Почему мечты Маска о колонизации Марса несбыточны

Объясняют экологи, физики, горные инженеры и другие специалисты.



Джордж Дворски
Футуролог, биоэтик, журналист издания Gizmodo, пишущий о космических полётах.

Недавно Илон Маск снова повторил свою цель — доставить миллион человек на Марс к 2050 году. Основатель SpaceX уверен, что на кону будущее человечества. Возможно, так и есть, но сроки, которые он озвучивает, просто смехотворные. И вот почему.
Прежде чем погрузиться в тему, я должен прояснить, что далеко не все проблемы, о которых дальше пойдёт речь, являются непреодолимыми. Меня не беспокоят технические сложности, к тому же я совершенно не против колонизации Красной планеты. Хотя, на мой взгляд, для этого понадобится изменить человеческий вид, каким мы его знаем.
Вполне возможно, в далёком будущем на четвёртой от Солнца планете появятся шумные города. Мой главный вопрос касается совершенно необоснованных сроков, в которые, по мнению Маска, это произойдёт. В начале 2022 года в интервью куратору TED Крису Андерсону он ещё раз пересказал свой план отправить миллион колонистов на Марс к 2050 году, сохраняя на удивление невозмутимое выражение лица.

Человек, у которого есть план

Куратор TED Крис Андерсон (слева) и предприниматель Илон Маск

В беседе с Андерсоном Маск говорил о титанических усилиях, которые потребуются для доставки тысяч колонистов на Марс с помощью тысячи ракет SpaceX Starship — почти как в сериале «Звёздный крейсер „Галактика“». Видение Маска всё ещё соответствует его твитам 2020 года, в которых он писал о намерении строить по 100 ракет каждый год в течение 10 лет.
Ракеты Starship планируется отправлять партиями во время 30‑дневного окна, которое открывается каждые 26 месяцев. Интервал рассчитан так, чтобы пользоваться моментом, когда Земля и Марс находятся максимально близко друг к другу. Если начать запуски в 2028 году и реализовать именно такую частоту, марсианский город мечты Маска с миллионным населением может стать реальностью всего за 22 года.
Для Маска внушительная цифра в миллион колонистов — это не просто цель или прогноз. Это необходимое условие существования колонии на Красной планете. Критический порог, сказала он Андерсону, будет достигнут, если по какой‑либо причине ракеты с Земли перестанут прилетать на Марс, что решит судьбу колонии и в конечном счёте всего человечества.
Маск заявляет, что поступает как настоящий филантроп, подчёркивая, что неспособность колонизировать Марс и превратиться в межпланетный вид может привести нас к гибели. Он считает, что это важно для максимального увеличения продолжительности человеческой жизни или сознания. Но она подобна маленькой свече в бесконечной темноте Вселенной. И свеча эта может просто погаснуть.
В разговоре с куратором TED Маск сказал также, что жизнь на Марсе «не будет роскошной, особенно поначалу». Наоборот, это будет «опасная и тяжёлая работа в стеснённых условиях», и найдутся желающие вернуться обратно на Землю. «Но это будет великолепно», — добавил он.
Великолепно для Илона Маска — возможно, но точно не для колонистов, которым придётся выживать во враждебном неуютном мире. Если они вообще туда доберутся. Основатель SpaceX сказал Андерсону, что «при желании почти каждый может работать, откладывать деньги и накопить 100 тысяч долларов, чтобы отправиться на Марс». Кроме того, по его словам, будущие «марсиане» смогут получить помощь от государства или взять кредит.
На мой взгляд, миллиардер слишком торопится. NASA, для сравнения, надеется высадить первых людей на Марс к концу 2030‑х или началу 2040‑х годов. Затем присутствие будет расширяться, но очень медленно и осторожно, после тщательной работы исследователей, учёных и, возможно, нескольких колонистов, которые будут делать свои первые неуверенные шаги на негостеприимной планете в последующие годы и десятилетия.
Представления NASA и Маска о том, как и когда Марс будет колонизирован, совершенно не совпадают. Как будто они живут в двух разных реальностях. И не факт, что истина где‑то посередине. Кто‑то не просто неправ, а катастрофически неправ. И этот кто‑то — Илон Маск.

