Чи варто займатися передбаченнями в космонавтиці

Займатися передбаченнями – одне з найбільш невдячних занять. Навіть в тому випадку, якщо воно називається прогнозуванням або футурологією, або взагалі ніяк не називається, — все одно, правильний прогноз здебільшого проходить непоміченим, а невірний стає притчею во язицах. Це відноситься і до метеорології, і до кібернетики (де вони, роботи-інтелектуали, давно обіцяні письменниками-фантастами!), і, звичайно, до ракетно-космічної техніки. Ось приклади.

Незадовго перед запуском першого штучного супутника Землі деякі провідні американські вчені відкинули і висміяли поняття «точний балістичний снаряд». У рік запуску першого ШСЗ британське королівське астрономічне товариство розцінило перспективу космічних подорожей як «абсолютну нісенітницю». Майбутній заступник директора НАСА доктор Х’ю Драйден в 1953 році заявив, що «…політ людини на Місяць цілком може відбутися через 50 років».

Для правильного, науково-обгрунтованого прогнозу необхідний облік багатьох факторів, причому інформація про найбільш важливі з них, як правило, відсутня.

Коли піонери космонавтики створювали свої перші праці з ракетно-космічної техніки, ще практично не було кібернетики, телемеханіки, автоматики — всього комплексу дисциплін, без яких немислимо сьогоднішнє дослідження і освоєння космосу. Тому логічно, що вони писали не про космічні автомати, а головним чином про пілотовані польоти, покладаючи на космонавтів завдання навігації, управління маневрами корабля, а також дослідження невідомих світів за традиційним способом земних географічних і геологічних експедицій. Однією з головних цілей, яку передбачалося досягти вже на початкових етапах космічних польотів, був Марс.

Після Другої світової війни прогрес в області радіотехніки і систем управління дозволив знайти дещо інший шлях прориву в космос — запуски автоматичних апаратів. Автомати виявилися незамінними помічниками в дослідженні Місяця, планет і космічного простору, здатними виконати цілий ряд завдань, які не під силу людині. Однак це зовсім не означало, що людство вирішило відмовитися від заповітної мрії основоположників космонавтики,— не пройшло і чотирьох років з моменту запуску першого супутника Землі, як в космос стартував Юрій Олексійович Гагарін. Його політ викликав лавину прогнозів. Серед їх авторів були і журналісти, і соціологи, і фахівці в області ракетно-космічної техніки, але всі сходилися в одному: політ людини до Марса не за горами.

Оптимісти вважали, що це відбудеться вже в сімдесяті роки, найчорніші песимісти називали 1990 рік, і практично не було нікого, хто б, не боячись уславитися ретроградом, ризикнув віднести першу пілотовану експедицію до Марса на наступне XXI століття, за 2000 рік. І навіть через п’ять років після польоту Гагаріна прогнозисти були сповнені оптимізму. Так, видатний американський вчений Крафт Еріке в своїй доповіді про польоти до планет Сонячної системи передбачав, що перший старт людини до Марса здійсниться в 1982 році.

Однак пройшли терміни, зазначені оптимістами, після польоту Гагаріна минуло шістдесят років, але поки що щось не видно, щоб почали здійснюватися самі песимістичні прогнози. В чому справа! Невже були не праві піонери космонавтики, передрікаючи швидку висадку людини на Марс! Може бути, дійсно, півстоліття тому, за часів Цандера, було неможливо передбачити всі труднощі пілотованих польотів в космосі, з якими потім зіткнулися конструктори! Але ж прогнозисти 60-х років вже мали достатню інформацію про проблематику космічних польотів. Чому ж і їх прогнози виявилися занадто оптимістичними.

Відповідь на ці питання дає сам Марс. Вся справа в тому, що саме очікує людство на цій планеті. Адже до середини шістдесятих років наші найближчі сусіди по Сонячній системі, Марс і Венера, представлялися мало не аналогами Землі, носіями киснево-азотної атмосфери і, звичайно, життя. І хоча багато вчених-планетологів висловлювали й іншу точку зору, загальна думка була така, що якщо не цивілізація, то, принаймні, життя на Марсі і на Венері є. І це було дуже важливо. У період, коли на Землі практично не залишилося ні білих плям, ні невідомих звірів, коли великі географічні відкриття були завершені, альтернативу їм могли скласти подорожі на Марс і на Венеру.

Але, дозвольте, адже була (і є) на Землі біла пляма — Антарктида, цілий материк площею в 14 мільйонів квадратних кілометрів. Це майже півтори Європи, і не треба летіти в космос! Однак простори цього льодового континенту мляві, а на Марсі — канали, інша цивілізація, яка ось вже скільки років мріє про контакт з нами, марно намагаючись з нами зв’язатися…

«Спочатку були прянощі» – так Стефан Цвейг починає свою розповідь про Магеллана. Сенс цієї фрази ясний – якби не було гонитви за фантастично дорогими спеціями, великі географічні відкриття відбулися б значно пізніше. Які ж «прянощі» на Марсі і Венері! «Прянощі», що залучали основоположників космонавтики, та й прогнозистів часів польоту Гагаріна, дещо інші. Позаземне життя, надія на зустріч з позаземним розумом – ось що могло б змусити людство форсувати підготовку пілотованої марсіанської експедиції, виправдати витрати, поспіх і ризик. Саме тому не Місяцю, а Марсу належала пальма першості у письменників-фантастів, що близький Місяць — всього лише кам’яниста пустеля, а далекий Марс — можлива обитель іншої цивілізації.

Віра в населеність Червоної планети була велика. Накопичувані по крупицях спостереження, що суперечать гіпотезі марсіанського розуму, відкидалися її запальними прихильниками. Навіть після успішних досліджень Марса, виконаних американським «Марінером-4», голоси вчених-планетологів, що закликають до обережності при оцінці можливості життя на Марсі, придушувалися потужним хором промарсіанськи налаштованих популяризаторів.

Ось що, наприклад, писав Фелікс Зігель в статті «на Марсі — розум!»: «Інша справа – питання про населеність планет Сонячної системи. Тут деякі з вчених, яких навряд чи можна запідозрити в співчутті ідеалізму, несподівано перетворюються в найлютіших супротивників навіть самої постановки цієї проблеми. Всякі розмови про марсіан вони вважають «антинауковим маренням». Вони заявляють, що, крім Землі, жодна з планет Сонячної системи не володіє вищими формами органічного життя, та й взагалі, швидше за все, життя на цих планетах повністю відсутнє… В даний час не можна вказати жодного природного процесу, який призвів би до утворення супутників Марса… за всіма даними, супутники Марса мають штучне походження… Система каналів є безсумнівна печатка розуму на лику Марса!».

Зараз, після успішних рейдів автоматичних міжпланетних станцій серії американських «марінерів» і «вікінгів», подібні міркування здаються наївними. Однак саме на них базувалися прогнози пілотованих експедицій до Марса. І якби гіпотеза високорозвиненого марсіанського життя (навіть не цивілізації) свого часу підтвердилася, досить ймовірно, що вже сьогодні ми стали б свідками пілотованих польотів до Марса.

У всякому разі, радянський космонавт Валерій Рюмін на навколоземній орбіті пропрацював достатньо часу, щоб зробити марсіанську експедицію. У Рюміна все було приблизно за розкладом вояжу «Земля — Марс — Земля». Політ 1979 року відповідав траєкторії «Земля — Марс», політ 1980 року — «Марс — Земля», а 233-добовий відпочинок на Землі — перебуванню на Марсі (зрозуміло, якби там умови виявилися досить комфортними, а марсіанська цивілізація прийняла б його в свої обійми). Таким чином, можна вважати, що вже вирішено одне з найбільш важливих питань, пов’язаних з пілотованими міжпланетними польотами,— чи витримає людина невагомість тривалий час без шкоди для здоров’я.

Сукупний досвід двох експедицій Рюміна показав, що витримає. А це дуже важливо, оскільки створення штучної тяжкості при міжпланетних польотах пов’язане з вирішенням багатьох технічних проблем. Корабель необхідно закручувати – тоді відцентрова сила дасть відчуття гравітації. При цьому житлові приміщення корабля повинні бути досить віддалені від центру обертання, інакше може вийти неприродна ситуація, коли голова в невагомості, а ноги відчувають нормальну земну тяжкість. Значить, корабель необхідно робити або вельми довгим, або складеним з двох сумірних за масою частин, з’єднаних, наприклад, тросами. А як обертовим кораблем управляти в польоті, як, нарешті, проводити астрономічні та навігаційні спостереження! Та й вага корабля зі штучною вагою повинна бути істотно більше. Так що тепер, після польотів Рюміна, майбутні розробники марсіанських експедицій, схоже, позбавлені від необхідності вирішувати цілий комплекс технічних головоломок, що задаються штучною гравітацією.

Однак є й інші проблеми. Як-не-як «Салют-6» протягом усього перебування на навколоземній орбіті багаторазово відвідували пілотовані «союзи» і безпілотні «прогреси», кожен раз привозили різні необхідні космонавтам вантажі: паливо, продукти, наукову і службову апаратуру, ремонтний інвентар. Ну що ж, доведеться на Марс везти все це з собою. Якщо підрахувати сумарну масу всіх корисних вантажів, доставлених додатково на борт «Салюту-6» за дві експедиції Рюміна, вийде не так вже й багато — менше 10 тонн. А що таке 10 тонн в порівнянні з оцінками ваги, потрібної для марсіанської експедиції,— 150 — 1500 тонн! Ясно, що конструктори скупитися не стануть.

Є й інше рішення проблеми – використовувати для польоту на Марс не один, а кілька пілотованих кораблів. Можна, нарешті, доставити на Марс або на навколомарсіанську орбіту додатковий комплект обладнання, запаси палива, їжі — чого завгодно, аж до ще одного корабля, який буде чекати там в автономному польоті, готовий прийняти космонавтів в разі аварійної ситуації на борту їх основного експедиційного комплексу.

Залишаються, однак, специфічно марсіанські проблеми. Це посадка на Марс, забезпечення достатньої маси марсіанського експедиційного комплексу; звідси, мабуть, створення нових засобів виділення і розгону, а також стикування у Землі і Марса; вибір варіанту посадки на Землю. Але все це, як зараз видається, технічно вирішувані проблеми. Вирішувані на базі вже існуючої технології. Отже, можна стверджувати, що в даний час ми, людство, зможемо організувати і провести пілотовану експедицію на Марс. Але не проводимо. І не проводимо виключно тому, що Марс насправді виявився не таким, як очікувалося. Немає там ні цивілізації, ні каналів, ні розумного життя, та й фізичні умови на його поверхні мало підходять для життя взагалі.

Венера також вельми не схожа на Землю. На жаль, в цьому ми переконалися тільки в жовтні 1967 року, після завершення польоту автоматичної міжпланетної станції «Венера-4». Споряджаючи «Венеру-4» в дорогу, конструктори за рекомендацією планетологів налаштували її датчики на пошуки атмосфери, в цілому подібної Земній, тільки з підвищеним вмістом вуглекислого газу. Однак прогнози планетологів не виправдалися: атмосфера «ранкової зірки» виявилася різко відмінною від земної. Мало того, що вона, як і марсіанська повітряна оболонка, майже цілком вуглекисла, вона ще й надмірно потужна, з тиском 90 атмосфер на поверхні планети! А температура! Понад 400 градусів Цельсія – цього цілком достатньо, щоб зникли останні ілюзії щодо «венеріан».

І якщо на Марс політ з висадкою людини в разі потреби все ж можна зробити, то пілотована експедиція на венерианську поверхню в даний час (та й в доступному для огляду майбутньому) представляється технічно нездійсненною і абсолютно безглуздою.

Отже, що ж попереду! Які перспективи космонавтики бачаться нам сьогодні, через шістдесят років після польоту Гагаріна! Відзначимо, перш за все: все вищевикладене зовсім не свідчить, що космонавтика зайшла в глухий кут. Навпаки, ми отримали більш-менш справжнє уявлення про нашу планетну систему виключно завдяки космонавтиці, правда, безпілотній. Це була правильна стратегія, якої при дослідженні планет варто дотримуватися і далі. Магістральний же шлях пілотованої космонавтики – це в доступному для огляду майбутньому великі орбітальні станції, тобто операції в навколоземному космосі, а потім і на Місяці. Справедливість цього підтверджується колом завдань, що стоять сьогодні перед космічними автоматами і пілотованими космічними комплексами.

Цілі дослідження планет ще тривалий час можуть з успіхом і великою ефективністю досягатися за допомогою автоматичних апаратів. Це отримання глобальних геофізичних карт планет в різних діапазонах електромагнітного випромінювання, детальні дослідження навколопланетного простору, атмосфери, поверхні і надр планет. Все це, в поєднанні з аналогічними дослідженнями Місяця і Землі, допоможе краще зрозуміти еволюцію Землі, планет і їх супутників і, отже, допоможе краще розпоряджатися земними природними ресурсами, які, як відомо, небезмежні.

Неможна сказати, що комплекс наук про Землю, що допомагає нині геологам розвідувати родовища корисних копалин, себе вичерпав. Однак з кожним роком складності традиційних методів наземної розвідки зростають. Візьмемо, наприклад, знамениту глибинну свердловину на Кольському півострові. Проникнення в глиб землі на десять кілометрів здійснюється, звичайно, не тільки заради цікавості. Пізнання таких глибин необхідно, щоб краще виявити справжню картину процесів, які призвели до сучасного розподілу різних родовищ. Справа в тому, що матеріал верхніх шарів земної кори, доступний геологам, — продукт багаторазової переробки. Первісну структуру земної поверхні за сотні мільйонів років абсолютно спотворили діючі вулкани, різноманітні тектонічні процеси, вивітрювання і водна ерозія, потужні пласти відкладень річок, озер і морів.

Тому важко, часом просто неможливо навести порядок, встановити систему в цьому хаосі спотворень, виявити закономірності, що призводять до утворення тих чи інших родовищ, особливо розташованих на значній глибині. В цьому випадку необхідно вести дослідження за трьома напрямками відразу. По-перше, за допомогою надглибоких свердловин, подібних Кольській. Власне, можна було б цей напрямок вважати першим і останнім, однак якщо тільки їм і обмежитися, буде потрібно такими свердловинами «утикати» всю поверхню Землі, а кожен такий захід коштує дуже дорого. Куди дешевше проводити надглибоке буріння в окремих найбільш характерних пунктах земної поверхні в поєднанні з глобальною розвідкою Землі з космосу. Це вже другий напрямок.

І, нарешті, третій напрямок – це глобальна зйомка Місяця і планет земної групи. Тільки детальний порівняльний аналіз глобальних планетологічних даних у поєднанні з аналізом результатів надглибокого буріння допоможе виявити закономірності розподілу земних природних багатств. Це – одне з найбільш важливих і актуальних завдань, що стоять як перед пілотованою космонавтикою (в частині дослідження Землі), так і перед безпілотною (дослідження планет).

Є й інші важливі завдання, вирішення яких вже покладено на космонавтику. Це забезпечення глобальної системи зв’язку, навігації, метеорології; дослідження в інтересах сільського господарства, лісового господарства, рибальства, оповіщення про човни, що терплять лихо, і так далі. Всі ці напрямки будуть інтенсивно розвиватися в найближчому майбутньому, як при пілотованих польотах, так і за допомогою автоматичних штучних супутників Землі. Тут користь від застосування космічних засобів очевидна, прибуток від їх експлуатації обчислюється мільйонами (про що писалося вже мільйон разів), так що докази тут зайві. Ще один напрямок – розвиток на навколоземних орбітах космічної технології. Це необхідно не тільки для забезпечення якихось віддалених і важко уявних зараз космічних програм (наприклад, будівництва сфери Дайсона), але і для цілком реальних земних потреб.

Виявляється, цілий ряд найцінніших матеріалів можна отримати тільки в умовах, які реалізуються на навколоземній орбіті, тобто при невагомості або глибокому вакуумі. Зараз вже можна назвати конкретно, виготовлення яких матеріалів на орбіті може виявитися рентабельним. Це, наприклад, виробництво кристалів граната, надпровідних сплавів з підвищеною критичною температурою; оптичного скла для потужних лазерів; біологічних препаратів.

Вельми перспективним прикладним напрямком космічної активності представляється будівництво потужних сонячних електростанцій. У найближчі роки вони навряд чи складуть серйозну конкуренцію традиційним наземним джерелам енергії, але з плином часу земні ресурси будуть виснажуватися, і життя все одно змусить за електроенергією виходити в космос. Причому не тільки в навколоземний, де, врешті — решт стане досить тісно, але і в більш віддалені області, наприклад, на Місяць або в одну з лібраційних точок системи Земля-Місяць або Земля-Сонце, а то і просто виводити космічну геліоелектростанцію на земну орбіту з постійним випередженням або відставанням від руху Землі навколо Сонця.

Монтаж подібних електростанцій зажадає складання численних великогабаритних деталей в космосі. І це – ще один напрямок розвитку космонавтики, ще одна сфера діяльності космонавтів.

З великогабаритними космічними конструкціями буде пов’язано і створення великих космічних радіотелескопів. Радіотелескопи – це потужний засіб дослідження Всесвіту, його найвіддаленіших об’єктів. Однак на Землі їх можливості обмежені. Інша справа – в космосі. Безумовно, при складанні подібних пристроїв будуть потрібні досвідчені космічні монтажники, які, перш ніж стати такими, повинні налітати в космосі, мабуть, багато сотень діб, виконуючи менш складні і відповідальні роботи.

І те, що ми не погналися за примарною марсіанською цивілізацією, а зосередили зусилля на вдосконаленні орбітальних пілотованих станцій, у світлі подібних перспектив говорить про правильність космічної стратегії. А коли буде накопичений достатній досвід навколоземних польотів, тоді само собою прийде час реалізації наступних логічних етапів програми: мається на увазі освоєння Місяця, а потім і Марса. Саме освоєння, а не епізодичні пілотовані польоти. Але для того щоб дійсно вийшло освоєння, потрібно думати про рентабельність цієї акції. І ось тут знову виникає старе питання про «прянощі», тобто про експлуатацію природних ресурсів освоюваних об’єктів.

Як і для чого можна використовувати Місяць (саме використовувати, а не досліджувати)! Це питання багаторазово розглядалося, відповіді у всіх авторів приблизно однакові. Для видобутку цінних корисних копалин. Для організації заводів з переробки сировини в напівфабрикати або інші продукти, в тому числі в ракетне паливо, кисень і воду. В якості космодрому. В якості астрономічної та радіоастрономічної обсерваторії. Як джерело сировини для спорудження в навколоземному космосі «ефірних поселень», подібних до тих, про які писав Ціолковський, або для інших конструкцій. І нарешті, можливо, як об’єкт туризму.

Як видно з цього переліку, всі пункти вимагають досить серйозного підходу і грунтовної підготовки. Будь-який з цих заходів буде мати сенс тільки тоді, коли будуть створені досить потужні і дешеві транспортні засоби, щоб вартість доставки кілограма вантажу з Землі на навколоземну орбіту не перевищувала декількох доларів, а вартість доставки з Землі на Місяць і назад була б близько 100 доларів на кілограм. Крім того, необхідний знову ж відповідний досвід робіт в космосі, відповідні системи життєзабезпечення, відповідна космічна технологія. Тобто шлях до освоєння Місяця лежить через розвиток операцій на навколоземній орбіті. Так само, як до освоєння Марса – через Місяць.

Але перш ніж почати підготовку пілотованих експедицій до планет Сонячної системи, необхідно виконати великий комплекс досліджень планет за допомогою автоматів. Це відноситься перш за все до Марса. Марс, «розгубивши» за останні роки канали, цивілізацію, штучне походження Фобоса і Деймоса, тим не менш, зберіг деякі надії на марсіанське життя. Надії, правда, слабенькі, та й життя-то примітивне, на рівні мікроорганізмів. Однак питання про життя на Марсі все ще не закрите. А це вимагає особливого ставлення до дослідження Червоної планети.

Ясно, що в цих умовах найбільш актуальне завдання — пошуки життя на Марсі. Американські вчені вже набули певного досвіду в такого роду дослідженнях. «Вікінги» не змогли отримати достовірну відповідь на поставлене запитання: з їх результатів, по-перше, не слідує категоричний висновок, що особливості спостережуваних реакцій можна віднести тільки на рахунок неживої матерії; по-друге, навіть якщо прийняти, що «вікінги» не знайшли марсіанського життя, зовсім не очевидно, що його там немає. Не знайшли, значить, не там або не так шукали. Для остаточної відповіді на це питання потрібно, мабуть, провести серію комплексних досліджень Марса, як з орбіти, так і на його поверхні, причому для проведення досліджень на поверхні можуть знадобитися «марсоходи», озброєні автономними системами водіння, телевізійними стереопарами, маніпуляторами і хімічними і біологічними лабораторіями, що дозволяють виробляти багаторазовий аналіз відібраних зразків марсіанського грунту.

Варто відзначити, що аналіз зразків грунту, виконаний в автоматичному режимі на місці, на поверхні планети, — надзвичайно складне завдання, що вимагає розробки тонких методів аналізу і застосування досконалої апаратури. Причому є цілий ряд експериментів, які були б вкрай бажані, однак при сьогоднішньому рівні техніки їх неможливо виконати на поверхні Марса. Тому єдиний варіант – це доставляти зразки грунту на Землю.

Це, мабуть, досить складний, але доцільний і необхідний варіант дослідження Марса. До речі, доставка грунту Марса на Землю потрібна не тільки для виявлення життя. Цілий ряд завдань геології, планетології, космології та космогонії також вимагає дослідження речовини інших небесних тіл на Землі. Марс в цьому відношенні досить зручний, адже вирішуючи завдання доставки грунту з Марса на Землю, ми можемо без особливих додаткових витрат, використовуючи практично ту ж саму техніку, доставити на Землю зразки поверхні його природних супутників, Фобоса і Деймоса. А це дуже важливо для вирішення проблем, пов’язаних з походженням і еволюцією Сонячної системи, так як тільки на поверхні малих небесних тіл типу астероїдів або супутників Марса, на думку відомого шведського вченого Ханнеса Альфвена, можна сподіватися знайти речовину «для творіння», так би мовити, в чистому вигляді, а не в якості продукту переробки при гравітаційній диференціації.

Що стосується Венери, то завдання доставки її грунту на Землю поки що не представляється доцільним. Занадто потужна атмосфера цієї планети, занадто висока температура на її поверхні. Мабуть, в найближчому майбутньому дослідження Венери будуть проводитися з орбіти її штучного супутника, за допомогою засобів, плаваючих або літаючих в її атмосфері, а також з борту тривало діючих станцій на поверхні планети.

Створення таких станцій – складне і захоплююче завдання, але необхідне, оскільки найбільш важливим експериментом на Венері зараз вважається дослідження її надр. Для зондажу надр Венери потрібна доставка як мінімум трьох сейсмометрів на її поверхню і забезпечення їх тривалої роботи в умовах високих температур і тисків. Крім планет земної групи є ще планети-гіганти – небесні тіла, що різко відрізняються від Землі, Марса і Венери. Їх дослідження вже принесли багато несподіваних і нових цікавих результатів. І треба сподіватися, що польоти автоматів до цих планет будуть в найближчі роки інтенсивними і плідними.

Отже, добре усвідомлюючи небезпеку будь-яких прогнозів, ми все ж спробували, хоча і в дуже обережній формі, спрогнозувати деякі напрямки розвитку космонавтики. Але якщо ці передбачення в чомусь виявляться невірними – нічого не поробиш. Значить, для вірних прогнозів не було достатніх підстав.

Автор: А. Сєров.