Лунная сирена: почему для полета на Марс нам не нужны лунные базы

Теперь мы переходим к совершенно другому мифическому созданию, преграждающему нам путь к Марсу. Оно является не в устрашающем обличии чудовища или дракона, а в притягательном образе прекрасной богини. Это Диана, лунная сирена, чья соблазнительная песня, вероятно, нанесла столько же вреда потенциальным марсианским путешественникам, сколько все пять драконов вместе взятые.

Почитатели Дианы придерживаются почти религиозного убеждения, что мы не можем организовать пилотируемые экспедиции на Марс, пока богиню не умилостивят строительством значительного числа храмов – то есть баз на поверхности Луны. Что ж, неплохая основа для языческой религии, она показывает, как далеко мы ушли от Римской империи, но в том-то и дело, что эта религия не имеет разумного обоснования.

Да, это правда, что благодаря низкой гравитации и незначительной атмосфере Луны было бы гораздо проще отправить ракету на Марс оттуда, чем запускать ее с поверхности Земли. Также верно и то, что лунные породы почти на 50 весовых процентов состоят из кислорода, поэтому, как только удастся разработать технологии разложения железных и кремниевых оксидов, которые составляют большую часть лунных пород, можно будет снабжать жидким кислородом космические аппараты для дозаправки на поверхности Луны. К сожалению, ни водород, ни метан, которые выступают в качестве второго компонента горючего, принципиально недоступны на Луне. Тем не менее, поскольку содержание кислорода в различных видах ракетного топлива варьируется от 72 до 86 весовых процентов, Луну все-таки можно превратить в базу, которая обеспечивала бы ощутимую долю необходимой космической логистики.

Но в этих рассуждениях не учтены некоторые важные факты о перевозках по Солнечной системе. Дело в том, что космический корабль может дозаправляться на Луне только после того, как он туда доберется. ?V, требуемая для перехода с НОО Земли на лунную поверхность, составляет 6 километра в секунду (3,2 километра в секунду для выхода на траекторию к Луне, 0,9 километра в секунду, чтобы провести захват в низкой лунной орбите, и 1,9 километра в секунду, чтобы высадиться на безвоздушную Луну). С другой стороны, ?V для перехода с НОО Земли на поверхность Марса составляет лишь около 4,5 километра в секунду (4 километра в секунду для выхода на траекторию к Марсу, 0,1 километра в секунду для корректировки орбиты после маневра торможения в атмосфере и 0,4 километра в секунду для посадки после использования аэрощита – но не парашюта – для аэродинамического замедления). Короче говоря, гораздо легче перейти с НОО Земли непосредственно на Марс, чем сначала перейти с НОО Земли на поверхность Луны. Таким образом, даже если бы сейчас на поверхности Луны находилось бесконечное количество баков ракетного топлива и кислорода (а их там нет), все равно не было бы никакого смысла отправлять ракету туда на дозаправку по пути на Марс. В общем, дозаправку на Луне на пути к Марсу можно сравнить с полетом из Хьюстона в Сан-Франциско с остановкой для дозаправки в Саскатуне, Канада. Вывод заправочного узла на лунную орбиту не сильно изменит положение вещей. Чтобы переместить на нее космический корабль с НОО Земли, потребуется почти такая же ?V, как и при отправке его с Земли на Марс. Добавьте ресурсы, необходимые для получения кислорода на поверхности Луны вместе с оборудованием и топливом для перевозки больших количеств кислорода на лунную орбиту (на лунную поверхность нужно привезти водород или метан, чтобы с их помощью поднять кислород на орбиту), и сразу станет ясно, что вся схема не что иное, как логистический кошмар, который чрезвычайно увеличит стоимость, сложность и риски пилотируемой марсианской миссии.

То есть Луна бесполезна в качестве базы для перелета на Марс. Но тогда, скажут почитатели Дианы, можно использовать Луну как испытательный стенд и базу для подготовки к марсианской миссии.

Но лунные условия настолько отличаются от марсианских, что Арктика (и Юта заодно) едва ли не лучше подойдет для подготовки экипажей, да и затраты будут гораздо ниже. (На самом деле, «Марсианское общество», www.marssociety.org, некоммерческая организация, которую я возглавляю, основало базы для тренировок перед полетом на Марс и в канадской Арктике, и в пустыне в южной части штата Юта и потратило на их обслуживание менее двух миллионов долларов, в основном собранных в виде пожертвований из частных источников, за прошедшие десять лет.) У Марса есть атмосфера, сутки длятся чуть более 24 часов, в течение которых температура колеблется от -50 до +10 °C. На Луне атмосферы нет, сутки длятся 672 часа, а типичные дневные температуры составляют примерно +100 °C. В то время как сила тяжести на Земле в 2,6 раза больше, чем на Марсе, сила тяжести на Марсе в 2,4 раза больше, чем на Луне. Кроме того, методы добычи ресурсов, которые будут применяться на Марсе (использование атмосферных газов в химических реакторах и добыча мерзлоты из почвы), кардинально отличаются от высокотемпературных методов плавления пород, которые применимы на Луне. А геологические исследования, необходимые на Марсе с его сложной гидрологической и вулканической историей, будут ближе к тем, которые проводятся на Земле, чем те, которые можно осуществить на Луне. Мы не научимся жить на Марсе, тренируясь на Луне.

Луна может быть полезна в первую очередь в качестве астрономической платформы для скоординированного массива оптических телескопов, который получит изображения Вселенной со сверхвысоким разрешением («оптический интерферометр»). Поэтому имеет смысл конструировать аппаратуру для миссий на Марс таким образом, чтобы ее можно было использовать для перевозки людей и оборудования на Луну. Как обсуждалось в главе 3, именно в этом и состоит особенность миссии «Марс Директ». Поэтому, во многом так же, как и оборудование лунной программы «Аполлон» могло быть использовано затем для создания космической станции «Скайлэб», так и строительство лунных обсерваторий могло бы стать дополнительной задачей для миссии «Марс Директ» – когда они нам понадобятся.

Тем не менее следует четко понимать, что лунная база не является ни необходимым, ни желаемым заделом для поддержки пилотируемых миссий на Марс. Если говорить о стремлении долететь на Марс, сирена лунных баз смертельно опасна, это путь в тупик. Ныне покойный руководитель НАСА Томас Пейн знал все об этой ловушке. В одном из своих последних выступлений он выразил это знание так: «Как однажды сказал Наполеон Бонапарт, объясняя свою выигрышную стратегию в войне с Австрией: "Если вы хотите завоевать Вену, завоюйте Вену!" Что ж, если вы хотите отправиться на Марс, летите на Марс!»

Хорошо сказано, Том. Полетели на Марс!