20 января 2004 г.

Здравствуйте, уважаемый автор дилогии "Червь"!

Вам пишет зам. редактора отдела новостей и репортажей газеты "Собеседник" Надежда Гужева. Не буду утомлять Вас долгими предисловиями и перейду к делу.

В последнее время внимание многих людей приковано к исследованиям планеты Марс, а особенно -- к возможности во вполне обозримом будущем отправить туда экспедицию. О целях ее говорится не очень много, но вполне очевидно, что идет поиск возможности колонизировать Красную Планету. Не оставлен без внимания и вопрос о том, есть ли там жизнь.

Но мне было бы очень интересно узнать Вашу точку зрения. Не могли бы Вы поделиться своими мыслями?

Заранее благодарю Вас.

Ответ (значительно расширенный по сравнению с тем, что я послал в газету):

Почему нам необходимо лететь на Марс?

Как ни странно, на сегодняшний день главная причина, по которой нам нужно лететь на Марс, это вовсе не колонизация Красной Планеты (до этого еще далеко, мы вряд ли доживем до этого), и не поиск ответа на вечный вопрос «Есть ли жизнь на Марсе?». (В скобках, однако, замечу, что ответ на этот вопрос может очень существенно повлиять на представления о происхождении жизни на Земле, и о том насколько часто встречаются цивилизации подобные нашей за пределами солнечной системы. Такое изменение представлений о столь фундаментальных вещах может иметь очень далеко идущие последствия, на сегодняшний день абсолютно непредсказуемые.)
Главная причина, по которой нам, жителям сегодняшнего дня (а не отдаленным потомкам, для которых существенными будут как раз две причины, приведенные выше) необходимо лететь на Марс, состоит в том, что правильно организованная программа освоения Марса может значительно повысить уровень жизни населения и снизить вероятность вооруженных конфликтов на планете Земля в течении ближайших двадцати-сорока лет.
Вопреки распространенному представлению «человека с улицы» о том, что космические программы - это выбрасывание денег на ветер, мало какое предприятие в истории человечества давало более десяти долларов прибыли на один доллар инвестиций (как это было в случае американской программы высадки человека на Луну в 60-е годы двадцатого века, известной как программа «Аполлон»). Лишь ничтожная часть из миллиардов долларов потраченных на программу «Аполлон» была действительно выброшена на ветер в виде израсходованного ракетного топлива и отработавших ракетных ступеней, брошенных по дороге к Луне. Большая часть этих миллиардов пошла вовсе не на топливо и не на изготовление ракет и прочих «железок». Большая часть этих денег - это зарплата выплаченная инженерам, которые в течение десяти лет сидели и изобретали новые технологии, которые сегодня используются повсюду - начиная от ворсовых застежек «липучка» («велкро») и кончая персональными компьютерами. Многие из этих технологий сегодня приносят пользу, выражаемую во вполне реальном повышении благосостояния населения и исчисляемую в деньгах. Многие из этих технологий приносят пользу которую даже невозможно исчислить в деньгах (как например технологии, перекочевавшие из космической биологии и медицины в медицину земную - в каких деньгах исчислишь спасенные жизни?). Как сказал один инженер из НАСА: «если бы НАСА потребовало от каждого производителя товара, использующего технологию, разработанную по заказу НАСА, наклеить на этот товар этикетку с эмблемой НАСА, то этими этикетками было бы сплошь уклеено все что находится под капотом Вашего нового автомобиля, и половина вещей у Вас на кухне, начиная с фильтра для воды и кончая тефлоновой сковородкой.»
Но тогда в голову кое-кому закрадывается крамольный вопрос: «А нельзя ли было просто дать деньги этим инженерам и вообще не тратится на ракеты для доставки с Луны нескольких сот килограммов камней, по большому счету никому сегодня не нужных? Ведь хоть эти ракеты и потребовали небольшого процента от миллиардов, но миллиард - деньги большие, и в абсолютном исчислении процент от миллиарда - сумма значительная. Вот была бы экономия!».
К сожалению для задающего такой вопрос (и к счастью для наших потомков), ответ на этот вопрос - совершенно определенное «нельзя!». Невозможно просто дать инженеру деньги и сказать: «изобрети-ка ты мне братец чего-нибудь такое, эдакое, чего никогда раньше не было и в голову никому не приходило». Вот это действительно будут деньги выброшенные на ветер. Во всяком случае, десяти долларов прибыли на доллар инвестиций Вы таким образом точно не получите. Без четкой постановки задачи и без возможности проверять свои технические решения на практике, в конкретных условиях, в которых должна эксплуатироваться техника (в данном случае в космосе), ничего он вам не изобретет.
«Ну, хорошо,» - скажет тогда воображаемый оппонент - «давайте дадим ему конкретную задачу, например, изобрести застежку-«липучку» и пусть экспериментирует на застегивании обычных земных вещей, зачем лезть в космос?».
Не получится. Никто не сможет поставить такую задачу - изобрести «липучку» - если он сам никогда такой застежки в глаза не видел. Задачу изобретения «липучки» поставил человеку не какой-то другой человек, а условия жизни в космосе, в данном случае невесомость - надо было что-то придумать, чтобы вещи не плавали в беспорядке по кабине, а спокойно «лежали» на стенках, и чтобы их не надо было долго отстегивать, а можно было просто взять в руки, как на земле книгу со стола. Такую задачу могли поставить только принципиально новые условия существования, с которыми человек впервые столкнулся, выйдя в космос. И недаром говориться, что правильно поставить задачу, значить наполовину ее решить - «липучка» была изобретена практически мгновенно, в самом начале программы высадки человека на Луну, и лишь потом выяснилось, что для нее имеется множество хороших применений на Земле. Такой путь - из космоса на Землю - прошли большинство изобретений сделанных по программе «Аполлон». Эти изобретения возможно никогда бы не были сделаны для чисто земных применений, поскольку обычные, земные условия не требуют необычных технических решений. Космос, с его чрезвычайно необычными для землян условиями, является сильнейшим катализатором творческой мысли инженера.
Но никогда не следует забывать, что вторым сильнейшим катализатором является война с ее чрезвычайно сложными и непредсказуемыми условиями на поле боя. И если вы не придете к инженеру с вопросом: «Как мне доставить людей на Марс?», к нему придут генералы с вопросом: «Как нам эффективнее убивать людей?». Также никогда не следует забывать, что на одних и тех же заводах можно изготовить ракету, которая доставит человека к Марсу, и ракету, которая доставит ядерную боеголовку в город с многомиллионным гражданским населением. И на всех этих заводах работают люди, которые хотят получать зарплату каждый месяц. Уже один этот факт сам по себе является ответом на вопрос нужно ли нам лететь на Марс.
Огромной трагедией человечества на протяжении последних двадцати лет (после окончания разработки систем «Шаттл» и «Буран») было отсутствие какой бы то ни было принципиально новой космической программы, требующей разработки новых технологий. Двадцать лет мы крутились на одной и той же орбите вокруг Земли, используя одни и те же отработанные технологии, и не было новых задач.
Полет к Марсу - это принципиально новая задача, не похожая на задачу полета к Луне. Принципиальное отличие условий полета к Марсу от условий полета к Луне - это сильнейшее галактическое излучение. В районе Луны человек все еще защищен от этого излучения магнитными полями Земли и Солнца. У Марса нет такого мощного собственного магнитного поля как у Земли, а магнитное поле Солнца в районе орбиты Марса уже не так сильно как в районе орбиты Земли. В результате космонавты, летящие к Марсу, подвергаются сильнейшей бомбардировке тяжелыми заряженными частицами, приходящими к нам из глубин галактики. Никто не знает, как конкретно такое облучение повлияет на здоровье человека, но ясно, что это влияние не будет благотворным.
Какие новые технологии потребуется разработать для решения этой новой задачи и как эти технологии смогут улучшить жизнь на Земле?
Первое, простейшее решение, которое приходит в голову - поставить на корабль мощную противорадиационную защиту. Но такое решение приведет к увеличению массы корабля на порядок, что в свою очередь потребует создания новых, более дешевых и эффективных средств доставки грузов на орбиту. Появление новых дешевых средств выведения на орбиту насущно необходимо для того, чтобы наконец начать промышленное освоение околоземного космического пространства (при нынешних ценах доставки на орбиту одного килограмма груза составляющих от 5 до 15 тысяч долларов это совершенно невозможно). Начало реального промышленного освоения околоземного космического пространства может оказать заметное воздействие на уровень жизни на Земле.
Второе решение - сократить время полета на Марс, чтобы подвергать космонавтов облучению в течении меньшего времени. Для этого потребуется создание принципиально новых видов двигателей. Эти двигатели «приблизят» к нам отдаленные уголки Солнечной системы, и в частности сделают полезные ископаемые на астероидах доступными для заводов на околоземной орбите. Так что разработка второго решения в конце концов также будет иметь большое практическое значение.
И наконец, третье решение, на сегодня кажущееся абсолютно фантастическим, но одновременно и самое заманчивое - создать нанороботов, которые будут плавать в кровеносных сосудах космонавтов и на ходу ремонтировать клетки, поврежденные тяжелыми космическими частицами. Иными словами, речь идет о создании лекарства от рака плюс всех остальных болезней описанных в Большой Медицинской Энциклопедии. Это решение - самое сложное и оно потребует самых больших капиталовложений, о которых политики пока даже и не заикаются, но эти деньги все равно в конце концов придется выложить, если говорить о полете на Марс всерьез, а не просто заниматься политической демагогией. Это дает некоторую надежду нам, простым смертным землянам, склонным болеть всякими болезнями. Сегодня разные предсказатели называют самые разные сроки, требующиеся для создания такой системы - от двадцати до ста лет. Реальность, по-видимому, состоит в том, что для создания такой системы потребуется меньше двадцати лет, если будет четко поставленная цель, жесткий график и достаточное финансирование (как на программе «Аполлон», где практически с нуля за восемь лет была создана система для полета человека на Луну), и, с другой стороны, потребуется значительно больше ста лет, если не будет четкой цели, жесткого графика и достаточного финансирования.

