Elon Musk še nikoli ni bil eden, ki bi dolgoročne načrte držal zase. Poleg razvoja raket za večkratno uporabo, električnih avtomobilov in spreminjanja sončne energije se je v svoji življenjski dobi precej glasno posvetil tudi ustanovitvi kolonije na Marsu. Cilj tukaj ni nič drugega kot zagotavljanje preživetja človeške rase z ustvarjanjem "rezervne lokacije" in zahteva resno načrtovanje in arhitekturo.
Ti in drugi vidiki predlagane misije Muska na Mars so bili opisani v eseju z naslovom „Naredimo človeku večplanetarne vrste“, ki je bil objavljen v številki časopisa za junij 2017. Nov prostor. Članek je povzetek predstavitve, ki jo je predstavil na 67. letnem srečanju Mednarodnega astronavtskega kongresa, ki je potekalo od 26. do 30. septembra 2016 v mestu Guadalajara v Mehiki.
Dokument je pripravil Scott Hubbard, profesor svetovanja na univerzi Stanford in glavni urednik NewSpace, in vključuje vse gradivo in diapozitive iz Muskove prvotne predstavitve. V njem so vsebovane misli Muska o tem, kako bi lahko kolonizacijo Marsa izvedli v tem stoletju in katera vprašanja bi bilo treba obravnavati.
Ti vključujejo stroške pošiljanja ljudi in koristnih tovorov na Mars, tehnične podrobnosti rakete in vozila, ki naj bi potovanje, ter možne razčlenitve stroškov in časovni razpored. Seveda pa naslavlja tudi ključna filozofska vprašanja - "Zakaj iti?" in "Zakaj Mars?"
Obravnava tega prvega vprašanja je eden najpomembnejših vidikov raziskovanja vesolja. Se spomnite ikoničnega govora Johna F. Kennedyja "Izberemo, da gremo na Luno"? Ta govor je bil daleč od zgolj izjave o nameri, ki jo je uprava Kennedy opravičila za ves čas, energijo in denar, ki ga je namenila programu Apollo. Kot tak je Kennedyjev govor predvsem poudarjal, zakaj je bil cilj plemenit podvig.
V pogledu na Mars je Musk dosegel podoben ton, poudaril preživetje in človeško potrebo po razširitvi v vesolje. Kot je izjavil:
„Mislim, da obstajata resnično dve temeljni poti. Zgodovina se bo razhajala po dveh smereh. Ena pot je, da ostanemo na Zemlji za vedno, nato pa se bo zgodil kakšen dogodek izumrtja. Nimam takojšnje prerokbe o usodnem dnevu, toda sčasoma zgodovina kaže, da se bo zgodil neki dogodek obsojenega dne. Alternativa je postati vesoljska civilizacija in večplanetarna vrsta, za katero upam, da se strinjate, da je to prava pot. "
Kar se tiče Marsa kot naravna izbira, je bilo to nekoliko bolj težko prodati. Mars ima ob podobni Zemlji veliko podobnosti - zato ga pogosto imenujejo "Zemljin dvojček" - zaradi česar je tarča znanstvenih raziskav. Ima pa tudi nekaj precej velikih razlik, zaradi katerih se dolgoročno bivanje na površini zdi manj kot privlačno. Zakaj bi bila torej naravna izbira?
Kot pojasnjuje Musk, ima bližina veliko tega. Seveda je Venera bližje Zemlji in se približuje 41 milijonom km (25,476,219 milj) v primerjavi z 56 milijoni km (3,4796,787 milj) z Marsom. Toda Venerino sovražno okolje je dobro dokumentirano in vključuje super gosto atmosfero, temperature, ki so dovolj vroče, da lahko stopijo svinec in žveplovo kislino! Živo srebro je prevroče in brez zraka, do Jovianove lune pa je zelo daleč.
Zaradi tega imamo samo dve možnosti za bližnjo prihodnost, kar zadeva Muska. Prva je Luna, ki bo verjetno v prihodnjih letih na njej stalno naselila. Pravzaprav med ESA, NASA, Roscosmos in nacionalno vesoljsko upravo Chines ne manjka načrtov za izgradnjo lunarne postave, ki bo naslednica ISS-a.
Toda v primerjavi z Marsom je manj bogat z viri, nima ozračja in predstavlja velik prehod, kar zadeva gravitacijo (0,165 g v primerjavi z 0,376 g) in dolžina dneva (28 dni v primerjavi s 24,5 ure). V tem leži največji razlog, da gremo na Mars, in sicer je dejstvo, da so naše možnosti omejene in je Mars najbolj podoben vsem telesom, ki so nam trenutno dostopna.
Še več, Musk upošteva dejstvo, da bi lahko kolonisti začeli postopek oblikovanja terena, da bi sčasoma postali še bolj podobni Zemlji. Kot navaja (krepko dodan za poudarek):
"Pravzaprav zdaj verjamemo, da je bil zgodnji Mars podoben Zemlji. V bistvu bi, če bi lahko ogreli Mars, spet nastala gosta atmosfera in tekoči oceani. Mars je približno pol toliko bolj oddaljen od Sonca kot Zemlja, zato ima še vedno spodobno sončno svetlobo. Malo je hladno, vendar ga lahko ogrejemo. Zelo koristno je ozračje, ki zaradi CO2, ki vsebuje predvsem dušik in argon ter nekaj drugih elementov v sledovih, pomeni, da lahko na Marsu gojimo rastline samo s stiskanjem atmosfere.
"Zelo zabavno bi bilo biti na Marsu, ker bi imel gravitacijo, ki je približno 37% Zemljine, tako da bi lahko dvigoval težke stvari in se na njih navezal. Poleg tega je dan izjemno blizu dnevu Zemlje. Moramo le spremeniti populacijo, ker trenutno na Zemlji imamo sedem milijard ljudi, na Marsu pa nobenega. "
Seveda ne moremo pričakovati, da se bo brez vsega pomembnega vozila zgodilo nobeno poslanstvo. V ta namen je Musk z letnim sestankom IAC razkril načrte svojega podjetja za medplanetarni prometni sistem. Posodobljena različica Mars Colonial Transporter (o kateri je Musk začel govoriti leta 2012) bo ITS sestavljena iz dveh glavnih komponent - raketnega ojačevalca za večkratno uporabo in medplanetarne vesoljske ladje.
Postopek za prihod na Mars s temi komponentami vključuje nekaj korakov. Najprej raketni ojačevalnik in vesoljska ladja vzletita skupaj, vesoljska ladja pa se odda v orbito. Nato, ko vesoljska ladja prevzame parkirno orbito, se ojačevalnik vrne na Zemljo in jo natovori s plovilom tankerjev. To vozilo je iste zasnove kot vesoljska ladja, vendar vsebuje rezervoarje za gorivo namesto tovornih prostorov.
Tanker se nato z ojačevalcem izstreli v orbito, kjer se bo spustil s vesoljsko ladjo in jo napolnil za pot do Marsa. Na splošno se bo tanker dvigal kamor koli od tri do petkrat, da bi napolnil rezervoarje vesoljskega plovila, ko je v orbiti. Musk ocenjuje, da bi bil čas obratovanja med izstrelitvijo vesoljskega plovila in naletom boosterja na koncu le 20 minut.
Ta proces (če se Musk umakne) bi se razširil in vključil več vesoljskih ladij, ki na vsakega 26 mesecev potujejo na Mars in z njega (ko sta Mars in Zemlja najbližje skupaj):
"Na koncu bi imeli v orbiti več kot 1.000 ali več vesoljskih ladij. Zato bi flota Mars Colonial flota množično odhajala. Smiselno je, da vesoljske ladje naložite v orbito, ker imate dve leti za to, nato pa lahko pogosto uporabite booster in tanker, da iz teh resnično ponovno uporabite. Z vesoljsko ladjo boste dobili manj ponovne uporabe, saj morate pretehtati, kako dolgo bo trajalo - morda 30 let, kar bo morda največ 12–15 letov vesoljske ladje. ”
Glede na strukturo rakete bi bila sestavljena iz naprednih zunanjih okoliških rezervoarjev za gorivo iz ogljikovih vlaken, ki bi se opirala na avtogeni sistem tlaka. To vključuje, da se gorivo in kisik uplinjata z izmenjavo toplote v motorju, ki bi bila nato uporabljena za tlačenje rezervoarjev. To je veliko enostavnejši sistem od tistega, ki se trenutno uporablja za raketo Falcon 9.
Ojačevalnik bi za ustvarjanje potiska uporabil 42 motorjev Raptor, razporejene v koncentričnih obročih. Z 21 motorji v zunanjem obroču, 14 v notranjem obroču in sedmimi v sredinski grozdih, bo ojačevalnik potiskalnega potiska predvidoma 11,793 metrske tone (13 000 ton) - 128 MegaNewtons - in vakuumski potisk 12 714 metričnih ton (14.015 ton) ali 138 MN. Tako bi postal prvo vesoljsko plovilo, kjer palica zmogljivosti rakete presega fizično velikost rakete.
Kar zadeva vesoljsko plovilo, zasnove zahtevajo odsek pod tlakom na vrhu z odsekom, ki ni pod tlakom. Na odseku pod pritiskom bi bilo mogoče sprejeti do 100 potnikov (misli Musk, da bi sčasoma povečali to zmogljivost na 200 ljudi na potovanje), medtem ko bi vso prtljago in tovor, potrebne za gradnjo marsovske kolonije, shranili v odseku, ki ni pod tlakom.
Kar zadeva same posadke posadke, je Musk zagotovo ponazoril, kako čas v njih ne bo dolgočasen, saj je čas tranzita dolg. "Zato je prostor za posadko ali prostor za potnike nastavljen tako, da lahko igrate igre z ničelno gravitacijo - lahko lebdite naokoli," je dejal. "Na voljo bodo filmi, predavalnice, kabine in restavracija. Zares zabavno bo. Super se boste imeli! "
Pod obema odsekoma se nahajajo rezervoar s tekočim kisikom, rezervoar za gorivo in motorji vesoljskih plovil. Motorji, ki bi bili na dnu neposredno pritrjeni na potisni stožec, bi bili sestavljeni iz zunanjega obroča treh motorjev na morju - ki bi ustvaril 361 sekund specifičnega impulza (Isp) - in notranjega sklopa šestih vakuumskih motorjev, ki bi ustvaril 382s Isp.
Zunanjost vesoljskega plovila bo opremljena tudi s hladilnim zaslonom, ki bo sestavljen iz istega materiala, ki ga SpaceX uporablja na svojem vesoljskem plovilu Dragon. To je znano kot fenolni ablator ogljika, impregniranega s fenonom (PICA), katerega SpaceX je na svoji tretji različici. Musk ocenjuje, da bo medplanetarna vesoljska ladja lahko na Mars prepeljala 450 ton tovora, odvisno od tega, kolikokrat lahko tanker napolni plovilo.
In, odvisno od srečanja Zemlja-Mars, bi tranzitni čas lahko bil enosmeren le 80 dni (računamo za hitrost 6 km / s). Toda s časom Musk upa, da bo to zmanjšal na samo 30 dni, kar bi omogočilo vzpostavitev velikega prebivalstva na Marsu v razmeroma kratkem času. Kot je Musk nakazal, je čarobna številka v milijonu, kar pomeni število ljudi, ki bi jih potrebovali za vzpostavitev samooskrbne kolonije na Marsu.
Priznal je, da bo to velik izziv in da bi lahko trajalo še stoletje:
"Če lahko greste samo vsaki dve leti in če imate 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 za posadko in na koncu sprejeli več kot 200 ali več ljudi na let, da bi zmanjšali stroške na osebo. Vendar je 10.000 letov veliko letov, zato bi si na koncu resnično želeli v vrstnem redu 1.000 ladij. Trajalo bi nekaj časa, da bi zgradili do 1.000 ladij. Koliko časa bi trajalo, da dosežemo prag za milijon ljudi, od točke, ko prva ladja odide na Mars, bi bilo verjetno nekje med 20 in 50 celotnega Marsovega srečanja - torej bi potrebovalo 40–100 let, da dosežemo popolnoma samozavest. vzdrževanje civilizacije na Marsu. "
Ko bo ITS pripravljen na lansiranje, bo to storil iz Launch Pad 39A v vesoljskem centru Kennedy na Floridi, ki ga SpaceX trenutno uporablja za izvajanje izstrelkov Falcon 9. Seveda pa je najbolj zastrašujoč vidik vsakega napora kolonizacije. Trenutno in z uporabo trenutnih metod pošiljanje na Mars več kot milijon ljudi preprosto ni cenovno dostopno.
Musk je uporabil metode Apollo ere kot temeljni kamen, da je pot do Marsa približno 10 milijard dolarjev na osebo - kar izhaja iz dejstva, da je sam program stal med 100 in 200 milijardami dolarjev (prilagoditev inflaciji), kar je povzročilo 12 astronavtov, ki stopajo na Luno. Seveda je to veliko preveč, da bi ustvarili samooskrbno kolonijo z 1 milijonom prebivalcev.
Kot rezultat tega je Musk trdil, da bi morali stroške prevoza ljudi na Mars znižati za dobrih 5 milijonov odstotkov! Muskova želja po znižanju stroškov, povezanih s izstrelitvami v vesolje, je dobro znana, zato je ustanovil SpaceX in začel razvijati tehnologijo za večkratno uporabo. Vendar bi morali stroške znižati do točke, ko bi vozovnica do Marsa stala približno toliko kot mediana hiša - torej 200.000 dolarjev - preden bi se lahko zgodila kakršna koli potovanja na Mars.
Glede tega, kako je to mogoče storiti, je predstavljenih več strategij, od katerih mnoge Musk in vesoljske agencije, kot je NASA, že aktivno sledijo. Vključujejo popolno uporabnost, kjer bi morale biti vse stopnje rakete in njenega tovornega modula (ne le prva stopnja) ponovno dostopne in ponovno uporabne. Dolivanje z gorivom v Orbito je drugo sredstvo, kar bi pomenilo, da vesoljskim plovilom ne bi bilo treba nositi vsega goriva, ki ga potrebujejo s Zemlje.
Poleg tega bi morala obstajati možnost za pogonsko proizvodnjo na Marsu, kjer bo vesoljska ladja lahko napolnila na Marsu, da bi se vrnila. Ta koncept so v preteklosti raziskovali v lunarnih in marsovskih misijah. V Marsovem primeru prisotnost atmosferskega in zmrznjenega CO² ter vode tako v tleh kot na polarnih ledenih kapicah bi pomenila, da se lahko proizvede metan, kisik in vodikovo gorivo.
Nazadnje se postavlja vprašanje, katero gorivo bi bilo najbolje. Kakor že zdaj obstaja, obstajajo osnovne izbire - kerozin (raketno gorivo), vodik in metan. Vse to predstavlja določene prednosti in jih je mogoče izdelati in situ na Marsu. Toda Musk na podlagi razčlenitve stroškov in koristi trdi, da bi bil metan najbolj stroškovno učinkovito gorivo.
Kot vedno je tudi Musk postavil vprašanje časovnice in naslednjih korakov. To je bilo sestavljeno iz runde dosežkov SpaceX-a v zadnjem desetletju in pol, ki mu je sledil oris, kaj upa, da bo njegovo podjetje počel v naslednjih letih in desetletjih.
Ti vključujejo razvoj prve medplanetarne vesoljske ladje v približno štirih letih, ki ji bodo sledili suborbitalni testni leti. Namigoval je celo, kako bi lahko vesoljsko plovilo imelo komercialne aplikacije, ki se uporablja za hiter prevoz tovora po vsem svetu. Kar zadeva razvoj ojačevalnika, je navedel, da bo to razmeroma preprost postopek, saj preprosto vključuje povečanje obstoječega ojačevalnika Falcon 9.
Poleg tega je ocenil, da bo (ob predpostavki, da gre vse v redu) 10-letni časovni okvir dovolj za sestavljanje vseh komponent, da bi lahko delo pripeljali na Mars. Nenazadnje je ponudil nekaj utrinkov, kaj bi bilo mogoče doseči z ITS onkraj Marsa. Kot že ime pove, Musk upa, da bo nekoč izvedel misije na drug cilj v Osončju.
Glede na priložnosti za proizvodnjo goriva in situ (zahvaljujoč se številu vodnega ledu) so bile lune Jupitra in Saturna omenjene kot možna destinacija. Toda zunaj lun, kot so Evropa, Enceladus in Titan (vsi omenjeni), so bili celo cilji v transneptunskem območju Osončja navedeni kot možnost.
Glede na to, da ima tudi Pluton na svoji površini obilo vodnega ledu, je Musk trdil, da bi tu lahko zgradili skladišče za gorivo, ki bo služilo misijam Kuiperjevega pasu in Oortovemu oblaku. "Tega ne bi priporočal za medzvezdna potovanja," je priznal, "vendar ta osnovni sistem - če imamo na voljo polnilnice - pomeni popoln dostop do celotnega večjega osončja."
Objava tega prispevka, mnogo mesecev po tem, ko je Musk na letnem zasedanju odbora za odbore predstavil podrobnosti svojega načrta, je seveda ustvaril tako odobravanje kot tudi skepticizem. Medtem ko obstajajo tisti, ki bi dvomili o časovni roki Muska in njegovi sposobnosti podajanja predlogov, vsebovanih znotraj, pa drugi to vidijo kot ključni korak pri izpolnitvi Muskove dolgotrajne želje, da bi se kolonizacija Marsa zgodila v tem stoletju.
Scottu Hubbardu predstavlja dragocen prispevek k zgodovini raziskovanja vesolja, kar bo prihodnjim generacijam omogočilo dostop, da bodo lahko načrtovali zgodovino raziskovanja Marsa - podobno kot na NASA arhivsko gradivo uporabili za preučevanje zgodovine pristajanja na Luni. Kot je pripomnil:
"Po mojem mnenju objava tega prispevka skupnosti, ki pluje v vesolju, ponuja priložnost, da prebere vizijo SpaceX v tisku z vsemi grafikoni v kontekstu, ampak služi tudi kot dragocena arhivska referenca za prihodnje študije in načrtovanje. Moj cilj je, da New Space postane forum za objavo novih konceptov raziskovanja, zlasti tistih, ki predlagajo podjetniško pot za ljudi, ki potujejo v vesolje. "
Elon Musk ni tujec, če razmišljamo o velikih in sanjamo o velikih. In čeprav mnogi njegovi predlogi v preteklosti niso nastali v prvotnem časovnem okviru, nihče ne more dvomiti, da je bil do zdaj poslan. Zelo razburljivo bo videti, če lahko zaradi pospeševanja raziskovanja Marsa prevzame podjetje, ki ga je ustanovil pred 15 leti, in ga namesto tega vodi za kolonizacijsko prizadevanje!
Nadgradnja: Musk se je zahvalil Hubbardu za objavo in nakazal, da bodo kmalu prišle nekatere "večje spremembe načrta."
In prepričajte se, da si oglejte videoposnetek Muskovega celotnega govora na 67. letnem srečanju IAC-a z dovoljenjem SpaceX-a:
