Пусть NASA
займется делом

Национальному управлению по воздухоплаванию и исследованию космического пространства США (NASA) нужно по-новому сформулировать свою миссию. Программа шаттлов завершена. Международная космическая станция — самый, похоже, убыточный проект NASA. Само его название — агентство не смогло придумать ничего лучше — свидетельствует об отсутствии воображения. Незадачливый проект космического телескопа, стоимость которого по ходу дела выросла в семь раз, назван не в честь великого космонавта или ученого, а в честь бывшего руководителя NASA Джеймса Уэбба. Он хорошо работал, но у организации, называющей свой проект именем чиновника, явно слабовато с творческими озарениями.

А чем плоха идея отправлять людей на Марс? Полет на Марс технически возможен, правда, сейчас он стоил бы невероятно дорого. Если бы появились финансово более разумные способы выхода на орбиту, коммерческое освоение космоса пошло бы полным ходом. Сейчас до этого далеко. Частный стартап SpaceX, которым руководит Элон Маск, один из создателей известной платежной системы PayPal, производит космические ракеты Falcon и вместе с NASA разрабатывает космический модуль для обеспечения грузами МКС, но сейчас единственный заказчик SpaceX — правительство США. Когда-нибудь на Луне начнут добывать полезные ископаемые, например гелий-3, но еще очень не скоро. Много шуму наделала идея космического туризма, однако пока все проекты такого рода предполагают создание летательных аппаратов, могущих разве что чуть-чуть побыть в верхних слоях атмосферы. По сути, речь идет о воздушных судах для полетов на большой высоте.

Причина недосягаемости Марса и невозможности развивать космический бизнес в том, что никто не решил проблему баснословной стоимости вывода полезного груза на орбиту. Инженеры говорят, что низкая орбита Земли — «средняя точка любого маршрута в Солнечной системе». Чтобы преодолеть силу земного притяжения и поднять объект на высоту 300 км над уровнем моря, энергии нужно почти столько же, сколько для отправки этого объекта от земной орбиты к любой планете. Но добраться до орбиты — удовольствие слишком дорогое. Чтобы полеты на Марс стали былью, нужна дешевая тяга.

Ракетные двигатели с 1960-х, как ни странно, почти не изменились. Те, что используются во всех современных космических летательных аппаратах, мало чем отличаются от применявшихся в эпоху полетов на Луну. А доставка 1 кг полезного груза на орбиту самой дешевой из нынешних ракет стоит $20 тысяч.

Теперь посчитаем. Каждый из трех космонавтов, находящихся на борту МКС, выпивает по два литра воды в сутки. Значит, чтобы обеспечить их дневным запасом воды, надо заплатить  $125 тысяч. Вот так-то! Только чтобы перевезти бутыли с водой на 320 км. Пилотируемый полет на Марс обошелся бы в триллион долларов (см. врезку «Космос: дорого­стоящий рубеж»). Поэтому правитель­ства готовы финансировать лишь исследования полетов на Марс.

Оговоримся: до сих пор не ясно, можно ли в принципе изобрести совершенно новый тип ракетного двигателя. Многие идеи, например концентрированного топлива или клиновоздушного двигателя, себя не оправдали. Ни к чему не привели попытки 1980-х и 1990-х создать ракеты, которые единым махом оказывались бы на орбите и летели бы оттуда в космос, как самолеты. Ядерная двигательная установка сработала бы, но лишь выйдя за пределы ­атмосферы. Подъем объекта на первые 320 км — проблема пока неразрешимая. С солнечными парусами та же незадача.

Были и весьма эксцентричные идеи. Скажем, передавать энергию набирающей высоту ракете лазером. Или любимая идея фантастов — высотный беспилотный аэростат: на высокой орбите находится противовес, привязанный к тросу, и он вытягивает объекты в космос. Вы, случайно, не знаете, из чего можно сделать грузоподъемный трос длиной 37 тысяч км?

Но то, что создание принципиально нового двигателя — сложная в научном и инженерном отношении задача, еще не значит, что NASA не должна пытаться ее решать. Когда началась программа шаттлов, агентство уделяло слишком много внимания получению субсидий для своих подрядчиков и слишком мало — поиску новых идей. В 1960-х в Центре космических полетов Джорджа Маршала создали принципиально новый двигатель и сконструировали ракету-носитель для полета на Луну «Сатурн-5». Потом Центр в основном совершенствовал уже готовое. NASA не воспользовалось его достижениями.

Сейчас астронавтам делать особенно нечего. Почему бы тогда не сократить финансирование пилотируемых полетов на $1—2 млрд в год и не перенаправить средства на проектирование двигателя нового типа? Скажем, половину денег дать техническим центрам NASA, а половину — частным компаниям.

Мечты об освоении космоса так и останутся мечтами, если не будет найден дешевый способ попадать в космос. Но дальнейшая деятельность агентства бы­ла бы исполнена смысла, если бы в NASA создали принципиально новые варианты выхода на орбиту. Нам осталось ждать революции в области ракетных двигателей, а космос как был, так и останется.

Космос: дорогостоящий рубеж

За полвека в экономике ракетных двигателей ничего не изменилось. Пока инженеры не придумают принципиально новый, менее затратный способ преодоления силы земного притяжения, для полета на Марс нам будет не хватать триллиона долларов.