Достаточность финансирования космических программ вообще чрезвычайно важна, если мы хотим, чтобы они были экономически эффективны. В противном случае мы рискуем получить "дешевую" космическую программу, которая формально выполнит поставленную перед ней цель, не разработав при этом никаких принципиально новых технологий - в данном конкретном случае высадит человека на Марс с помощью различных ухищрений. Например, мне доводилось слышать рассуждения о том, что космонавтов следует посылать к Марсу в год активного Солнца, поскольку магнитосфера Солнца в такие годы расширяется и ее защита от галактического излучения на какой-то срок распространяется до орбиты Марса. Ясно, что такая экспедиция к Марсу позволит политикам поздравить самих себя с выдающейся победой, но не принесет человечеству новых технологий. Такая экспедиция к Марсу действительно была бы пустым выбрасыванием денег на ветер. Более того, она нанесла бы огромный моральный ущерб делу освоения космического пространства.
Вспомним уроки истории. Вспомним, какое крайне негативное отношение к космонавтике распространилось в нашей стране в период Перестройки. Разумеется, тут не обошлось без пропаганды "демократов", стремившихся уничтожить эту, к тому моменту практически единственную конкурентоспособную отрасль в нашей стране в угоду западным конкурентам. Но их пропаганда была не беспочвенна, а опиралась на факты, правда не того времени, а более раннего периода, периода космической гонки 60-х годов, когда советское правительство в пропагандистских целях требовало от отечественной космонавтики побед и успехов, не заботясь о том, подкреплены ли эти успехи передовой технологией.
В тот период мы еще довольно сильно отставали от Америки в области технологии. Развитие новых технологий и необходимой для них производственной базы - дело медленное и постепенное, а правительство требовало немедленных результатов. Неудивительно, что отечественная космонавтика пошла в то время не по пути разработки новых технологий, способных найти универсальное применение, и принести прибыль всему народному хозяйству, а по пути различных ухищрений конструкторов, применимых каждый раз только к какому-то одному космическому аппарату или группе аппаратов, но ни как ни ко всему народному хозяйству в целом. Один пример, чтобы было понятно о чем идет речь. Когда Королев проектировал свою знаменитую ракету Р-7, отечественная промышленность не смогла создать для нее достаточно мощных двигателей - она не располагала технологией создания достаточно тугоплавких сплавов, которые не прогорали бы в мощном двигателе. Королев решил эту проблему с помощью конструкторского ухищрения - поставил на эту большую ракету сразу двадцать небольших двигателей, сгруппировав их группами по четыре - одну группу на центральную ступень и по одной группе на четыре боковых ускорителя. Замечательное конструкторское решение, но где его еще можно применить кроме как в ракете? Американцы же, которые все делали "по правилам" - то есть, сначала разрабатывали технологии, а уж потом создавали на их основе ракеты - поначалу немного от нас отставали, но уж когда они сделали ракету аналогичного класса, способную вывести на орбиту двухместный корабль "Джемени" (ракета "Титан") на этой ракете стояло только два двигателя. И ясно, что технология тугоплавких сплавов смогла найти применение не только в ракетах. Вот откуда взялась эта удивительная и непонятная для нас прибыльность американской космонавтики - она была ориентирована в первую очередь на создание универсальных технологий, а не конкретной космической техники. И самое обидное в этой истории, что к 80-м годам, в период создания системы "Энергия - Буран" отечественная космическая отрасль как раз вышла на уровень "технологической", а не "конструкторской" космонавтики - повторить американский "Шаттл" и даже кое в чем его превзойти было бы невозможно, не развив у себя в стране технологической базы, сравнимой с американской. Советский "шаттл" - "Буран" - был основан на новейших технологиях того времени, и большая часть этих технологий могла бы быть применена в народном хозяйстве. Но мы не успели - произошла Перестройка под лозунгом: "Бей космонавтов, они съели всю нашу колбасу!". Большинство предприятий космической отрасли были разорены, часть новых технологий, разработанных за народные деньги, ушла за бесценок "за бугор", часть просто оказалась утеряна под обломками отечественной космической отрасли.
Уничтожение основного конкурента крайне отрицательно сказалось на экономической эффективности американской космонавтики. Ушло обильное финансирование периода соревнования в космосе с СССР, и американская космонавтика превратилась в "дешевую" космонавтику, не вкладывающую деньги в развитие новых технологий. НАСА превратилось в организацию, занятую почти исключительно эксплуатацией "Шаттла". Что это означало на практике? А то, что выделяемых для НАСА средств хватало лишь на то, чтобы выплатить зарплаты рабочим, изготавливающим одноразовый внешний бак для "Шаттла" и тем многочисленным техникам, которые тысячу раз проверяют "Шаттл" перед стартом (и как показали катастрофы "Челленджера" и "Колумбии", всех этих проверок все равно недостаточно). Денег на зарплаты инженерам, занимающимся разработкой новых технологий, уже не остается. Здесь мы видим яркий пример "дешевой" космонавтики, т.е. выбрасывание денег на ветер в чистом виде. "Дешевой" пишу в кавычках, поскольку один пуск "Шаттла" со всеми проверками и перепроверками, и с техниками, которым платят зарплату по американским расценкам, обходится в сумму порядка 500 миллионов долларов. Впрочем тут же, справедливости ради, следует отметить, что эксплуатация "Шаттла" обходится каждому американскому налогоплательщику в 20 долларов в год, в то время как военные расходы в мирное время - в 1100 долларов в год (во сколько они обходятся ему в военное время - это военная тайна ;-). Понятно конечно, что разработка технологий убийства людей гораздо более привлекательна для правительств, чем технологий, которые могут продлить людям жизнь - что делать с лишними ртами в условиях глобального перенаселения? Но может быть правительствам стоит взглянуть на ситуацию с иной, несколько более долгосрочной (порядка нескольких сот лет), точки зрения. Ведь в долгосрочной перспективе вложение в космические технологии позволит устранить перенаселение за счет расселения по солнечной системе.