Пустые предсказания

Ракета Starship

Приблизительные расчёты — это весело, но они могут привести к ошибочным и слишком упрощённым выводам. Реальность такова, что SpaceX потребуется много времени и усилий, чтобы разработать, протестировать и сертифицировать Starship, а затем построить мегаракеты в таком количестве, о котором говорит Маск.
Полностью интегрированная Starship ещё не достигла космоса. Я уверен, что в конце концов SpaceX построит свою гигантскую ракету, но тяжёлой ракеты‑носителя, которая является ключевым элементом марсианских планов Маска, пока не существует. Полностью интегрированная ракета Starship без экипажа должна была отправиться в сверхбыстрый орбитальный космический полёт в конце 2022 года. Однако творению Маска понадобились доработки и дополнительные испытания.
Важно отметить, что Starship предназначена для многоразового использования. А значит, SpaceX нужно создать беспрецедентную пусковую башню Mechazilla, которая будет ловить ракету во время вертикального спуска и посадки. Ничего подобного ещё никогда не делали, и разработка может занять какое‑то время.
Маску также приходится бороться с регулирующими органами. Федеральное управление гражданской авиации (FAA) и Корпус инженеров армии США обеспокоены ущербом для окружающей среды, который может нанести космодром SpaceX в южном Техасе. После долгих проволочек FAA выдало разрешение на запуск двухступенчатого корабля Starship на космодроме в Бока‑Чика. Но с условием, что SpaceX предпримет 75 дополнительных мер, чтобы смягчить воздействие на экологию.
Как только Starship станет реальностью, SpaceX придётся решать сложную задачу массового строительства ракет. Заявление Маска о 100 ракетах в год звучит амбициозно, но я поверю ему, когда увижу это собственными глазами.
Сейчас компания не может производить ракетные двигатели Raptor в нужном темпе. В конце 2021 года Маск говорил, что кризис производства Raptor поставит компанию под угрозу банкротства, если SpaceX не сможет запускать ракету Starship каждые две недели. При этом мы должны поверить, что примерно за шесть лет SpaceX разберётся со всеми этими проблемами и начнёт выпускать космические корабли в огромных количествах. А это потребует постоянного притока рабочей силы, материалов, топлива и всех остальных компонентов будущей ракеты.

Мы всего лишь люди

Даже если SpaceX сможет доставить такое количество людей на Марс за такое короткое время, всё равно придётся преодолеть огромное количество трудностей. Прежде всего — человеческий фактор. Проще говоря, наши тела не созданы для космоса или враждебных инопланетных миров. Красная планета с её болезненно тонкой атмосферой, низкой температурой и отсутствующей магнитосферой не предлагает ни кислорода, ни воды, ни защиты от смертельно опасного радиоактивного излучения.
«Осуществление мечты Илона Маска о самодостаточной колонии на Марсе сопряжено с рисками, которые намного превосходят риски, связанные с отправкой небольшой группы людей туда и обратно, — объяснил мне Томас Лэнг, профессор кафедры радиологии и биомедицинских изображений Калифорнийского университета в Сан‑Франциско. — Риски относительно небольшой миссии на Красную планету, которая может включать в себя 6‑месячные переходы к месту назначения и обратно и 18‑месячное пребывание на поверхности, уже пугают».
По словам профессора, основные проблемы связаны с тем, как поддерживать физиологию человека на функциональном уровне, защищать колонистов от радиации и преодолевать последствия крайней изоляции. Космические агентства по всему миру уже изучают эти риски, и Лэнг уверен, что в конце концов мы найдём способы с ними справиться. Но даже если эти риски можно предотвратить, создание колонии с миллионом поселенцев на Марсе, по мнению Лэнга, всё ещё является «прыжком в неизвестность» с точки зрения как технической, так и социальной эволюции.
Со временем частные фирмы вроде SpaceX и государственные агентства могут построить космический корабль и разработать вспомогательные технологии, например для жилых модулей, источников электроэнергии или транспорта. Однако это ничто по сравнению с проблемой добычи из недр самого Марса ресурсов, которые понадобятся колонистам для жизни. Даже если во время первых миссий на Красную планету найдутся какие‑то решения, неизвестно, получится ли их масштабировать и применить для обеспечения большого количества людей.

Едва удовлетворённые потребности

Кадр из фильма «Марсианин»

