Времена, когда планетные миссии будут играть ведущую роль, настанут еще не скоро. Разработка, производство, тестирование, сборка и запуск типичной планетной миссии занимают много лет. Систематическая программа исследования планет требует постоянной работы в этом направлении. Самые знаменитые американские миссии к Луне и планетам – «Аполлон», «Пионер», «Маринер» и «Викинг» – были запущены в 1960-е гг. За все десятилетие 1970-х гг. Соединенные Штаты только раз сделали вклад в исследования планет – это были миссии «Вояджер», запущенные летом 1977 г., целью которых было облететь Юпитер и Сатурн и сделать первое систематическое исследование этих планет, их двадцати пяти или около того спутников и поражающих воображение колец последнего.
Отсутствие новых запусков привело к настоящему кризису в сообществе американских ученых и инженеров, добившихся ряда инженерных успехов и значимых научных открытий, которые начались в 1962 г., когда «Маринер-2» облетел Венеру. Исследования были приостановлены. Штат распустили, и бывшие сотрудники перешли работать совсем в другие сферы деятельности, поэтому существует реальная проблема преемственности планетных исследований. Например, первым откликом на успешное, имеющее историческое значение исследование Марса «Викингом», возможно, будет миссия, которая прибудет на Красную планету не ранее 1985 г., то есть в марсианских исследованиях ожидается почти десятилетний перерыв. И нет ни малейшей гарантии, что даже тогда миссии будут запускать. Эта тенденция – похожая на роспуск большинства кораблестроителей, мастеров по пошиву парусов и мореплавателей Испании в начале XVI столетия, – видимо, возвращается. Недавно был одобрен проект «Галилей» – миссия середины 1980-х гг., заключающаяся в первом орбитальном зондировании Юпитера и первом спуске в его атмосферу, которая может содержать органические молекулы, образовавшиеся в результате таких же химических реакций, которые на Земле привели к появлению жизни. Но в следующем году конгресс настолько урезал фонды, необходимые для осуществления «Галилея», что в настоящее время он находится на грани катастрофы.
В последние годы весь бюджет НАСА составлял меньше 1 % федерального бюджета. Фонды, выделенные на исследования планет, составляли менее 15 % от этой суммы. Просьбы сообщества планетологов о новых миссиях постоянно отклонялись – как объяснил мне один сенатор, общественность, несмотря на «Звездные войны»
[139] и «Звездный путь»
[140], не писала в конгресс в поддержку планетарных миссий, а ученые не представляют собой влиятельное лобби. И все же на горизонте мы видим ряд миссий, которые открывают необычные научные возможности и одновременно представляют интерес для общества:
Космические полеты с использованием солнечной энергии и встречи с кометой. В обычных межпланетных миссиях космический корабль должен следовать траектории, которая требует минимальных затрат энергии. Ракеты быстро сгорают рядом с Землей, и космический корабль остальную часть путешествия просто двигается по инерции. Мы достигли того, чего достигли, не благодаря огромной мощности ракеты-носителя, а благодаря нашему умению управлять жестко ограниченной системой. В результате мы должны довольствоваться малой грузоподъемностью, длительными миссиями и не можем свободно выбирать даты отправления или прибытия. Но, так же как на Земле, мы рассматриваем возможность перехода с ископаемого топлива на солнечную энергию и в космосе. Солнечный свет оказывает небольшое, но ощутимое давление, называемое световым давлением. Устройство с солнечным парусом очень большой площади относительно массы может использовать световое давление для поступательного движения. В зависимости от того, как мы поставим парус, солнечный свет будет нести нас или к Солнцу, или от него. С квадратным парусом размером около полумили с каждой стороны, но тоньше, чем самый тонкий майлар
[141], межпланетные миссии могут осуществляться более эффективно, чем с традиционным ракетным двигателем. Парус будет доставлен на орбиту Земли пилотируемым шаттлом, распущенный и натянутый. Это будет необычное зрелище, которое легко увидеть невооруженным глазом, как яркую точку света. В бинокль можно будет различить детали на таком парусе – возможно, даже то, что на парусных кораблях XVII столетия называлось «эмблемой» – некий подходящий графический символ, например изображение планеты Земля. К парусу будет прикреплен научный космический аппарат, разработанный для конкретных нужд.
Одним из первых и самых любопытных вариантов применения, которые обсуждаются на данный момент, является полет к комете, возможно к комете Галлея в 1986 г. Кометы проводят большую часть времени в межзвездном пространстве и могут послужить источником информации о ранней истории Солнечной системы и природе межзвездного вещества. Полет на солнечной энергии к комете Галлея может дать нам не только фотографии кометы изнутри и вблизи – то, о чем сегодня мы не знаем почти ничего, – но также, как ни удивительно, образец кометы, который будет доставлен на планету Земля. В этом примере очевидны и практические преимущества, и романтика полета на солнечной энергии, и ясно, что он представляет собой не только новую миссию, но и новую межпланетную технологию. Поскольку разработка технологии плавания на солнечной энергии отстает от разработки технологии ионного ракетного двигателя
[142], именно последний может подтолкнуть нас к первым полетам на кометы. В будущих межпланетных путешествиях будут иметь значение оба механизма движения. Но в долгосрочной перспективе, я считаю, полеты на солнечной энергии будут превалировать. Возможно, в начале XXI столетия будут проводиться межпланетные регаты между Землей и Марсом.
Марсоходы. До миссии «Викинг» ни одному земному космическому кораблю не удавалось осуществить посадку на Марс. Советский Союз предпринял несколько неудачных попыток, из которых по крайней мере одна была довольно загадочной и, возможно, объяснялась опасностями марсианской окружающей среды
[143]. Так что и «Викинг-1», и «Викинг-2» после многочисленных попыток успешно сели в два самых скучных места, которые мы могли найти на марсианской поверхности. Стереокамеры спускаемого аппарата показали далекие долины и другие недоступные виды. Орбитальные камеры продемонстрировали необычно разнообразный и многообещающий с геологической точки зрения ландшафт, который с помощью стационарного спускаемого аппарата «Викинга» изучить вблизи было невозможно. Дальнейшее исследование Марса, и геологическое, и биологическое, требует вездеходов, способных приземлиться в безопасных, но однообразных местах и пройти сотни или тысячи километров до интересных мест. Такой вездеход был бы способен каждый день перемещаться на значительные расстояния и постоянно делать фотографии новых пейзажей, новых явлений и, скорее всего, удивительных открытий на Марсе. Его ценность была бы еще выше, если бы он действовал совместно с полярным орбитальным зондом, который рисовал геохимическую карту планеты, или с автоматическим летательным аппаратом, который фотографировал поверхность с небольшой высоты.
