкции, подсоединил трубопроводы. Опять же - такая конструкция топливных баков теоретически позволяет использовать опустевшие за время полета баки уже возле Марса для усиления противометеоритной защиты марсианской станции. Разрезали по заранее подготовленной линии, укрепили сверху на обшивке станции - радуемся, как дети малые.
Ни грамма не выбрасывается в космос просто так.
Нужно понимать, что это не изолированные какие-то идеи - это индустрия.
Поскольку в межпланетном перелете испытываемые конструкцией ускорения минимальны, и мы понимаем, что это неминуемо, ибо чем выше удельный импульс - тем ниже тяга, наш космический корабль-дальнобойщик будет представлять из себя фактически орбитальную станцию, к которой приделали двигатели. И это выдвигает новую идею. Двигательная установка может быть сменной.
Поставили мы на наш корабль ионные двигатели, мы слетали пяток полетов - а тут следующие двигатели сделали, лучше прежних. Что, весь корабль выбрасывать? Нет, открутили старые двигатели, прикрутили новые. Старые, возможно, если ресурс позволяет - отправили на лунную станцию, на марсианскую - туда где пригодятся. Хотя бы и в качестве ЗиПа. В танкер-автомат засунули и отправили.
Когда Колумб открывал Америку - у него была одна каравелла и две каракки. Обычные коммерческие суда. В те времена на этих кораблях перевозили все - и зерно, и золото, и вина, и масла, и металлы. Универсальные корабли были. Но если посмотреть сейчас на морские просторы, можно увидеть очень разные корабли. К примеру, рудовозы и зерновозы - они разные. Груз насыпной, но перевозится по-разному и разное оборудование используется. Потому что это коммерчески выгодно и эффективно. Если сейчас морской товарооборот США перевести на каравеллы Колумба, или даже на сухогрузы времен начала 20-го века... Ну, вы поняли. Перенос сборки космических систем в космос позволяет перейти от каравелл к балкерам и роллерам, понимаете?
Не универсальные системы - заточенные системы. Собираемые под конкретную функцию, и выполняющие ее максимально эффективно.
В космосе нельзя иметь ничего лишнего.
Уже панорамка открылась, верно? Оставлю вас погрезить немного. Думаю, вам будет приятно получить наслаждение ума от додумывания концепции. В следующей части мы будем рассматривать ее более конкретно на примере системы Земля-Луна.
Будет интересно, обещаю.
И кстати заметьте - теперь стало абсолютно ясно каким местом эта тема - межпланетных полетов и колонизации планет - к многоразовости в космонавтике, верно?
Сегодня выпуск о том, зачем в космосе нужно сделатьу борку мусора, и при чем тут будущее освоение Марса и Луны.
Поехали
Немного о многоразовой космонавтике - 16
(зачем в космосе нужно сделатьу борку мусора, и при чем тут будущее освоение Марса и Луны)
Ну что, давайте посмотрим поближе на наше мрачное космическое будущее, да? А то тут уже про циклеры Олдрина речь зашла... Я же говорю - сплошные автостопщики, и ни одного дальнобойщика... Конечно, это не значит, что циклеры - это плохо. В качестве крупных логистических узлов нескоропортящихся продуктов, например - это может быть прекрасной идеей, во всяком случае, пока у нас нет сверхсветовых двигателей и антигравов...
Итак, вот у нас система Земля-Луна, от которой надо плясать, и есть некая концепция, некая парадигма, предусматривающая определенное использование этой системы в контексте дальнейшего освоения космоса.
И шо мы со всем этим будем делать?
Прежде всего, у нас есть некоторое количество особых точек. Это точки Лагранжа, например, это геосинхронные орбиты, это радиационные пояса. Особость этих точек подразумевает, что в контексте хозяйственной деятельности они могут представлять специальный интерес. Сегодня, к примеру, геостационарная и геосинхронные орбиты забиты разного рода спутниками связи, наблюдения, созерцания и медитации... Шутка.
Короче - интересные в хозяйственном плане орбиты должны быть ухожены и сверкать, прадон мое советское армейское прошлое, как у кота яйца. Все вот это вот безобразие надо убирать:
Еще раз объясняю разницу. Наука - это когда запустили спутник и зырят через него в дали космические. А хозяйственная деятельность - это когда приходит угрюмая пуц-фрау и веником гонит горе-астрономов спать по кроваткам.
Итак, нам нужен космический буксир, который будет собирать мусор и тащить его к мусорному ведру, то есть - космическая Фрекен Бок.
Теоретически возможны два варианта буксира - буксир малой тяги и буксир большой. Буксир малой тяги - система с высоким удельным импульсом, то есть малым расходом рабочего тела, что теоретически позволяет сильно менять параметры орбитального движения массивных объектов либо много раз и очень сильно - параметры менее массивных. Недостатком такого буксира является то, что на малой тяге нельзя производить резкие изменения параметров движения за одну коррекцию. То есть - этот буксир хорош для того, чтобы перетаскивать нагрузку от одной стабильной орбиты до другой стабильной орбиты. Если целевая орбита будет короткоживущей - буксир просто может не успеть с нее уйти вовремя, но ведь не для того мы его создавать и выводить думаем, чтобы он вместе с мусором в атмосфере сгорел? То есть собирать мусор по разным высоким орбитам и тащить их на менее высокие, но более удобные для уборки - тут буксиру малой тяги равных нет, конечно. Будет он оснащаться ядерной энергетической установкой, или все-таки ограничатся обычными солнечными батареями - это вскрытие покажет, как говорится, и лично я не уверен насчет совсем уж острой необходимости в ЯЭУ...
Опять же, буксиром малой тяги можно доставлять спутники в место ремонта и обслуживания, буде возникнет такая идея.
Когда мусор оказывается на орбите, с которой его можно уже уронить в атмосферу, здесь нам нужен буксир большой тяги, способный резко поменять параметры движения мусора и затем - резко вернуться на стабильную орбиту. Здесь скорее всего будут использоваться химические или ядерные двигатели. Потому что они позволяют дать большую тягу при приемлемом удельном импульсе.
Если процесс межорбитальных переходов, в общем, вопросов не вызывает, то вот "пинок", которым буксир будет "бомбить" Землю отработанным железом - это любопытный момент. Существует два типа маневров - маневр в перигее и маневр в апогее. Маневр в перигее невыгоден, ибо в перигее спутник имеет превышение скорости над орбитальной, и кроме того, находится близко к плотным слоям атмосферы. Потому нужная дельтаВэ велика, велик расход топлива, и запас времени на отстыковку и последующий разгон самого буксира крайне мал. С другой стороны, маневр в апогее позволяет минимальными запасами топлива очень сильно менять высоту перигея, погружая его в атмосферу. Таким образом, можно предполагать следующее.
1. "Предсмертная" орбита, на которую буксир малой тяги будет выводить космический мусор, предназначенный для сброса в атмосферу, будет обладать сильным эксцентриситетом, и скорее всего - близкое к полярному расположение. Такое расположение мотивируется тем, что близкие к экватору орбиты и орбиты малых наклонений гораздо интереснее для хозяйственной деятельности, чем полярные, и сильно загружены работающими спутниками.
2. Буксир большой тяги, захватив мусор, понижает маневром в апогее высоту перигея оного мусора, например, до 80-90-100 километров. Поскольку орбита имеет большой эксцентриситет, у него остается масса времени на отстыковку и набор скорости, чтобы не ухнуть вниз вслед за мусором. Мусор, оказываясь на орбите с перигеем, гарантирующим сильное торможение, начинает падать. Даже если он и "прорвется" на первом круге - ничего страшного, потому как высота перигея-то у него увеличиться не может...
3. Поскольку буксиры низкой тяги, обладающие низким расходом рабочего вещества, обладают высокой орбитальной маневренностью, они стягивают подлежащий ликвидации мусор на одну и ту же орбиту. Поскольку буксир большой тяги все время и непрерывно крутится по этой орбите и вокруг нее - ему не надо бегать по космосу и жечь топливо, что при его низком удельном импульсе неразумно. Работу ему доставят на дом.
4. Для спутников на очень высоких орбитах (выше суточной) возможно, потребуется комбинированный тип буксира, который будет не опускать их к атмосфере, а направлять в сторону Луны, чтобы они по завершении гравитационного маневра летели прямо в атмосферу Земли.
В предложенной схеме у нас два дорогостоящих компонента, которые хотелось бы использовать многократно - буксир малой тяги и буксир большой тяги. Для обеспечения многократности использования им требуется обслуживание, то есть - СТО+заправка.
На "заправку" буксиры большой тяги будут доставляться буксирами малой тяги. Либо вообще - станут заправлять их по месту работы с помощью специальных заправочных модулей с буксиров МТ. Поскольку деятельность "заправки" потребует систематического снабжения с Земли - орбита ее будет скорее всего примерно как у МКС. К слову сказать, МКС или ее часть прекрасно подходят для выполнения этой задачи после снабжения специализированным стыковочным терминалом. Хинт - если мы хотим использовать буксиры малой тяги многократно, ЯЭУ может оказаться препятствием, ибо облучение станции во время сближения с таким буксиром нежелательно, почему я и думаю о солнечных батареях - но тут уж, как говорится, упремся-разберемся.
Кстати, если некоторые спутники, например космические телескопы, спутники связи или навигации, выводятся из эксплуатации в связи с исчерпанием топлива - на СТО их можно будет возвращать к жизни и модернизировать, вместо чтобы хоронить. Профит.
Задача уборки мусора приводит нас к необходимости иметь на орбите Земли многократно используемые космические буксиры. Так как мы не ищем легких путей, тьфу, не стремимся облегчить жизнь космическим автоматам - эти же самые буксиры также могут заниматься тем, чтобы принимать на низких орбитах выводимые аппараты, и доставлять их на целевые орбиты. В результате этой операции, осуществляемой буксирами малой тяги (начальная и конечная орбита стабильны), мы можем отказаться от систематического использования разгонных блоков для массивных высокоорбитальных аппаратов, что при тех же носителях увеличит величину выводимой за раз полезной нагрузки. На сотни килограмм или даже на тонны. Профит.
То же самое, кстати, касается и вопросов выведения нагрузки к Луне. Если в полет отправляется не корабль с экипажем, а модуль какой или спутник, межорбитальный буксир малой тяги, из числа используемых для уборки - может оказаться хорошим помощником или даже концептуальным решением, снижающим стоимость всего проекта и увеличивающим выводимую массу. Профит.
Таким образом, централизованная система космической буксировки из двух типов спутников и одного терминала потенциально позволяет не только очистить околоземное пространство от представляющего опасность мусора, но и расширить возможности по выведению, не требуя создания новых ракетно-космических систем. А создание и обслуживание системы буксировщиков также целиком и полностью реализуемо уже имеющимися возможностями. Даже древними, как дерьмо мамонта, Союзами и Протонами.
Это называется индустриальное решение, понимаете?
Обратите внимание. Речь идет не о чем-то гениальном - идея орбитальных буксиров обсуждается уже давно. Речь идет о парадигмальном сдвиге. Мы уходим от идеологии один корабль - одна миссия, и переходим к мысли одна функция - один корабль. С технической точки зрения буксировщик мусора и разгонный блок - это практически одно и то же. Вот и ладушки, как говорится...
Выше мы говорили о возможной рациональности использования комбинированного буксировщика большой-малой тяги для захоронения спутников с высоких орбит через гравитационный маневр вокруг Луны. Если реализовать буксировщики так, чтобы буксировщик БТ мог стыковаться с буксировщиком МТ с сохранением функций обоих, нам не потребуется третий аппарат. Мы сможем работать такими связками - "комбинашками". В конце концов - собрали же МКС из отдельных блоков, верно?
Продолжаем наши изыскания. Тут недавно Америка задвинула свою программу создания лунной орбитальной станции. Я, наверное, вскоре разберу этот сон разума сумрачного англосаксонского гения, но пока мы на него отвлекаться не будем.
