В отличие от морского флота Китая, упадок которого продолжался несколько столетий, пилотируемая космическая программа США переживает возрождение. Этому способствуют несколько факторов.

Один из них — приток финансовых ресурсов от предпринимателей Кремниевой долины. Редкая комбинация частных средств и государственного финансирования сделала возможным создание нового поколения ракет. В то же время снижение стоимости полетов позволяет реализовать различные космические проекты. Общественная поддержка космических путешествий также возрастает: американцы вновь с удовольствием смотрят голливудские фильмы и документальные телефильмы о космических исследованиях.

И что самое важное, у НАСА наконец вновь имеется цель. 8 октября 2015 г., после многих лет путаницы, неопределенности и нерешительности, объявлено о долгосрочном проекте— отправить астронавтов на Марс. В НАСА составлен примерный список промежуточных задач, и первым пунктом в нем стоит возвращение на Луну. На этот раз, однако, спутник Земли должен стать не конечным пунктом путешествия, а ступенькой к более амбициозной цели — к Марсу. Оставшееся на некоторое время без руля и ветрил космическое агентство внезапно получило маршрут движения. Аналитики приветствовали это решение и сделали вывод: НАСА вновь претендует на лидерство в исследовании космоса.

Так что поговорим для начала о нашей ближайшей небесной соседке — Луне, а затем двинемся дальше в открытый космос.

Планы НАСА по возвращению на Луну связаны с комплексом, состоящим из тяжелой ракеты-носителя СЛС (SLS) и корабля «Орион». В начале 2010-х гг. президент Обама урезал бюджет космического агентства, и программа «Созвездие» была закрыта. Однако в НАСА сумели сохранить «Орион» и СЛС, тогда существовавшие только в планах. Эти две разработки, изначально предназначавшиеся для разных проектов, стали основой новой системы запуска.

Предполагается, что в середине 2020-х гг. ракета СЛС с кораблем «Орион» совершит пилотируемый облет Луны.

Первое, что замечаешь, взглянув на проект системы СЛС/«Орион»: она совершенно не похожа на своего предшественника — «Спейс шаттл». Зато весьма напоминает ракету «Сатурн-5», которая около 45 лет пребывала в статусе музейного экспоната, но сейчас, в определенном смысле, возрождается под именем СЛС. Даже вид системы СЛС/«Орион» вызывает ощущение дежавю.

Ракета СЛС способна нести 130 т полезного груза. Ее высота — 117 м — также вполне сравнима с высотой «Сатурна-5». Астронавты находятся не в корабле на боку ракеты-носителя, как это было на «Спейс шаттлах», а в капсуле, помещенной на верхушке ракеты-носителя, подобно кораблю «Аполлон» на «Сатурн-5». Система СЛС/«Орион», в отличие от челнока, предназначена для доставки преимущественно астронавтов, а не груза. Кроме того, эта система разработана не просто для выхода на околоземную орбиту — она, как и «Сатурн-5», разработана для достижения второй космической скорости — скорости убегания.

Корабль «Орион» рассчитан на экипаж из 4–6 астронавтов, тогда как его предшественник «Аполлон» на «Сатурне-5» вмещал только троих. И все же внутри нового космического корабля НАСА по-прежнему тесно: диаметр — около 4,88 м, высота — около 3,35 м. Весит «Орион» почти 26 т. (Полеты в космос — дело дорогое, и в астронавты всегда отбирали людей небольшого роста. Рост Юрия Гагарина, к примеру, составлял всего 157 см.)

Зато, в отличие от ракеты «Сатурн-5», которую сконструировали специально для полета на Луну, СЛС сможет доставить нас почти куда угодно — на Луну, на астероиды и даже на Марс.

А еще у нас есть миллиардеры, которым надоел неспешный темп работы бюрократии НАСА и которые хотят отправить астронавтов к Луне и к Марсу весьма быстро. Этих молодых предпринимателей привлекла идея бывшего президента Обамы, который предложил частному капиталу взяться за пилотируемую космическую программу.

Защитники НАСА утверждают, что неторопливость и осторожность космического агентства диктуются соображениями безопасности. По итогам слушаний в конгрессе США, которые состоялись после двух катастроф космического челнока и вызванного этим сильного общественного недовольства, космическая программа едва не была закрыта полностью. Еще одна катастрофа сравнимого масштаба могла бы положить ей конец. Сторонники агентства также напоминают, что в 1990-е гг. руководство НАСА пыталось взять на вооружение девиз «Быстрее, лучше, дешевле». Однако, когда в 1993 г. перед выходом на околомарсианскую орбиту из-за трещины в топливной системе была потеряна автоматическая межпланетная станция Mars Observer, многие считали, что НАСА, возможно, поспешило с запуском. После этого лозунг «Быстрее, лучше, дешевле» был благополучно забыт.

Так что приходится искать тонкое равновесие между горячими головами, которые стремятся к ускорению темпов, и бюрократами, которых больше всего заботит безопасность и цена неудачи.

Тем не менее дело борьбы за скоростные методы в реализации космической программы возглавили два миллиардера: Джефф Безос, основатель компании Amazon и владелец газеты The Washington Post, и Илон Маск, основатель PayPal, Tesla и SpaceX.

Пресса уже окрестила этот процесс «битвой миллиардеров».

И Безос, и Маск хотели бы вывести человечество в космические просторы. Если Маск думает о дальней перспективе и нацеливается на Марс, то Безос выбрал себе более близкую во времени цель — полет на Луну.

Люди отовсюду съехались во Флориду, надеясь хотя бы одним глазком увидеть первую капсулу, которая должна доставить людей на Луну. Лунная капсула унесет трех астронавтов в путешествие, равного которому не было в истории человечества, — на встречу с другим небесным телом. Путь к Луне займет около трех суток, и астронавты на себе испытают то, с чем человек прежде не сталкивался и чего никогда не ощущал, например невесомость. После героического путешествия корабль благополучно приводнится в Тихий океан, а его пассажиры прославятся как герои, открывающие новую главу мировой истории.

Все расчеты по полету делались с использованием Ньютоновых законов движения, что гарантировало точное следование по маршруту. Но есть одна проблема. Все это описано Жюлем Верном в его пророческом романе «С Земли на Луну», опубликованном в 1865 г., сразу после окончания Гражданской войны в США. Правда, организаторами лунного запуска в нем были не ученые НАСА, а члены Балтиморского Пушечного клуба.

Поистине замечательно, что Жюль Верн, писавший свой роман более чем за 100 лет до первой высадки на Луну, сумел предсказать так много черт реального лунного проекта. Он верно описал размеры капсулы, место старта и метод приземления при возвращении с Луны.

Единственным серьезным недостатком описанного им проекта было то, что для отправки астронавтов на Луну использовалась гигантская пушка. Внезапное ускорение при выстреле примерно в 20 000 раз превышало бы силу земного тяготения и, конечно, убило бы всех, кто находился внутри корабля. Однако в те времена, до появления ракет на жидком топливе, Верн просто не мог как-то иначе представить себе это путешествие.

Писатель также постулировал, что астронавты потеряют вес, но лишь в одной точке — ровно в середине пути между Луной и Землей. Он не догадался, что астронавты должны находиться в состоянии невесомости все время полета. (Даже сегодня комментаторы иногда делают ошибку, говоря, что невесомость объясняется отсутствием в космосе гравитации. На самом деле гравитации в космосе сколько угодно — по крайней мере, ее вполне хватает, чтобы заставить планеты-гиганты вроде Юпитера обращаться вокруг Солнца. Ощущение невесомости вызвано тем, что все вокруг падает с одинаковой скоростью. Поэтому астронавт внутри космического корабля будет падать ровно с той же скоростью, что и его корабль, и ему будет казаться, что тяготение просто выключили.)

Сегодня топливом новой космической гонки становятся не личные состояния членов балтиморского Пушечного клуба, а чековые книжки магнатов, таких как Джефф Безос. Не дожидаясь, пока НАСА позволит ему построить ракеты и стартовый комплекс за доллары налогоплательщиков, он основал собственную компанию Blue Origin и строит все сам, на собственные карманные деньги.

Этап планирования этот проект уже прошел. Компания Blue Origin изготовила собственную ракетную систему, получившую название «Нью Шепард» (New Shepard, в честь Алана Шепарда — первого американца, поднявшегося в космос на суборбитальной ракете). Мало того, ракета «Нью Шепард» стала первой суборбитальной ракетой в мире, успешно приземлившейся на собственную стартовую площадку (опередив в этом «Фалкон» Илона Маска — первую допускающую повторное использование ракету, которая доставила полезный груз на орбиту Земли).

«Нью Шепард» Безоса — ракета всего лишь суборбитальная. Это означает, что она не может разогнаться до 8000 м/с и выйти на околоземную орбиту. Она не понесет нас к Луне, но, возможно, станет первой американской ракетой, которая вполне буднично предложит обычным туристам заглянуть в космос. Не так давно компания Blue Origin выпустила видео о том, как будет выглядеть путешествие на их ракете; когда его смотришь, кажется, что находишься в каюте первого класса шикарного круизного лайнера. Входя в космическую капсулу, сразу же поражаешься ее просторности. В отличие от тесных помещений, которые часто видишь в научно-фантастических фильмах, места вполне достаточно для вас и пятерых других туристов. Вас усаживают в роскошные кресла с откидными спинками и пристегивают. Вы можете смотреть в большие окна размером приблизительно 75×100 см. «У нас каждое место — у окна, а окна наши самые большие, какие когда-либо бывали в космосе», — утверждает Безос. Космические путешествия никогда не были столь роскошными.

Поскольку предстоит путешествие в открытый космос, необходимо принять некоторые меры предосторожности. За два дня до назначенной даты вы прилетаете в Ван-Хорн в Техасе, где расположен стартовый комплекс Blue Origin. Там вы знакомитесь со своими попутчиками и выслушиваете короткие обращения членов экипажа. Поскольку полет полностью автоматизирован, обслуживающий персонал с туристами не летит.

Ваш инструктор объясняет, что все путешествие займет 11 минут. За это время вы взмоете вертикально вверх на высоту 100 км, достигнув условной границы между атмосферой и открытым космосом. Небо за окнами сменит цвет на темно-фиолетовый, затем станет чернильно-черным. Когда капсула поднимется в открытый космос, вы сможете отстегнуться от кресла и испытаете четыре минуты невесомости. В это время вы сможете плавать в воздухе, освободившись от сдерживающих пут земного притяжения.

Некоторые люди, попадая в невесомость, испытывают тошноту и рвоту, но это не создаст никому проблем, утверждает инструктор, ввиду скоротечности полета.

(Для тренировки астронавтов НАСА использует «рвотную комету» — самолет KC-135, способный имитировать невесомость. Он круто набирает высоту, затем внезапно отключает двигатели, и астронавты в течение примерно 30 с находятся в состоянии свободного падения. Когда двигатели включаются, астронавты падают на пол. В ходе тренировок этот процесс может повторяться на протяжении нескольких часов.)

В конце путешествия капсула «Нью Шепард» выпускает парашюты, а затем мягко приземляется, включив собственные ракетные двигатели. Плюхаться в океан уже не нужно. И, в отличие от «Спейс шаттлов», у этого корабля имеется система спасения, так что, если во время старта произойдет что-то непредвиденное, экипаж катапультируется. (На «Челленджере» не было системы катапультирования, и семеро астронавтов во время неудачного запуска погибли.)

Компания Blue Origin не объявляла еще цен на свое суборбитальное путешествие, но аналитики считают, что первое время билет мог бы стоить $200 000. Именно такова цена путешествия на конкурирующей суборбитальной ракете, которую разрабатывает Ричард Брэнсон — еще один миллиардер, оставивший свой след в анналах космических исследований. Брэнсон — основатель компаний Virgin Atlantic Airways и Virgin Galactic — финансирует работу аэрокосмического инженера Берта Рутана. В 2004 г. корабль Рутана SpaceShipOne попал в заголовки мировых СМИ, когда выиграл Ansari X Prize и получил оговоренный приз в $10 млн. SpaceShipOne сумел подняться до границы атмосферы (около 112,5 км) над поверхностью Земли. И хотя SpaceShipTwo в 2014 г. потерпел катастрофу во время полета над пустыней Мохаве, Брэнсон планирует продолжать испытания ракеты и сделать космический туризм реальностью. Время покажет, какая из этих ракетных систем добьется коммерческого успеха, однако ясно, что космический туризм уже здесь и никуда теперь не денется.