Джилл Сом, директор программы экологических исследований в Университете Южной Калифорнии, рассматривает проблему со стороны базовых потребностей человека. «Люди могут провести несколько минут без дыхания, несколько дней без питья и несколько недель без еды. Поэтому кислород, вода и пища — это самое необходимое. Без них мы не сможем выжить и тем более развиваться», — говорит Сом.
Изменить марсианскую атмосферу так, чтобы люди на планете дышали свободно, за несколько десятилетий явно не получится. Это значит, что колонистам придётся жить в закрытых помещениях и, по словам Сом, иметь при себе эффективные системы рециркуляции, которые будут удалять углекислый газ и производить кислород, чтобы воздух был пригодным для дыхания. Обеспечить водой миллион человек — ещё одна серьёзная задача. Сом говорит, что воду можно получить из водорода, кислорода и большого количества энергии. Но на Марсе всё это недоступно.
«Доставить воду для такой большой колонии с Земли тоже невозможно, поэтому придётся искать и растапливать лёд на Марсе, — добавляет Сом. — Лёд, по всей видимости, можно найти на глубине и на полюсах, но там невероятно холодно. К тому же они находятся далеко от более тёплых зон, где, скорее всего, и расположится колония. Если и получится добыть достаточно льда, а затем превратить его в воду, то снова понадобится эффективная система рециркуляции. Все отходы нужно будет собирать, очищать и возвращать в оборот».
Безусловно, это непростая задача. Инфраструктуру, необходимую для жизни миллиона «марсиан», в конечном счёте можно будет построить. Однако невысказанное предположение, что она самопроизвольно и мгновенно появится с прибытием испытывающих жажду колонистов, — не что иное, как шутка.
Дальше возникает вопрос, чем кормить поселенцев. По оценке Сом, чтобы обеспечить едой колонию такого размера, понадобится около 1 500 квадратных километров сельскохозяйственных угодий. Площадь может показаться не слишком большой, но примерно такую же занимает Лос‑Анджелес (или Санкт‑Петербург). Колонистам также понадобится почва хорошего качества, вода и какое‑нибудь удобрение, которое можно было бы получить с помощью очистки сточных вод и компоста из пищевых отходов.
Сом не инженер и не может оценить, насколько всё это осуществимо. Однако она понимает, что задача явно монументальная. Суровая правда в том, что в данный момент мы не знаем, как в крупном масштабе воссоздать естественные процессы, которые делают нашу планету особенной и пригодной для жизни. «Я бы подчеркнула, что всё это обеспечит лишь минимально необходимые условия для любого жителя марсианской колонии, — добавляет Сом. — Нам нужно спросить себя, что мы считаем хорошей жизнью на Марсе, ради которой любой пойдёт на риск».

Покажите мне технологии

Кадр из фильма «Марсианин»

Профессор горного дела из Университета Нового Южного Уэльса в Австралии Серкан Сайдам говорит, что сейчас у нас есть технологии, необходимые для отправки людей на Марс. Но нам не хватает технологий, необходимых для создания колонии и, скорее всего, к 2050 году не хватит возможностей, чтобы поддерживать жизнь в марсианском городе‑миллионнике. «Для того, чтобы построить внеземной город и обеспечить условия для его жителей, нам потребуется наладить множество внеземных операций», — объясняет Сайдам.
Прежде всего колонистам понадобятся новые технологии для добычи ресурсов на месте. Доставлять их с Земли будет «очень рискованно, невероятно дорого и просто неосуществимо». Колонистам придётся черпать большинство необходимых материалов из недр Марса и, возможно, ближайших астероидов. Кроме того, потребуется обогатительное оборудование для первичной обработки сырья, а также оборудование для производства продуктов. Всё это невозможно без человеческого труда, а он — без еды и воды.
Чтобы эти операции стали реальностью, надо производить гораздо больше энергии и материалов, чем требуется для базового выживания на Марсе, а также создавать запасы для будущего использования. По словам Сайдама, роботы значительно облегчат процессы, но даже существующие наземные системы добычи полезных ископаемых ещё не полностью автономны.
Сайдам перечисляет и другие проблемы. Довольно устрашающий список среди прочего включает: глубокое изучение Марса с позиции геологии и геотехники; обеспечение надёжного источника электроэнергии; создание рынков для поддержки цепочки поставок; сокращение риска для бизнеса и других заинтересованных сторон; разработку правовых стандартов и этических принципов для заселения новых территорий; сохранение пространства для мирных начинаний.
Замечание Джилл Сом о том, что мы не способны воспроизвести естественные земные процессы на другой планете в больших масштабах, напомнило мне о неудачных экспериментах «Биосферы‑2» в 1990‑е. Две миссии тогда продемонстрировали огромные проблемы в управлении закрытыми экосистемами. И кажется сомнительным, что большая колония на Марсе смогла бы выжить и развиваться без должного управления.
Кевин Олсен, физик из Оксфордского университета, который занимается анализом данных для космического аппарата Trace Gas Orbiter, говорит, что создать полностью замкнутую среду в космосе принципиально невозможно. Воздух, вода и топливо постепенно будут заканчиваться, поэтому колонии придётся превратиться в фабрику по производству ресурсов. «Эта технология сильно отстаёт от технологий космических полётов и строительства жилья», — объясняет Олсен.
Недавний эксперимент с участием марсохода Perseverance, когда кислород извлекали из углекислого газа в атмосфере Марса, стал интересным достижением. Тем не менее он никак не приближает нас к тому, чтобы превратить эксперимент, проведённый для проверки теории, во что‑то практическое и реальное.