Наличие работающей системы орбитальных буксировщиков, базирующихся на низкоорбитальную космическую станцию, открывает перед нами новые перспективы по лунной программе. Если мы посмотрим на энергетику космических полетов, то поймем, что самое лучшее для нас - это работать с низкими орбитами. Максимальная выводимая нагрузка, минимальная стоимость - как по отдельному запуску, так и по параметрам ракетно-космической системы. Действительно, РН среднего класса, уже освоенные промышленностью, производятся серийно, имеют минимальную стоимость, для таких ракет уже есть масса полезных нагрузок, и они работают именно с низкими орбитами. РН тяжелого класса во-первых, требуют промышленного освоения, а во-вторых, для них сейчас коммерческих нагрузок нет. Ну то есть на один запуск в год тяжелого носителя мы можем чего-то сообразить всей планетой вспотев корой головного мозга, но это же несерьезно... А со сверхтяжелыми дела обстоят еще хуже. Потому грузообмен Земля-НО является с логистической точки зрения оптимальным, причем оптимальным именно в нижней-средней весовой категории. Более того, любые работы в космосе, связанные со сборкой, тестированием, и так далее - гораздо проще выполнять именно на низких орбитах. Доставить смену космонавтов и тонну горючки на орбиту 400 км все-таки легче, чем на орбиту в 360000 км.
При наличии буксировщиков малой тяги гораздо рациональнее собрать лунную станцию на низкой околоземной орбите, и затем оттарабанить спокойненько к Луне целиком, понимаете? Нам потребуется выполнить столько же полетов, сколько и при сборке на орбите Луны - но все полеты будут дешевыми, операции - дешевыми, и нам не потребуется для этого суперракета, обойдемся тем что есть, и даже не вспотеем. Нам всего только потребуются - из того, чего прямо сейчас нет - буксировщики малой/большой тяги и терминал их обслуживания - причем тоже на низкой орбите.
Причем и буксировщики, и терминал выводятся существующими РН среднего класса тока в путь...
В результате промышленной эксплуатации системы буксировщиков мы приобретаем массу опыта как в операциях в открытом космосе, так и в навигации активных межорбитальных полетов. Мы получаем опыт заправки и обслуживания аппаратов в открытом космосе. Мы приходим к следующим интересным концепциям:
1. Модульные космические спутники. Отдельно базовая платформа - системы электропитания, навигации, коррекции и ориентации, отдельно функциональный блок - телескопы, системы связи, навигации, всякие экспериментальные модули и прочее. Причем базовые платформы являются долгоживущими и многократного использования, а функциональные блоки по мере необходимости модернизируются и меняются.
2. Межпланетные буксировщики на основе буксировщиков малой тяги. Снабженные ионными двигателями, как обладающими максимальным удельным импульсом, такие аппараты будут доставлять исследовательские проекты к Марсу и Венере, например, или в пустоту околосолнечного пространства. Поскольку речь у нас идет о промышленных системах, отлаженных длительной эксплуатацией в околоземном пространстве (там математика, например, одна и та же фактически, плюс в околоземке ресурсные испытания и отладка решений прямо в процессе эксплуатации происходят), можно говорить о высокой надежности и отказоустойчивости таких систем по сравнению с уникальными разработками.
3. Возможные околопланетные орбитальные станции можно будет собирать на НО Земли, отправлять буксировщиками к местам базирования в необитаемом законсервированном виде, и там вводить в автоматический режим работы.
4. На базе межпланетных буксировщиков путем разработки дополнительных модулей создаются танкеры для снабжения инопланетных орбитальных станций. Этими же буксировщиками, к примеру, к Марсу может быть доставлен марсианский челнок, запасы топлива для него, запасы продуктов - что резко снизит требования к марсианскому обитаемому кораблю, когда тот полетит с космонавтами.
Каждый раз мы используем ранее накопленный опыт, каждый раз мы повторно и многократно используем ту же технику, каждый раз мы эту технику изучаем, как она себя ведет, и совершенствуем в желаемом направлении. Мы уходим от ситуации, когда вся миссия, например марсианская. разрабатывается с нуля целиком. Мы можем теми же инженерными коллективами решать гораздо большие объемы технически задач. И теми же производственными мощностями - реализовывать эти задачи. Более того, создание, в процессе эксплуатации, такой комплексной технической системы, порождает выработку стандартов подготовки и образования специалистов, что уменьшает затраты на подготовку персонала, увеличивает эффективность образовательной системы, позволяет создать комплексную систему отбора и сертификации специалистов и тем самым - еще уменьшить затраты на космическую отрасль при одновременном увеличении отдачи в областях, имеющих коммерческое значение.
Наконец, по мере накопления опыта, развития техники, создания задела (готовая законсервированная станция у Марса, например), мы можем приступать к сборке марсианского транспортного обитаемого корабля на орбите Земли. К этому моменту мы будем очень хорошо знать межпланетное пространство, у нас будет экспериментальный материал, который мы положим в основу проекта, у нас будут готовые технические площадки для сборки на орбите, у нас будут квалифицированные специалисты в количестве, у нас будет статистика использования и отказов систем. Мы не будем делать шаг в неизвестное - мы шагнем в уже известное, просто еще не освоенное.
И все это мы сможем сделать носителями среднего класса, без всяких суперракет, просто одним рациональным использованием доступных технических средств и ресурсов.
А когда наши космонавты прибудут к Марсу - их будет ожидать включенная, прогретая уже станция, и даже чашечка кофе будет уже приготовлена. Ну и ленточка - если об этом позаботятся заранее строители станции...
Только не надо, пожалуйста, как тогда с транспарантами, хорошо?
Работа на орбите Марса будет начата с создания космической группировки спутников навигации, связи и мониторинга. Станция станет информационным хабом и (ну куда же нам без буксировщиков малой тяги?) центром обслуживания этой спутниковой группировки. В короткое время будет накоплен огромный массив информации по геологии, метеорологии, гидрологии (говорят там есть вода) Марса, по происходящих на нем процессам. С борта станции будут запускаться на поверхность роверы и аппараты для забора образцов грунта. Исследовательские институты на Земле, собирая и анализируя полученную информацию, будут пытаться конструировать технологические цепочки, технологическую пирамиду, которая окажется возможной в марсианских условиях, и интересной с точки зрения практических результатов. И значит, для Марса в результате будет подобран вариант промышленного использования, наиболее полно отражающий его специфику и дающий максимальный эффект при минимальных вложениях сил, времени и средств.
Может, кто-то символически слетает на поверхность сделать селфи - надо же выпендриться, верно?
Если внимательно посмотреть на то, что описано - мы видим не создание кораблей и уникальные миссии, мы видим создание инструментов. Это индустриальное мышление. Мы создаем инструменты. И потом эти инструменты мы применяем, много-много раз - на Луне, Марсе, Венере, в Поясе астероидов, при полетах к Юпитеру... Человек без инструментов не может сделать ничего, но человек с инструментами способен сделать все. Вопрос - в наличии правильных инструментов. Если научный подход - это всегда челлендж и немножечко авантюра ("отрицательный результат - тоже результат"), то индустриальный - это предсказуемость затрат и результатов. В научном подходе мы можем грохнуть кучу бабла, просто чтобы посмотреть, что будет, в индустриальном мы всегда тратим бабло так, чтобы это принесло нам еще больше бабла.
Да, меркантильно.
Да, неромантично.
Ребята, в космосе действует одно простое правило. Звучит оно так. "Одно неверное движение - и вам пиздец". Романтики умирают первыми, и этот способ самоубийства слишком дорого стоит, чтобы вызывать одобрение инвесторов...
На самом деле космос - очень скучное место. Потому что где ты ни окажешься, первое, что ты встретишь - невесомость и вакуум. Как будто и не летел никуда на самом деле...
В следующей части мы пройдемся по Луне. Только пройдемся по-настоящему. Пусть и мысленно - но по-настоящему. Не для селфи. Потому что мы - не автостопщики, мы - дальнобой.
Сегодня осваиваем Луну господа, пока только мысленно.
Поехали
Немного о многоразовой космонавтике - 17
(сегодня осваиваем Луну господа, пока только мысленно)
Пошуткували, и будя... В смысле, отвлеклись, отдохнули - пора продолжить серьезные терки.
За Луну.
Итак, сперва мы рассмотрим предлагаемую "промышленную" стратегию освоения Луны. А потом (скорее всего дальше, в следующем посте или через пост) - сон разума, сумерки сознания, порожденные суровыми мужиками из НАСА в промежутке между протиркой оптических осей и капиталистическим субботником под названием тим-билдинг и бюджет-планнинг...
Итак, у нас есть терминал обслуживания буксиров на низкой орбите, буксиры, мы чистим космос от мусора, и готовимся сделать серьезный шаг вперед. Очевидно, первый шаг - Луна. И очевидно, что нам уже недостаточно сделать "маленький шаг" - нам нужно шагнуть широко, шагнуть свободно и укрепиться навсегда. Что надо сделать?
Первым делом нам нужно покрыть Луну надежной навигацией, связью и мониторингом поверхности.
Это на видимой стороне Луны мы можем обойтись прямой связью Земля-Луна. Связь эта длиной в 360000 км минимум, на пути радиационные пояса и ионосфера, потому антенны нужны большие, электроника уникальная, а пропускная способность будет низкая. А с обратной стороной Луны связи не будет вовсе.
Ломаем все нахрен и делаем по уму.
Делаем спутники. Система связи, построенная по принципу сотовой или там, WDS, как в транспорте - едешь, и интернет не кончается. Абонент передается от точки к точке. Одновременно этот спутник является передатчиком навигационного сигнала. Одновременно на нем стоит оптика, или другие средства наблюдения. Сеть таких комбинированных спутников покрывает, причем постоянным образом, всю поверхность Луны (на начальном этапе приэкваториальную, и средние широты, и уже потом, в силу особенностей - полярные области) навигационным сигналом и связью. Связь цифровая, пакетная, у нас по ней идет и голос, и телеметрия. Поскольку спутники находятся на высоте в десятки, много - сотня километров над поверхностью Луны, и у нас нет искажающего воздействия атмосферы, мы можем использовать на спутнике антенны с широкой диаграммой направленности либо фазовые решетки - дистанция небольшая, мощность сигнала может быть невысокой. На самой поверхности Луны мы устанавливаем реперные навигационные станции для точной навигационной привязки к поверхности (их надо не больше 10-12 штук). Помимо этих, чисто лунных спутников, мы выводим на более высокую орбиту три-четыре ретранслятора Земля-Луна.
Связь от лунного или окололунного объекта к лунному или окололунному идет через сеть спутников навигации и связи, при необходимости связи с Землей сигнал идет через большие ретрансляторы, связанные с сетью спутников связи и навигации, обеспечивающие надежный канал высокой пропускной способности. А не как во время лунной эпопеи 60-х годов.
Поскольку плоскость орбиты каждого спутника в пространстве не меняется, за один месяц такой спутник покроет пролетами всю поверхность Луны. На одном спутнике у нас стоит обычная камера, на другом инфракрасная, на третьем - лазерный дальномер для точного сканирования поверхности и так далее. Наши спутники, непрерывно синхронизируясь, обладают точной информацией о своем положении в пространстве, благодаря чему мы попутным образом получаем точную карту Луны в различных спектральных диапазонах, с трехмерной моделью, с магнитометрией и гравиметрией, короче - путем установки небольшого дополнительного уникального модуля на каждый серийный (они нам нужны будут в количестве) спутник навигации и связи Луны, мы получаем полную картографию, геологоразведку, причем (системы навигации и связи работают долго) мы не просто это получаем - мы проводим компаративные исследования, отслеживая динамику интересующих мест Луны в процессе происходящих изменений.
Я прямо чувствую, как селенологи дружно опростались от неожиданно открывающихся возможностей.
