Elon Musk pole kunagi olnud üks, kes hoiab oma pikaajalisi plaane endale. Lisaks korduvkasutatavate rakettide, elektriautode väljatöötamisele ja päikeseenergia revolutsioonilisele arendamisele on ta oma elu jooksul ka Marsil koloonia rajamisel üsna häälekas olnud. Eesmärk pole siin muud kui inimkonna ellujäämise tagamine tagavarakoha loomisega ning nõuab tõsist kavandamist ja ülesehitust.
Need ja muud Muski kavandatud Marsile suunatud missiooni aspektid olid välja toodud essees pealkirjaga “Inimeste muutmine mitme planeetide liigiks”, mis avaldati ajakirja 2017. aasta juuni numbris Uus ruum. See on kokkuvõte ettekandest, mille ta pidas 26. – 30. Septembril 2016 Mehhikos Guadalajaras toimunud rahvusvahelise astronautikakongressi 67. aastakoosolekul.
Paberi koostas Stanfordi ülikooli nõustamisprofessor ja USA peatoimetaja Scott Hubbard NewSpace, ja see sisaldab kogu materjali ja slaidid Muski algsest esitlusest. Sisaldab Muski mõtteid selle kohta, kuidas võiks sellel sajandil Marsi koloniseerimine toimuda ja milliseid probleeme tuleks käsitleda.
Nende hulka kuuluvad inimeste ja kasuliku kauba Marsile saatmise kulud, raketi ja sõiduki tehnilised üksikasjad, mis reisi ette võtaks, ning võimalikud kulude jaotused ja tähtajad. Kuid loomulikult tegeleb ta ka võtmefilosoofiliste küsimustega - “Miks minna?” ja “Miks just Marss?”
Selle esimese küsimuse käsitlemine on kosmoseuuringute üks olulisemaid aspekte. Kas mäletate John F. Kennedy ikoonilist kõnet „Me valime minna Kuule“? Kaugeltki pelgalt tahteavaldusena õigustas Kennedy administratsioon seda kõnet Apollo programmile eraldatud aja, energia ja raha eest. Sellisena rõhutas Kennedy kõne ennekõike seda, miks eesmärk oli üllas ettevõtmine.
Marssi vaadates tabas Musk sarnast tooni, rõhutades ellujäämist ja inimkonna vajadust laieneda kosmosesse. Nagu ta ütles:
„Ma arvan, et tegelikult on kaks põhilist rada. Ajalugu hargneb kahes suunas. Üks tee on see, et jääme igavesti Maa peale ja siis toimub mõni väljasuremise sündmus. Mul pole vahetut viimsepäeva ennustust, kuid lõpuks viitab ajalugu sellele, et juhtub mõni viimsepäeva sündmus. Alternatiiviks on saada kosmose kandvaks tsivilisatsiooniks ja mitme planeedi liigiks, mille loodetavasti te nõustute, et see on õige tee. ”
Mis teeb Marsi loomulikuks valikuks, oli see pisut raskem müük. On tõsi, et Marsil on Maaga palju sarnasusi - seetõttu nimetatakse seda sageli “Maa kaksikuks” - see teeb temast teaduslikele uuringutele ahvatleva sihtmärgi. Kuid sellel on ka mõned üsna teravad erinevused, mis muudavad pikaajalise pinnapealse püsimise vähem meeldivaks. Miks see oleks loomulik valik?
Nagu Musk selgitab, on lähedusel sellega palju pistmist. Muidugi, Veenus on Maale lähemal, ulatudes 41 miljoni km (25 476 219 mi) lähedale, võrreldes 56 miljoni km (3,4796,787 mi) Marsiga. Kuid Veenuse vaenulik keskkond on hästi dokumenteeritud ja hõlmab ülitihedat atmosfääri, temperatuuri, mis on piisavalt kuum, et sulatada pliid, ja väävelhappe vihma! Elavhõbe on liiga kuum ja õhuvaba ning Jovia kuud on väga kaugel.
