Представьте себе капсулу, приводимую в движение электромагнитным ускорителем под углом 15 градусов и несущую такие грузы, как продукты питания для международных космических станций, топливо для спутников и оборудование для колоний на Луне. Это может звучать как научная фантастика, но эта израильская технология в настоящее время разрабатывается в Кесарии в экспериментальной лаборатории стартапа Moonshot Space.
Непосредственная цель — бросить вызов подходу таких гигантских организаций, как NASA и SpaceX, к космическим запускам с использованием тяжелых и дорогостоящих ракет, работающих на топливе. Более масштабная цель — обеспечить человечество эффективными и дешевыми средствами для освоения внеземных цивилизаций.
Программа «Лунная гонка» набирает обороты после миссии «Артемида-2», состоявшейся в начале этого месяца и ознаменовавшей второй этап возрождения гонки за Луну. Разработка новых технологий, понимание того, что Марс по-прежнему недоступен, холодная война с Китаем и амбициозный план президента США Дональда Трампа по успешной высадке человека на Луну во время его президентского срока — все это привело к возобновлению борьбы за достижение нашего небесного спутника, на этот раз с целью остаться там надолго.
Для создания лунного поселения необходимы регулярные поставки, и именно здесь на помощь приходит технология Moonshot. Сегменты, составляющие разрабатываемую ею «железнодорожную ветку», генерируют чрезвычайно мощную электромагнитную волну в идеальной синхронизации, благодаря чему космический аппарат, движущийся по ней, будет запущен в космос на гиперзвуковой скорости восемь километров в секунду. Moonshot не создает ракету-носитель для пилотируемых космических аппаратов — люди не смогли бы выдержать ускорение при таком мощном запуске, — но она, безусловно, хорошо подошла бы для грузовых космических кораблей.
Компания рассчитывает на развитие постоянной лунной горнодобывающей промышленности. Китай уже объявил о планах добычи гелия-3 на Луне. Этот материал используется в строительстве и эксплуатации ядерных реакторов. Там также находятся другие редкие металлы, такие как литий, используемый в батареях, кобальт для электронных компонентов и даже медь, основной материал для силовых кабелей, которого и так не хватает.
Израильская компания Exodigo, которая разрабатывает и предоставляет услуги сканирования подземной инфраструктуры с применением в сфере недвижимости, транспорта и электроэнергетики, также рассматривает возможность добычи полезных ископаемых в космосе.
«Некоторые компании разработали новые технологии для разведки полезных ископаемых по модели, которую также можно адаптировать к космическим операциям», — говорит соучредитель и генеральный директор Exodigo Джереми Суард. «Все они включают разведку и добычу полезных ископаемых в космосе в свои презентации для инвесторов и привлекают для этого капитал».
Проект Moonshot направлен на развитие будущей лунной горнодобывающей промышленности с помощью космических аппаратов, доставляющих с Земли припасы горнякам на Луне, которые затем будут отправлять обратно капсулы, наполненные редкими металлами. Капсулы, возвращающиеся с Луны на Землю, будут потреблять всего около пяти процентов электроэнергии, необходимой для запуска.
«Мы хотим стать курьерской компанией для космоса», — говорит соучредитель и генеральный директор Moonshot Хилла Хаддад-Чмельник. Американская космическая гонка, и в частности по освоению Луны, в последние годы ускорилась благодаря новому обещанию Трампа создать лунную колонию, и Moonshot включилась в эту борьбу.
«Даже Маск понимает, что полёт на Марс — это очень амбициозная задача. Луна не только гораздо доступнее, но и может использоваться не только как узел для связи с другими планетами, но и как место для размещения серверных ферм для обработки данных с помощью ИИ, а также для добычи полезных ископаемых и редкоземельных элементов».
«Наши люди пошли на жертвы, чтобы работать здесь».
Тем временем Moonshot делает первые шаги к доказательству осуществимости своей мечты. Недавно лаборатория смогла доказать, что трасса способна запускать объекты со скоростью 100 метров в секунду, и подписала предварительное соглашение с Alaska Aerospace Corporation о создании стартовой площадки на Аляске.
Компания проникнута чувством миссии. Сотрудники с удовольствием ходят повсюду в футболках с логотипом компании. Некоторые ранее работали в киберкомпаниях или были ключевыми разработчиками David's Sling или Iron Dome и признаются, что готовы были отказаться от зарплаты, вдвое превышающей их нынешнюю.
«Люди, пришедшие сюда работать, шли на жертвы, чтобы заниматься тем, о чем мечтали в детстве. Каждый из нас мечтал работать с чем-то, связанным с динозаврами или космосом», — говорит соучредитель Шахар Бахири.
Воспитание Бахири отличалось от воспитания большинства его сотрудников. Его воспитывала мать-одиночка, он бросил школу в пятнадцать лет, чтобы работать, и самостоятельно научился конструировать самодельные транспортные средства и разрабатывать для них программное обеспечение. Он стал соучредителем как минимум трех стартапов, крупнейшим из которых была компания Valerann, занимающаяся интеллектуальным управлением дорожным движением, и в конце концов решил оставить все и начать все заново.
Чтобы продемонстрировать осуществимость технологии Moonshot, он вложил 1 миллион шекелей собственных средств и нанял команду экспертов, которые привезли с собой технологии, разработанные в бывшем СССР: бесконтактную электрическую проводимость, подобную той, что используется в монорельсовых системах.
Бахири считал, что подобный электромагнитный «конвейер» в сочетании с системой, способной синхронизировать мощные электрические разряды, может создать пусковую установку, способную поднять объект на высоту 70 километров над поверхностью Земли.
Когда он понял, что этот продукт осуществим, он поспешил найти партнера, которого он называет «лучшим авиационным инженером в Израиле», — тогдашнего генерального директора Министерства науки и бывшего члена команды проекта «Железный купол»: Хиллу Хаддад-Хмельник.
К ним присоединился Фред Саймон, соучредитель компании JFrog, занимающейся разработкой программного обеспечения и торгующейся на Nasdaq. Саймон, который ходит по офису в ковбойской шляпе, пришел из сектора программного обеспечения, но увлекся космосом после знакомства с Бахири.
Он покинул JFrog, инвестировал 6 миллионов долларов в Moonshot из семейного фонда, которым он владеет вместе со своей женой Симой, и впервые за 20 лет стал основателем стартапа.
Moonshot — не единственная компания, работающая над кинетическим ускорением. У нее есть конкуренты в лице Longshot Space Technologies, молодой американской компании, разрабатывающей 10-километровую «космическую пушку» для доставки полезной нагрузки. А Китайская корпорация аэрокосмической науки и промышленности (CASIC) строит электромагнитную пусковую дорожку — «рельсовую пушку» — способную разгонять объект до скорости до 1,6 Маха, прежде чем он отделится от дорожки.
Затем есть американская компания SpinLaunch, которая разрабатывает суборбитальный ускоритель — своего рода большую металлическую рогатку или центрифугу, вращающуюся с высокой скоростью, которая будет выводить космические аппараты в космос с ускорением в 10 000 g (то есть в 10 000 раз превышающим ускорение земной гравитации). Но SpinLaunch пока не может доказать, что ее технология способна перейти из стадии бета-тестирования в рабочий продукт.
Травма, связанная с шаттлом «Колумбия», и перспективы НАСА
В последние годы Марс находится в центре внимания, в отличие от Луны. В 2016 году основатель SpaceX Илон Маск представил впечатляющий план многопланетной колонизации человеком, включающий создание колонии на Марсе. Однако с тех пор многие осознали, что это сложная миссия.
«У нас уже есть возможность высадиться на Марс, и исследовательские марсоходы перемещаются по Красной планете, но остаться там и вернуться обратно по-прежнему остается серьезной проблемой», — объясняет Ран Ливне, бывший генеральный директор Фонда Рамона и недавно назначенный директор Израильского космического агентства.
«Чтобы отправиться на Марс, нужно дождаться, пока он приблизится к Земле на своей орбите вокруг Солнца. Но чтобы вернуться на Землю, необходимо выработать энергию для ракеты-носителя из марсианской почвы и ждать около года до следующей возможности приблизиться к Земле. Учитывая, что полет в каждом направлении занимает шесть месяцев, путешествие может занять не менее двух лет и, конечно же, сопряжено с трудностями существования и обеспечения себя всем необходимым».
Поскольку Марс в настоящее время недостижим, прежняя цель снова оказалась в центре внимания. В течение своего первого срока Трамп объявил, что к концу срока человек высадится на Луну. НАСА активизировалось, объявив о серии миссий «Артемида» на Луну. Когда высадка на Луну не состоялась, Трамп пообещал НАСА, что не упустит эту возможность во время своего второго срока.
В декабре прошлого года в НАСА произошли кадровые изменения: на пост главы агентства был назначен близкий соратник Маска, Джаред Айзекман. Этот шаг ускорил планы по созданию колонии на южном полюсе Луны; в связи с этим возникла необходимость в ежегодных запусках грузов для обеспечения ее расширения.
Израильское космическое агентство также присоединилось к проекту, продлив свой контракт с НАСА на десять лет, чтобы иметь возможность участвовать в будущих миссиях «Артемида».
«Пришло понимание того, что на данном этапе достижение Марса затруднительно, в то время как Луна является близким соседом, который можно исследовать и применять там технологии для пилотируемых миссий, которые затем могут быть использованы на нашем пути к Марсу», — объясняет профессор Одед Ааронсон, руководитель отдела наук о Земле и планетах в Институте Вейцмана. Ааронсон сделал Луну своей основной темой исследований; на прошлой неделе в престижном журнале «Nature Astronomy» была опубликована статья, написанная им в соавторстве, описывающая залежи льда на южном полюсе Луны.
Новая холодная война накаляет страсти.
Неслучайно и Китай, и Соединенные Штаты сосредоточены на южном полюсе Луны. Запасы воды в этом районе могут быть использованы для производства питьевой воды, орошения лунных сельскохозяйственных угодий и производства топлива. Есть также геополитический аспект: новая холодная война между Китаем и США.
«Китай положил начало этой гонке серией миссий «Чанъэ», цель которых — высадка пилотируемого космического корабля на Луну в этом году и последующее создание постоянной колонии на Южном полюсе», — говорит Ахаронсон. «Соответственно, США также решили вернуться на Луну, на этот раз с базами, где астронавты будут находиться длительное время, а не просто делать селфи и уезжать домой».
Примерно за неделю до запуска «Артемиды-2» Айзекман объявил о фундаментальном изменении планов НАСА. Американское космическое агентство инвестирует 20 миллиардов долларов в течение следующих семи лет в строительство базы вблизи южного полюса Луны, которая будет включать жилые помещения, патрульные машины и атомные электростанции. Кроме того, вместо одного запуска миссии «Артемида» на Луну в год, Айзекман готов ускорить процесс и отправлять космические аппараты «Артемиды» на Луну дважды в год.
Лунная база НАСА будет построена в три этапа: на первом этапе на базу будут доставлены патрульные машины, установки для выработки ядерной и солнечной энергии, средства связи и навигации, а также электронное оборудование для изучения возможности длительного проживания на Луне; второй этап будет состоять из краткосрочных пилотируемых миссий; а третий этап уже будет способствовать долгосрочному проживанию людей в колонии, включая сотовую сеть, сеть лунных спутников, роботов для строительства зданий и даже лунное сельское хозяйство.
«НАСА инвестировало 107 миллиардов долларов. Теперь очередь частного сектора».
Для реализации программы Айзекман открыл НАСА для широкого круга контактов с частными подрядчиками. Нынешняя ракета-носитель, Space Launch System (SLS), будет заменена более доступными и современными ракетами-носителями, такими как многоразовые ракеты SpaceX или ракеты-носители Blue Origin Джеффа Безоса.
Кроме того, Айзекман намерен найти частных подрядчиков для строительства ядерных реакторов, которые будут обеспечивать электроэнергией астронавтов на Луне и Марсе, чтобы они не замерзали при температурах, которые могут опускаться до минус 200 градусов Цельсия.
По данным американской некоммерческой организации The Planetary Society, за последние 20 лет НАСА инвестировало 107 миллиардов долларов в различные программы по возвращению на Луну и не намерено финансировать всю эту будущую деятельность самостоятельно. «НАСА осознало, что миссии обходятся дорого, и решило выделить часть капитала частному сектору, чтобы помочь ему достичь Луны», — говорит Ливне.
«Израильский космический аппарат Beresheet оказал значительное влияние; он первым достиг Луны с бюджетом менее 100 миллионов долларов».
Первый космический аппарат Израиля для посадки на Луну, созданный частной компанией. Аппарат достиг лунной орбиты, но был потерян во время попытки приземления в апреле 2019 года.
Айзекмену не придётся прилагать больших усилий для поиска коммерческих компаний для программы приватизации НАСА. Агентство перспективных оборонных исследований США (DARPA) за несколько месяцев до его назначения уже представило план под названием «Лунная архитектура» (LunA-10) по созданию космической колонии через сеть коммерческих компаний.
Согласно данным миссии LunA-10, к 2035 году на Луне расцветет процветающая экономика. Она будет включать в себя солнечную электростанцию производства HoneyBee Robotics; сеть железных дорог производства Northrop-Grumman; космических роботов, способных выполнять задачи по техническому обслуживанию, от GITAI; грузовые космические корабли от Blue Origin, SpaceX и Firefly; а также горнодобывающие предприятия Sierra Space, которые будут добывать кислород и металлы из лунного грунта, а также хранить и обеспечивать энергией.
Единственная израильская компания в списке DARPA LunA-10 — это Helios, разработавшая процесс прямого производства кислорода из лунной почвы для создания топлива, которое позволит запускать ракеты обратно на Землю.
«Около 80% веса ракеты-носителя SpaceX Starship составляет кислород, используемый в качестве топлива», — объясняет Бат-Чен Херчкович Бен Саймон, главный операционный директор и коммерческий директор Helios. «Производство кислорода на Луне позволит SpaceX сэкономить на запусках и огромных затратах, связанных с доставкой 800 тонн топлива с Земли, груза, стоимость которого составляет миллиарды долларов».
Согласно предварительным экспериментам в лабораторных условиях, лунная вода или песок могут производить сотни килограммов кислорода. Компания Helios из Петах-Тиквы намерена разработать аппарат, который будет находиться на Луне к 2030 году. «Никто не полетит туда, если не будет знать, что вернется домой, а надежный и безопасный способ возвращения астронавтов — это создание достаточной резервной системы для дозаправки космического корабля на месте, а не зависимость от топлива, доставляемого с Земли».
«Долететь до Луны проще, чем открыть Америку».
Еще одна израильская компания, уже участвующая в этой гонке, — Ramon Space, которая позволяет безопасно переносить в космос передовые вычислительные возможности, такие как искусственный интеллект и облачные серверы. Речь идет не просто о запуске компьютеров в космос. Это создание компьютера, способного выдерживать смертельно опасные уровни электромагнитного излучения и экстремальные температуры.
Идея заключается в том, что массовое развертывание малых спутников в космосе может создать огромную вычислительную мощность за пределами атмосферы, решив самую большую проблему, стоящую перед технологическими гигантами: нехватку электроэнергии и земли для строительства серверных ферм для искусственного интеллекта здесь, на Земле.
