Elon Musk nu a fost niciodată unul care să-și păstreze singur planurile pe termen lung. Dincolo de dezvoltarea rachetelor reutilizabile, a mașinilor electrice și a revoluționării energiei solare, el a fost, de asemenea, extrem de vocal despre înființarea unei colonii pe Marte în timpul vieții sale. Scopul aici nu este altceva decât să asigurăm supraviețuirea rasei umane prin crearea unei „locații de rezervă” și necesită o planificare și o arhitectură serioasă.
Acestea și alte aspecte ale misiunii propuse de Musk pe Marte au fost prezentate într-un eseu intitulat „Facerea omului dintr-o specie multi-planetară”, care a fost publicat în numărul din iunie 2017 al jurnalului Spațiu nou. Lucrarea este un rezumat al prezentării pe care a făcut-o la cea de-a 67-a reuniune anuală a Congresului Astronautic Internațional, care a avut loc în perioada 26-30 septembrie 2016, în Guadalajara, Mexic.
Lucrarea a fost realizată de Scott Hubbard, profesor de consultanță la Universitatea Stanford și redactor-șef al NewSpace, și include toate materialele și diapozitivele din prezentarea originală a lui Musk. Conținut în interior sunt gândurile lui Musk despre cum ar putea fi realizată colonizarea Marte în acest secol și ce probleme ar trebui să fie abordate.
Acestea includ costurile de trimitere a oamenilor și încărcăturile utile pe Marte, detaliile tehnice ale rachetelor și ale vehiculului care ar face călătoria și posibile defecțiuni de costuri și termene. Dar, desigur, el abordează și întrebările filozofice cheie - „De ce să mergi?” și „De ce Marte?”
Abordarea acestei prime întrebări este unul dintre cele mai importante aspecte ale explorării spațiale. Vă amintiți de iconicul lui John F. Kennedy „Noi alegem să mergem pe Lună”? Departe de a fi doar o declarație de intenție, acest discurs a fost o justificare a administrației Kennedy pentru tot timpul, energia și banii pe care i-a angajat programului Apollo. Ca atare, discursul lui Kennedy a subliniat mai presus de toate de ce obiectivul era o întreprindere nobilă.
Musk a căzut pe un ton similar, subliniind supraviețuirea și nevoia umanității să se extindă în spațiu. După cum a spus:
„Cred că există două căi fundamentale. Istoria se va bifurca de-a lungul a două direcții. O cale este să rămânem pe Pământ pentru totdeauna, iar apoi va exista un eventual eveniment de dispariție. Nu am o profeție imediată de doomsday, dar în cele din urmă, sugerează istoria, va exista un eveniment doomsday. Alternativa este de a deveni o civilizație spațială și o specie multi-planetară, ceea ce sper să fiți de acord este calea corectă de urmat. ”
În ceea ce privește ceea ce face Marte alegerea firească, aceasta a fost un pic mai vândută. Acordat, Marte are o mulțime de asemănări cu Pământul - de aceea este adesea denumit „Pământul gemeni” - ceea ce îl face o țintă tentantă pentru cercetarea științifică. Dar, de asemenea, există unele diferențe destul de accentuate care fac ca ședințele pe termen lung pe suprafață să pară mai puțin decât atrăgătoare. Deci de ce ar fi alegerea firească?
După cum explică Musk, apropierea are multe de-a face. Sigur, Venus este mai aproape de Pământ, ajungând aproape de 41 de milioane de km (25.476.219 mi), comparativ cu 56 de milioane de km (3.4796.787 mi) cu Marte. Dar mediul ostil al lui Venus este bine documentat și include o atmosferă super-densă, temperaturi suficient de calde pentru a topi plumbul și ploaia cu acid sulfuric! Mercur este prea cald și fără aer, iar lunile joviene sunt foarte departe.
Acest lucru ne lasă doar două opțiuni pentru viitorul apropiat, în ceea ce privește Musk. Unul este Luna, care este probabil să aibă o așezare permanentă asupra ei în anii următori. De fapt, între ESA, NASA, Roscosmos și Administrația Spațială Națională Chines, nu există lipsuri de planuri pentru construirea unui avanpost lunar, care va servi ca succesor al ISS.
În comparație cu Marte, este mai puțin bogată în resurse, nu are atmosferă și reprezintă o tranziție majoră în ceea ce privește gravitația (0,165 g comparativ cu 0,376 g) și durata zilei (28 de zile față de 24,5 ore). Aici se află cel mai mare motiv de a merge pe Marte, care este faptul că opțiunile noastre sunt limitate și Marte este cel mai asemănător Pământului dintre toate corpurile care ne sunt accesibile în prezent.
Mai mult, Musk acordă alocații pentru faptul că coloniștii ar putea începe să înceapă procesul de formare a terasamentului, pentru a-l face și mai asemănător în timp. După cum afirmă (adăugat îndrăzneț pentru accent):
„De fapt, acum credem că Marte timpuriu era foarte asemănător cu Pământul. De fapt, dacă am putea încălzi Marte, am avea din nou o atmosferă groasă și oceane lichide. Marte se află la aproximativ jumătate mai departe de Soare, așa cum este Pământul, deci are încă lumina soarelui decentă. Este puțin frig, dar îl putem încălzi. Are o atmosferă foarte utilă, care, fiind în principal CO2 cu puțin azot și argon și câteva alte oligoelemente, înseamnă că putem cultiva plante pe Marte doar prin comprimarea atmosferei.
„Ar fi destul de amuzant să fii pe Marte, deoarece ai avea o gravitație care este de aproximativ 37% din cea a Pământului, așa că ai putea să ridici lucruri grele și să te învecinezi. Mai mult, ziua este remarcabil de apropiată de cea a Pământului. Trebuie doar să schimbăm populațiile, deoarece în prezent avem șapte miliarde de oameni pe Pământ și niciunul pe Marte. "
Desigur, nici o misiune nu se poate aștepta fără vehiculul atât de important. În acest scop, Musk a folosit reuniunea anuală a IAC pentru a dezvălui planurile companiei sale pentru sistemul de transport interplanetar. O versiune actualizată a Mars Colonial Transporter (despre care Musk a început să vorbească în 2012), ITS va consta din două componente principale - un racelor refolosibil reutilizabil și nava spațială interplanetară.
Procesul pentru a ajunge pe Marte cu aceste componente implică câțiva pași. În primul rând, rapelul și nava spațială decolează și nava spațială este livrată pe orbită. În continuare, în timp ce nava spațială își asumă o orbită de parcare, rapelul se întoarce pe Pământ pentru a fi reîncărcat cu nava-cisternă. Acest vehicul are același design ca nava spațială, dar conține rezervoare cu propulsor în loc de zone de marfă.
Cisterna este apoi lansată pe orbită cu rapel, unde va reveni cu nava spațială și o va alimenta pentru călătoria către Marte. În general, cisterna cu propulsor va urca oriunde de la trei până la cinci ori pentru a umple rezervoarele navei spațiale în timp ce este pe orbită. Musk estimează că timpul de transformare dintre lansarea navei spațiale și recuperarea rapelului ar putea fi în cele mai mici timp de 20 de minute.
Acest proces (dacă Musk își începe drumul) s-ar extinde pentru a include mai multe nave spațiale care fac călătoria către și de pe Marte la fiecare 26 de luni (când Marte și Pământ sunt cele mai apropiate împreună):
„În cele din urmă, ai avea peste 1.000 de nave sau mai multe nave spațiale în așteptare pe orbită. Prin urmare, flota de pe Marte Colonial ar pleca în masă. Este logic să încărcați navele spațiale pe orbită, deoarece aveți 2 ani pentru a face acest lucru, apoi puteți folosi frecvent boosterul și cisterna pentru a obține o reutilizare foarte grea din acestea. Cu nava spațială, veți obține mai puțin reutilizare, deoarece trebuie să luați în considerare cât va dura - poate 30 de ani, ceea ce ar putea fi, probabil, cel mult 12-15 zboruri ale navei spațiale. "
În ceea ce privește structura rachetei, aceasta ar consta dintr-un exterior avansat din fibră de carbon care înconjoară rezervoarele de combustibil, care se bazează pe un sistem de presurizare autogen. Aceasta implică gazificarea combustibilului și oxigenului prin schimburi de căldură în motor, care ar fi apoi utilizate pentru presurizarea rezervoarelor. Acesta este un sistem mult mai simplu decât ceea ce se folosește în prezent pentru racheta Falcon 9.