Muski osas on meil lähitulevikus vaid kaks võimalust. Üks on Kuu, millel on lähiaastatel tõenäoliselt püsiv asustus. Tegelikult ei puudu ESA, NASA, Roscosmose ja Chinesi riikliku kosmosevalitsuse vahel plaanidest ehitada Kuu eelpost, mis toimiks ISSi järeltulijana.
Kuid võrreldes Marsiga on see vähem ressursirikas, sellel puudub atmosfäär ja see kujutab endast olulist üleminekut gravitatsioonini (0,165 km) g võrreldes 0,376-ga g) ja päeva pikkust (28 päeva vs 24,5 tundi). Siin peitub kõige suurem põhjus Marsile minekuks, milleks on asjaolu, et meie võimalused on piiratud ja Marss on kõige maapinnalisem kõigist kehadest, mis meile praegu kättesaadavad.
Veelgi enam, Musk võtab arvesse asjaolu, et kolonistid võiksid hakata maastiku kujundamise protsessi alustama, et see aja jooksul veelgi Maa-sarnasemaks muutuks. Nagu ta ütleb (rasvases kirjas rõhuasetuseks):
“Tegelikult usume nüüd, et varane Marss sarnanes Maaga palju. Tegelikult, kui me saaksime Marssi soojendada, oleks meil jälle paks atmosfäär ja vedelad ookeanid. Marss on Päikesest jälle umbes poole nii kaugel kui Maa, nii et sellel on endiselt korralik päikesevalgus. On küll pisut külm, kuid võime selle soojendada. Selles on väga abivalmis õhkkond, mis tähendab peamiselt CO2 koos lämmastiku, argooni ja mõne muu mikroelemendiga, mis tähendab, et me saame taimi Marsil kasvatada lihtsalt atmosfääri kokkusurumisega.
“Marsil viibimine oleks päris lõbus, kuna teie gravitatsioon oleks umbes 37% Maa omast, siis saaksite raskeid asju tõsta ja end ümber siduda. Pealegi on päev märkimisväärselt lähedal Maale. Peame lihtsalt populatsioone muutma, sest praegu on Maal seitse miljardit inimest ja Marsil mitte ühtegi. "
Loomulikult ei saa oodata, et ükski missioon toimuks ilma kõige tähtsama sõidukita. Sel eesmärgil kasutas Musk iga-aastast IAC-i kohtumist, et tutvustada oma ettevõtte plaanevahelise transpordi süsteemi plaane. Marsi kolooniavedaja (millest Musk hakkas rääkima 2012. aastal) ajakohastatud versioon, ITS koosneb kahest põhikomponendist - korduvkasutatav raketivõimendi ja planeetidevaheline kosmoselaev.
Nende komponentidega Marsile jõudmise protsess hõlmab mõnda sammu. Esiteks stardivad raketi võimenduslaev ja kosmoselaev koos ning kosmoselaev toimetatakse orbiidile. Järgmisena, kui kosmoselaev eeldab parkimisorbiiti, naaseb korduvredaktor Maale, et tankerlaevaga uuesti laadida. See sõiduk on kosmoselaevaga sama kujundusega, kuid sisaldab lastiruumide asemel raketikütust.
Seejärel lastakse tanker koos korduvaga orbiidile, kus see kohtub kosmoselaevaga ja tankib seda marsruudil Marsile. Üldiselt tõuseb raketikütuse tanker orbiidil oleku ajal kosmoselaeva paagide täitmiseks kuskil kolm kuni viis korda. Muski hinnangul võib pöördeaeg kosmoselaeva laskmise ja korduva üleslaadimise vahel olla lõpuks isegi 20 minutit.
See protsess (kui Musk saab oma tee) laieneb mitmele kosmoselaevale, mis teevad teekonna Marsile ja tagasi Marsruudist iga 26 kuu tagant (kui Mars ja Maa on kõige lähemal):
„Teil oleks lõpuks orbiidil ootamas 1000 või enam kosmoselaeva. Seega lahkuks Marsi koloonia laevastik massiliselt. Kosmoselaevade orbiidile laadimine on mõistlik, kuna selleks on vaja aega 2 aastat ja siis saate korduvvõimendit ja tankerit sageli kasutada, et saada neist tõepoolest raske korduskasutus. Kosmoselaevaga saate vähem korduskasutust, kuna peate arvestama, kui kaua see kestab - võib-olla 30 aastat, mis võib olla kõige rohkem 12–15 kosmoselaeva lendu. ”
Raketi struktuuri osas koosneks see täiustatud süsinikkiust välistest kütusemahutitest, mis tugineksid autogeensele survesüsteemile. See hõlmab kütuse ja hapniku gaasistamist mootori soojusvahetuse kaudu, mida seejärel kasutatakse paakide survestamiseks. See on palju lihtsam süsteem kui see, mida praegu kasutatakse Falcon 9 raketi jaoks.
Rõhulangus kasutaks tõukejõu saamiseks 42 kontsentrilistesse rõngastesse paigutatud Raptor mootorit. Kui 21 mootorit on välimises rõngas, 14 sisemises rõngas ja seitse keskklastris, on korduva tõstejõu eeldatav tõstejõud 11 793 tonni (13 000 tonni) - 128 MegaNewtonit - ja vaakumjõud 12 714 meetrit. tonni (14 015 tonni) ehk 138 MN. See teeks sellest esimese kosmoselaeva, kus raketi jõudlusriba ületab raketi füüsilise suuruse.
Kosmoseaparaadi osas on kavandites nõutav ülaosas survestatud sektsioon, mille all on survestamata sektsioon. Survestatud sektsioon mahutab kuni 100 reisijat (arvas Musk, et loodab lõpuks suurendada seda mahtu 200 inimeseni reisi kohta), samas kui kogu Marsi koloonia ehitamiseks vajalik pagas ja kaubad hoitakse allpool survestamata sektsioonis.
Meeskonnaruumide endi osas näitas Musk kindlasti, kuidas aeg neis igavaks ei lähe, kuna transiidi aeg on pikk. "Seetõttu on meeskonnaruum või sõitjateruum üles seatud nii, et saaksite teha nullgravitatsioonimänge - saaksite hõljuda," sõnas ta. “Seal saavad olema filmid, loengusaalid, kajutid ja restoran. See on tõesti lõbus minna. Teil on tore veeta! ”
Mõlema sektsiooni all asuvad vedela hapnikupaagi, kütusepaagi ja kosmoselaevade mootorid. Mootorid, mis kinnitataks otse aluse tõukekoonuse külge, koosneksid kolmest merepinna mootorist - mis tekitaks 361 sekundit spetsiifilist impulssi (Isp) - välimisest rõngast ja kuuest vaakumootorist koosnevast sisemisest kobarast, mis genereeriks 382s isp.
Kosmoseaparaadi välisküljele paigaldatakse ka küttevari, mis koosneb samast materjalist, mida SpaceX kasutab oma Dragon-kosmoselaeval. Seda nimetatakse fenooliga immutatud süsiniku ablaatoriks (PICA), mille SpaceX on nende kolmandas versioonis. Kokku suudab Musk planeetidevahelise kosmoselaeva kaudu Marsile vedada 450 tonni lasti, sõltuvalt sellest, mitu korda saab tanker veesõidukit uuesti täita.
Ja sõltuvalt Maa-Marsi kohtumisest võib transiidi aeg olla vaid 80 päeva ühesuunaline (kui arvestada kiirusega 6km / s). Kuid aja jooksul loodab Musk selle lühendada vaid 30-päevani, mis võimaldaks suhteliselt lühikese aja jooksul Marsil moodustada suure populatsiooni. Nagu Musk osutas, on siin maagiline arv miljon, mis tähendab inimeste arvu, mis kulub Marsil isemajandava koloonia rajamiseks.
Ta tunnistas, et see oleks suur väljakutse ja selle täitmine võib kesta terve sajandi:
„Kui saate minna ainult iga 2 aasta tagant ja kui teil on ühe laeva kohta 100 inimest, siis see on 10 000 reisi. Seetõttu on õige suurusjärgus vähemalt 100 inimest reisi kohta ja võime lõpetada meeskonnaliikmete arvu suurendamise ning võtma kulusid ühe inimese kohta kokku rohkem kui 200 või enam inimest, et vähendada ühe inimese kulusid. 10 000 lendu on siiski palju lende, nii et lõppkokkuvõttes tahaksite tõesti 1000 laeva järjekorda. Kuni 1000 laeva ehitamine võtab natuke aega. Kui kaua kulub selle miljoni inimese künniseni jõudmiseks, alates hetkest, mil esimene laev Marsile suundub, oleks arvatavasti kogu Marsi kohtumispaik 20-50, nii et täieliku iseenda saavutamiseks kulub 40–100 aastat. tsivilisatsiooni toetamine Marsil. ”
Kui ITS on käivitamiseks valmis, teeb see seda Florida Kennedy kosmosekeskuse Launch Pad 39A juurest, mida SpaceX kasutab praegu Falcon 9 kaatrite käivitamiseks. Kuid muidugi on kõigi koloniseerimispingutuste kõige hirmutavam aspekt kulud. Praegu ja praeguseid meetodeid kasutades ei ole ühe miljoni inimese Marsile saatmine lihtsalt taskukohane.
Apollo-ajastu meetodeid kasutades proovikivina tõi Musk välja, et Marsile minek maksab umbes 10 miljardit dollarit inimese kohta - mis tuleneb asjaolust, et programm ise maksis 100 kuni 200 miljardit dollarit (kohandage vastavalt inflatsioonile) ja selle tulemuseks oli 12 astronauti, kes seavad jalga Kuule. Looduslikult on see miljoni elanikuga isemajandava koloonia loomiseks liiga kõrge.
Seetõttu väitis Musk, et inimeste Marsile vedamise kulusid tuleks kärpida ilmatu 5 miljoni protsendi võrra! Muski soov alandada kosmoseaparaatidega seotud kulusid on hästi teada ja see on ka põhjus, miks ta asutas SpaceXi ja hakkas arendama korduvkasutatavat tehnoloogiat. Kulutused tuleks siiski alandada tasemeni, kus pilet Marsile maksaks umbes sama palju kui mediaanmaja - s.t 200 000 dollarit - enne, kui mis tahes reis Marsile võiks toimuda.
Kuidas seda teha, on välja toodud mitmed strateegiad, millest paljud Musk ja kosmoseagentuurid nagu NASA juba tegutsevad. Nende hulka kuulub täielik korduvkasutatavus, kus raketi ja selle lasti mooduli kõik etapid (mitte ainult esimene etapp) peaksid olema taastatavad ja korduvkasutatavad. Orbiidil tankimine on teine vahend, mis tähendaks, et kosmoselaev ei peaks kogu vajalikku kütust Maast endaga kaasas kandma.
Lisaks sellele peaks olema võimalus kasutada raketikütuse tootmist Marsil, kus kosmoselaev saab Marsil tankida, et teha tagasisõit. Seda kontseptsiooni on varem uuritud Kuu ja Marsi missioonide jaoks. Ja Marsi puhul tähendaks atmosfääri ja külmunud süsinikdioksiidi ning vee olemasolu nii pinnases kui ka polaarjää jääkappides seda, et metaani, hapnikku ja vesinikkütust oleks võimalik toota kõik.
Viimaseks on küsimus, milline raketikütus oleks parim. Praeguses seisukorras on olemas põhivalikud - petrooleum (raketi kütus), vesinik ja metaan. Kõigil neil on teatavad eelised ja neid saab Marsil kohapeal toota. Kuid kulude-tulude jaotuse põhjal väidab Musk, et metaan oleks kõige kuluefektiivsem raketikütus.
Nagu alati, tõstatas Musk ka ajakavade ja järgmiste sammude küsimuse. See koosnes SpaceXi viimase pooleteise kümnendi saavutuste vähenemisest, millele järgnes ülevaade sellest, mida ta loodab oma ettevõttel lähiaastatel ja aastakümnetel teha.
Nende hulka kuulub esimese planeetidevahelise kosmoselaeva väljatöötamine umbes nelja aasta pärast, millele järgnevad suborbitaalsed testlennud. Ta vihjas isegi sellele, kuidas kosmoselaevadel võiks olla kommertsrakendusi, mida saaks kasutada lasti kiireks veoks kogu maailmas. Revaktsineerimise väljatöötamise osas märkis ta, et see oleks suhteliselt lihtne protsess, kuna see hõlmab lihtsalt olemasoleva Falcon 9 revaktsineerimise suurendamist.
Peale selle hindas ta (eeldusel, et kõik läheb hästi) kõigi komponentide kokku panemiseks kümneaastase tähtajaga, et see toimiks inimeste Marsile viimisel. Viimaseks, kuid mitte vähem oluliseks, pakkus ta mõned pilgud sellele, mida saaks intelligentsete transpordisüsteemidega saavutada väljaspool Marsi. Nagu nimigi ütleb, loodab Musk kunagi ühel päeval viia läbi missioone päikesesüsteemi muusse sihtkohta.
Arvestades kohapealse kütusetootmise võimalusi (tänu vesijää küllusele), mainiti võimaliku sihtkohana nii Jupiteri kui Saturni kuusid. Kuid lisaks kuudele, nagu Europa, Enceladus ja Titan (neid kõiki mainiti), osutati võimaluseks isegi päikesesüsteemi Neptunuse piirkonna sihtkohad.
Arvestades, et Pluuto pinnal on ka ohtralt vesijäät, väitis Musk, et siia võiks rajada tankimis depoo, et teenindada missioone Kuiperi vööndis ja Oorti pilves. "Ma ei soovitaks seda tähtedevahelisteks rännakuteks," tunnistas ta, "kuid see põhisüsteem - kui meil on teel tanklad - tähendab täielikku juurdepääsu kogu suuremale päikesesüsteemile."
Selle paberväljaande avaldamine mitu kuud pärast seda, kui Musk esitas oma kava üksikasjad IAC-i iga-aastasele koosolekule, on loomulikult tekitanud nii heakskiitu kui ka skeptitsismi. Ehkki on neid, kes seavad kahtluse alla Muski ajalised jooned ja tema võime täita selles sisalduvaid ettepanekuid, näevad teised seda kui olulist sammu Muski pikaajalise soovi täitmisel näha, et sellel sajandil toimuks Marsi koloniseerimine.
Scott Hubbardile on see väärtuslik panus kosmoseuuringute ajalukku, millele pääsevad juurde ka tulevased põlvkonnad, et nad saaksid kaardistada Marsi uurimise ajalugu - samamoodi kasutatakse NASA arhiivimaterjale ajaloo uurimiseks Kuu maandumisest. Nagu ta märkis:
„Minu arvates ei anna selle dokumendi avaldamine kosmosehuviliste kogukonnale mitte ainult võimalust lugeda trükitud SpaceX-i visiooni koos kõigi diagrammidega kontekstis, vaid on ka väärtuslik arhiiviviide edaspidisteks uuringuteks ja kavandamiseks. Minu eesmärk on muuta New Space foorumiks, kus avaldatakse uudseid uurimistöö kontseptsioone, eriti neid, mis vihjavad sügavale kosmosesse rändavatele inimestele ettevõtlusteed. ”
Elon Muskil pole võõras mõelda suurele ja unistada suurest. Ja kuigi paljud tema ettepanekud minevikus ei tulnud algselt kindlaksmääratud aja jooksul, ei saa keegi kahelda, et ta on siiani kohale jõudnud. On väga põnev näha, kas ta saab võtta kasutusele ettevõtte, mille ta 15 aastat tagasi asutas, et edendada Marsi uurimist, ja kasutada seda hoopis koloniseerimispüüdluste juhtimiseks!
Värskendus: Musk säutsus tänu avaldamise eest Hubbardile ja on märkinud, et peatselt on plaanis suuri muudatusi.
Ja vaadake kindlasti seda videot Muski täiskõnest IAC 67. aastakoosolekul, lubades seda SpaceXil:
