Sierra Nevada начнет отправлять свои шаттлоподобные Dream Chaser к МКС лишь в 2019 году, но, как ожидается, это будет мощный толчок для науки. Миссии Sierra Nevada включают вариант относительно мягкой посадки и их можно будет быстро и легко разгрузить, как Falcon 9 SpaceX. Sierra Nevada сможет вернуть груз с МКС на Землю за 3-6 часов. Это будет очень круто для ученых, которым в настоящее время приходится ждать по несколько дней, чтобы получить образцы.

У каждой компании будет минимум шесть полетов к МКС.

Это второй раунд выдачи контрактов коммерческим поставщикам. Первый раунд ознаменовал подписание коммерческих контрактов с SpaceX и Orbital ATK. Тот факт, что оба текущих держателя контракта пережили неудачи (читай: облажались, взорвались), сыграл роль в определении третьего кандидата. Хотя специфика отбора будет оглашена позже, NASA, очевидно, хочет убедиться, что у нее будет много разных маршрутов доставки грузов на космическую станцию. Новые контракты продлятся до 2024 года.

В следующем месяце состоится очередная миссия SpaceX к МКС (а также будут пытаться посадить первую ступень).

Проблемы с Марсом

Это не все новости по NASA. Если NASA и правда хочет отправить людей на Марс к 2030-му году, ей придется затянуть поясок. Так считает Aerospace Safety Advisory Panel (ASAP), группа, консультирующая NASA по вопросам безопасности.

Ее доклад поднял ряд серьезных проблем безопасности на тему ракет и космических аппаратов, которые понесут астронавтов NASA на Марс. В докладе также отмечено, что в общем и целом план NASA по Марсу слишком расплывчат.

«Хотя недавний доклад NASA определяет ряд конкретных технологий, которые понадобятся для выполнения общей миссии, включая Solar Electric Propulsion и Deep Space Habitat, ему не хватает архитектуры верхнего уровня и качественной структуры миссии. Без этих элементов будет сложно точно оценить объем и последовательность развития необходимых технологий, а также убедиться, что они будут готовы к положенному времени.

Отвечая на вопрос об отсутствии конкретного плана миссии, высшие руководители NASA ответили, что пока слишком рано для таких планов. Они не хотят проектировать транспорт или миссии с учетом современных технологий, поскольку за 20 лет может произойти столько изменений, что кардинально изменятся и системы, которые потребуются для путешествия на Красную планету».

Частью проблемы, как отмечается в докладе, является политическая неопределенность. Ученые NASA потратили годы при администрации Буша, планируя программу Constellation — план отправить людей на Луну и на Марс — которую администрация Обамы полностью закрыла. Пока не придет новый президент, руководители NASA вообще опасаются приступать к новым крупным проектам.

Однако, без изложения четкого плана по достижению Марса, космическое агентство подвергает программу путешествия к Марсу серьезному риску. ASAP считает, что хорошо продуманная миссия будет обладать выгодами, которые перевесят эти риски, и должна пройти долгий путь через одобрение будущей администрации, Конгресса и публики в целом. Если нет, тогда NASA нужно работать над другой миссией, или хотя бы выбрать другой подход к текущей миссии.

Согласно докладу, нам (то есть NASA) также стоит подумать над возвращением на Луну перед Марсом. Сейчас все планируют посетить Луну — начиная Европейским космическим агентством и Роскосмосом и заканчивая частными компаниями. Кроме того, «непонятно, откуда NASA возьмет опыт работы на поверхности в условиях низкой гравитации и необходимые технологии без опыта работы с лунной поверхностью».

Возможно, имеет смысл научиться жить на Луне перед тем, как отправляться к Красной планете. Но это добавит лишней стоимости к планам и без того ограниченного в финансах космического агентства.

Наконец, похоже на то, что NASA придется выбирать между поддержанием Международной космической станции и Марсом. Продолжение обслуживания и работы МКС после 2024 года может отложить марсианскую затею.

