От лифта на орбиту до жизни в космосе: что принесут ближайшие 30 лет

Кто и зачем будет исследовать космос

Сегодня главный и самый осязаемый тренд — переход на многоразовые космические носители, которые позволят значительно удешевить полеты и, вероятно, подстегнут активность в исследованиях. В этом направлении заметнее всех продвинулась компания SpaceX Илона Маска. За ней следует NASA, Китай, Россия, Европейское космическое агентство, Япония и Индия. Это державы, имеющие полный цикл космонавтики: возможность строить спутники, свои космодромы и ракеты.

Многоразовая космонавтика удешевит и туристические поездки за пределы Земли. Сейчас билет на МКС стоит порядка $50 млн. Но во сколько раз больше одна и та же ракета сможет доставлять космонавтов на станцию, примерно во столько же раз дешевле станут и сами полеты.

К главным игрокам в сфере космоса в ближайшие годы может присоединиться Япония, которая уже давно изучает малые тела Солнечной системы — кометы и астероиды. Последние представляют интерес как потенциально доступные источники металлов для строительства и запуска промышленности прямо на месте — в космосе. К поясу астероидов отправляют зонды, которые в ближайшие 25–30 лет будут заниматься разведкой и исследованиями.

Однако космические проекты спонсируют и другие игроки: например, Южная Корея, Канада или страны Западной и Северной Европы. Они не стремятся в лидеры индустрии, но планируют запускать спутники для исследований и бытовых нужд — от связи до прогнозирования погоды, а также задумываются о долгосрочных перспективах добычи полезных ископаемых, как это делает Страна восходящего солнца.

Какие инновации ждут нас в космической отрасли

На данном этапе космонавтика требует многого. Это касается не только денег, но и, скажем, снижения экологического следа, который оставляет индустрия. Так, при запуске аппаратов мы сжигаем в атмосфере тысячи тонн топлива, что усиливает парниковый эффект. Но это можно нивелировать с помощью новых технологий.

Например, в Японии работают над созданием в ближайшие 30 лет космического лифта до орбиты. Эту технологию еще в 60-х годах XX века предложил российский инженер Юрий Арцутанов. Такой лифт с помощью электричества будет подниматься по тросу от точки на экваторе Земли на высоту 36 тыс. км. Оттуда можно будет проще и дешевле запускать аппараты, а главное — без вреда для экологии.

В исследованиях космоса широко применяется искусственный интеллект, в основном для работы с данными. В мире всего около 15 тыс. профессиональных астрономов, и без специальных программ они просто физически не смогут обработать весь массив информации, получаемый от разных телескопов. Для непосредственных полетов ИИ тоже используется, но пока это точечные решения вроде автоматической стыковки аппаратов с МКС.

Другой вопрос — загрязнение космоса мусором: тысячами спутников и десятками тысяч обломков аппаратов. Они уже представляют большую опасность для новых запусков. Пока целенаправленная работа по очистке околоземного пространства не ведется — ни космические державы, ни частные компании не берут на себя такую заботу.

Однако первые шаги в этом направлении уже предпринимаются. Например, европейский эксперимент показал, как аппарат RemoveDEBRIS захватывает космический мусор с помощью специальной сети. Также в рамках исследования изучали возможности анализа и отслеживания таких обломков.

Что человек будет делать на Луне

Отправлять людей для работы на космических телах сегодня нерентабельно. Для этих целей пока эффективнее использовать роботов. Однако можно утверждать, что ближайшее место, куда отправится человек, — это Луна. Гонка за высадку на спутнике Земли давно закончилась, но теперь идет соревнование за его освоение — конкуренция за более выгодные места для исследований и расположения станций.

До полноценной колонизации и автономии пока далеко. Мы только начинаем первые агрономические опыты по выращиванию растений в лунном грунте. Так, об успешных экспериментах с рисом заявлял Китай: семена, побывавшие в космосе на зонде «Чанъэ-5», успешно прорастили на Земле. Кроме того, на этом небесном теле все еще не удалось найти концентрированные залежи полезных ископаемых, но Луна станет плацдармом для инженерных и научных работ.

Например, США, Индию, Китай и Россию сильно интересует ее Южный полюс. Там обнаружен лед, который можно выгодно использовать для организации разных производственных процессов прямо на Луне. Сейчас доставить туда литр воды стоит не менее $50 тыс., добывать ее на месте будет значительно дешевле.

Кто победит в гонке за Марс

Присутствие человека для научных исследований на Красной планете не требуется. Более того, это очень опасное предприятие: полет займет около восьми-девяти месяцев, а невесомость и радиация сильно ослабят здоровье космонавтов. Но кто оставит первый след на Марсе, вопрос политический и идеологический. Скорее всего, в ближайшие 15 лет этой цели достигнут американцы или китайцы. Затем, вероятно, полеты человека на Марс надолго прекратятся.

С практической стороны Марс — самое перспективное место для поисков внеземной жизни. В последние годы США наиболее активно занимались исследованием планеты, а в 2021 году на ней высадился первый китайский марсоход. А вот российско-европейский проект по запуску аппарата для бурения марсианского грунта ExoMars пока не состоялся.

Исследователи ждут многого от изучения Красной планеты. Здесь могут быть открыты примитивные организмы, не имеющие ничего общего с земными в плане биохимии и наследственного аппарата. Такие находки обещают настоящую революцию в современной биологии. Но поиски нужно проводить стерильно — используя роботов, чтобы не занести собственные микроорганизмы с Земли.

Куда еще обращен человеческий взор

В ближайшие годы мы продолжим запускать аппараты к спутникам планет-гигантов Юпитера и Сатурна, на которых может быть обнаружена жизнь. Похожий интерес представляет Венера, куда собираются лететь индийцы, американцы, китайцы и россияне. На планете есть атмосфера и косвенные признаки жизни. Задача ближайшего десятилетия — опровергнуть или подтвердить ее наличие.

В 2021 году был запущен космический телескоп «Джеймс Уэбб». Он заглядывает в глубины космоса, позволяя делать новые открытия из его истории. Например, мы уже узнали, что галактики начали зарождаться намного раньше, чем считалось до этого. Кроме того, аппарат помогает увидеть, как формируются новые звезды. Одна из самых интересных задач телескопа — изучение экзопланет (планет за пределами Солнечной системы), потенциально пригодных для жизни.

Около 300 экзопланет из 5,5 тыс., открытых на сегодняшний день, представляют наибольший интерес для науки. Они очень похожи на Землю наличием атмосферы, своей массой и размером. Но разобраться, какие именно газы на них присутствуют и как они там образовались, без «Джеймса Уэбба» было нереально. Сегодня у нас появилось больше возможностей если не для дистанционного обнаружения жизни, то для подтверждения подходящих условий ее зарождения.

Почему мы до сих пор не встретили братьев по разуму

Разумная жизнь в целом — очень редкое явление для космоса. Население Земли можно назвать высокоразвитой цивилизацией, однако технологий сложного уровня мы достигли лишь в последние 200 лет своего существования. Уже 60 лет мы активно посылаем и отслеживаем радиосигналы, чтобы услышать гипотетических братьев по разуму или быть замеченными ими. Мы ищем и другие варианты сигналов и коммуникаций, которые могли бы связать нас с внеземными цивилизациями, например оптические. Российские ученые в авангарде этого направления. Так, Московский государственный университет совместно с другими академическими организациями соорудил комплекс светоприемников в Тункинской долине в Бурятии. Возможно, они помогут поймать разумные сигналы из космоса.