Booster ar folosi 42 de motoare Raptor dispuse în inele concentrice pentru a genera impuls. Cu 21 de motoare în inelul exterior, 14 în inelul interior și șapte într-un cluster central, rapelul ar avea o tracțiune estimativă de ridicare de 11.793 tone (13.000 tone) - 128 MegaNewtons - și o împingere în vid de 12.714 metrice tone (14.015 tone) sau 138 MN. Aceasta ar fi prima navă spațială în care bara de performanță a rachetei depășește dimensiunea fizică a rachetei.
În ceea ce privește nava spațială, proiectele necesită o secțiune sub presiune în partea superioară, cu o secțiune nepresurizată dedesubt. Secțiunea sub presiune ar putea ține până la 100 de pasageri (cred că Musk speră ca în cele din urmă să crească această capacitate la 200 de persoane pe călătorie), în timp ce toate bagajele și mărfurile necesare pentru construirea coloniei marțiene ar fi păstrate în secțiunea nepresurizată de mai jos.
În ceea ce privește compartimentele echipajului, Musk a fost sigur că va ilustra cum timpul în ele nu va fi plictisitor, deoarece timpul de tranzit este lung. „Prin urmare, compartimentul echipajului sau compartimentul ocupanților este configurat astfel încât să poți face jocuri cu gravitație zero - poți să plutești”, a spus el. „Vor fi filme, săli de conferințe, cabine și un restaurant. Va fi foarte distractiv să mergi. Te vei distra de minune! ”
Sub aceste două secțiuni, sunt amplasate rezervoarele de oxigen lichid, rezervorul de combustibil și motoarele pentru nave spațiale. Motoarele, care ar fi atașate direct la conul de tracțiune de la bază, ar fi format dintr-un inel exterior format din trei motoare la nivelul mării - care ar genera 361 de secunde de impuls specific (Isp) - și un grup interior format din șase motoare cu vid. ar genera 382s Isp.
Exteriorul navei spațiale va fi, de asemenea, echipat cu un scut termic, care va fi compus din același material pe care SpaceX îl folosește pe nava spațială Dragon. Acesta este cunoscut sub numele de ablator de carbon impregnat cu fenolici (PICA), pe care SpaceX este la a treia versiune a acestora. În total, Musk estimează că nava spațială interplanetară va putea transporta 450 de tone de marfă pe Marte, în funcție de de câte ori cisterna poate reumple ambarcațiunea.
Și, în funcție de întâlnirea Pământ-Marte, timpul de tranzit ar putea fi de până la 80 de zile un singur sens (calculând o viteză de 6 km / s). Dar, cu timpul, Musk speră să reducă acest lucru la doar 30 de zile, ceea ce ar face posibilă instituirea unei populații considerabile pe Marte într-un timp relativ scurt. Așa cum a indicat Musk, numărul magic aici este în 1 milion, ceea ce înseamnă numărul de persoane pe care le-ar fi nevoie pentru a stabili o colonie auto-susținută pe Marte.
El a recunoscut că aceasta va fi o provocare majoră și ar putea dura până la un secol pentru a finaliza:
„Dacă poți merge doar o dată la 2 ani și dacă ai 100 de persoane pe navă, asta înseamnă 10.000 de călătorii. Prin urmare, cel puțin 100 de persoane pe călătorie reprezintă ordinea de mărime potrivită și putem ajunge să extindem secțiunea echipajului și, în final, să luăm mai mult de 200 sau mai multe persoane pe zbor, pentru a reduce costul pe persoană. Totuși, 10.000 de zboruri sunt o mulțime de zboruri, așa că în cele din urmă v-ați dori cu adevărat de ordinul a 1.000 de nave. Ar fi nevoie de un timp pentru a construi până la 1.000 de nave. Cât durează pentru a atinge acel prag de milioane de persoane, din punctul în care prima navă merge spre Marte ar fi probabil undeva între 20 și 50 de întâlniri totale pe Marte - deci ar fi nevoie de 40–100 de ani pentru a obține un sine pe deplin. susținerea civilizației pe Marte. ”
Când ITS va fi gata de lansare, va face acest lucru de la Launch Pad 39A la Kennedy Space Center din Florida, pe care SpaceX îl folosește în prezent pentru a lansa Falcon 9. Dar, desigur, cel mai descurajant aspect al oricărui efort de colonizare este costul. În prezent, și folosind metodele actuale, trimiterea a un milion de oameni pe Marte nu este pur și simplu accesibilă.
Folosind metodele din epoca Apollo ca piatră de atingere, Musk a indicat că costul pentru a merge pe Marte ar fi de aproximativ 10 miliarde de dolari de persoană - ceea ce derivă din faptul că programul însuși a costat între 100 și 200 de miliarde de dolari (ajustați pentru inflație) și a rezultat în 12 astronauți care pun piciorul pe Lună. Desigur, acest lucru este mult prea mare de dragul de a crea o colonie care se susține cu o populație de 1 milion.
Drept urmare, Musk a susținut că costul transportului oamenilor pe Marte ar trebui să fie redus cu 5 milioane la sută! Dorința lui Musk de a reduce costurile asociate lansărilor spațiale este binecunoscută și este motivul pentru care a fondat SpaceX și a început să dezvolte tehnologie reutilizabilă. Cu toate acestea, costurile ar trebui reduse până la punctul în care un bilet către Marte ar costa aproximativ la fel ca o casă mediană - adică 200.000 USD - înainte de a se întâmpla orice călătorie pe Marte.
În ceea ce privește modul în care s-ar putea realiza acest lucru, sunt prezentate mai multe strategii, multe dintre care Musk și agenții spațiale precum NASA urmăresc deja activ. Acestea includ reutilizabilitatea completă, unde toate etapele unei rachete și modulul său de marfă (nu doar prima etapă) ar trebui să fie recuperabile și reutilizabile. Alimentarea pe Orbită este un al doilea mijloc, ceea ce ar însemna că nava spațială nu ar trebui să poarte cu el tot combustibilul de care au nevoie cu ele.
În plus, ar trebui să existe opțiunea pentru producția de propulsor pe Marte, unde nava spațială va putea să se alimenteze cu combustibil la Marte pentru a face călătoria de întoarcere. Acest concept a fost explorat în trecut pentru misiunile lunare și marțiene. Și în cazul lui Marte, prezența CO2 atmosferic și înghețat și a apei atât în sol cât și în capacele polare de gheață, ar însemna că metanul, oxigenul și hidrogenul ar putea fi fabricate.
În sfârșit, există întrebarea care ar fi cel mai bun propulsor. Așa cum există, există opțiuni de bază atunci când vine vorba de kerosen (rachetă), hidrogen și metan. Toate acestea prezintă anumite avantaje și pot fi fabricate in situ pe Marte. Dar pe baza unei defalcări cost-beneficiu, Musk susține că metanul ar fi cel mai eficient propulsor din punct de vedere al costurilor.
Ca întotdeauna, Musk a ridicat și problema calendarului și a etapelor următoare. Aceasta a constat într-o serie de realizări ale SpaceX în ultimul deceniu și jumătate, urmată de o prezentare a ceea ce speră să-și vadă compania în anii și deceniile următoare.
Acestea includ dezvoltarea primei nave spațiale interplanetare în aproximativ patru ani, care va fi urmată de zboruri de test suborbital. El a indicat chiar cum nava spațială ar putea avea aplicații comerciale, fiind folosită pentru transportul rapid de marfă în întreaga lume. În ceea ce privește dezvoltarea rapelului, el a indicat că acesta va fi un proces relativ simplu, deoarece implică pur și simplu extinderea actuală a sistemului Falcon 9.
Dincolo de asta, el a estimat că (presupunând că totul merge bine) un interval de zece ani ar fi suficient pentru a pune toate componentele la un loc, astfel încât să funcționeze pentru a aduce oamenii pe Marte. Ultimul, dar nu în ultimul rând, a oferit câteva imagini despre ceea ce ar putea fi realizat cu ITS dincolo de Marte. După cum sugerează și numele, Musk speră să conducă într-o zi misiuni către altă destinație din Sistemul Solar.
Având în vedere oportunitățile de producție in situ a combustibilului (datorită abundenței gheții de apă), lunile atât ale lui Jupiter, cât și ale lui Saturn au fost menționate ca destinație posibilă. Dar dincolo de lunile precum Europa, Enceladus și Titan (toate menționate), chiar destinațiile din regiunea trans-Neptuniană a Sistemului Solar au fost indicate ca o posibilitate.
Având în vedere că Pluto are, de asemenea, o abundență de gheață de apă pe suprafața sa, Musk a susținut că aici ar putea fi construit un depozit de realimentare pentru misiuni de service la Centura Kuiper și Cloud Oort. „Nu aș recomanda acest lucru pentru călătoriile interstelare”, a recunoscut el, „dar acest sistem de bază - cu condiția să avem stații de umplere pe parcurs - înseamnă acces complet la întregul sistem solar mai mare.”
Publicarea acestei lucrări, la multe luni după ce Musk a prezentat detaliile planului său la reuniunea anuală a IAC, a generat în mod natural atât aprobarea, cât și scepticismul. Deși există cei care ar pune la îndoială calendarul lui Musk și capacitatea lui de a transmite propunerile cuprinse în interior, alții o consideră un pas crucial în îndeplinirea dorinței îndelungate a lui Musk de a vedea colonizarea lui Marte în acest secol.
Pentru Scott Hubbard, acesta servește ca o contribuție valoroasă la istoria explorării spațiale, lucru pe care generațiile viitoare vor putea să-l acceseze, astfel încât să poată grafa istoria explorării lui Marte - cam în același mod sunt utilizate materiale de arhivă NASA pentru a studia istoria din aterizarea Lunii. După cum a remarcat:
„În opinia mea, publicarea acestei lucrări oferă nu numai o oportunitate pentru comunitatea spațială de a citi viziunea SpaceX în tipar cu toate graficele din context, dar servește și ca o referință arhivistică valoroasă pentru studiile și planificarea viitoare. Scopul meu este de a face din Spațiul Nou forumul pentru publicarea noilor concepte de explorare, în special a celor care sugerează o cale antreprenorială pentru oamenii care călătoresc în spațiul profund. ”
Elon Musk nu este străin să gândească mare și să viseze mare. Deși multe dintre propunerile sale din trecut nu au apărut în intervalul de timp pe care l-a specificat inițial, nimeni nu se poate îndoia că a fost transmis până acum. Va fi foarte interesant să vedem dacă poate lua compania pe care a fondat-o în urmă cu 15 ani, de dragul de a încuraja explorarea lui Marte și de a o folosi în schimb pentru a conduce un efort de colonizare!
Actualizați: Musk și-a mulțumit mulțumirile lui Hubbard pentru publicație și a indicat că există câteva „schimbări majore ale planului în curând”.
Și asigurați-vă că vedeți acest videoclip al discursului complet al lui Musk la cea de-a 67-a ședință anuală a IAC, cu amabilitatea SpaceX:
