Земля 2.0: как освоение космоса изменит нашу жизнь

Технологическая революция меняет процесс освоения космоса. Благодаря новым разработкам исследователи решают все более сложные вопросы, связанные с изучением и колонизацией других планет. Экономика и модели финансирования бизнеса поменялись, так что частные предприятия теперь запускают проекты, которые когда-то могли позволить себе только государства. Бизнесмены-миллиардеры делают ставку на будущее, в котором путешествия на Марс и обратно — это реальность, а не мечта поклонника научной фантастики.

Как адаптироваться к этой новой реальности? Пять экспертов в области космической науки и техники поделились своими взглядами на будущее освоения космоса в рамках Imagine Get-Together — регулярной дискуссии, организуемой McKinsey. 

Джеффри Хоффман, бывший астронавт и профессор кафедры аэронавтики и астронавтики Массачусетского технологического института

Новые исследовательские технологии и подходы резко меняют космические миссии, равно как и готовность к пилотируемым миссиям на Марс. Я участвую в эксперименте по производству кислорода на Марсе, или MOXIE; эта технология отправится на Марс на Rover в 2020 году и доберется туда в феврале 2021 года. Это один из первых крупных экспериментов по использованию местных ресурсов — и выживанию на поверхности. Есть много способов получить кислород на Марсе. Можно найти там воду и извлекать кислород из нее, или раскопать почву и получить кислород таким способом. Но для всего этого требуется проведение горных работ, и вы должны быть рядом с ресурсами.

Наш эксперимент устраняет это ограничение. Атмосфера Марса на 95% состоит из углекислого газа. Используя инструмент размером с большую обувную коробку, мы собираемся закачивать и сжимать атмосферу Марса до атмосферного давления Земли и подавать ее в блок электролиза, чтобы получить почти на 100% чистый кислород. Это небольшой эксперимент — он будет производить около десяти граммов кислорода в час (вдвое меньше, чем нужно человеку). Но это только начало — совместный, довольно сложный эксперимент MIT и NASA. Когда вы расщепляете углекислый газ, вы получаете оксид углерода и кислород. Но если вы позволите процессу зайти слишком далеко, оксид углерода будет разделен на углерод и кислород, углерод засорит аппаратуру, и та остановится. Лучшим вариантом было бы отправить марсоход или космический корабль на Марс на один цикл Марса (около 26 месяцев) раньше вместе с блоком для производства кислорода, чтобы изготовить топливо для возвращения обратно. Через полтора года, как только мы убедимся, что сможем совершить обратный путь, можно будет отправить на Марс и экипаж.

Достижения в области материаловедения делают такие проекты возможными. Мы разрабатываем наноматериалы, биоматериалы — более сильные, более легкие вещества, которые могут дольше лететь в космосе, но использовать меньше ресурсов. Они побуждают космических ученых рассматривать возможности, которые раньше могли показаться нереальными.

Джон Морс, соучредитель, председатель и генеральный директор некоммерческой научно-исследовательской организации BoldlyGo

Есть значительные достижения в области дистанционного контроля спутников, а стоимость полета в космос резко снижается. Космическая наука может использовать эти достижения. Но нужен и интерес крупных исследовательских фондов и состоятельных людей к пограничным космическим миссиям, которые будут иметь глобальное значение и оставят солидное наследие.

Благотворительные пожертвования и коммерческие интересы могут способствовать новой волне космических научных миссий, и не только CubeSats — миниатюрных и относительно недорогих спутников. Модель частного финансирования наземных телескопов, таких как 200-дюймовый телескоп Хейла на горе Паломар или два десятиметровых телескопа Кека на Гавайях, существует уже 200 лет, и пришло время адаптировать ее к космической науке и исследованиям. Некоторые крупные современные наземные телескопы стоят миллиарды долларов — хватило бы на строительство двух миссий Кеплера. 

Джон Серафини, старший вице-президент венчурного фонда Allied Minds, ориентированного на космические стартапы

Стартапы в жанре Space 2.0 не продвигают себя, ссылаясь на будущие доходы и годовые планы роста. Они отталкиваются от стратегического видения и доходов, которые планируются в далеком будущем. Мы считаем, что в процессе финансирования таких компаний должно быть больше дисциплины. Мы разрабатываем инвестиционную гипотезу, определяем и лицензируем технологии, которые соответствуют этой гипотезе, а затем строим стартапы.

Например, одна из наших компаний сосредоточена на решении практической проблемы передачи данных. Она использует оптическую технологию для передачи информации на наземную станцию. Эта технология работает быстрее, чем более привычные радиочастоты. Стороны, использующие оптический передатчик, могут с меньшими усилиями и меньшими финансовыми затратами переносить терабайты данных. Передатчик небольшой, но он быстро передает данные даже при ограниченной пропускной способности. В конечном счете этот стартап намерен создать сеть ретрансляционных узлов для получения данных со спутников и перемещения их на землю — всего за несколько секунд от загрузки в космосе до получения на наземных серверах. 

Митчелл Бернсайд Клапп, бывший сотрудник DARPA, президент и основатель Embassy Aerospace

Есть много навыков, абсолютно необходимых для колонизации и расширения человеческих усилий в космосе, которые мы еще не освоили. Мы знаем, что могут сделать люди. Мы знаем, что могут делать роботы. Но то, что роботы и люди могут делать вместе, работая в команде, — это сравнительно неизученная область. Скажем, я использую робота, который чистит пол. Все, что я делаю — это ставлю задачу для робота. Если бы я убирал дом, а робот держал какие-то вещи, пока я протирал полки, а затем помогал мне ставить их обратно, или если бы робот видел, что у меня заканчиваются чистящие средства, и принес мне новую порцию, это было бы настоящее сотрудничество робота и человека.

Можно представить себе мир, в котором мы сотрудничаем и развиваем способности, которых у каждого из нас по отдельности нет. Именно по этому принципу нам нужно инвестировать в космос. Если мы организуем нашу работу вокруг создания космической экономики и будем отталкиваться от этого, это будет замечательный прорыв для человеческой цивилизации.

Приямвада Натараджан, профессор астрономии и физики Йельского университета

Будущее космоса — это не просто инженерная проблема, это гораздо более сложная биологическая проблема. Инженерную проблему мы можем решить, в этом секторе много проектов и инноваций. Но нам не хватает идей и инструментов для понимания того, как органические молекулы в наших телах и растениях будут реагировать на радиацию на Марсе — на радиацию такой интенсивности, какой мы никогда раньше не подвергались.

Нам нужно дополнительно изучить технологии радиационной защиты; возможно, даже задействовать другие формы жизни, такие как цианобактерии, для создания радиационно-устойчивых покрытий. Мы, скорее всего, столкнемся с массой раковых заболеваний, намного более частых, чем мы привыкли на Земле. Если главная цель — создание колонии на Марсе, то необходимо создать ресурсы и механизмы разрешения физиологических и когнитивных изменений, которые возникнут из-за радиации и прочего влияния среды. Возможно, было бы разумнее сначала подумать о создании лунной базы для подготовки к марсианской жизни. Даже если мы сможем построить подземные колонии, как рассчитывают некоторые инвесторы, кислород будет оставаться проблемой, если только мы не сможем клонировать множество видов, которым вообще не нужен кислород, или, по крайней мере, нужен в небольших количествах. Колонизация Марса также может потребовать громадных биологических сдвигов — человек должен стать более приспособляемым.

Ясно, что мы не можем использовать освоение космоса как аварийный люк, поэтому нужно думать и о нашей собственной планете. Мы должны уделять много внимания сохранению жизни здесь, чтобы не повторять свои ошибки на следующем рубеже. Мы уже видим, как наши земные склонности воспроизводятся в космосе. В результате десятилетий экспериментов, правительственных испытаний и катастрофа растет количество космического мусора. Было предложено множество технических решений, как навести там порядок, но кто возьмет на себя инициативу?

Оригинал