Однако вернемся из облаков на Землю. Судя по последним речам Буша он не собирается кардинально менять сложившееся положение. Он не говорит о радикальном увеличении финансирования космических программ, подобном финансированию программы "Аполлон". Он говорит лишь о небольшом увеличении финансирования и о постепенном сворачивании программы "Шаттл", чтобы перенаправить эти средства на марсианскую программу. Но это означает, что существует опасность того, что марсианская программа окажется еще одной "дешевой" космической программой. (Мы увидим это, когда объявят предположительные сроки экспедиции - если они совпадут с предполагаемым периодом повышенной солнечной активности, то сомнений не останется - мы имеем дело еще с одной "дешевой" космической программой, то есть, с выбрасыванием денег на ветер).

Впрочем, глядя на вещи реалистично, нельзя не признать, что нынешнему американскому правительству просто неоткуда взять больше денег на космос (ну не перестать же ему, в самом деле, воевать по всему миру!) и Буш пообещал дать максимум того, что он реально может дать.
Возможно ли в таких условиях вообще проводить полезную и экономически эффективную космическую программу?

Я думаю, что можно, но в таком случае надо сразу же отказаться от назначения каких-либо конкретных сроков высадки человека на Марс. Вместо этого надо планировать (и по возможности реалистично) сроки создания новых технологий, необходимых для работы на Красной Планете, ибо конкретный срок высадки при недостаточном финансировании будет неизбежно толкать программу в сторону конструкторских ухищрений в ущерб универсальным технологическим решениям.


Подводя итог, можно сказать, что нам нужно лететь на Марс, потому что мы хотим хорошо жить на Земле.

Александр Лазаревич

21 января 2004 г.
г. Королев