В январе Илон Маск дал эксклюзивное интервью журналу Popular Mechanics, в котором он подробно объяснил, почему решил делать космический корабль Starship и ускоритель Super Heavy из нержавеющей стали, хотя ранее планировалось, что BFR [ред. — предыдущее название Starship] будет сделана из углеродного волокна. Маск выбрал сталь из-за её прочности, экономичности и пластичности.
Здесь, в продолжение того интервью, Маск в деталях рассказывает о том, что требуется сделать, чтобы человечество начало путешествовать в космосе, выйдя за пределы земной орбиты.
Райан Д’Агостино (RD): Что большинство потенциальных космических туристов не понимает в практических аспектах космических путешествий?
Elon Musk (EM): Некоторые базовые понятия об орбите и гравитации, которые интуитивно непонятны, так как в повседневной жизни мы с этим не сталкиваемся. К примеру, многие люди считают, что, если вы поднимитесь достаточно высоко, гравитация перестанет на вас действовать. Это неправда. Гравитационное поле Земли распространяется до бесконечности. Вы можете оказаться на другом краю Вселенной, и, если у вас есть достаточно времени, вы вернётесь обратно к Земле, при условии, что у вас не было относительной скорости к Земле.
ВЕРОЯТНО, У НАС БУДЕТ БАЗА НА ЛУНЕ ДО ТОГО, КАК СВЕРШИТСЯ ПЕРВЫЙ ПОЛЁТ НА МАРС
EM: Простая формула Ньютона всемирного тяготения: GMM на R в квадрате — ну, вы понимаете, гравитационная постоянная, умноженная на массы и делённая на расстояние между барицентрами тел в квадрате. Так что, если вы подниметесь вверх на 100 миль, вы не сильно измените расстояние между вами и центром масс Земли. Гравитационное воздействие будет ощущаться таким же, как и на поверхности Земли. Причина существования невесомости/микрогравитации заключается в очень быстром движении вокруг Земли. Ракета не летит строго вертикально вверх. Она летит по дуге. Только в течение небольшого времени ракета летит вертикально, а потом поворачивает и ускоряется уже в горизонтальном направлении относительно поверхности Земли для увеличения радиального ускорения.
Если вы будете раскручивать мяч, привязанный к верёвке — как в тетерболе — вы сможете добиться его вращения только в горизонтальной плоскости, если будете вращать его очень быстро. Именно внешнее радиальное ускорение и удерживает его в горизонтальной плоскости.
В общем, что мы пытаемся сделать, так это сравнять внешнее радиальное ускорение и ускорение свободного падения, а это ощущается как невесомость.
Другой наглядный пример — шарик в воронке. Гравитация — это как воронка в пространстве-времени. Если вы заставите шарик крутиться в воронке, то он обязательно скатится прямо в её центр. Даже если воронка реально огромная. Вот что представляет из себя гравитация. Сначала шарик будет вращаться очень медленно, постепенно ускоряясь, то есть увеличивая количество оборотов в секунду по мере приближения к центру воронки, а потом вблизи самого центра он начнёт вращаться супер быстро, понимаете? Это и есть гравитация.
Итак, вам необходимо раскрутить шарик. Это же необходимо сделать и с ракетой.
RD: Каковы последствия вхождения в атмосферу Марса?
EM: Конечно, вход в атмосферу не прост. При входе в атмосферу вы сталкиваетесь с очень высокими температурами. Множество различных факторов накладываются друг на друга, когда задумываешься об этом. Мол, почему вход в атмосферу такой быстрый? Потому что вы влетаете с очень большой скоростью. Вам необходимо затормозить на безумно большой скорости. Минимальная скорость, которую необходимо поддерживать, чтобы оставаться на низкой околоземной орбите, в 25 раз превышает скорость звука. Чтобы достигнуть НОО и вращаться вокруг Земли в невесомости со скоростью 25 Махов, вам необходимо изначально разогнаться до 30 Махов, так как в процессе вы обычно теряете 5 Махов. Находясь на НОО, вы будете делать оборот вокруг Земли каждые 90 минут. Очень многие люди удивляются, когда им говорят, что Международная космическая станция, которая выглядит, как довольно громадная неуклюжая конструкция, движется вокруг Земли со скоростью 17000 миль/ч (7.6 км/с). Полный оборот вокруг Земли станция совершает за 90 минут.
Это очень быстро.
RD: Давайте поговорим о Марсе. Должно быть, вы какое-то время потратили на размышления об этих первых минутах, часах, днях?
EM: На Марсе?
RD: На Марсе.
EM: Эээм, не совсем. В том смысле, что не думал о каждой минуте в отдельности.
RD: Это потому, что сейчас всё внимание сосредоточено на том, как туда добраться?
EM: Да, да, необходимо туда добраться. Это многого значит. Я думаю, Starship также подойдёт для создания базы на Луне. Вероятно, у нас будет база на Луне до того, как свершится первый полёт на Марс.
RD: Могли бы вы смоделировать марсианскую базу Альфа на Луне?
EM: Она была бы немного другой, так как на Луне гравитация намного меньше и на Луне есть атмосфера [ред. — крайне разрежённая, давление у поверхности ~10 нПа, на Земле — 100 кПа]. Но, как только вы туда прилетите, вы поймёте, что это вполне осуществимо. Это не так уж и сложно — необходимо будет сделать много работы, когда туда доберётесь.
Если вы доберётесь туда живыми, считайте, что самое трудное уже позади.
RD: А что скажете об обеспечении едой, водой, топливом на Марсе?
EM: Как только вы туда доберётесь, это всё будет относительно несложно.
RD: Что насчёт еды?
EM: Простой способ обеспечить себя питанием — гидропоника. По сути, у вас есть солнечная энергия — солнечные панели, размещённые на поверхности планеты и питающие подземную [ред. — ну, в смысле подмарсианскую
] или же экранированную проводами гидропонную систему. Тогда можете быть уверены, что вам не придётся переживать о чрезмерном УФ излучении, солнечной буре или о чём-то в этом роде. Это действительно довольно просто.
В КОНЦЕ КОНЦОВ, ЕСЛИ ВЫ ТЕРРАФОРМИРУЕТЕ ПЛАНЕТУ, ВЫ СМОЖЕТЕ ХОДИТЬ ПО НЕЙ БЕЗ СКАФАНДРОВ
EM: Чтобы обеспечить себя благоприятной атмосферой, вам, вероятно, понадобится гранёный стеклянный купол с парком внутри, по которому вы сможете гулять без скафандра. В конце концов, если вы терраформируете планету, вы сможете ходить по ней без скафандров. Но, скажем, в ближайшие 100+ лет вам будет необходим гигантский стеклянный купол под давлением.
RD: Похоже, вы не в восторге от людей, которые говорят, что терраформировать Марс невозможно.
EM: Конечно, вы можете терраформировать Марс. Почему они думают, что нельзя? Разумеется, можно.
RD: И в заправке топливом, будучи на Марсе, вы тоже не видите проблем?
EM: Ну, это сложная инженерная задача, особенно с точки зрения требуемой энергии — вам понадобится либо много солнечных панелей, либо атомная электростанция. Поскольку атмосфера Марса состоит в основном из углекислого газа, а также учитывая огромные запасы водяного льда, получается, что у вас есть углекислый газ СО2 и вода Н2О, из которых вы можете получить метан CH4 и кислород О2 — это как Лего, где всего три типа блоков, вот они: С, Н, О.
Технические трудности: выработка электроэнергии и хороший способ добывать лёд. В грунте есть лёд, но он грязный. Однако иногда лёд скорее похож на пермафрост или что-то в этом роде. Если вам удастся приземлиться где-нибудь рядом с залежами льда, в котором будет лишь немного примеси грязи, то это будет весьма полезно. Перед вами будет стоять задача по решению инженерных сложностей, связанных с добычей льда и выработке электроэнергии. Вот такие ваши проблемы. Проблемы на Марсе.
Будет логично оборудовать один из кораблей топливной установкой и просто посадить его на Марс для дальнейшей работы. И тогда вам просто будут нужны небольшие роботы-копатели, которые будут добывать лёд, доставлять его на поверхность планеты, а также развернут солнечные панели.
RD: Что полезного вы надеетесь узнать благодаря работе посадочного модуля InSight? У вас есть люди, которые следят за открытиями NASA?
*долгая пауза*
EM: Конечно, мы обращаем внимание на любые открытия, связанные с Марсом. Да-а. Но я хочу сказать, что в принципе Марс уже достаточно хорошо изучен. Вот знаете, было бы полезно иметь более подробную информацию о том, где располагаются высокие концентрации водного льда. Чем больше вы сможете найти местоположений с высокой концентрацией водного льда, тем меньше придётся работать вашим роботам-копателям. Вам тоже придётся меньше работать над нагревом грунта, дабы выпарить из него воду для дальнейшей очистки её от примесей. Получили лёд высокой степени чистоты? Отлично. Меньше энергии потребуется для его нагрева.
EM: Есть ещё одна вещь, которую действительно очень сложно объяснить людям, — это различие между космосом и орбитой. Попасть в космос легко — выйти на орбиту сложно. Выйти на орбиту в 100 раз сложнее, чем попасть в то, что вы называете «космосом», граница которого начинается от линии Кармана на произвольно выбранной высоте в 100 км. На такой высоте атмосфера достаточно тонкая. Степень тонкости атмосферы выбрана произвольно. Получилось бы интересное совпадение, если бы космос действительно начинался на высоте 100 км. Думаю, эту высоту выбрали, так сказать, рандомно, чтобы пилотов X-15 могли наградить крыльями астронавтов в 50-х годах или около того. Спутник не может вращаться вокруг Земли на высоте 100 км, так как атмосфера там всё ещё слишком плотная.
RD: То есть это одна из тех вещей, которую вы больше всего хотите донести до людей: разница между орбитой и космосом?
EM: Да-а. Огромная, огромная, огромная разница. Если вы хотите выйти на орбиту, а потом сойти с неё и вернуться на Землю, то это будет намного сложнее, чем подняться на высоту 100 км, а потом просто упасть вниз. Не то, что бы это легко подняться на высоту 100 км, но если вы это сделаете, а затем просто начнёте падать вниз, то краска на вашем корабле даже не подгорит. А вот если вы сходите с орбиты и у вас нет теплозащитного экрана, то вы просто испаритесь. Понимаете? Метеоры постоянно входят в нашу атмосферу, но они, как правило, в значительной степени испаряются или распыляются на крошечные кусочки, прежде чем коснуться земли. И это хорошо. Тебе не захочется стать метеором.
Вам будет необходимо что-то, что позволит вам достичь поверхности планеты в целости и сохранности.
По материалам сайта "Популярная Механика"
Здесь, в продолжение того интервью, Маск в деталях рассказывает о том, что требуется сделать, чтобы человечество начало путешествовать в космосе, выйдя за пределы земной орбиты.
Райан Д’Агостино (RD): Что большинство потенциальных космических туристов не понимает в практических аспектах космических путешествий?
Elon Musk (EM): Некоторые базовые понятия об орбите и гравитации, которые интуитивно непонятны, так как в повседневной жизни мы с этим не сталкиваемся. К примеру, многие люди считают, что, если вы поднимитесь достаточно высоко, гравитация перестанет на вас действовать. Это неправда. Гравитационное поле Земли распространяется до бесконечности. Вы можете оказаться на другом краю Вселенной, и, если у вас есть достаточно времени, вы вернётесь обратно к Земле, при условии, что у вас не было относительной скорости к Земле.
ВЕРОЯТНО, У НАС БУДЕТ БАЗА НА ЛУНЕ ДО ТОГО, КАК СВЕРШИТСЯ ПЕРВЫЙ ПОЛЁТ НА МАРС
EM: Простая формула Ньютона всемирного тяготения: GMM на R в квадрате — ну, вы понимаете, гравитационная постоянная, умноженная на массы и делённая на расстояние между барицентрами тел в квадрате. Так что, если вы подниметесь вверх на 100 миль, вы не сильно измените расстояние между вами и центром масс Земли. Гравитационное воздействие будет ощущаться таким же, как и на поверхности Земли. Причина существования невесомости/микрогравитации заключается в очень быстром движении вокруг Земли. Ракета не летит строго вертикально вверх. Она летит по дуге. Только в течение небольшого времени ракета летит вертикально, а потом поворачивает и ускоряется уже в горизонтальном направлении относительно поверхности Земли для увеличения радиального ускорения.
Если вы будете раскручивать мяч, привязанный к верёвке — как в тетерболе — вы сможете добиться его вращения только в горизонтальной плоскости, если будете вращать его очень быстро. Именно внешнее радиальное ускорение и удерживает его в горизонтальной плоскости.
В общем, что мы пытаемся сделать, так это сравнять внешнее радиальное ускорение и ускорение свободного падения, а это ощущается как невесомость.
Другой наглядный пример — шарик в воронке. Гравитация — это как воронка в пространстве-времени. Если вы заставите шарик крутиться в воронке, то он обязательно скатится прямо в её центр. Даже если воронка реально огромная. Вот что представляет из себя гравитация. Сначала шарик будет вращаться очень медленно, постепенно ускоряясь, то есть увеличивая количество оборотов в секунду по мере приближения к центру воронки, а потом вблизи самого центра он начнёт вращаться супер быстро, понимаете? Это и есть гравитация.
Итак, вам необходимо раскрутить шарик. Это же необходимо сделать и с ракетой.
RD: Каковы последствия вхождения в атмосферу Марса?
EM: Конечно, вход в атмосферу не прост. При входе в атмосферу вы сталкиваетесь с очень высокими температурами. Множество различных факторов накладываются друг на друга, когда задумываешься об этом. Мол, почему вход в атмосферу такой быстрый? Потому что вы влетаете с очень большой скоростью. Вам необходимо затормозить на безумно большой скорости. Минимальная скорость, которую необходимо поддерживать, чтобы оставаться на низкой околоземной орбите, в 25 раз превышает скорость звука. Чтобы достигнуть НОО и вращаться вокруг Земли в невесомости со скоростью 25 Махов, вам необходимо изначально разогнаться до 30 Махов, так как в процессе вы обычно теряете 5 Махов. Находясь на НОО, вы будете делать оборот вокруг Земли каждые 90 минут. Очень многие люди удивляются, когда им говорят, что Международная космическая станция, которая выглядит, как довольно громадная неуклюжая конструкция, движется вокруг Земли со скоростью 17000 миль/ч (7.6 км/с). Полный оборот вокруг Земли станция совершает за 90 минут.
Это очень быстро.
RD: Давайте поговорим о Марсе. Должно быть, вы какое-то время потратили на размышления об этих первых минутах, часах, днях?
EM: На Марсе?
RD: На Марсе.
EM: Эээм, не совсем. В том смысле, что не думал о каждой минуте в отдельности.
RD: Это потому, что сейчас всё внимание сосредоточено на том, как туда добраться?
EM: Да, да, необходимо туда добраться. Это многого значит. Я думаю, Starship также подойдёт для создания базы на Луне. Вероятно, у нас будет база на Луне до того, как свершится первый полёт на Марс.
RD: Могли бы вы смоделировать марсианскую базу Альфа на Луне?
EM: Она была бы немного другой, так как на Луне гравитация намного меньше и на Луне есть атмосфера [ред. — крайне разрежённая, давление у поверхности ~10 нПа, на Земле — 100 кПа]. Но, как только вы туда прилетите, вы поймёте, что это вполне осуществимо. Это не так уж и сложно — необходимо будет сделать много работы, когда туда доберётесь.
Если вы доберётесь туда живыми, считайте, что самое трудное уже позади.
RD: А что скажете об обеспечении едой, водой, топливом на Марсе?
EM: Как только вы туда доберётесь, это всё будет относительно несложно.
RD: Что насчёт еды?
EM: Простой способ обеспечить себя питанием — гидропоника. По сути, у вас есть солнечная энергия — солнечные панели, размещённые на поверхности планеты и питающие подземную [ред. — ну, в смысле подмарсианскую
] или же экранированную проводами гидропонную систему. Тогда можете быть уверены, что вам не придётся переживать о чрезмерном УФ излучении, солнечной буре или о чём-то в этом роде. Это действительно довольно просто.В КОНЦЕ КОНЦОВ, ЕСЛИ ВЫ ТЕРРАФОРМИРУЕТЕ ПЛАНЕТУ, ВЫ СМОЖЕТЕ ХОДИТЬ ПО НЕЙ БЕЗ СКАФАНДРОВ
EM: Чтобы обеспечить себя благоприятной атмосферой, вам, вероятно, понадобится гранёный стеклянный купол с парком внутри, по которому вы сможете гулять без скафандра. В конце концов, если вы терраформируете планету, вы сможете ходить по ней без скафандров. Но, скажем, в ближайшие 100+ лет вам будет необходим гигантский стеклянный купол под давлением.
RD: Похоже, вы не в восторге от людей, которые говорят, что терраформировать Марс невозможно.
EM: Конечно, вы можете терраформировать Марс. Почему они думают, что нельзя? Разумеется, можно.
RD: И в заправке топливом, будучи на Марсе, вы тоже не видите проблем?
EM: Ну, это сложная инженерная задача, особенно с точки зрения требуемой энергии — вам понадобится либо много солнечных панелей, либо атомная электростанция. Поскольку атмосфера Марса состоит в основном из углекислого газа, а также учитывая огромные запасы водяного льда, получается, что у вас есть углекислый газ СО2 и вода Н2О, из которых вы можете получить метан CH4 и кислород О2 — это как Лего, где всего три типа блоков, вот они: С, Н, О.
Технические трудности: выработка электроэнергии и хороший способ добывать лёд. В грунте есть лёд, но он грязный. Однако иногда лёд скорее похож на пермафрост или что-то в этом роде. Если вам удастся приземлиться где-нибудь рядом с залежами льда, в котором будет лишь немного примеси грязи, то это будет весьма полезно. Перед вами будет стоять задача по решению инженерных сложностей, связанных с добычей льда и выработке электроэнергии. Вот такие ваши проблемы. Проблемы на Марсе.
Будет логично оборудовать один из кораблей топливной установкой и просто посадить его на Марс для дальнейшей работы. И тогда вам просто будут нужны небольшие роботы-копатели, которые будут добывать лёд, доставлять его на поверхность планеты, а также развернут солнечные панели.
RD: Что полезного вы надеетесь узнать благодаря работе посадочного модуля InSight? У вас есть люди, которые следят за открытиями NASA?
*долгая пауза*
EM: Конечно, мы обращаем внимание на любые открытия, связанные с Марсом. Да-а. Но я хочу сказать, что в принципе Марс уже достаточно хорошо изучен. Вот знаете, было бы полезно иметь более подробную информацию о том, где располагаются высокие концентрации водного льда. Чем больше вы сможете найти местоположений с высокой концентрацией водного льда, тем меньше придётся работать вашим роботам-копателям. Вам тоже придётся меньше работать над нагревом грунта, дабы выпарить из него воду для дальнейшей очистки её от примесей. Получили лёд высокой степени чистоты? Отлично. Меньше энергии потребуется для его нагрева.
EM: Есть ещё одна вещь, которую действительно очень сложно объяснить людям, — это различие между космосом и орбитой. Попасть в космос легко — выйти на орбиту сложно. Выйти на орбиту в 100 раз сложнее, чем попасть в то, что вы называете «космосом», граница которого начинается от линии Кармана на произвольно выбранной высоте в 100 км. На такой высоте атмосфера достаточно тонкая. Степень тонкости атмосферы выбрана произвольно. Получилось бы интересное совпадение, если бы космос действительно начинался на высоте 100 км. Думаю, эту высоту выбрали, так сказать, рандомно, чтобы пилотов X-15 могли наградить крыльями астронавтов в 50-х годах или около того. Спутник не может вращаться вокруг Земли на высоте 100 км, так как атмосфера там всё ещё слишком плотная.
RD: То есть это одна из тех вещей, которую вы больше всего хотите донести до людей: разница между орбитой и космосом?
EM: Да-а. Огромная, огромная, огромная разница. Если вы хотите выйти на орбиту, а потом сойти с неё и вернуться на Землю, то это будет намного сложнее, чем подняться на высоту 100 км, а потом просто упасть вниз. Не то, что бы это легко подняться на высоту 100 км, но если вы это сделаете, а затем просто начнёте падать вниз, то краска на вашем корабле даже не подгорит. А вот если вы сходите с орбиты и у вас нет теплозащитного экрана, то вы просто испаритесь. Понимаете? Метеоры постоянно входят в нашу атмосферу, но они, как правило, в значительной степени испаряются или распыляются на крошечные кусочки, прежде чем коснуться земли. И это хорошо. Тебе не захочется стать метеором.
Вам будет необходимо что-то, что позволит вам достичь поверхности планеты в целости и сохранности.
По материалам сайта "Популярная Механика"
