Планета, заселенная роботами: Почему 2021-й становится годом Марса

Прямо сейчас на расстоянии 235 миллионов километров от нас новенький аппарат NASA Perseverance готовит свои инструменты и приборы для работы: осуществляет тестовые выстрелы лазером, крутит колеса, фотографирует все вокруг и отсылает снимки на Землю. После возникновения первых реалистичных идей полететь на Красную планету прошло меньше века, после первых попыток — 50 лет. Теперь мы можем получать аудио и видео с Марса чуть ли не в прямом эфире.

Дорога к нему была долгой и непростой: сложный орбитальный график, который позволяет запускать туда аппараты только раз в несколько лет, связь, которая полностью теряется, когда Марс оказывается по другую сторону Солнца от Земли. Но человечество справилось с этими вызовами, и сегодня на орбите и на поверхности планеты работает несколько аппаратов. После этого планы заселить ее не только роботами уже не кажутся фантастикой.

Соперники

В июле 1965-го американский зонд Mariner 4 стал первым рукотворным объектом, который достиг марсианской орбиты и смог передать данные на Землю. Это был разгар холодной войны, с момента знаменитой «лунной» речи Джона Кеннеди прошло три года, только полгода оставалось до удачного для NASA 1966-го, когда агентство получило рекордные 4,4% от всего бюджета Соединенных Штатов. И хотя Марс никогда не был ни причиной выделения столь значительных средств, ни их научным бенефициаром, все же он стал весомым пунктом в перечне уголков Солнечной системы, где успешные космические державы пытались достичь первенства.

Ни Соединенные Штаты, ни СССР не собирались уступать ни одной планеты из тех, что были доступны тогдашним ракетам и аппаратам. Пока лучшие инженеры создавали системы жизнеобеспечения, а астронавты и космонавты готовились к первым полетам за пределы земной орбиты — на Луну, команды ученых боролись за возможность исследовать ближайших соседей: Венеру, Меркурий и Марс. Как и Луну. На рубеже 60—70-х годов эти планеты были символом престижа, мощи и технологического первенства. Но отправлять туда космические корабли было слишком дорого и опасно.

Ни Соединенные Штаты, ни СССР не собирались уступать ни одной планеты из тех, что были доступны тогдашним ракетам и аппаратам.

Шли годы, США победили в лунной гонке, и продолжать престижные космические игры соперники не могли. Пилотируемые миссии были сконцентрированы на низкой околоземной орбите, а от вожделенных фантастами и учеными полетов на Красную планету решили отказаться. Мол, надо сначала исследовать, как на наш вид влияют микрогравитация и космическое уединение в целом, а уже потом рисковать. Так и не рискнули.

Но Марс продолжал интересовать человечество. Первые данные, полученные с планеты еще во время горячей фазы гонки, показали, что Марс имеет некую атмосферу, а его поверхность достаточно твердая, чтобы ее можно было изучать непосредственно. Исследователи узнали, что таинственные каналы, которые итальянский астроном Джованни Скиапарелли принял за построенные инопланетным разумом конструкции, очень похожи на русла рек.

По сравнению с другими планетами внутренней Солнечной системы Марс имел значительные преимущества для исследования. У него было что исследовать, в отличие от Меркурия, и он не угрожал раздавить аппараты своей атмосферой, в отличие от ближайшей соседки Земли, Венеры. Поэтому в следующие 30 лет основным двигателем изучения Марса были его доступность и сходство с Землей. И этот опыт лишь подтвердил уверенность в том, что планета станет следующей целью для пилотируемых миссий.

У Марса было что исследовать, в отличие от Меркурия, и он не угрожал раздавить аппараты своей атмосферой, в отличие от Венеры.

Роботы-исследователи

В 90-х произошел качественный скачок в планетарных исследованиях. Этому способствовали развитие технологий, уменьшение размеров компьютеров и удешевление космических запусков в результате выхода на спутниковый рынок коммерческих операторов связи. NASA начало работу над Mars Exploration Program — полноценными долгосрочными планами изучения планеты. С научной точки зрения основной целью программы стал поиск жизни или ее признаков. Более прикладной — подготовка к тем же пилотируемым полетам и прогулкам человека непосредственно в марсианской пыли.

Специалисты NASA решили идти эволюционным путем: от статических посадочных платформ они сделали шаг в направлении мобильных роверов. Самый первый из них, 11-килограммовый Sojourner, доказал, что на Марсе можно перемещаться с помощью колес. Pathfinder закрепил этот успех и начал настоящие геологические исследования планеты. Его преемники — «братья» Spirit и Opportunity получили отдельные инструменты для более точных и сложных исследований. Наиболее известный сейчас ровер Curiosity ищет следы древней воды и условия, в которых могла бы сохраниться жизнь.

Что касается Perseverance, посадку которого человечество наблюдало в феврале 2021-го, то этот робот будет искать непосредственно признаки жизни и собирать образцы марсианского грунта, которые затем будут отправлены на Землю.

Сегодня на орбите и на поверхности Марса работает 11 аппаратов. Среди них — индийский, пара европейских, новички из Объединенных Арабских Эмиратов и Китая и, конечно, американские. Полноценно поверхность Красной планеты до сих пор подчинилась только США.

Сегодня на орбите и на поверхности Марса работает 11 аппаратов. Индийский, пара европейских, новички из Объединенных Арабских Эмиратов и Китая и американские.

От раскрасок к HD-видео

Если предыдущие шаги между исследовательскими миссиями были именно эволюционными, Perseverance можно смело назвать революционным аппаратом. Слишком много раз рядом с его названием можно поставить слово «впервые». Он впервые совершил посадку с применением умной системы, работающей с помощью нейронных сетей. Впервые будет не просто изучать образцы пород на месте, но и собирать их для дальнейшего исследования уже на Земле. Впервые попытается добыть кислород непосредственно из марсианской атмосферы. Впервые несет на себе еще один аппарат — полноценный марсианский вертолет! Впервые попытается найти окаменелости, которые однозначно укажут человечеству: жизнь когда-то существовала за пределами нашей планеты.

И эта революционность не случайна. Ведь NASA за 60 лет непрерывных исследований успело накопить достаточно опыта для воплощения самых смелых идей, которые могут прийти в голову ученым. Хотите обработать камешки рентгеновским излучением? Пожалуйста. Хотите иметь возможность пробурить скалу, чтобы исследовать ее изнутри? Держите соответствующий инструмент. Хотите видеть и слышать Красную планету? Почему бы и нет!

Perseverance еще и самый мультимедийный робот NASA. Его посадку в формате видео одновременно снимали несколько камер (просто потому, что могли), установленный на мачте фотоаппарат подарит человечеству еще сотни панорам дельты древней марсианской реки, а два полноценных микрофона позволят нам представлять, что мы сами стоим на поверхности планеты и прислушиваемся к завываниям ветра в разреженной атмосфере.

Посадку Perseverance в формате видео одновременно снимали несколько камер просто потому, что могли.

Микрофон, кстати, имеет и прикладное значение. С его помощью инженеры могут слышать, как работают их инструменты и приборы: как шевелится роботизированная рука, как гудит аппарат, расставляющий колбы с образцами грунта внутри специального хранилища. Это — полноценная система диагностики, которая поможет искать неисправности и недостатки.

Настоящий путь Perseverance начался в 2021 году во время его посадки. Но почти одновременно с ним к Марсу прибыли и другие аппараты. Ожидается, что в мае на поверхность планеты доставят китайский марсоход. За что же борются США и Китай?

США vs Китай

Если космическая гонка XX века была соревнованием в плоскости технического и военного престижа, то XXI век перевел эту гонку в плоскость науки. Самого факта достижения Марса сегодня уже мало: нужны данные, гигабайты, сотни гигабайт данных. Нужны фото, замеры, исследования — то, о чем не могли и мечтать советские и американские инженеры середины 60-х.

Если космическая гонка XX века была соревнованием в плоскости технического и военного престижа, то XXI век перевел эту гонку в плоскость науки.

Потому как есть, например, Индия, которая смогла вывести собственный аппарат на марсианскую орбиту с первой попытки и сделала это четвертой в мире, после США, СССР и Европейского союза. Но с 2014 года количество научных работ, которые были написаны на основе собранных орбитером данных, просто мизерная. Гордость индийского космического агентства в отношении успешного запуска Mars Orbiter разбивается о простой вопрос: а что от этого получило человечество?

И именно это является основным отличием между сегодняшней гонкой и гонкой времен холодной войны. Научные данные — это международное сотрудничество. Это открытие. Это контроль и навязывание (особенно этими инструментами любит пользоваться Китай). Война и соревнование никогда не прекращались, они трансформировались и перешли на другой уровень — интеллектуальный.

Именно наука, а не отдаленная перспектива вставить в марсианский грунт свой флаг или колонизировать планету является основным двигателем сегодняшней гонки. Именно в науку — в исследование истории Солнечной системы, в поиск ответов на вопросы «одни ли мы во Вселенной» и «что превратило Марс в мертвую пустыню» — передовые государства готовы вкладывать миллиарды долларов и десятки тысяч часов работы лучших умов человечества.

США уверенно удерживают лидерство в исследовании космоса. Настолько уверенно, что успехи одного этого государства можно сравнить с совокупными успехами остального мира. Но выход новых игроков, особенно таких неожиданных, как ОАЭ, чей орбитальный зонд также прибыл на Красную планету в феврале, вселяет надежду. Космос требует очень больших денег, и именно поэтому в ближайшие десятилетия Марс останется полем битвы на уровне государств, а не отдельных компаний. Хотя, возможно, и здесь есть одно исключение.

Космос требует очень больших денег, и именно поэтому в ближайшие десятилетия Марс останется полем битвы на уровне государств, а не отдельных компаний.

Исключение по имени Илон Маск

В 2016 году презентация проекта Starship тогда еще не самого богатого человека планеты вызвала настоящий фурор. О Марсе заговорили даже те, кто не смог бы сказать, на какой орбите от Солнца он находится. В метафорическом смысле обещанием построить Starship и доставить людей на Красную планету Маск оказал человечеству другую невероятно важную услугу: он построил корабль мечты, связавший нас с Марсом ментально.

Планы отправлять людей на Марс тысячами, предоставить транспорт для строительства настоящих внеземных колоний, обеспечить логистику между колыбелью человечества и его следующим домом, безусловно, вдохновляют. Даже если учесть привычный для Маска чрезмерный оптимизм. Starship строят на наших глазах, недавно прошли первые успешные испытания, когда прототип этого корабля взорвался не во время посадки, а немного позже. Даже потенциальные пять лет, которые понадобятся для доведения проекта до рабочего этапа, не перечеркивают главного: замысел вполне осуществим. Большой корабль, который будет способен доставить на Красную планету несколько сотен человек, — это завтрашняя реальность.

И все же эта реальность пока не предусматривает никаких автономных баз, не говоря уже о полноценной колонизации. Марс — очень опасная и непригодная для жизни среда, значительно опаснее самых экстремальных мест на Земле. Добавьте к этому минимальные шесть месяцев, необходимые для путешествия, задержку сигнала в десять с лишним минут, отсутствие условий для поддержания земной жизни.

Да, люди нашли на Красной планете воду. Да, они действительно способны добывать там кислород и топливо для ракет. Да, там можно строить герметичные бараки и использовать ресурсы. Но все это еще нужно сделать. Между первым шагом человека на поверхности мертвой чужой планеты и возможностью на ней жить пройдут в лучшем случае несколько десятилетий.

Исключение из правил по имени Илон Маск на самом деле лишь подтверждает правило: заниматься колонизацией придется государствам. Потому что просто построить корабль недостаточно для переселения на другую планету. Потому что Starship, который сможет летать на Марс, не сможет создать там все необходимые условия для жизни. А до тех пор, пока мы по-настоящему этого не осознаем, Марс так и останется единственной планетой Солнечной системы, которая заселена одними роботами.

На обложке: иллюстрация с Perseverance на поверхности Марса. Mark Garlick / Science Photo Library/ AFP