Я недавно пересматривал «Армагеддон» с Брюсом Уиллисом. Буровики в космосе, надвигающийся на Землю астероид размером с Техас, пафосные речи на фоне звездно-полосатого флага и море взрывов. Но если отбросить весь этот голливудский хаос, фильм невольно задает отличный вопрос: а что мы на самом деле будем делать с астероидом, если однажды до него доберемся? Можно сразу сказать: взрывать мы его не станем. Мы пустим его на стройматериалы.
Строительство колонии на Марсе — это не только грядущий триумф инженерной мысли, но и зубодробительный квест по снабжению. Именно логистика, какой бы скучной и приземленной она ни казалась на фоне ревущих ракетных двигателей, в конечном итоге определит, станет ли человечество межпланетным видом или так и останется навсегда привязанным к Земле.
Поддержать нас на Boosty
Поддержать нас на Дзен
Подумайте, что реально потребуется марсианскому поселению. Еда, вода и кислород — это лишь базовый уровень выживания. Чтобы жить и расширяться, нужен металл. Потребуется конструкционная сталь для создания надежных жилых модулей, алюминий для научного оборудования, железо для инструментов. Любая техника в суровых условиях Красной планеты будет изнашиваться, ломаться и требовать регулярной замены.
Возить весь этот металлический инвентарь с Земли каждый раз, когда ломается условный гаечный ключ, — стратегия, обреченная на грандиозный финансовый провал. Запуск ракеты обходится в десятки миллионов за каждую тонну груза, а путь транзитом через холодную пустоту занимает от шести до девяти месяцев, в зависимости от того, как удачно сошлись орбиты двух планет. Строить космический гипермаркет стройматериалов, опираясь на такую чудовищную цепочку поставок, физически невозможно.
Разрубить этот логистический узел исследователи из швейцарского института EPFL решили с помощью математики. Они опубликовали на сервере препринтов arXiv объемную работу, в которой без лишней лирики свели дебет с кредитом для внеземной горнодобывающей промышленности. Ученые решили выяснить, можно ли добывать металлы на астероидах и доставлять их прямиком на Марс. Солнечная система буквально усыпана миллионами астероидов, и нас в первую очередь интересуют так называемые астероиды М-класса. По сути, это гигантские, свободно дрейфующие в вакууме куски железа, никеля и других ценных элементов. Главный вопрос состоял в том, сможем ли мы до них добраться, отколоть нужное количество руды и привезти на Марс, не обанкротив при этом всю экспедицию из-за перерасхода топлива.
Ответ исследователей звучит как осторожное, но весьма уверенное «да». Правда, с одним условием.
Чтобы прийти к этому выводу, команда прогнала через сложные алгоритмы со множеством критериев тысячи комбинаций маршрутов. Они искали идеальные пути в многомерном пространстве вариантов, учитывая энергетические затраты на маневры (тот самый показатель дельта-V, который так любят инженеры-баллистики), массу металла, которую реально извлечь, и — что самое критичное — топливо на обратную дорогу. Если везти топливо для возвращения с собой с Земли или даже с Марса, вся затея теряет математический смысл: тяжелая ракета просто сожжет больше драгоценных ресурсов, чем привезет полезного груза. Ошибка в выборе цели превратит миссию в самую дорогую и бессмысленную экскурсию в истории.
Проблему обратного билета авторы предлагают решать радикально: горючее вообще не нужно брать с собой. Помимо металлических летающих гор, в космосе полно углеродистых астероидов (С-класс). Они невероятно богаты углеродом и водяным льдом. Если наладить правильный химический процесс, из этих компонентов можно производить ракетное топливо прямо на месте, навсегда отрезав пуповину зависимости от земных поставок. Исследователи заложили эту возможность прямо в фундамент своей транспортной модели.
В результате идеальная цепочка поставок начинает напоминать хитроумный космический бильярд. Грузовой корабль стартует с Марса, летит к ближайшему металлическому астероиду и под завязку загружается сырьем. Затем он делает крюк к подходящему углеродистому астероиду, который выступает в роли бесплатной межпланетной заправки. Там автоматика синтезирует пропеллент для обратного пути, и корабль возвращается на Марс с полными трюмами железа и никеля. Прямо на марсианской поверхности эти металлы можно загрузить в массивные промышленные 3D-принтеры для аддитивной печати новых жилых баз и марсоходов.
Данная работа швейцарских ученых ценна не тем, что она дает нам готовый план для будущего запуска. До первой реальной добычи руды в космосе нам предстоит преодолеть еще колоссальное количество технологических барьеров. Главный прорыв заключается в другом: исследование доказывает, что задача на сто процентов решаема с помощью технологий, которые мы понимаем уже сегодня. Энергетическая стоимость полета к правильно выбранным околоземным или марсианским астероидам достаточно низка, чтобы сделать предприятие прибыльным.
Марсианской колонии, когда она появится, потребуются не только астронавты-исследователи с флагами в руках. Ей понадобятся суровые строители, инженеры и космические дальнобойщики, которые будут следить за тем, чтобы поставки сырья для стальных балок с пролетающего мимо камня приходили точно по графику.
Мы постепенно перестаем смотреть на Солнечную систему просто как на пустую черную бездну с редкими вкраплениями планет. Она превращается в гигантский, пыльный, но безгранично богатый склад ресурсов. И ключом к нашему выживанию там будет не громкая победа над природой, а умение грамотно выстроить логистику.
Поддержать нас на Boosty
Поддержать нас на Дзен
Читайте также: Церера: забытый океанический мир из пояса астероидов
Комментировать можно ниже в разделе “Добавить комментарий”.