Другая жизнь

Земля, в отличие от Марса, обладает сильным магнитным полем, которое защищает нас от ионизирующего излучения. По словам Олсена, поле настолько большое, что защищает и Международную космическую станцию. Поэтому даже длительное пребывание и эксперименты в космосе не смогут подготовить людей к полёту на Марс и жизни на его поверхности.
В интервью для TED Андерсон и Маск обсуждали подземные туннели, которые будут защищать поселенцев от опасного уровня радиации. Из этого получилась бы неплохая туристическая брошюра, поскольку колонистам, по сути, предлагают жить как кротам, лишь ненадолго выбираясь на поверхность.
Радиация представляет серьёзную опасность для здоровья, как и изоляция. А уровень изоляции марсианского сообщества был бы беспрецедентным, ведь успех этого начинания в конечном итоге означал бы зарождение совершенно новой человеческой цивилизации.
Мы всё ещё изучаем социальную динамику групп и отдельных людей в контексте изоляции, говорит профессор Лэнг: «У нас есть данные, полученные в самой разной обстановке, включая атомные подводные лодки, полярные исследовательские станции, МКС и российский эксперимент «Марс‑500». Но что насчёт социальной динамики в огромном обществе, которое изолировано от родной планеты и живёт во враждебной среде? Цена, которую оно будет платить за эпизоды социального хаоса или группового психоза, может оказаться смертельной. Чтобы развиваться, такое общество должно поддерживать очень высокий уровень сплочённости миллиона человек».
По поводу социальной стабильности Маск в разговоре с Андерсоном сказал, что определённый риск, безусловно, есть, но он надеется, что «люди Марса» будут более просвещёнными и не будут слишком много воевать друг с другом.

Правда о нашем будущем

Марс

Колонизация Марса, по словам физика Кевина Олсена, будет принципиально трудным предприятием, и желание выполнить всё быстро делает его ещё более опасным. Сейчас и в частной, и в государственной космической индустрии особенно следят за безопасностью. Правительство и общественность не готовы рисковать жизнями космонавтов.
«С точки зрения сложности и угроз создание колонии выйдет далеко за рамки экспериментов и исследований космоса, к которым мы привыкли. И мы должны быть готовы к тому, что всё пройдёт не так гладко, — говорит Олсен. — Это станет промышленной задачей, и нам нужно относиться к ней так, как и к другим рискованным отраслям, например промысловому рыболовству, добыче полезных ископаемых или металлургии».
Джилл Сом задаётся вопросом, зачем вообще всё это нужно. Зачем строить на Марсе колонию для миллиона поселенцев? «У нас здесь, на Земле, планетарный кризис, — говорит Сом. — И я считаю, что у нас есть моральное обязательство тратить наше время, силы и деньги на то, чтобы преодолеть его ради 8 миллиардов людей, которые живут здесь и сейчас. А не перевозить на другую планету небольшую группу, которая несомненно будет состоять из самых привилегированных в мире людей, чтобы они могли избежать проблем и попытаться начать новую жизнь».
Профессор Лэнг подчёркивает, что строительство большой колонии будет многоступенчатым процессом. На него уйдут десятилетия, и нескольким поколениям придётся постоянно его поддерживать. «Я считаю, что эта поддержка будет стоить того, — говорит Лэнг. — Если всё получится, установление самодостаточного общества на Марсе станет вехой в истории человечества и подготовит почву для распространения человеческой цивилизации по всей Солнечной системе».
И Сом, и Лэнг правы. Было бы разумно заботиться о своей родной планете и одновременно стремиться к тому, чтобы наладить жизнь за пределами Земли. Мы можем делать и то и другое, и не надо думать, будто это взаимоисключающие цели.
Вместе с тем, когда мы говорим о будущем, нам важно оставаться реалистами и объективно оценивать сроки, в которые мы сможем осуществить всё, что обещает Маск. А он, намеренно или нет, торгует ложными представлениями о краткосрочном потенциале человечества. И у этого есть последствия, ведь многие поклонники и последователи Маска буквально верят ему на слово. Самому богатому человеку на планете не помешает относиться ко всему гораздо серьёзнее, чем сейчас.