Elon Musk nikoli ni bil tisti, ki bi svoje dolgoročne načrte zadržal zase. Poleg razvoja raket za večkratno uporabo, električnih avtomobilov in revolucioniranja sončne energije je bil tudi v svojem življenju precej glasen glede ustanovitve kolonije na Marsu. Cilj tukaj ni nič manj kot zagotoviti preživetje človeške rase z ustvarjanjem 'rezervne lokacije' in zahteva resno načrtovanje in arhitekturo.
Ti in drugi vidiki Muskove predlagane misije na Mars so bili opisani v eseju z naslovom ' Narediti ljudi večplanetarno vrsto «, ki je bila objavljena v junijski številki revije 2017Nov prostor. Prispevek je povzetek predstavitve, ki jo je imel na 67. letno srečanje Mednarodnega astronavtičnega kongresa , ki je potekala od 26. do 30. septembra 2016 v Guadalajari v Mehiki.
Prispevek je pripravil Scott Hubbard, svetovalni profesor na univerzi Stanford in glavni urednikNewSpace,in vključuje ves material in diapozitive iz Muskove prvotne predstavitve. V notranjosti so Muskove misli o tem, kako bi lahko izvedli kolonizacijo Marsa v tem stoletju in katera vprašanja bi bilo treba obravnavati.
Elon Musk razkriva svoje načrte za Mars na 67. letnih srečanjih IAC. Zasluge: SpaceX/IAC
Ti vključujejo stroške pošiljanja ljudi in tovora na Mars, tehnične podrobnosti o raketi in vozilu, ki bi potovalo, ter možne razčlenitve stroškov in časovnice. Seveda pa obravnava tudi ključna filozofska vprašanja – »Zakaj iti?« in 'Zakaj Mars?'
Reševanje tega prvega vprašanja je eden najpomembnejših vidikov raziskovanja vesolja. Se spomnite ikoničnega govora Johna F. Kennedyja 'Izberemo se, da gremo na Luno'? Daleč od tega, da bi bil ta govor le izjava o nameri, je bil ta govor utemeljitev Kennedyjeve administracije za ves čas, energijo in denar, ki ga je namenila programu Apollo. Kot tak je Kennedyjev govor predvsem poudaril, zakaj je bil cilj plemenit podvig.
Pri pogledu na Mars je Musk zadel podoben ton, ki je poudaril preživetje in potrebo človeštva po širitvi v vesolje. Kot on navedeno :
»Mislim, da sta res dve temeljni poti. Zgodovina se bo razcepila v dveh smereh. Ena od poti je, da ostanemo na Zemlji za vedno, potem pa bo prišlo do morebitnega izumrtja. Nimam takojšnje prerokbe o sodnem dnevu, a sčasoma, kot kaže zgodovina, bo prišlo do nekega dogodka. Alternativa je postati civilizacija, ki nosi vesolje, in večplanetarna vrsta, kar upam, da se strinjate, je prava pot.'
Kar se tiče tega, zakaj je Mars naravna izbira, je bilo to nekoliko težje prodati. Seveda ima Mars veliko podobnosti z Zemljo – zato ga pogosto imenujejo »zemeljski dvojček« –, zaradi česar je privlačna tarča za znanstvene raziskave. Ima pa tudi nekaj precej ostrih razlik, zaradi katerih se dolgotrajno bivanje na površini zdi manj kot privlačno. Zakaj bi bila to naravna izbira?
Umetnikova upodobitev potnika na krovu ITS, ki gleda navzdol na Mars. Zasluge: SpaceX
Kot pojasnjuje Musk, ima bližina veliko opraviti s tem. seveda Venera je bližje Zemlji , približal se je 41 milijonom km (25.476.219 milj), v primerjavi s 56 milijoni km (3.4796.787 milj) z Marsom. Toda Venerino sovražno okolje je dobro dokumentirano in vključuje izjemno gosto atmosfero, temperature, ki so dovolj vroče, da stopijo svinec in dež žveplove kisline! Živo srebro je prevroče in brez zraka, Jovianove lune pa so zelo daleč.
To nam pušča le dve možnosti za bližnjo prihodnost, kar zadeva Muska. Ena je Luna, ki bo v prihodnjih letih verjetno imela stalno naselje na njej. Pravzaprav med ESA, NASA, Roscosmosom in kitajsko nacionalno vesoljsko upravo ne manjka načrtov za izgradnjo lunarna postojanka , ki bo služil kot naslednik ISS.
Toda v primerjavi z Marsom je manj bogat z viri, nima atmosfere in predstavlja velik prehod do gravitacije ( 0,165g v primerjavi s 0,376g ) in dolžino dneva ( 28 dni vs. 24,5 ure ) so zaskrbljeni. Tu se skriva največji razlog za odhod na Mars, to je dejstvo, da so naše možnosti omejene in je Mars najbolj podoben Zemlji od vseh teles, ki so nam trenutno dostopna.
Še več, Musk upošteva dejstvo, da bi kolonisti lahko začeli s procesom teraformiranja, da bi sčasoma postal še bolj podoben Zemlji. Kot pravi (krepko dodano za poudarek):
»Pravzaprav zdaj verjamemo, da je bil zgodnji Mars zelo podoben Zemlji.Dejansko, če bi lahko segreli Mars, bi spet imeli gosto atmosfero in tekoče oceane.Mars je spet približno polovico manj oddaljen od Sonca kot Zemlja, zato ima še vedno dovolj sončne svetlobe. Malo je mrzlo, vendar ga lahko pogrejemo. Ima zelo koristno ozračje, ki, ker je predvsem CO2 z nekaj dušika in argona ter nekaj drugih elementov v sledovih, pomeni, da lahko gojimo rastline na Marsu samo s stiskanjem atmosfere.
»Bilo bi zelo zabavno biti na Marsu, ker bi imeli gravitacijo, ki je približno 37 % zemeljske, tako da bi lahko dvigovali težke stvari in se vezali. Poleg tega je dan izjemno blizu zemeljskemu. Samo spremeniti moramo populacijo, ker imamo trenutno sedem milijard ljudi na Zemlji in nobenega na Marsu.'
Seveda ni mogoče pričakovati nobene misije brez nadvse pomembnega vozila. V ta namen je Musk letno srečanje IAC izkoristil za razkritje načrtov svojega podjetja za Medplanetarni prometni sistem . Posodobljena različica Mars Colonial Transporter (o kateri je Musk začel govoriti leta 2012), bo ITS sestavljen iz dveh glavnih komponent – raketnega ojačevalnika za večkratno uporabo in Medplanetarna vesoljska ladja .
Postopek za prihod na Mars s temi komponentami vključuje nekaj korakov. Prvič, raketni ojačevalnik in vesoljska ladja skupaj vzletita in vesoljska ladja se dostavi v orbito. Nato, medtem ko vesoljska ladja prevzame parkirno orbito, se ojačevalnik vrne na Zemljo, da ga ponovno naloži s tankerjem. To vozilo je enakega dizajna kot vesoljska ladja, vendar vsebuje pogonske rezervoarje namesto tovornih prostorov.
Tanker se nato z ojačevalnikom izstreli v orbito, kjer se bo srečal z vesoljsko ladjo in jo napolnil z gorivom za potovanje na Mars. Na splošno se bo pogonski tanker dvignil od tri do petkrat, da bi napolnil rezervoarje vesoljskega plovila, medtem ko je v orbiti. Musk ocenjuje, da bi lahko čas preobrata med izstrelitvijo vesoljskega plovila in pridobivanjem ojačevalnika sčasoma znašal le 20 minut.
Ta proces (če Musk uspe) bi se razširil na več vesoljskih ladij, ki vsakih 26 mesecev potujejo na Mars in z njega (ko sta Mars in Zemlja najbližje):
»Na koncu bi imeli več kot 1000 ali več vesoljskih ladij, ki čakajo v orbiti. Zato bi Mars Colonial flota množično odhajala. Vesoljske ladje je smiselno naložiti v orbito, ker imate za to 2 leti, nato pa lahko pogosto uporabljate ojačevalnik in tanker, da jih res močno ponovno uporabite. Z vesoljsko ladjo dobite manj ponovne uporabe, ker morate razmisliti, kako dolgo bo zdržala – morda 30 let, kar je morda največ 12–15 letov vesoljske ladje.
Kar zadeva strukturo rakete, bi bila sestavljena iz napredne zunanjosti iz ogljikovih vlaken, ki obdaja rezervoarje za gorivo, ki bi se zanašala na sistem avtogenega tlaka. To vključuje uplinjanje goriva in kisika z izmenjavo toplote v motorju, ki se nato uporabi za tlačenje rezervoarjev. To je veliko enostavnejši sistem od tistega, ki se trenutno uporablja za raketo Falcon 9.
Ojačevalnik bi za ustvarjanje potiska uporabljal 42 motorjev Raptor, razporejenih v koncentrične obroče. Z 21 motorji v zunanjem obroču, 14 v notranjem obroču in sedmimi v sredinski gruči bi imel ojačevalnik ocenjen vzletni potisk 11.793 metričnih ton (13.000 ton) – 128 meganjutonov – in vakuumski potisk 71 12 ton (14.015 ton), oziroma 138 MN. S tem bi bilo prvo vesoljsko plovilo, pri katerem lestvica zmogljivosti rakete presega fizično velikost rakete.
Kar zadeva vesoljsko plovilo, načrti zahtevajo odsek pod tlakom na vrhu in odsek brez tlaka pod. Odsek pod tlakom bi sprejel do 100 potnikov (mislil je, da Musk upa, da bo to zmogljivost sčasoma povečal na 200 ljudi na potovanje), medtem ko bi bila vsa prtljaga in tovor, potrebna za izgradnjo marsovske kolonije, shranjena v spodnjem delu brez tlaka.
Kar se tiče samih prostorov za posadko, je Musk prepričan, da je ponazoril, kako čas v njih ne bi bil dolgočasen, saj je čas prevoza dolg. 'Zato je prostor za posadko ali prostor za potnike postavljen tako, da lahko igrate igre brez gravitacije - lahko lebdite naokoli,' je dejal. »Tam bodo filmi, predavalnice, kabine in restavracija. Res bo zabavno iti. Imeli se boste super!”
Sistemska arhitektura medplanetarnega transportnega sistema. Zasluge: SpaceX
Pod obema odsekoma so rezervoar za tekoči kisik, rezervoar za gorivo in motorji vesoljskih plovil. Motorji, ki bi bili neposredno pritrjeni na potisni stožec na dnu, bi bili sestavljeni iz zunanjega obroča treh motorjev na morski gladini – ki bi ustvarili 361 sekund specifičnega impulza (Isp) – in notranjega sklopa šestih vakuumskih motorjev, ki bi ustvaril 382s Isp.
Zunanjost vesoljskega plovila bo opremljena tudi s toplotnim ščitom, ki bo sestavljen iz istega materiala, kot ga SpaceX uporablja na svojem vesoljskem plovilu Dragon. To je znano kot a s fenolom impregniran ogljični ablator (PICA), katerega SpaceX je na svoji tretji različici. Musk ocenjuje, da bo medplanetarna vesoljska ladja lahko prepeljala 450 ton tovora na Mars, odvisno od tega, kolikokrat lahko tanker napolni plovilo.
In, odvisno od srečanja Zemlja-Mars, bi lahko tranzitni čas trajal le 80 dni v eno smer (ob upoštevanju hitrosti 6 km/s). Toda sčasoma Musk upa, da bo to zmanjšal na samo 30 dni, kar bi omogočilo vzpostavitev velike populacije na Marsu v relativno kratkem času. Kot je navedel Musk, je čarobna številka tukaj v 1 milijonu, kar pomeni število ljudi, ki bi jih potrebovali za vzpostavitev samooskrbne kolonije na Marsu.
Priznal je, da bi bil to velik izziv in da bi ga lahko dokončali celo stoletje:
»Če lahko greš samo vsaki 2 leti in če imaš 100 ljudi na ladjo, je to 10.000 potovanj. Zato je najmanj 100 ljudi na potovanje pravi vrstni red in morda bomo na koncu razširili oddelek posadke in na koncu sprejeli več kot 200 ali več ljudi na let, da bi zmanjšali stroške na osebo.Vendar pa je 10.000 letov veliko letov, zato bi si na koncu res želeli 1000 ladij. Trajalo bi nekaj časa, da bi zgradili do 1000 ladij. Koliko časa bi trajalo, da bi dosegli ta prag milijona ljudi, od točke, ko prva ladja odide na Mars, bi bilo verjetno nekje med 20 in 50 skupnim srečanjem na Marsu – torej bi trajalo 40–100 let, da bi dosegli popolno samozavest. vzdrževanje civilizacije na Marsu.'
Izrez medplanetarne vesoljske ladje. Zasluge: SpaceX
Ko bo ITS pripravljen za zagon, bo to storil od Launch Pad 39A v vesoljskem centru Kennedy na Floridi, ki ga SpaceX trenutno uporablja za izstrelitve Falcon 9. Seveda pa je najbolj zastrašujoč vidik vsakega prizadevanja za kolonizacijo stroški. Trenutno in z uporabo trenutnih metod pošiljanje več kot milijon ljudi na Mars preprosto ni dostopno.
Z uporabo metod iz obdobja Apolla kot preizkusnega kamna je Musk navedel, da bi bili stroški odhoda na Mars približno 10 milijard dolarjev na osebo – kar izhaja iz dejstva, da je sam program stal med 100 in 200 milijardami dolarjev (prilagojeno glede na inflacijo) in je povzročil 12 astronavtov stopa na Luno. Seveda je to veliko previsoko zaradi ustvarjanja samooskrbne kolonije z 1 milijonom prebivalcev.
Posledično je Musk trdil, da bi morali stroške prevoza ljudi na Mars zmanjšati za neverjetnih 5 milijonov odstotkov! Muskova želja po znižanju stroškov, povezanih z izstrelitvami v vesolje, je dobro znana in je razlog, da je ustanovil SpaceX in začel razvijati tehnologijo za večkratno uporabo. Vendar pa bi bilo treba stroške znižati do točke, ko bi vstopnica za Mars stala približno enako kot povprečna hiša – to je 200.000 $ –, preden bi se lahko zgodila kakršna koli potovanja na Mars.
Umetnikov vtis o ITS v tranzitu z nameščenimi solarnimi nizi. Zasluge: SpsaceX
Glede tega, kako bi to lahko storili, je opisanih več strategij, od katerih jih Musk in vesoljske agencije, kot je NASA, že aktivno izvajajo. Vključujejo popolno ponovno uporabnost, pri kateri bi morali biti vse stopnje rakete in njenega tovornega modula (ne samo prva stopnja) obnovljivi in ponovno uporabni. Točenje goriva v orbiti je drugo sredstvo, kar bi pomenilo, da vesoljskemu plovilu ne bi bilo treba nositi vsega goriva, ki ga potrebujejo s seboj z Zemlje.
Poleg tega bi morala obstajati možnost za proizvodnjo pogonskega goriva na Marsu, kjer bo vesoljska ladja lahko na Marsu natočila gorivo za povratno pot. Ta koncept je bil v preteklosti raziskan za lunarne in marsovske misije. In v primeru Marsa bi prisotnost atmosferskega in zamrznjenega CO² ter vode v tleh in polarnih ledenih pokrovih pomenila, da bi se lahko proizvajali metan, kisik in vodikovo gorivo.
Nazadnje se postavlja vprašanje, kateri pogon bi bil najboljši. V sedanjem stanju obstajajo osnovne izbire – kerozin (raketno gorivo), vodik in metan. Vse to predstavlja določene prednosti in jih je mogoče izdelati in situ na Marsu. Toda na podlagi razčlenitve stroškov in koristi Musk trdi, da bi bil metan najbolj stroškovno učinkovito pogonsko gorivo.
Kot vedno je Musk izpostavil tudi vprašanje časovnic in naslednjih korakov. To je bilo sestavljeno iz povzetka dosežkov SpaceXa v zadnjem desetletju in pol, ki mu je sledil oris tega, kaj upa, da bo njegovo podjetje naredilo v prihodnjih letih in desetletjih.
Umetniški vtis naselja na Marsu z razglednim pogledom. Zasluge: NASA Ames Research Center
Ti vključujejo razvoj prve medplanetarne vesoljske ladje v približno štirih letih, čemur bodo sledili suborbitalni testni leti. Namignil je celo, da bi lahko vesoljsko plovilo imelo komercialno uporabo, saj bi se uporabljalo za hiter prevoz tovora po svetu. Kar zadeva razvoj ojačevalnika, je navedel, da bi bil to razmeroma enostaven proces, saj preprosto vključuje povečanje obstoječega ojačevalnika Falcon 9.
Poleg tega je ocenil, da bi (ob predpostavki, da bo šlo vse v redu) desetletni časovni okvir zadostoval za sestavljanje vseh komponent, da bi delovalo za pripeljevanje ljudi na Mars. Nenazadnje je ponudil nekaj utrinkov, kaj je mogoče doseči z ITS zunaj Marsa. Kot že ime pove, Musk upa, da bo nekega dne izvedel misije na druge destinacije v Osončju.
Glede na možnosti za proizvodnjo goriva in situ (zahvaljujoč obilici vodnega ledu) sta bili kot možna destinacija omenjeni luni tako Jupitra kot Saturna. Toda poleg lun, kot so Evropa, Encelad in Titan (vsi so bili omenjeni), so bile kot možnost navedene celo destinacije v transneptunskem območju Osončja.
Glede na to, da ima Pluton na svoji površini tudi obilico vodnega ledu, je Musk trdil, da bi lahko tukaj zgradili skladišče za oskrbo z gorivom za storitve misij v Kuiperjev pas in Oortov oblak. 'Tega ne bi priporočal za medzvezdna potovanja,' je priznal, 'toda ta osnovni sistem - pod pogojem, da imamo na poti bencinske črpalke - pomeni popoln dostop do celotnega večjega sončnega sistema.'
Umetnikov vtis, da ITS izvaja prelet Jupitra. Zasluge: SpaceX
Objava tega dokumenta, mnogo mesecev po tem, ko je Musk predstavil podrobnosti svojega načrta na letnem srečanju IAC, je seveda povzročila tako odobravanje kot skepticizem. Medtem ko nekateri dvomijo v Muskove časovne okvire in njegovo sposobnost izvajanja predlogov, ki jih vsebuje, drugi vidijo v tem ključni korak pri izpolnitvi Muskove dolgoletne želje, da se kolonizacija Marsa zgodi v tem stoletju.
Scottu Hubbardu služi kot dragocen prispevek k zgodovini raziskovanja vesolja, do česar bodo lahko dostopale prihodnje generacije, da bodo lahko začrtale zgodovino raziskovanja Marsa – podobno kot se arhivsko gradivo NASA uporablja za preučevanje zgodovine. pristanka na Luni. Kot on pripomnil :
'Po mojem mnenju objava tega prispevka ne daje le priložnosti vesoljski skupnosti, da prebere vizijo SpaceX v tisku z vsemi kartami v kontekstu, ampak služi tudi kot dragocena arhivska referenca za prihodnje študije in načrtovanje. Moj cilj je narediti New Space forum za objavo novih konceptov raziskovanja – zlasti tistih, ki nakazujejo podjetniško pot za ljudi, ki potujejo v globok vesolje.
Elonu Musku ni tuje razmišljati na veliko in sanjati veliko. In čeprav se številni njegovi predlogi v preteklosti niso uresničili v časovnem okviru, ki ga je prvotno določil, nihče ne more dvomiti, da je doslej izpolnjen. Zelo razburljivo bo videti, ali lahko vzame podjetje, ki ga je ustanovil pred 15 leti, zaradi spodbujanja raziskovanja Marsa, in ga namesto tega uporabi za vodenje kolonizacijskih prizadevanj!
Nadgradnja:mošus tvitnil svojo zahvalo Hubbardu za objavo in nakazal, da bo kmalu prišlo do nekaj velikih sprememb načrta.
Oglejte si ta videoposnetek Muskovega celotnega govora na 67. letnem srečanju IAC, z dovoljenjem SpaceXa:
Nadaljnje branje: Nov prostor