Поскольку речь идет о промышленном освоении Луны, у нас постоянная устойчивая связь. Лунные исследовательские и экспериментально-промышленные роботизированные комплексы теперь имеют простые унифицированные блоки связи и телеметрии, а весь пункт управления работами на Земле получает свой канал связи через Интернет и сеть спутников-ретрансляторов. Спутники навигации-связи-мониторинга Луны (СНСМЛ), ретрансляторы Земля-Луна (СРЗЛ), спутники связи, конвертирующие поток данных с Луны в общую сеть и через системы спутникового Интернета доставляющие конечным пользователям - операторам, ученым, руководителям миссий.
Еще раз говорю, речь идет не о великих научных достижениях - мы строим индустрию, и значит - максимально индустриализируем наши технические решения.
Наличие на Луне серьезной надежной системы навигации и связи открывает совершенно новые перспективы ее освоения. Мы автоматически получаем дополнительные реперы для траекторных измерений при полетах Земля-Луна (а это важно), автоматизируем работу роботов-буксировщиков возле Луны (а мы в прошлой части уже видели, как они нам необходимы), мы упрощаем и удешевляем проведение работ на лунной поверхности - причем на всей, включая обратную сторону Луны. И к тому же мы ведем комбинированное комплексное (у нас много спутников и много разных датчиков) исследование поверхности Луны. Мы еще не ступили на лунную поверхность - а уже можно организовывать там пикник - любимые Интернет-радиостанции и трансляции футбольных матчей обеспечены...
Я так и представляю запрос в Гугл - "але, я на Луне, а как вернуться на Землю?"...
Давайте рассмотрим принципиальный момент. Вот на Земле у нас есть отдельные спутники связи, отдельные навигации, отдельные мониторинга земной поверхности. Почему я говорю о комбинированных модульных системах?
1. Луна небольшая, атмосферы нет, орбиты могут быть низкие. Соответственно, параметры отдельных функциональных блоков могут быть ниже, блоки легче, и у нас есть возможность строить модульные многофункциональные системы.
2. Гравитационное влияние Земли и лунных масконов на лунный спутник выше, чем Луны - на земной. Соответственно, у нас будет дрейф орбитальных параметров. Отслеживать орбитальный дрейф в небольшой группировке, не допуская образования мертвых зон и закритических изменений параметров орбит проще, чем в большой группировке, а информационная насыщенность каналов связи служебной информацией - меньше.
3. Орбиты спутников Луны более тесные, и на Луне отсутствуют мощные средства (их там вообще нет!) отслеживания окололунного пространства. Потому чем меньше железа там будет крутиться - тем проще будет жить.
Отдельно следует сказать вот о чем. Луна не просто интересное космическое тело, Луна - полигон. Потому на орбите Луны будут испытаны средства управления орбитальной группировкой на базе искусственного интеллекта. Земная орбита слишком забита, объектов много, средств для организации подобной "диспетчерской службы" требуется много, и для Земли такая система появится нескоро. А вот для Луны такую систему можно будет разработать заранее, оттестировать с малой группировкой и развивать по мере ее роста. Позднее, при работе у других планет - такая ИИ-система окажется очень полезной и нужной, разгружая немногочисленные коллективы космонавтов и позволяя им сосредоточиться на более насущных вопросах.
Мы еще не ступили на поверхность Луны. Мы всего лишь прилунили некоторое количество реперных навигационных станций, и создали начальную спутниковую группировку. Но у нас уже качественные изменения ситуации. У нас есть картография, связь, навигация, мы можем управлять лунными и окололунными комплексами с земных терминалов.
У нас есть индустриального уровня база.
Теперь по поверхности Луны начинают рассекать луноходы, управляемые через интернет фрилансерами всякими (ну это я загнул - конечно же, рулить будут обычные хипстеры, работающие где им удобнее через телеконференции), а на орбите Земли начинается сборка лунной орбитальной обитаемой станции. И вот здесь у нас получается нечто, в корне отличающееся от МКС, ребята.
Понимаете, МКС - это исследовательская станция Земли. К тому же, находящаяся под защитой радиационных поясов. К тому же - на низкой орбите. Там есть масса оборудования, основная задача которого - исследование Земли. МКС собрали из отдельных модулей-лабораторий, и эти лаборатории там не меняются, просто меняют оборудование. Путь к Земле недолгий, люди не парятся. Случись что на станции - все в трусах прыгают в спускачи и отваливают.
А на Луне так не получится.
Потому основное назначение окололунной станции - это индустриальные исследования. Вне радиационных поясов возникает проблема длительного воздействия солнечных лучей на экипаж. Эксперименты в области радиационной защиты, создание радиационных убежищ, медикаментозная противорадиационная профилактика - конь не валялся, не ступала нога человека. То, что потребуется потом у других планет - создание зон искусственной гравитации. Нет, на Луну и так можно, и без этого, но вот на Марс уже без центробежного отсека ну никак. Эксперименты с сельскохозяйственными культурами в космосе. Понятно, что на МКС такие эксперименты ставят - но МКС находится под защитой радиационных поясов. А как те же твари безголовые и растения с микробами поведут себя при наличии долговременной жесткой радиации - это очень-очень серьезный вопрос. Поведение материалов при той же радиации. Поведение электроники. Не в течении лет - в течении десятилетий...
Лунная орбитальная станция должна задумываться как конструктор, который непрерывно будут курочить. Менять одно на другое. Достраивать-перестраивать-улучшать. Менять энергетические и двигательные компоненты. Менять системы жизнеобеспечения. МКС раз построили и успокоились - лунная станция суть полигон, максимально приближенный к условиям дальних полетов, но находящийся рядом, и потому бесценный. Блоки марсианской станции и марсианского корабля пройдут испытания в составе лунной станции.
Поскольку грузооборот Земля-Луна гораздо дороже снабжения МКС, именно на лунной станции будут проводиться активные работы по замыканию цикла жизнедеятельности. Туалеты, души, сауны, прачечные (молчать про министерство культуры!), переработка отходов, переработка мусора, утилизация неперерабатываемых отходов, опыты по созданию живых культур, питающихся отходами и проверка этих культур на устойчивость к условиям полета и мутациям... Черт возьми, лунная станция - это как полет к Проксиме Центавра, только рядом с Землей, я даже вообразить не могу объем работ, которые здесь можно, нужно и правильно выполнить.
Без лунной станции никакого прыжка в космос не будет - будет просто очень дорогостоящий пук.
Еще раз повторяю. Да, МКС - она модульная, она построена вокруг модулей из модулей, но она просто памятник застывший в камне по сравнению с тем, чем должна стать лунная станция. Лунная станция - это прежде всего технологический полигон.
А еще - лунная станция станет СТО и заправкой для орбитальных роботов-буксиров.
Теперь понятно, почему без лунной станции никакой нахрен дальней пилотируемой космонавтики не будет?
А мы опускаемся на поверхность Луны, смотрим на вдохновляющий пейзаж и задумчиво чешем репу...
И что именно нам здесь надо было?
А вот именно что...
Помните, мы говорили, что настоящая космонавтика начнется только тогда, когда в космове будет индустрия? Так вот же она, перед нами - вглядитесь в снимок. Не видите?
Элементный состав лунного реголита (в %)
41% кислорода. Кислорода, Карл!
Кислород нужен, чтобы не задохнуться, а еще - в качестве окислителя ракетных двигателей. 20% кремния (Карл!) - это солнечные батареи и электронные микросхемы. Алюминий и магний - это конструкционные материалы, а также зеркала, обычные зеркальные покрытия для солнечных концентраторов. В космосе алюминий не окисляется, и зеркала могут служить долго-долго... Железо, старое доброе железо, которое тут не ржавеет. И немного титана. Немного - но хрен с ним, спасибо и на этом. И много-много солнечной энергии при полном отсутствии облаков...
Ребята, вы понимаете, что это не месторождение - это просто песок под ногами такой на Луне? А если взять и поискать залежи?
Давайте начнем с солнечных батарей и электроники. Самая большая проблема в электронной промышленности - пыль. На луне нет атмосферы, и потому пыль просто падает вниз. Нам просто нужен большой навес, чтобы в тени стабилизировался температурный режим, литографический робот и стол. И мы можем печатать любые микросхемы.
Фактически на "открытом воздухе".
Солнечные батареи местного примененния нам даже не надо будет покрывать защитным слоем - нет атмосферы, нет и окисления. А тончайшие зеркальные пленки мы будем получать прямым осаждением паров алюминия. Нет атмосферы - наши зеркала никогда не потускнеют. О зеркалах мы еще поговорим, кстати...
Мы знаем, что стоимость доставки в космое постоянна и зависит только от массы. Потому доставить на Луну литографический станок для печати микросхем - выгоднее, чем доставить готовую продукцию. Можно доставить оборудование, и добывать на Луне то, что на ней есть, и даже производить из этого отдельные устройства. Вопрос. Хорошо, мы произвели на Луне сто тонн продукции. Но это же Луна, нам же это надо как-то вывезти туда, где эта продукция нужна! Ребята, еще раз повторяю - мы мыслим индустриально.
Надо вывезти с Луны сто тонн продукции - вывезем.
На Луне нет атмосферы. Соответственно, отсутствуют явления нагрева и торможения для быстро летящих предметов. По этой причине с Луной у нас проблема. Чтобы затормозиться и приземлиться, нам нужны двигатели. На Земле просто - сперва затормозился об атмосферу, потом выпустил парашют - и ты дома. Взлететь в космос с Земли - вот проблема, а вернуться - как два пальца об асфальт. А на Луне все наоборот. Чтобы прилуниться, нужно сжечь много топлива, иначе или разобьешься, или мимо пролетишь. А вот взлетать с Луны...
Первая космическая скорость для Луны - 1,6 км/сек. Не восемь, а чуть более полутора.Вторая космическая скорость - 2,4 км/сек. В феврале 2008 года рейлган показал скорость снаряда выше, чем вторая космическая для Луны. На Луне много солнечной энергии, низкая скорость убегания, и из банального рейлгана, безо всяких ракет, мы можем обстреливать Землю и даже фигушки землянам показывать...
На Луне можно построить линейный электромагнитный ускоритель, который будет забрасывать веса в космос со скоростью, лишь немного меньшей, нежели первая космическая. Просто за счет энергии, добытой из солнечного света. Без расхода массы. И нам достаточно поставить на каждый забрасываемый контейнер маленький легонький ракетный ускоритель, чтобы дотянуть скорость до орбитальной. Мизерный расход топлива - дешевое выведение массивных грузов. Особенность Луны в том, что на нее многократно сложнее приземлиться, чем с нее взлететь. Если, конечно, на Луне есть электромагнитная катапульта. Луна - идеальный космический производитель и экспортер полупроводниковой кремниевой электроники.
Что, вы сомневаетесь, что на Луне можно проводить зональную плавку кремниевого кристалла?
Уникальные качества Луны, позволяющие решить производство и экспорт полупроводниковой конструкции, в перспективе могут оказать существенное влияние на освоение космического пространства. Дешевые пустотные солнечные батареи тоннами, да еще и уже в космосе - это хороший задел для любых крупных потребителей энергии, включая марсианскую станцию или...
...или межпланетные корабли.
Давайте пока не будем говорить про ядерные реакторы. Ядерный реактор, пусть самый слабенький - это все-таки Земля. Такое еще очень долго можно будет изготовить только на Земле. А мы с вами уже понимаем, что настоящее освоение космоса возможно будет только тогда, когда ресурсы для освоения космоса будет давать сам космос. Мы уже изготовили на Луне солнечные батареи. Теперь нам надо сделать так, чтобы у Марса, например, они давали достаточно энергии для работы ионного двигателя.
Солнечный лазер. Большое зеркало, изготовленное на Луне осаждением из паров добытого на Луне же алюминия. Это зеркало концентрирует лучи на рабочем теле лазера. И лазер дает лазерный луч. А лазерный луч - лучший переносчик энергии в безвоздушном пространстве. И если мы направим такой луч на солнечные батареи марсианского межпланетного корабля, они дадут нам много энергии. Достаточно, чтобы прожорливый на энергию ионный двигатель не остался на голодном пайке.
И никакого дополнительного радиационного облучения корабля и эвипажа реактором.
Много таких солнечных лазеров, выведенных в межпланетное пространство между орбитами Земли и Венеры, управляемые из единого диспетчерского центра, будут генерировать энергию для многочисленных межпланетных буксиров, танкеров, станций. Они просто висят в пустоте на своих орбитах, пошевеливая зеркалами, и на внешних орбитах - Марса, в Поясе астероидов, у Юпитера - есть энергия.
А теперь внимание.
У Ларри Нивена в "Мир-кольцо" описана солнечная энергетическая система Кольца (черные квадраты). Вспоминаем, что там было описано. Когда "Лжец" оказался на опасной траектории, энергетические станции сфокусировали на нем свои лучи... Вот смотрите. Летит к Земле астероид. Здоровый, зараза. И грозится испепелить все живое. Вот как вы думаете, поплохеет ему, если вдруг на его поверхность обрушатся петаватты лазерного излучения?
Та самая противоастероидная оборона Земли, о которой сейчас пока только задумались - она решается системой солнечных лазеров, произведенных на Луне. В "мирное время"" это электростанции, "по призыву" - сам гнев господень... Если, конечно, Луна подверглась индустриальной колонизации человеком...
Все, описанное выше, несмотря на титанические (особенно в части петаваттной системы солнечных лазеров) масштабы, не выходит за пределы известного либо технически реализуемого. Это не сказки про антигравитационный двигатель (вот когда-нибудь разработаем, и тогда...). Это вполне реальные конструкции, которые уже сейчас можно начать изображать на чертежной доске, тьфу - рисовать в Автокаде. И оно будет работать. Просто нужно понимать, что все это богатство мы с Земли в обозримом временном масштабе не выведем - слишком дорого. Единственная возможность - это сразу делать это вне Земли, и ресурсы для этого брать вне Земли.
И Луна для этого - идеальная научно-промышленная площадка. Она достаточно близко, чтобы начать освоение. Она достаточно далеко, чтобы на ее орбите отрабатывать вопросы, касающиеся дальнего космоса. И на ней есть ресурсы для движения вперед. Луна - это комплексная площадка, экспериментальная, научная и промышленная, для начала большого пути в Большой космос...
Знаете, на самом деле я сильно сомневаюсь, что цивилизации, не имеющие естественного спутника достаточных размеров, вообще могут выйти в космос по-настоящему...
Сегодня о том зачем в космосе будущего ядерные реакторы, солнечные батареи и лазеры.
Поехали
Немного о многоразовой космонавтике - 18
(зачем в космосе будущего ядерные реакторы, солнечные батареи и лазеры)
Сегодня мы поговорим о ядерной энергии в космосе. На снимке сверху - ядерный реактор подводной лодки. Не космический, но - компактный, надежный, рабочий.
Итак, ядерный реактор на космическом корабле - это хорошо или плохо?
В настоящее время на космических объектах используются ядерные источники двух типов. Это изотопные источники и ядерные реакторы. Первые - простые и надежные, но неуправляемые, вторые - посложнее будут, но ими можно управлять. Изотопники могут давать энергию сотни лет, но количество энергии будет уменьшаться со временем. Реакторы могут работать десятки лет, но по достижении определенной глубины выгорания топлива - остановятся. Изотопник в вакууме, когда его способность давать энергию иссякнет, не будет требовать обслуживания. Реактор после останова надо обслуживать, поскольку образовавшиеся в активной зоне короткоживущие изотопы будут продолжать разогревать конструкцию, и это может нехорошо закончиться. В последнее время появилось несколько новых схем ядерных реакторов космического назначения, и они решены в смысле нагрева в стиле изотопников. Открытая активная зона, в процессе работы излучающая в пространство тепло и нейтроны, после остановки реактора рассеивает остаточное тепло, делая реактор безопасным. Излишне говорить, что на Земле такие конструктивы недопустимы.
Итак, вопрос - нужен ли реактор в космосе? Нужен однозначно, там, где нет возможности для пользования солнечными батареями. Вырабатываемая солнечными батареями энергия убывает обратно пропорционально квадрату расстояния от Солнца, и потому уже в районе Юпитера СБ является скорее обузой, чем надежным источником энергии. Тот факт, что автоматические межпланетные станции пользуются СБ и там, говорит только о том, что разумной альтернативы у нас пока нет. С другой стороны, ядерный реактор как надежный поставщик большого количества энергии обладает ограничениями во времени работы. За то время, пока космический аппарат достигнет орбиты Урана или Нептуна, ресурс реактора будет в значительной степени исчерпан. И на саму работу на границах Солнечной системы у нас энергии реактора тупо не хватит. Вот здесь вот мы рассмотрели возможность создания изотопного источника "с подкачкой", который в качестве источника энергии использует распад короткоживущих изотопов, как в изотопных источниках, а ядерное субкритическое ядро используется в качестве ""зажигалки", позволяющей "обновить" "батарейку". Но ребята, давайте быть рационалистами - изотопный источник дает очень мало энергии...
С точки зрения рассудка ядерные источники хороши на внешних границах системы, и исключительно для одиночных исследовательских миссий. Для серьезного освоения пространства они не годятся, и вот почему.
Каждый выведенный в космос реактор должен быть собран на Земле. Ну нет у нас на Луне, например, уранового месторождения, не можем мы, и не сможем в обозримом времени, построить в космосе обогатительный комбинат, химическую промышленность, которая даст нам материалы высокой степени чистоты, точное механическое производство и так далее. Каждый реактор в космосе - это запуск ракеты с Земли. Вот американцы, молодцы такие, сделали реактор "килоповер", дающий 10 кВт в течении 10 лет. Вопрос. Что такое 10 кВт? 10 кВт - это исследовательская автоматическая космическая станция. Уже сейчас мощность солнечных батарей МКС может достигать в пике 32 кВт, эта мощность вырабатывается в течении десятков лет, и все это нужно для того, чтобы три-четыре-пять космонавтов на борту МКС протянули и не померли. Не дохрена ли это - тратить три реактора по несколько миллионов долларов каждый, запускаемые ракетами по десятки миллионов за один старт, для освоения космоса командой из трех человек?
Ребята, а давайте посчитаем, сколько нам всего бабла потребуется, чтобы лунное поселение на сто человек снабдить энергией с помощью таких реакторов?
Вот потому я и говорю. Дальние исследовательские миссии, возможно - спутники особой надежности (военные например), и все...
Мы еще раз вспоминаем простую мысль. Освоение космоса возможно только за счет использования ресурсов самого космоса. А в космосе у нас есть Солнце, которое представляет из себя, худо-бедно - натуральный термоядерный реактор. Фактически, вся добытая солнечными батареями энергия - она ядерная. И нам нужно что-то, чтобы собрать эту энергию и применить там, где надо.
Предлагавшиеся в прошлой части солнечные лазеры с прямым преобразованием как раз и представляют из себя такие вот сборщики-преобразователи. Эффективность преобразования и возможная к преобразованию мощность определяются исключительно конструкцией рабочего тела лазера. Однако уже сейчас лазеры в десятки киловатт не являются чем-то недоступным или запредельно дорогим. Количество энергии, которое может быть собрано для "накачки" лазера, определяется лишь площадью собирающего солнечный свет зеркала. Зеркало тоже по стоимости и сложности изготовления - отнюдь не ядерный реактор. Лазерное излучение монохромно. То есть - имеет строго определенную частоту. Почему это важно?
И тут мы вспоминаем о том, как работают солнечные батареи...
Солнечная батарея преобразует не весь солнечный спектр. Реально используемые для создания электроэнергии длины волн определяются энергетикой электронно-дырочных переходов и фотоэмиссии. большая часть света, которая падает на солнечную батарею - просто нагревает ее, что солнечной батарее, говоря по совести - только вредит. Если подобрать батарею и лазер таким образом, чтобы длина волны лазера совпадала с оптимальной для преобразования данной батареей - КПД возрастет. Грубо говоря, при лазерном облачении с той площади батарей, которые на МКС дают сейчас 30 кВт в максимуме, можно собирать 60-80 кВт, без увеличения суммарной мощности потока излучения.
Использование солнечного лазера в паре с адаптированной к нему батареей повышает эффективность последней. Кратно.
Для нас это означает, что межпланетный корабль, площадь солнечных батарей которого достаточна для работы систем жизнеобеспечения, связи и навигации при питании только от Солнца, выйдя на траекторию полета к Марсу, например, и получив дополнительную энергетическую подпитку от солнечных лазеров, автоматически получит массу энергии для работы ионного маршевого двигателя. И этой энергии будет больше, чем сможет дать ему ядерный реактор, или даже несколько, из тех, которые мы сейчас сможем разработать...
Таким образом, если мы говорим не об отдельных автоматических экспедициях к границам Солнечной системы, а о регулярных полетах - нам ядерные реакторы не очень-то и нужны. И даже наоборот. Потому что мороки с ними много, радиационная опасность от них исходит всегда, а система солнечных лазеров, однажды созданная, будет функционировать в разы дольше, чем рабочий цикл любого реактора более-менее вменяемой мощности.
Возникает вопрос. Насколько надежно энергоснабжение космических экспедиций за десятки и сотни миллионов километров с солнечных лазеров? И здесь у нас вот какие ответы.
Первое. Солнечный лазер не один. Ну просто по техническим причинам сейчас очень трудно создать пустотный лазер, который даст те же 30 кВт в луче в течении длительного времени. А лазер мощностью в 300 кВт - запредельно трудно, практически невозможно. Со временем научимся, да, но пока - мы вынуждены будем пользоваться большим количеством лазеров малой (по энергетическим меркам) мощности. А значит - неполадки с одним лазером существенного влияния на работу системы в целом, и конкретной экспедиции в частности, не окажут. У нас резервирование получается автоматически, понимаете?
Второе. Когда мы наблюдаем в море нефтедобывающие платформы - у нас появляется мысль о ненадежности? Нет, не появляется. Так и тут - привыкнем. Если мы говорим об индустрии, и об энтерпрайз-левел решениях, вопросы того, что "все пропало, шеф" - они не стоят в принципе. Индустриальные системы строятся таким образом, чтобы при возможных неполадках не допускать катастроф. Потому один экспериментальный лазер, возможно - и не надежно. Но система индустриальная, с гарантированными характеристиками - она надежна. Город на Марсе снабжать можно будет энергией, сотни лет подряд, понимаете, а не один кораблик...
Третье. Наведение и удержание фокуса на дальние объекты давным-давно отработано в космических телескопах. Это не вопрос в принципе. А в промышленном исполнении это будет очень недорогой невопрос. Более того - движение космических тел весьма предсказуемо. Потому считать траекторию корабля, находящегося за три миллиона километров, наводиться "по зайчику" и стрелять лучом в заранее рассчитанную точку на упреждение в реальном масштабе времени - это просто. А с учетом того, что единственным реально существующим вариантом двигателя для дальних экспедиций является ионный, который дает очень малые ускорения, и следовательно, траектория корабля на участке, диктуемом временем прохождения луча, можно считать баллистической - даже поправку на работу двигателя давать не придется.
Наконец, на борту корабля может находиться на всякий случай ядерный реактор. Только он будет выключен. Вот мы и нашли еще одно применение ядерной энергии в космосе.
Ядерный реактор может применяться в качестве аварийного, запасного источника энергии в пилотируемых миссиях.
Помимо этого, возможно использование изотопных источников малой мощности в качестве "шобдышал" на разного рода лунных и марсианских роверах. Марсоход Оппортюнити во время миссии подвергся запылению солнечных батарей во время марсианской бури и испытывал проблемы с электропитанием. Если бы он располагал "батарейкой", которая позволила бы стряхнуть пыль с солнечной батареи - эта проблема была бы решена. Кроме этого, изотопные источники облегчают поддержание температурного режима электроники аппаратов возможностью прямого подогрева, когда аппарат находится в режиме ожидания. Что особенно актуально для лунных аппаратов, подвергающихся глубокому охлаждению во время двухнедельной лунной ночи.
Наконец, компактные реакторы типа килоповера, теоретически (очень теоретически), если мы будем реально спешить на Луне - нам пригодятся для снабжения лунной базы. Но я бы не заморачивался. Потому что 10 кВт - это слезы, а закрывать значительный сектор поверхности для передвижения людей из-за излучающего стервеца не совсем приятно. Хотя, с точки зрения двухнедельной лунной ночи - похоже, придется, но для этого как раз килоповер не годится совершенно, так как не позволяет отбор тепла на технические нужды в случае необходимости. В этом смысле будет проще кидануть к станции пяток изотопников, снабженных термоинтерфейсами. По параметрам радиоактивного излучения они будут более приятны в обращении, (собственно говоря, они и рассчитаны на обращение в излучающем состоянии), а возможность отбирать тепло от радиаторов и подавать на станцию, а также проводить обследование в любой момент работы - бесценной. Соединив термоинтерфейсы со станцией, мы получим "магистраль отопления", которая будет нас греть долгими лунными ночами.
С килоповером, который после запуска, и даже после останова будет представлять сильный источник радиации, в том числе нейтронами - работать будет гораздо сложнее.
Существует еще одна космическая область, в которой нам могут потребоваться ядерные источники энергии. Я буду говорить чисто за Луну, для Марса это не годится, по крайней мере я пока вижу больше препятствий, чем выгод. Чтобы понять, о чем я, нам нужно чуть ближе посмотреть на ядерный реактор вблизи.
Ядерный реактор - это тепловая машина. Он вырабатывает тепло. Это тепло нужно от него отводить. На Земле для этого используются контуры теплоносителя, а излишки тепла уходят в атмосферу с помощью конвекции, которая по своим параметрам переноса энергии гораздо мощнее и выгоднее прямого излучения. Днем на Луне жарко, и с излучением у нас вообще проблема. А ночью холодно, и с излучением все будет хорошо. С точки зрения реактора на Луне его надо включать на ночь (14 суток) и выключать днем (14 суток), переходя на электропитание от солнечных батарей. Но это только один момент.
Из-за того, что мы можем отводить тепло на Луне только излучением - мощные реакторы на Луне невозможны в силу сложности построения радиатора огромных размеров, осуществляющего перераспределение тепла и его излучения в космос.
Потому реакторы для Луны должны быть маленькими и низкой мощности.
И вот здесь у нас возникает новый концепт лунного реактора.
Мы не изготавливаем реактор на Земле и не доставляем его целиком на Луну. Мы изготавливаем элементы реактора на Земле и доставляем их на Луну, где собираем и запускаем в эксплуатацию. Есть земная аналогия. Реакторы ВВЭР требуют изготовления корпуса реактора и доставки на место строительства целиком. Реакторы типа РБМК собираются "из кирпичиков" прямо на стройплощадке.
Графитовые сборные реакторы - это начало атомной эры. И эти же реакторы открывают нам новые перспективы на Луне. Собранные в небольших кратерах (чтобы радиация уходила вверх) "на открытом воздухе", эти реакторы будут делать то же, что делали на Земле - они будут нам создавать изотопы для изотопных батареек "шобдышал" для различных лунных автоматов. Обслуживаемые роботизированным манипулятором, такие реакторы могут стать фабриками по производству изотопов, обогревающих и дающих минимум энергии для переживания лунной ночи как обитаемыми базами, так и робототехническими комплексами. В таком варианте у нас сочетаются простота, функциональность, рациональность и безопасность реактора в лунных условиях. В любом случае, представляется гораздо более разумным использовать самосборные конструкции вместо моноблочных реакторов целиком земного монтажа, как с точки зрения логистики, так и с точки зрения гибкости использования.
Кроме того, сборные реакторы в отличие от моноблочных представляют возможность радиационной обработки материалов, что применяется в земной промышленности, и скорее всего, найдет место и в лунной, и мы пока не знаем, как именно.
Необходимо понимать, что ядерные реакторы пока что изготавливались только на Земле и чисто для земных нужд. Конструкция их, даже такая революционная, как в реакторах космических аппаратов, в общем, диктуется земной логикой. В космосе условия несколько отличаются, и существует ненулевая вероятность того, что в структуре хозяйствования, пригодной для Луны или Марса, реакторы найдут себе новые способы применения и обретут новые функции, которые нам пока неясны или неизвестны. В любом случае, я не рассматривал бы ядерные реакторы как единственные конкурентоспособные источники энергии при освоении космоса. Потому что ядерные реакторы, которые мы знаем - это пока еще слишком земное.
Сегодня о том чем будем нагружать тяжелые ракеты, и про блочное строительство лунной базы.
Поехали
Немного о многоразовой космонавтике - 19
(чем будем нагружать тяжелые ракеты, и про блочное строительство лунной базы)
Ну что, продолжим...
Не надо мне говорить, что я предвзято отношусь к Америке. Вот смотрите - мы даже американский реактор пристроили. Мы выяснили, что он пригодится. Только не так, как подумали американцы. Во-первых, мы его спрячем в кратер, чтобы радиация уходила только вверх, не мешая персоналу лунной базы перемещаться по поверхности. Во-вторых, мы будем его включать только по ночам. А днем жить, как нормальные пацаны, от солнечных батарей. Цикл 14/14 гарантирует нормальные параметры активной зоны при каждом новом запуске (АЗ отдыхает нужное количество времени, да и время для осмотра/ремонта появляется), а прерывистая работа - увеличивает вдвое срок службы. То есть он не 10 лет у нас дудлить будет, а все 20. И кстати, у меня для американских инженеров есть рацуха...
В вашем пустотном реакторе есть один хреновый элемент - двигатель Стирлинга. Я понимаю, MIT-шные понты, исключительная нация, передовые разработки... Но все равно сомневаюсь, что за 20 лет там ничего из строя не выйдет. Нехорошо ведь реактор выкидывать из-за того, что механика ломается в силу естественного износа? Вот смотрите. Мы выполняем стирлинг в виде модуля, который вставляется в гнездо. Чтобы было совсем высокотехнологично - делаем гнездо асимметричным, чтобы нельзя было вставить неправильно. В центре у нас горячая зона - туда приходят тепловые трубки от АЗ реактора. По краям - холодная зона - туда пристыкованы тепловые трубки радиатора. Кольцом между горячей и холодной зоной втыкаются стирлинги (даю отмашку - пирамидальные гнезда!). В гнезде есть скользящие контакты, чтобы вставляемый модуль автоматом подключался к шине отбора энергии. Вставили стирлинг - он готов к работе. Вынули - можем вставить другой. В таком варианте мы можем самую негарантированную с точки зрения поломок часть реактора - механическую - сделать заменяемой, то есть реактор - ремонтопригодным.
Ну что, ваша MIT-ня не сильно возмущается? Достаточно передовое решение? Ну вот и садитесь за чертежные доски...
Сделаете по уму - мы обязательно эту хрень куда-нибудь приспособим, у нас в хозяйстве все сгодится...
И да. Займитесь сразу самоходным манипулятором для работы с реактором. Сразу даю намек - чтобы при максимальном выносе стрелы со Стрилингом (или даже с реактором) наш атомокран не перевернулся - предусмотрите пустую площадку. Туда космонавты булыжников накидают, в качестве противовеса, и все пучком будет.
Отлично! Теперь мы можем разбирать сон разума, сумерки рассудка, известные нынче под названием "проект лунной станции имени НАСА и Дональда Трампа". Ну вот почему я в этих неудачников такой влюбленный?
Итак, лунная программа планируется к реализации с помощью разрабатываемой ракеты SLS. Ракета эта - тяжелого класса. Снимаем шляпу, опускаем глаза долу, теребим мотню. Семьдесят тонн на НОО в минимале, сто тридцать когда отладят - нам пора делать "ку" и надевать цак. В истории США уже была ракета подобной мощи, и даже большей, на самом деле - Сатурн-5, на ней астронавты к Луне летали. Давайте подумаем и посмотрим, что на самом деле происходит с американцами и почему у них такие проблемы.
Когда Константин Эдуардович Циолковский написал свою брошюру "Исследование мировых пространств реактивными приборами", он проводил теоретические разработки. Теоретические! Причем совершенно фундаментального плана. Константин Эдуардович правильно рассчитал, что энергетики химических топлив недостаточно, при егойных времен уровне развития технологий, чтобы построить одноступенчатую ракету. И предложил схему многоступенчатой ракеты (т.н. "ракетные поезда"). Это была теоретическая разработка!
История космонавтики - это лучший в мире пример косности мышления и ограниченности воображения человеческого.
Как только К.Э.Циолковский показал путь преодоления естественных энергетических ограничений путем построения многоступенчатой схемы - так сразу все и начали строить большие ракеты. Больше, больше, еще больше, совсем большие - так, чтобы все охренели! Я на самом деле понимаю космических инженеров. Ракета - это квинтэссенция технологий, праздник интеллекта и чудеса промышленности. У людей просто времени нет подумать - зачем на самом деле строить большие ракеты? Апофеозом этой идеи "летим дальше-строим ракету больше" является знаменитая презентация Илона Маска.
Люди прочитали книжку, и превратили теоретическую концепцию в религию.
Потому, чтобы лететь на Луну, люди все время пытаются построить что-то невъевообразимых размеров... Знаете почему? Потому что они читали Циолковского, и думают, что раз можно сделать "ракетный поезд" нужного размера - значит надо делать. Слава богу, Марс слишком далеко - одной ракетой не отделаться, потому задумались. В проекте марсианской миссии с лунной станции уже используется другая идея, похожая на то, что мы изложили в нашей парадигме индустриального подхода к освоению космоса. Только мы обошлись легкими и средними носителями, и попутно еще и порешали массу накопившихся вопросов...
Я сейчас кое-что проиллюстрирую. Когда американцы запустили орбитальную станцию Скайлэб, они сделали одну великую вещь, и одну непростительную глупость. Великая вещь заключается в том, что под орбитальную станцию они использовали третью ступень ракеты-носителя. Помните, о чем мы говорим в нашей парадигме? Мы говорим, что ничто не выбрасывается, и все используется повторно. Американцы использовали повторно третью ступень ракеты-носителя в качестве орбитальной станции - это был концептуальный прорыв в космонавтике. Но американцы сделали одну-единственную непростительную глупость. Они на этой станции предусмотрели всего один стыковочный узел...
Советскую станцию Салют, если слегка смять, можно было засунуть внутрь Скайлэба целиком. Она была маленькая, тесная, неудобная. Но у нее было два стыковочных узла. Прилетали космонавты. Припасов у них - только взять с собой. С гулькин нос. Сколько дней они там могли проработать? Неделю? Ну так вот, они прилетали, открывали станцию, вселялись, и пока у них не закончились припасы - к ним срочно прилетала "посылочка" - грузовой корабль Прогресс. И привозил этот Прогресс припасов на полгода. Потому на Салютах советские космонавты провели уникальные исследования в области космической медицины и психологии, вплотную подошли к годовому рубежу непрерывного пребывания человека в космосе. Фактически - заложили основы для нормального длительного существования и работы человека в космическом пространстве. А у американцев - один стыковочный узел. Никаких, мать его, посылочек с Земли. Прилетели, недельку потусовались - пора и честь знать.
Никому великолепная огромная космическая станция Скайлэб оказалась не нужна, потому что ничего вразумительного за неделю в космосе не сделаешь - ее и забросили...
Это Скайлэб, причем только часть:
Это Салют-6, причем практически весь:
Возвращаемся к нашим огромным ракетам и сумрачным гениям из НАСА. Блин, кто-то выдавал же им дипломы... Мы с вами рассматривали космическую логистику. Мы с вами знаем одно непреложное правило, даже два. Первое говорит о том, что чем полнее загружена ракета-носитель, чем ближе выводимая масса к максимально-возможной, тем дешевле удельная стоимость выведения. Каждая ракета стоит денег, и эти деньги при старте тратятся. Потому - чем с большим эффектом они будут потрачены, тем меньше удельные расходы. А второе правило космической логистики говорит нам о том, что ракетами выгоднее запускать дорогие вещи, чем дешевые. Стоимость запуска - это константа, и если мы выводим безумно дорогой агрегат, то прибавка к его стоимости на орбите, возникшая из затрат на ракету-носитель - минимальна. А если мы выводим говно копеешное - то оно тут же становится золотым.
К чему эта мысль?
Берем ракету Союз, древнюю, как дерьмо мамонта. Она выводит без малого восемь тонн. Я хочу задать простой вопрос. Может ли Россия создать восемь тонн безумно дорогой космической нагрузки? Ребята, даже в текущей экономической ситуации, и с Рогозиным во главе Роскосмоса, и со вставляющими ему палки в колеса либералами в правительстве - может. Если это будет реальная нагрузка, которая за свою безумную стоимость будет давать охренептительный экономический, военный, политический, научный эффект - Россия это сделает, и стоимость выведения этой нагрузки будет копеечная в сравнении с полученным в результате эффектом. Понимаете? А теперь вопрос номер два. Может ли США создать семьдесят тонн нагрузки с такой же удельной стоимостью, как Россия в рассматриваемом примере?
А сто тридцать тонн?
Мы с вами знаем, что космос работает на деньгах. Так вот, тяжелые ракеты-носители - это, конечно, круто. Но они гавно возят, потому что создание для них нагрузки адекватной стоимости - неподъемная задача для экономики, технологии, производства.
Спейс Шаттл был хорош в военной части своей программы, потому что мог вывести космический ядерный ударный комплекс. Эффективность космического ядерного ударного комплекса - военная, экономическая, политическая - запредельна. Это - нагрузка сумасшедшей стоимости и совершенно чудовищного эффекта. Но как носитель гражданского оборудования он оказался слишком дорог, и к тому же, после двух катастроф, оказалось, что то, что военные легко принимают, гражданским уже не кажется нормальным. Я - про низкий уровень безопасности эксплуатации, который мог быть компенсирован только чудовищной (и значит очень дорогой) подготовкой экипажа и наземного персонала.
Ребята, я вам вот что скажу. На сегодняшний день США не способны произвести не то, что сто тридцать - даже семьдесят тонн дорогой высокотехнологичной нагрузки, полностью оправдывающей использование SLS. Даже на один запуск. SLS - провальная в чисто экономическом плане стратегия, тупик. Тупняк.
В экономическом плане SLS оправдана только одним - своими выдающимися характеристиками, которые позволяют выводить многие тонны к Луне. Оправдана просто тем, что никто другой не может туда эти тонны вывести (пока что). Она оправдана не низкой удельной стоимостью, не низкой абсолютной стоимостью, она оправдана тем, что у нее нет конкурентов. Но мы с вами рассмотрели стратегию индустриального освоения космоса, где для полетов к Луне не нужны тяжелые ракеты, где средние носители используются на всю свою логистическую катушку, и где мы попутно решаем еще кучу вопросов просто в процессе работы - например, космический мусор вычищаем. Мы делаем это просто, дешево, наличными средствами.
С точки зрения коммерции мы просто демпингуем, по сравнению с SLS...
Вот смотрите. Есть космический корабль "Союз". Я нашел упоминание его стоимости. 20 млн. Союз - старый корабль, его характеристики далеко не идеальны. Он весит меньше 8 тонн. Считаем сравнимую нагрузку для SLS в минимальном варианте на низкую орбиту, то есть - 70 тонн. 175 млн. баксов на один запуск. То есть промышленность США должна к каждому старту создавать нечто стоимостью 175 миллионов. Иначе эксплуатация SLS будет убыточна в плане удельной стоимости по сравнению с РН Союз. При этом КК Союз - это старый корабль, несущий минимум инноваций и еще меньше качественно полезного оборудования. Эффективность систем на базе его (серия КК "Космос") может быть увеличена путем создания более новых, эффективных, функциональных, а значит - дорогих нагрузок. Общая полезность, общий эффект КК Союз, на самом деле - на сегодняшний день один из самых низких в мире. В восемь тонн сейчас можно засунуть продукции на миллиарды.
Несомненно, большая ракета сделает больше, чем маленькая. Большая ракета сможет то, на что маленькая неспособна в принципе. Однако нужно понимать, что чем больше ракета - тем больнее стоит вопрос с полезной нагрузкой, и тем больнее вопрос окупаемости этой самой нагрузки в хозяйственной деятельности человека в космосе.
Ребята, мы еще не коснулись собственно лунного проекта НАСА - а уже у нас появился повод задуматься над вопросом, за что именно в американских университетах выдают дипломы будущим гениям-освоителям космоса.
Ку?
Теперь прогуляемся по проекту американской лунной станции. Что же нам предлагают авторы Скайлэба, Спейс Шаттла и SLS?
Сейчас основные затраты по МКС несут США. Администрация США планирует снять с себя бюджетную нагрузку по поддержанию МКС, отдав ее в аренду коммерческим компаниям. Что это означает для космонавтики в целом? Это означает, что космонавтика потеряет МКС. Навсегда. Причина заключается в том, что коммерческие предприятия руководствуются соображениями получения прибыли, и значит, с долговременных перспективных программ произойдет переключение на кратковременные высокорентабельные проекты. Начнется снижение издержек. Часть дорогих и уникальных систем, существенно необходимых для существования МКС - например, манипулятор, гироскопы - могут потерять техническую поддержку. С концами и навсегда.
Мотивируя свой отказ от МКС, американцы предлагают проект лунной станции, как следующий шаг на пути в космосе.
(Опять картинка про сарказм).
Рассматривая парадигму индустриального освоения космоса, мы с вами говорили, что низкоорбитальная станция - например МКС - становится существенно необходимым и главным элементом для построения всей инфраструктуры космических операций и перевозок при индустриальной стратегии освоения космического пространства. Это чисто технологический объект. На него базируются буксиры, межорбитальные корабли, он обеспечивает монтажные работы, перевалку грузов и так далее. Это объясняется тем, что низкоорбитальный вывод требует минимальных издержек, а высокоорбитальные операции выполняются в такой схеме буксирами малой тяги - экономичными многократного применения аппаратами серийного производства. Отказ от низкоорбитальной станции - а коммерциализация МКС приведет к тому, что она уже не сможет быть утилитарным технологическим объектом - приведет к невозможности промышленной деятельности в околоземном пространстве, и кроме того, научная ценность станции в ее коммерциализированной ипостаси также вызывает огромные сомнения.
Схема вывода примерно такая. Проектируется, строится и выводится к Луне двигательно-энергетический модуль, который будет поддерживать станцию на лунной орбите. Такой модуль есть и в МКС - это советский еще модуль "Заря". Затем проектируются, строятся, выводятся и стыкуются другие модули. Страны-участницы проекта сами решают, что, какое и зачем. Важным моментом является следующий.
Операции с орбитой МКС выполняются как за счет двигателей модулей "Заря", "Звезда" и пристыкованных космических транспортных кораблей. Орбита низкая, те и другие двигатели работают на НДМГ+АТ, все пучком. Поскольку энергетические расходы на полет к Луне велики, а при прямом (мимо МКС и без буксира) полете придется пользоваться химическими двигателями разгонного блока ракеты-носителя, использование ДУ кораблей практически нереально - им может не хватить топлива до Земли. Энергетический же отсек лунной станции работает с ионным двигателем (так запроектировано), тяга которого существенно ограничена. Следовательно, размеры и масса лунной станции строго регламентированы.
Да, лунная станция строится из блоков. Но блоки эти - это как крупноблочное строительство. Один раз будучи помещенными в конструкцию, такие блоки уже очень трудно пошевелить. Если возникнет вопрос замены блока - старый блок надо будет транспортировать к Земле или ронять на Луну, что в общем случае сложнее, чем на Землю (требуется большая дельтаВэ). Это означает только одно. Никакие существенные операции модернизации, перестройки или тем более расширения станции от первоначального проекта невозможны малой кровью либо невозможны вообще.
Еще раз. Вот МКС. Она крупноблочная. И это нормально. Потому что размер блока попадает в рамки возможностей носителя среднего класса, орбита низкая и выведение дешевое, и более того - научная и экономическая целесообразность частой замены блоков на МКС близка к нулю. А если нужно что-то сделать - это реализуемо дешево. Никто не парится. Для лунной станции каждая операция является дорогой и уникальной, потому вопрос замены одного модуля станции на другой практически нерешаем в силу финансовых ограничений.
На МКС в процессе эксплуатации добавлялись блоки, она расширялась, планируется замена модуля в российском сегменте - в силу дешевизны и оптимального использования возможностей средних РН, а также достаточных (для НОО) энергетических возможностей существующих модулей и кораблей эволюция станции возможна. На Луне финансовые и технические ограничения делают это либо крайне труднореализуемым, либо невозможным. Мало того, что лунная станция - фактически клон МКС по идеологии построения, так она еще и клон, "застывший в камне".
В индустриальной концепции лунная станция есть полигон, есть конструктор, на котором отрабатываются принципы архитектуры и технологии сборки космических орбитальных систем для дальнего космоса. Для тех мест, где техническая целесообразность решает все, а удобство вывода одним запуском РН одного куска не значит ничего. Индустриальная лунная станция - она не крупноблочная, она практически даже не панельная - она кирпичная. Любой малый элемент может быть заменен, любой блок передвинут, начинка любого блока может быть перенесена в другой. Не надо обвинять меня в крамоле - на Скайлэб получилось, пусть и единожды в малых масштабах. Это полигон, понимаете, а не памятник собственным амбициям. И деятельность этого полигона обеспечивается низкоорбитальной околоземной станцией и экономичными буксирами малой тяги, которые экономически эффективно решают логистику снабжения "под ключ".
Разницу чувствуете?
Да, с борта запланированной НАСА лунной станции можно будет провести какие-то исследования. Да, к ней можно отправить несколько экспедиций. Но в отсутствие на низкой околоземной орбите склада-накопителя и системы буксиров систематическое снабжение лунной станции будет крайне дорогим удовольствием. Химические двигатели... Запуски тяжелого носителя...
Давайте посмотрим вот на что. Случилась беда на МКС. Метеорит уничтожил спускаемый аппарат. Тут же россияне из задела собирают носитель и ставят на него корабль из резерва. Тут же китайцы выкатывают свой Тянгун. Тут же Илон Маск - стервец и прощелыга - кидает в Драгон пару матрацев (ложементов-то нет) и пуляет в космос. Тут же европейцы забивают Кигнус баллонами с кислородом, поглотителями углекислоты, бутербродами и памперсами и шмаляют от бедра туда же. Станция - рядом. Носителей и площадок - много. А если что случится у Луны? А если неприятности на пуске SLS? Есть другой носитель, другой корабль?
В космосе никто не услышит твой крик.
Промышленная стратегия предполагает использование средних носителей, которых много в разных странах, кораблей, которые тоже есть в количестве, буксиров, которых в космосе будет достаточно, и следовательно - путей и возможностей добраться до лунной орбиты будет много. Разных. Независимых. Значит, услышат. Доберутся. Спасут. Это уже потом лучшие космические ремонтные роботы - российские космонавты - погрузят в корабль молотки, доски, веревки и монтировки, и осенив себя крестным знамением перед иконами Джанибекова и Савиных, поминая какую-то мать и криворуких заокеанских партнеров, отправятся вновь курочить мертвое железо, в надежде вернуть его к жизни, и у них - получится. Но сперва нужно, чтобы в области оперативной доступности к станции было несколько независимых способов добраться вовремя.
В американском проекте это отсутствует напрочь.
Ммм... Я думаю, что на сегодня я уже достаточно поругал американцев. И кстати думаю - они не в обиде. Тема будет продолжена в следующей части, где у нас будет местами гораздо более неприятный разговор. Пока же подведем итоги и придем к промежуточным выводам.
Значит ли из всего вышеизложенного, что ракета SLS - плохая? Если полетит, конечно... Нет, не значит. Если полетит - будет хорошая, наверное. Может, американцы даже Дельту заменят, сколько можно уже, стюардессу-то... Но важно понимать, что каждый тяжелый носитель обязательно обладает проблемой полезной нагрузки. Его загрузить гораздо сложнее, чем средний или легкий. И потому в экономическом плане - а космонавтика всегда висит ярмом на шее у экономики - он гораздо обременительней. Значит ли, что станция у Луны не нужна? Нужна, ребята. Без станции у Луны не будет ни Марса, ни Венеры, ни Пояса астероидов, ни Юпитера. Ничего не будет. Но нужно понимать, что условия, причем не только природные, но и логистические, и ресурсные - у Луны и на низкой околоземной орбите - разные. И если МКС идеально приспособлена к низкой околоземной, то это не значит, что клонировать ее технические решения и принципы при построении лунной станции - разумно. Луна - это совершенно другие условия, причем почти во всем, кроме вакуума и невесомости...
Луна, Луна по-настоящему - это тот еще гребаный челлендж...
Сегодня про деньги, а также о том как программа "Спейс Шатл" погубила НАСА, и как его пытаются спасти при помощи комерческой космонавтики.
Поехали
Немного о многоразовой космонавтике - 20
(ро деньги, а также о том как программа "Спейс Шатл" погубила НАСА, и как его пытаются спасти при помощи комерческой космонавтики)
Сегодня нам предстоит очень неприятный разговор. Потому как мы будем говорить о коммерциализации космоса, а вопрос о деньгах - он самый, как правило, болезненный. Давайте представим себе... Хотя что там представлять? Давайте вспомним один момент...
1970-е годы. Холодная война. В СССР вовсю идут работы по созданию космического ударного многоразового комплекса "Спираль". На станциях "Салют" помимо гражданской программы, выполняется и военная, по созданию космического КП на случай ядерной войны по программе "Алмаз". В США идет разработка МТКК "Спейс Шаттл", главная задача которого - создание и поддержание орбитальной ударной группировки по программе "Звездных войн". По инициативе директора НАСА, при поддержке президента АН СССР Мстислава Келдыша, гения советского ВПК, была начата и реализована в 1975 году программа Союз-Аполлон совместного полета советских космонавтов и американских астронавтов. Ребята, при других раскладах люди на фото выше стреляли бы друг в друга в космосе и наводили ядерные боеголовки...
К чему я это говорю?
Есть такая неприятная отрасль человеческой деятельности - политика. И в рамках политики существуют определенные стандарты, в частности, стандарты на договоренности. Вот есть какая-нибудь политическая договоренность. Самая пустяковая. Например, обоюдный запрет на использование имен мультяшных героев в качестве ругательства. Мы обязуемся не обзываться словами "Микки Маус", а американцы - "Хрюша и Степаша". И вот, если достигнута такая политическая договоренность, подписан такой политический документ, то он поддерживается всей мощью государственного аппарата, вплоть до угрозы применения вооруженной силы или даже самого такого применения.
Если два непримиримых (как тогда казалось) врага договорились совершить совместный полет двух экипажей, укомплектованных военными (тогда все космачи носили погоны), то как бы страны друг к другу не относились, какие бы страшные проекты не разрабатывали - экипажи стартуют вовремя, состыкуются, и прекрасно проведут время вместе.
Уровень ответственности, уровень поддержки политических проектов - он высочайший из возможных. Причем речь идет и об административном ресурсе, и о финансовом, и о технологическом. Каждое из государств из штанов выпрыгнет, последние носки в ломбард заложит - но сделает все для выполнения договоренности, или по крайней мере для несрыва договоренности по собственной вине.
В 1986 году была выведена в космос орбитальная станция Мир - первая чисто гражданская орбитальная станция. На борту станции побывали 104 космонавта из 12 стран в составе 28 экспедиций. На борту станции побывал первый советско-американский экипаж, причем американский астронавт входил в состав советского экипажа (Союз ТМ-21). Станция проработала в 3 раза дольше запланированного срока, пережила ряд ЧП, в том числе пожар и жесткую стыковку с разгерметизацией. Причем в пожаре принял участие и американский астронавт. Все это стало возможным благодаря тому, что космическая программа была частью политики.
2 сентября 1993 года вице-президент США Альберт Гор и председатель Совета Министров РФ Виктор Черномырдин объявили о новом проекте «подлинно международной космической станции». Так началась практическая реализация проекта МКС.
Еще раз обращаю ваше внимание - решение принималось политиками.
Жизнь МКС нельзя назвать безоблачной. Так, еще до начала проекта, его судьбу решил единственный голос при голосовании в Конгрессе. Неоднократно американская сторона выступала с инициативой свернуть программу и станцию затопить. Уж как вы не относитесь к Борису Ельцину - в свое время он не позволил этому случиться, и вообще российская сторона всеми силами боролась, и борется сейчас, за существование и работу станции.
После завершения эксплуатации МТКК Спейс Шаттл в США встал вопрос о создании собственного корабля для полетов в открытый космос (с момента последнего полета шаттла все люди прибывают на МКС на российских Союзах). В 2004 году была начата национальная программа Constellation, в рамках которой разрабатывался пилотируемый корабль и два носителя. Корабль Орион сейчас доводится и планируется к эксплуатации совместно с SLS, оба носителя были остановлены разработкой и закрыты. Таким образом, кроме SLS, в настоящее время в США отсутствует национальная, то есть государственная, программа по созданию космической пилотируемой системы.
Таким образом, космонавтика в США в данный момент времени не поддерживается всеми силами, всей мощью государственного аппарата.
В 1995 году в США был создан фонд X-Prize, предлагавший частным компаниям символические премии, в частности в области космических достижений. Чтобы понимать значение этого фонда и последующие события, нужно кое-что знать. Так, НАСА не является производителем космических аппаратов. Российская корпорация Энергия - является, она имеет собственное КБ, производственные мощности. Роскосмос, как наследник Министерства общего машиностроения СССР, распоряжается всеми активами советской космической программы, и одновременно - является регулирующей организацией для НПО "Энергия". Фактически - Роскосмос по сумме отношений обладает производственными мощностями, хотя они и находятся на балансе стороннних организаций. А с НАСА не так. Располагая научной и тренировочной базой, НАСА все работы по созданию космической техники всегда отдавала частным фирмам. Боинг, Локхид-Мартин, Хьюз, короче - все крупные корпорации отметились. К чему это я говорю?
В отличие от СССР, где любая космическая деятельность регулировалась централизовано, в США космическая деятельность была децентрализована изначально. Самые великие и амбициозные проекты США - программа Аполлон и Спейс Шаттл - все равно создавались кооперацией частных компаний. Более того. На протяжении мировой истории задолго до X-Prize существовала масса частных фирм, которые пытались, как правило, неудачно, делать свои космические ракеты. То есть задолго до ULA, или SpaxeX, существовали разные частные космические конторки.
Космонавтика в США всегда была частной, НАСА же исполняло роль государственного научного и координационного совета, нагруженного дополнительными функциями, в то время, как в СССР Минобщемаш был "фирмой".
В программах "Аполлон" и "Спейс Шаттл" НАСА выступало не только координатором, но и эксплуатантом систем. И если программа Аполлон, имевшая решающее политическое значение для страны, финансировалась щедро, то Спейс Шаттлу повезло меньше. На этапе создания, имеющий оборонное значение челнок не имел никаких проблем ни с финансированием, ни с кадровой поддержкой. Однако после создания, будучи передан на баланс НАСА, он эти проблемы получил, и еще больше проблем создал для НАСА.
Во-первых, это был чертовски большой и столь же чертовски хороший корабль. И если бы в те времена кто-нибудь предложил американцам создать маленький корабль вроде Ориона - его бы закатали в асфальт вместе с его предложением. Зачем делать второй Аполлон, если есть превосходный Спейс Шаттл? То есть - Шаттл оказался настолько великолепен, что заблокировал разработки других кораблей и носителей.
Во-вторых, в обслуживании Шаттл оказался не таким дешевым, как хотелось. Он требовал гор оборудования, полков специалистов, тонн материалов, мегаватт электроэнергии... И все это жрало, жрало, жрало бюджет.
Когда СССР распался, и угроза войны снизилась, и число военных запусков по бюджеты МО США сошло на нет - челнок разорил НАСА. Уходили специалисты, расформировывались лаборатории, забрасывались испытательные стенды. Кадровый голод был чудовищный, каковые обстоятельства впервые всплыли после катастрофы Челленджера и еще раз - после гибели Колумбии. Каждая миссия стоила таких безумных денег, что конгрессмены впадали в трансовое состояние. Если угроза СССР заставляла их подписывать бюджет не читая, то теперь, взглянув на цифры...
Спейс Шаттл съел ресурсы, необходимые для НИОКР, заблокировал разработку дешевого корабля и легкого носителя, разорил коллективы. В результате США пришли к ситуации, когда даже эксплуатация системы стала невозможной, а никакой другой системы не было. Хорошо вояки Дельту себе зацепили еще во времена Холодной войны - значительное количество научных межпланетных автоматических миссий было реализовано именно военными носителями МО США.
Космос работает на деньгах. Космонавтика - это ярмо на шее экономики. После завершения программы Спейс Шаттл, НАСА для восстановления, для реабилитации после тяжелой болезни слишком дорогой космической системы требовалось лечение. Нужно было стабильное и серьезное финансирование, нужны были НИОКР, но вместо этого произошло страшное. Вместо этого от НАСА, еще при живом челноке, потребовали успеха.
Программа Constellation - это попытка победно вернуться в пилотируемую космонавтику в условиях, когда по уму требовалось сперва восстановить индустриальные и проектные мощности, коллективы, кооперацию.
Проектировали. Запускали. Забросили. Единственное, что смогли оставить - корабль Орион, и он сейчас дорабатывается, чтобы эксплуатироваться в составе SLS.
Давайте посмотрим на Роскосмос - наследника "фирмы" Минобщемаша. В диких условиях бескормицы, безденежья, люди продолжали проектировать и строить. Когда нынешняя молодежь смеется над российской космонавтикой, вспоминая нереализованные проекты, я улыбаюсь. Именно благодаря нереализованным проектам, в частности, Клипперу - сохранились навыки проектирования, проектные коллективы. Целенаправленная работа по модернизации Союза сохранила не только коллективы - но и позволила реализовать НИОКР, который сейчас реализуется в Федерации. Космос работает на деньгах, денег не было - но все, что было, было направлено в перспективные разработки. Вопрос российской космонавтики - "дайте денег".
Проблемы с разработками не стоит.
Когда НАСА испытало системный кризис деградации на уровне организации-координатора американской космической программы, а Роскосмос сберег все, что смог - несмотря на потерю Южмаша, и отчуждение Байконура, сложилась интересная ситуация. НАСА понесла ущерб, горазо больший, нежели Роскосмос, потеряла принципиальную возможность разработки новых систем. НАСА оказалась в ситуации, когда сколько денег не дай - долго еще нового не будет. Роскосмос же оказался в ситуации, когда "дайте только денег"... Мы уже касались нынешних проектов кораблей США в этом цикле, и видели, что очень многое ими взято, а то и прямо куплено, у российских, бывших советских, специалистов и коллективов...
Фактически, начало 21 века - это большая космическая паника в США. Есть МКС, туда летают американцы, с 2011 года - на российских Союзах. Своего нового нет и не предвидится... Когда первый спутник был выведен в космос, США испугались, что так же на них может быть осуществлено ядерное нападение. Спутник, ставший радостью для планеты, для США стал кошмаром. Когда в космос полетел Гагарин - аналогичная ситуация. Радость у простых людей, и дикий ужас в администрации США. Первая стыковка, первая женщина в космосе, первый выход в открытый космос. Если для нас Юрий Гагарин - это нечто светлое, нечто родное, нечто высокое и замечательное - то для США это тень. До сих пор тень. Страх и ужас времен Холодной войны. Страх не успеть. Страх проиграть.
Чтобы понять космическую психологию США, вы должны понять, что для всего мира Гагарин - это шаг в светлое будущее, а для США - это накрывающая их тень.
Итого, смотрим, что происходило в США на рубеже тысячелетий.
Итак. Спейс Шаттл, когда-то - гордость американской космонавтики, жрет бабло со страшной силой. Пока он еще летает, пока публика в восторге радуется "мы в космосе не первые - мы практически единственные великие", НАСА испытывает огромные бюджетные проблемы, приводящие к организационным и кадровым. В 1995 году создается фонд X-Prize, исключительно меценатская такая конторка. В США, где космические компании организовывали все, кому не лень - начинается бум. Большие фирмы, участвовавшие в программе Аполлон и Спейс Шаттл, смотрят на это дело свысока. Они-то знают, что настоящие деньги идут из НАСА...
В 2000 году происходит крах доткомов. Огромное количество людей, делавших легкие деньги, терпит чудовищные убытки, в 2001 происходит теракт, затем ввод войск в Афганистан и в Ирак. Бюджет начинает испытывать трудности, и в этих условиях до руководства США доходит, что во-первых, Спейс Шаттл не вечен, а во-вторых - он слишком дорого стоит. Нужно что-то подешевле. В 2004 запускается программа Constellation, от НАСА требуют победы. В условиях бюджетного дефицита при одновременном продолжении эксплуатации челнока.
Большие компании, снисходительно глядевшие на потуги энтузиастов, и ждавшие от НАСА водопада финансирования, получают жалкий ручеек...
Первая ступень РН Арес-1 - это просто один из двух твердотопливных ускорителей Спейс Шаттл. Вы себе представляете, до какого уровня сократили финансирование НАСА? Вы себе представляете, до какого уровня упали проектные возможности НАСА, что на новый носитель они поставили кусок старого комплекса, как дешевый и освоенный в производстве? Как говорится в старом анекдоте - "а теперь попробуем с этим взлететь". Не взлетело.
Пока что, на сегодняшний день, все выглядит так, что Constellation - это лебединая песня НАСА в той форме и в той организационной структуре, в которой эта организация была создана. Она начинала с маленьких ракет при щедром финансировании, она проводила гигантские проекты при чудовищном финансировании, и наконец, она получила охренеть какой дорогой носитель в условиях дефицита бюджета, и это ее добило. Если бы разработка легкого корабля была начата раньше, до всех этих финансовых пертубаций, например с началом работ по МКС, при выделении достаточного бюджета - кадровый дефицит не был бы настолько силен, а сохранившиеся со времен разработки Спейс Шаттл навыки, кооперация, наработки не были бы заброшены. Если бы не финансовый кризис, точнее череда финансовых кризисов 2000-х, у НАСА были бы деньги и время на нормальную разработку. Если бы для Спейс Шаттл существовали адекватные нагрузки, дающие возврат хоть чего-то... Но каждый полет жрал свои полмиллиарда, которые приходилось выгрызать, ущемляя другие проекты, и Конгресс был неумолим.
Зачем все это рассказывается? Это рассказывается для того, чтобы вы поняли, что "коммерциализация космонавтики" - это не шаг вперед в освоении космоса, а вынужденная мера, призванная спасти США, накрытых тенью Гагарина. У нас с вами чисто пелевинский гештальт образовался, не находите?
И теперь мы возвращаемся к тому, с чего начали. НАСА - это государственная организация. Она подчиняется политическим решениям. И эти решения поддерживаются всей мощью государственного аппарата. Решение о коммерциализации космонавтики означает, что США отказываются от ответственности на государственном уровне от осуществления каких-либо космических программ.
Это не важно, что и как у Маска летает. Маск - это не США. В плане ответственности это - не США.
В настоящее время НАСА, уже без помпы, тихой сапой, разрабатывает ракету SLS. Это - носитель сверхтяжелого класса. Выводящий на низкую орбиту от 70 тонн полезной нагрузки. Мы уже думали об этом, и в общем, видим, что 70 тонн для коммерческого запуска - это как бы очень слишком. Ориентировочная стоимость пуска составляет те же полмиллиарда, что и в случае Спейс Шаттл. Таким образом, суммируя, мы приходим к выводу, что в качестве коммерческого носителя SLS бесполезна.
И у нас возникает вопрос - какое отношение явно некоммерческий носитель имеет к той парадигме коммерциализации космонавтики, которая продвигается США в качестве альфы и омеги своей космической стратегии?
Существование SLS оправдано, естественно и органично в том случае, если эта ракета эксплуатируется в рамках государственной программы, управляемой политическими решениями. Для коммерции этот носитель слишком избыточен. Но в последнее время сумма принятых решений в области космической программы говорит о том, что они стремятся сделать космос доступным для бизнеса, коммерчески эффективным и выгодным. И как раз для этого SLS не годится совершенно. Более того, по своим характеристика SLS не может быть использована для пилотируемого полета на низкие орбиты - она слишком дорогая, а Орион слишком легкий. Я вижу противоречие.
А если я вижу противоречие - я начинаю искать объяснение...
Зафиксирована убийственная для всего живого вспышка на Проксиме Центавра – соседней с Солнцем звезде.
После такого не выживают...
Астрофизики: инопланетян поблизости больше нет. Все умерли
Катаклизм галактического масштаба
Большой группе американских астрофизиков, которыми руководила Мередит МакГрегор (Meredith MacGregor) из Университета Колорадо (University of Colorado Boulder) крупно повезло. Девять телескопов, включая Hubble Space Telescope, Atacama Large Millimeter Array (ALMA) и Transiting Exoplanet Survey Satellite (TESS), которые были направлены на звезду Проксима Центавра (Proxima Centauri), зафиксировали феноменальное явление – вспышку небывалой мощности. В ультрафиолетовом диапазоне звезда в результате на 7 секунд стала в 14 тысяч раз ярче.
Свет от катаклизма галактического масштаба и его миллиметровое излучение добралось до телескопов 1 мая 2019 года. Стало быть, сам он случился тогда, когда на Земле шел 2015 год. Ведь до Проксимы Центавра – ближайшей к Солнцу звезды – примерно 4 световых года.
Система Центавра на небе.
Ученые прикинули: вспышка на «соседке» была в 10О раз мощнее аналогичных вспышек, когда-либо происходивших на Солнце. При этом доза смертоносной радиации в сотни тысяч раз превышала уровень, создаваемый нашим светилом, даже если бы оно разбушевалось сверх всякой меры.
Словом, инопланетянам повезло гораздо меньше, чем астрофизикам.
- Живые существа — даже микробы - вряд ли способны пережить столь чудовищный катаклизм, - уверена МакГрегор.
А они, подобные катаклизмы, на Проксиме Центавра, судя по всему, не редкость. В 2017 году Меридит с теми же коллегами «наблюдали» вспышку, которая увеличила светимость звезды в тысячу раз – зафиксировали ее с помощью радиотелескопов комплекса ALMA.
Ученые уже тогда сильно огорчили энтузиастов. По сути, лишили их надежды на то, что братья по разуму отыщутся где-нибудь поблизости.
Нынешние исследования, результаты которых опубликованы в журнале The Astrophysical Journal Letters, подтвердили худшие прогнозы. Даже, если та - давнишняя - вспышка погубила не всех обитателей ближайшего к нам мира, то более мощная вспышка, последовавшая через два года, добила оставшихся.
Конец света в 4 световых годах от Земли
А надежды найти братьев по разуму, проживающих не слишком далеко от Земли, были. Как раз на Проксиму Центавра их и возлагали — конкретно на планету у этой звезды, которую назвали Proxima b. О том, что она, несомненно, существует астрономы Европейской Южной обсерватории (European Southern Observatory - ESO) объявили 24 августа 2016 на специальной пресс-конференции, которая прошла в головном офисе обсерватории под Мюнхеном.
Звездная система Центавра — ближайшая к нам. До нее чуть больше 4 световых лет. В системе три звезды - Альфа Центавра А, Альфа Центавра В и Проксима Центавра. Две звезды - А и В - похожи на наше Солнце и по характеристикам, и по размеру. Проксима Центавра - красный карлик.
Планету, расположенную у ближайшей к Солнцу звезды ученые считали перспективной в смысле поисков разумной жизни.
Красный карлик чуть больше, чем наш Юпитер. Света дает всего 0,15 процента от солнечного. Весит примерно в 10 раз меньше, чем Солнце. Но обнаруженная планета - Proxima b - расположена в 20 раз ближе, чем Земля к Солнцу. Поэтому тепла, которое она получает – 66 процентов от того, что дает нам Солнце - вполне хватает, чтобы греться, но не перегреваться.
Типичный красный карлик и Солнце.
К настоящему времени известно: Proxima b – каменистая планета. Она на 30 процентов тяжелее Земли, а в диаметре они почти не отличаются.
Proxima b вращается по круговой орбите, делая один оборот за 11,2 земных суток - то есть, год там длится меньше наших двух недель.
И самое главное: Proxima b находится в зоне обитаемости, то есть, на комфортном расстоянии от своей звезды - там, где вода может присутствовать в жидком виде.
Ученые не исключали, что на обнаруженной планете имеются и атмосфера, и океаны, называли ее «второй Землей», верили, что там может кто-то жить — вплоть до разумных существ. Но теперь там точно никого не осталось. По мнению Мередит, вспышка на Проксиме Центавра уничтожила и океаны, и атмосферу – буквально выжгла их. Словом, устроила конец света.
Красные карлики буйные - им нельзя доверять жизнь.
А жаль. Proxima b находится в пределах человеческой досягаемости. Когда-нибудь можно было бы и долететь. Но теперь подобные планы выглядят бессмысленно — на кого глядеть, если там никого уже нет. Сильно огорчает и другое. Ведь красные карлики более всего распространены во Вселенной. В спиральных галактиках, таких как наш Млечный путь, их примерно 70 процентов от всех звезд. Большинство ближайших к нам звезд — красные карлики. В последнее время именно они радовали землян - «показывали» свои похожие на Землю планеты. И повышали шансы найти среди них обитаемые.
Но если красные карлики такие буйные и недружелюбные, то какая уж в их окрестностях жизнь?
Если вы обратите внимание, то в кино герои бегают со спортивными сумками, полными денег, при этом речь идет о десятках или даже сотнях миллионов долларов. Возможно ли это? Давайте посчитаем!
Вес стандартной банкноты около 1г. Очевидно, что даже миллион долларов мелкими купюрами перенести будет проблематично - это получится 200кг банкнотами по 5$ и 50кг по 20$. Более не менее приемлемый вес у миллиона 50-ками - 20кг. Ну а "сотками" получится всего лишь 10кг. Такой вес действительно реально уложить в небольшой кейс или сумку.
Но вот с большими суммами выйдет заминка. Ведь 100$ - это максимальный номинал банкнот, который можно получить в банке! И, к примеру, 100 миллионов становятся действительно "неподъемной" суммой, ведь это в прямом смысле - целая тонна денег! А вот если вы упорно трудились и заработали каким-то образом миллиард (или даже если он вам достался незаконно ;), то для его транспортировки уже не обойтись без грузовика - ведь весить этот миллиард будет 10 тонн!
Дела обстояли бы куда проще, если бы вы захотели сложить миллиард долларов до 1969 года. Тогда в ходу были банкноты номиналом 500, 1000, 5000 и даже 10,000! В те времена миллиард весил бы всего 100 кг и даже один человек мог бы его перенести. С появлением компьютеров и электронных переводов, необходимость в крупных купюрах отпала, поэтому если раньше приходилось достраивать ещё одну комнату для хранения ещё одного миллиарда, то сейчас это будет "всего лишь" ещё одно число в базе данных банка.
Нельзя просто взять и перенести на другую планету технологии. И тем более нельзя просто взять и перенести часть биологических видов. Более того - нельзя перенести даже все виды сразу, если бы это было возможно. Потому что минеральный состав и химическая изомерия, плюс наши теперешние организмы привыкли к уже стабилизированным условиям, а не к диким девственным необитаемым мирам...
И что именно нам здесь надо было?