Если не платить за операции по МКС, можно освободить до нескольких миллиардов долларов в год и пустить их на освоение окололунного пространства и дальше. Тем не менее некоторые руководители NASA (и отраслевые партнеры) публично говорят о плюсах продолжения работы МКС до 2028 года или даже дальше.

Перед американским космическим агентством стоит нелегкий выбор. NASA часто хвалят за то, что агентство делает очень многое, располагая относительно небольшим бюджетом, но в последнее время кажется, что и эти возможности оно исчерпало.

Первые пилотируемые частные космические полеты в 2017 могут не состояться

И продолжаем о грустном. Первые частные компании космических полетов понесут людей на Международную космическую станцию в 2017 году. Во всяком случае так планировали в NASA. Космическое агентство уже разместило заказы в Boeing и SpaceX, чтобы компании были готовы к перевозке груза с людьми к концу следующего года.

Но, по мнению ASAP, эти сроки не пахнут реалистичностью. В рамках все того же доклада, компрометирующего работу NASA где только можно, компания-советник усомнилась в возможностях Commercial Crew Program, по которой NASA финансирует разработку ракет и транспорта для перевозки астронавтов на МКС и с нее силами частных компаний.

В докладе сказано, что «высока вероятность задержек первых испытательных полетов», а также подняты вопросы о рискованности программы.

По безопасности

«Максимально допустимая вероятность потери экипажа» Commercial Crew Program со временем выросла. В идеале, к смерти экипажа должен приводит не больше чем один запуск из 270. Но современные коммерческие проекты не соответствуют таким критериям, и стандарты были понижены до одного на 200 запусков.

Космический мусор, вращающийся вокруг Земли со скоростью в десятки тысяч километров в час, — это крупнейший фактор риска. NASA хочет, чтобы Boeing и SpaceX еще больше постарались защитить экипаж от космического мусора.

В докладе ASAP также говорит, что у проектов коммерческих космических аппаратов «отсутствие проектной зрелости». Они просто идут вперед, не останавливаясь на анализе угроз. Такой анализ подразумевает полный разбор космического аппарата и изучение рисков, которые несет каждый компонент. И хотя такие доклады об угрозах поступают, их не хватает, а их качество и сырость ставит под вопрос программу. Без тщательного анализа угроз, ASAP считает, что будет трудно определить и поправить серьезную проблему с коммерческим космическим аппаратом до того, как станет слишком поздно.

Кроме того, как бы это ни было скучно, Boeing и SpaceX (и другие коммерческие провайдеры, которые могут внезапно появиться) должны провести сертификацию своих космических аппаратов в NASA, и по этому пункту они тоже отстают.

Проблемы с бюджетом

Самый большой риск программы по отправке экипажей силами частных компаний, с точки зрения вероятности и тяжести, это угроза сокращения бюджета, о которой мы уже поговорили выше. Наряду с ракетой SLS, капсулой «Орион», которые должны будут отправить людей на Марс, Commmercial Crew Program тоже может столкнуться с ограничениями по бюджету и графику, что приведет к необходимости принятия рискованных решений.

За прошедшие годы эта программа получила меньше денег, чем запрашивала, и такое давление на бюджет могло привести к тому, что NASA «шло на нежелательный для экипажа и миссии риск». Но времена меняются. Бюджет 2016 года наконец включает достаточную сумму, которую NASA запросило на Commercial Crew Program.

Осталось решить проблемы, поднятые ASAP. Но «при нужном финансировании программа должна преуспеть в обеспечении безопасной и эффективной транспортировке на низкую околоземную орбиту», говорится в докладе.

Что ж, посмотрим, что будет дальше.

Проблема, которая объединяет все другие проблемы, сопряженные с этой идеей, это огромный размер Вселенной, который люди не осознавали, задумывая отправиться к звездам. Тау Кита, одна из ближайших к нам звезд, находится в 12 световых годах от нас — в 100 миллиардов раз дальше от Земли, чем наша Луна. Большая количественная разница превращается в качественную; мы просто не можем отправить людей на такое огромное расстояние в космическом корабле, поскольку космический корабль будет слишком бедной средой, чтобы поддерживать многовековую жизнь людей на корабле. Вместо космического корабля, мы хотели бы создать нечто вроде ковчега для путешествий в космосе, который будет достаточно большим, чтобы поддерживать сообщество людей, растений и животных в полностью замкнутой экологической системе.

При этом он должен быть достаточно мал, чтобы разогнаться до относительно высокой скорости, тем самым уменьшив время воздействия космической радиации на путешественников и возможные поломки в ковчеге. Все приводит к тому, что чем больше ковчег, тем лучше, но, опять же, чем он больше, тем больше топлива он должен нести, чтобы добраться до пункта назначения. И если делать его меньше, появятся проблемы с метаболическим потоком и экологическим балансом. Островная биогеография указывает на проблемы, которые могут возникать вследствие миниатюризации, но изоляция космического ковчега будет намного сильнее изоляции любого из островов на Земле. Императивы дизайна большого и малого пересекаются, убивая любой из промежуточных и возможных в обозримом будущем проектов.

Биологические проблемы, которые могут вырасти из кардинальной миниатюризации, упрощения и изоляции ковчега, вне зависимости от его размера, должны включать возможное воздействие на наши микробиомы. Мы не автономные единицы; восемьдесят процентов ДНК в наших телах — это ДНК не человека, а обширного разнообразия небольших существ. И это разнообразие живности выполняет функцию динамического поддержания нашего здоровья, опираясь на сложную систему, включающую процессы на поверхности Земли, гравитацию, магнитные поля, химический состав, атмосферу, инсоляцию и бактериальный фон. Путешествие к звездам означает избавление от всех этих переменных и попытку заменить их искусственными. Какие параметры будет невозможно заменить, мы не знаем, поскольку смоделировать всю эту картину невероятно трудно. Любой космический ковчег начнется с эксперимента в лаборатории, в котором будут участвовать подопытные животные. Первое поколение людей на корабле окажется там по собственному желанию, но их потомки уже нет. И поколения потомков будут рождаться в крохотных комнатах, в триллионы раз меньших, чем Земля, и шанса сбежать у них не будет совершенно.

В этой радикально уменьшенной среде придется соблюдать строгие правила, чтобы не поставить под угрозу эксперимент. Воспроизводство перестанет быть правом выбора, поскольку популяцию в ковчеге придется поддерживать на минимальных и максимальных значениях. Многие работы будут обязательными, чтобы ковчег работал, поэтому и работа сама перестанет быть правом выбора. Жесткие ограничения могут привести к появлению норм поведения. Положение на корабле будет напоминать тоталитарное государство.

Конечно, в области социологии и психологии трудно делать прогнозы, поскольку человек привыкает ко всему. Но как показала история, люди плохо реагируют на жесткие государственные и социальные системы. Дополните эти социальные ограничения постоянной изоляцией, изгнанием с родной планеты и возможными проблемами со здоровьем, и вероятность проявления психологических и умственных трудностей будет весьма высока. Сложно представить, как такое общество будет стабильным.

И все же в натуре человека лежит изобретательность и адаптируемость. Вполне возможно, что все изложенные проблемы будут решены, и люди в замкнутом пространстве ковчега успешно достигнут ближайшей планетарной системы. Тогда их проблемы только начнутся.

Любое планетарное тело, которое путешественники попытаются заселить, будет либо живым, либо мертвым. Если на нем будет жизнь, контакт с инопланетной биологией может быть фатальным, в противном случае потребует тщательного исследования. С другой стороны, если планетарное тело инертно, новоприбывшие должны будут терраформировать его, используя местные ресурсы и энергию, которую привезут с собой. Все будет раскачиваться крайне медленно, возможно, на протяжении веков, и все это время людям придется жить в ковчеге или его эквиваленте на поверхности чужой планеты.

Возможно также, что новоприбывшие не смогут сказать, живая планета или мертвая, как мы сейчас с Марсом. Они все так же столкнутся с проблемой, но не будут знать, какое из двух решений повлечет плохие последствия, что замедлит процесс решения проблемы.

В заключение можно сказать, что межзвездное путешествие будет представлять чрезвычайно трудные для решения проблемы, а прибытие в другую звездную систему — другой набор проблем. Все вместе эти проблемы могут быть вполне решаемы, но с огромным трудом, что существенно снижает шансы колонистов на успех. Неизбежные неопределенности указывают на необходимость мощной этической базы перед началом такого проекта. Для начала нам стоило бы создать и продемонстрировать устойчивую цивилизацию людей на Земле, достижение которой позволит нам узнать, как построить жизнеспособную экосистему ковчега. Затем нам придется много лет обкатывать ковчег вокруг нашего Солнца, изучая возможные поломки или стабильность корабля в целом, пока не убедимся, что он сдюжит. И третье, нам придется провести изрядное количество роботизированных миссий на ближайшие планетарные системы, чтобы узнать, можно ли на них теоретически основать колонию.

Пока не будут пройдены все эти шаги, люди не смогут успешно отправиться и заселить другую звездную систему. Сама подготовка к этому — проект на много веков, и от ее успеха зависит первый шаг, который приведет нас к созданию стабильной и долгосрочной цивилизации. Но если мы не достигнем стабильности на собственной планете, нет и быть не может никакой планеты Б.

«Я давно не был так взбудоражен», — говорит Грег Лафлин, эксперт по образования и динамике планет в Калифорнийском университете в Санта-Крус, не принимавший участия в исследовании.

Этот объект, который ученые условно назвали «Девятой планетой», не подходит ближе чем на 30,5 миллиарда километров к Солнцу, что в пять раз дальше среднего расстояния до Плутона. Несмотря на свои огромные размеры, планета очень тусклая, поэтому неудивительно, что никто ее пока не обнаружила.

Все указывает на то, что там что-то есть. «К сожалению, — говорит Браун, — мы пока ничего не обнаружили». Но доказательства настолько сильные, что другие эксперты в отрасли очень серьезно приняли их находку. «Думаю, они достаточно убедительны, — говорит Чад Трухильо из Обсерватории Джемини на Гавайях. Дэвид Несворный, теоретик Солнечной системы из Юго-Западного исследовательского института в Боулдере, штат Колорадо, также впечатлен. «Эти ребята очень хороши, — говорит он. — Они делают хорошее дело».

Странные орбиты

Батыгин и Браун не первыми говорят о присутствии дополнительной планеты в Солнечной системе. В 2014 году Трухильо и Скотт Шеппард из Научного института Карнеги изложили в Nature, что их собственное открытие небольшого объекта 2012 VP113, наряду с существованием ранее идентифицированных тел во внешней Солнечной системе, указало на присутствие возможного тела планетарных размеров. Особым аргументом стал неопределенный параметр их орбит, известный как «аргумент перигелия» — отношение между временем ближайшего подхода тела к Солнцу и временем прохождения через плоскость Солнечной системы. Объекты, определенные Шеппардом и Трухильо, имели странные похожие аргументы перигелия, словно на него влияла гравитация чего-то невидимого. «Мы заметили нечто странное, — говорит Трухильо, — и решили, что кто-то должен будет исследовать этот момент дальше».

Несколько групп так и поступили, в результате чего слухи о скрытой планете стали чуть правдоподобнее, но от этого не менее спорные. Однако новый анализ приводит кардинальные доводы «за». Сходство аргументов перигелия оказалось «всего лишь верхушкой айсберга», говорит Батыгин.

Первое, что он сделал вместе с Брауном, был анализ данных Трухильо и Шеппарда свежим взглядом. «Мы заметили, — говорит Батыгин, — то, что длинные оси орбит этих объектов попадают в один квадрант неба». Другими словами, они указывают в одном направлении. Но это лишь полдела; два тела могут иметь похожие аргументы перигелия, даже если их орбиты не являются физически подобными. Но когда Браун и Батыгин проложили их орбиты между другими объектами внешней Солнечной системы, они обнаружили, что формы их сильно вытянутых эллиптических орбит были тесно связаны.

«Как можно было упустить нечто подобное? — задается вопросом Браун. — Да, так можно подумать. Это тот случай, когда мы с носом зарылись в данные, никогда не оглядывались и смотрели на Солнечную систему сверху. Я поверить не мог, что такое ни разу не замечали раньше. Это нелепо».

Направленность орбит стала мощным указанием на то, что что-то физически влияет на эти далекие объекты.

«Сначала мы решили, что там не может быть планеты — это невероятно», говорит ученый. Поэтому они рассмотрели наиболее вероятную альтернативу — ледяные объекты пояса Койпера за пределами Плутона естественным образом образовали такую форму, подобно тому как галактики вытягивали себя под действием гравитации из космического облака газа, возникшего в результате Большого Взрыва.

Проблема такого сценария, как поняли авторы, в том, что поясу Койпера недостает массы, чтобы такое произошло. И когда ученые рассмотрели «невероятный» сценарий с планетой, их модели образовали абсолютно правильные вытянутые орбиты. Это также раскрыло кое-что еще: гравитация гигантской планеты должна была привести к совершенно независимому ряду объектов, орбиты которых не упорядочены между собой, но смещены по сравнению с орбитами планет — до 90 градусов от плоскости Солнечной системы или даже больше.

«Это показалось совершенно нелепым, — говорит Батыгин, — но когда Майк об этом сказал, я подумал, что видел нечто подобное в данных». Очень скоро наблюдатели обнаружили с полдесятка подобных объектов, и никто не представил внятного объяснения, как они там оказались. Модель Батыгина и Брауна это объясняет.

«Тот факт, что они вывели две новых независимых линии доказательств, говорит в пользу новой планеты», — говорит Лафлин.

Суперземля

Планета, которая лучше всего подходит по данным, должна быть в 10 раз массивнее Земли — что помещает ее в категорию так называемых «суперземель», которых крайне много вокруг других звезд, но до сих пор не обнаруживалось в нашей собственной Солнечной системе. Также она должна быть меньше Нептуна, четвертой по величине планеты, вращающейся вокруг Солнца, с массой в 17 земных. Вероятнее всего, ее орбита должна быть сильно вытянута, и в ближайшей точке к Солнцу планета будет в 35 миллиардах километров, а в дальнейшей — в три-шесть раз дальше.

Даже на таком огромном расстоянии «Девятую планету» в принципе могут обнаружить существующие телескопы — к примеру, японский телескоп «Субару» на Гавайях, у которого не только огромное зеркало для ловли тусклого света, но и широкое поле зрения, которое позволит ученым эффективно сканировать большие участки неба. «К сожалению, мы не владеем «Субару», — говорит Браун, — а значит, вряд ли будем среди тех, кто ее найдет. Поэтому говорим всем, где ее искать».

И все же пока астрономы не убедятся воочию в существовании «Девятой планеты», ее не существует. «Я очень подозрительно отношусь к заявлениям о существовании дополнительной планеты в Солнечной системе, — говорит Хэл Левинсон из Юго-Западного института. — За свою карьеру я слышал очень много таких заявлений, и все они были ошибочными». Но признает, что орбитальное выравнивание трудно отрицать. «Что-то его создает. Но нужно изучить подробнее, что именно».

В целом, однако, планетологи взволнованы перспективой такого крупного открытия. «Когда я был молод, — говорит Шеппард, — мы думали, что все крупные планеты уже обнаружены. Было бы очень волнительно и удивительно узнать, что мы ошибались».

Настроение астрономического сообщества можно прекрасно описать словами британского астронома Джона Гершеля, которые он сказал Британской ассоциации содействия развитию науки, выступая 10 сентября 1846 года. Тогда орбита Урана вела себя странно, предполагая наличие неизвестной массивной планеты. Говоря о загадочном объекте, Гершель сказал:

«Мы видим ее, как Колумб видел Америку с берегов Испании. Ее движения почувствовались по далеко идущей линии нашего анализа, которую трудно было увидеть глазами». Спустя две недели был обнаружен Нептун, именно там, где и предсказывали расчеты теоретиков.