Безос готовит еще одну ракету, которая будет отправлять людей на орбиту Земли и, возможно, окажется более полезной с практической точки зрения. Это ракета «Нью Гленн» (New Glenn, названная в честь астронавта Джона Гленна — первого американского астронавта, облетевшего земной шар). Ракета будет иметь до трех ступеней, высота ее составит 95 м, а тяга, которую она будет создавать, достигнет 1700 т. Хотя «Нью Гленн» еще только проектируется, Безос, судя по его намекам, готовит еще более продвинутую ракету, которую собирается назвать «Нью Армстронг» (New Armstrong); не исключено, что она покинет орбиту Земли и доберется до Луны.

Еще ребенком Безос мечтал отправиться в дальний космос с экипажем корабля Enterprise из «Звездного пути». Он принимал участие в ролевых играх по сюжету телесериала и брал на себя роли Спока, капитана Кирка и даже компьютера. К окончанию школы, когда большинство подростков мечтают купить первую машину или произвести фурор на выпускном вечере, Безос составил себе план-мечту на следующее столетие. Он говорит, что хотел строить космические гостиницы, парки развлечений, яхты и колонии для двух-трех миллионов человек, живущих и работающих на околоземной орбите.

«Главная идея — сохранить Землю… Цель — получить возможность эвакуировать людей. Планета должна стать парком», — писал Безос. По его мнению, загрязняющее земную среду промышленное производство можно было бы, в принципе, перенести в космос.

Подкрепляя слова делами, как и надлежит взрослому ответственному человеку, Безос основал компанию Blue Origin, чтобы строить ракеты будущего. Название его ракетной компании отсылает к нашей планете, которая из космоса выглядит как яркий голубой шар. Цель компании — «начать космические путешествия для частных клиентов. Концепция предельно проста, — говорит Безос. — Мы хотим видеть миллионы людей, живущих и работающих в космосе. Скорее всего, реализация нашей цели займет длительное время, но мне кажется, что это достойная цель».

В 2017 г. Безос объявил, что в ближайших планах Blue Origin — организация системы доставки грузов на Луну. Он представляет себе масштабную организацию, которая, в точности как Amazon, одним нажатием кнопки рассылающая товары в разные концы света, могла бы доставлять технику, строительные материалы и все необходимое на Луну. И тогда Луна станет уже не одиноким форпостом землян в космосе, а оживленным промышленным и торговым центром с постоянными обитаемыми базами и налаженным производством.

В большинстве случаев отвлеченные разговоры о городах на Луне можно смело отбрасывать как бредни чудака. Но, когда эти идеи исходят от одного из богатейших людей на Земле, имеющего возможность влиять и на президента, и на конгресс, и на редакторов The Washington Post, их стоит воспринимать серьезно.

Чтобы найти инвесторов для этих амбициозных проектов, астрономы изучают технические и экономические аспекты добычи полезных ископаемых на Луне. Пока выявлены по крайней мере три ресурса, которые потенциально могут быть интересны.

В 1990-е гг. ученые были впечатлены неожиданным открытием: оказалось, что на Южном полюсе Луны имеется лед в больших количествах. Там, в тени высоких горных цепей и кратеров, стоит вечная тьма и температура не поднимается выше точки замерзания. Происхождение этого льда связано, вероятно, с попаданием в Луну комет в ранний период существования Солнечной системы. Кометы состоят в основном изо льда, пыли и камня, так что любая комета, столкнувшаяся с Луной в одном из затененных мест, должна была оставить после себя залежи воды и льда. Воду, в свою очередь, можно превратить в кислород и водород (которые, так уж совпало, являются основными компонентами ракетного топлива). Это обстоятельство могло бы сделать Луну космической заправочной станцией. Кроме того, воду можно очистить и использовать для питья или для создания небольших сельскохозяйственных ферм.

Между прочим, группа предпринимателей из Кремниевой долины создала компанию Moon Express, цель которой — начать процесс разработки лунного льда. Это первая компания, получившая от правительства разрешение на подобную коммерческую деятельность. Правда, предварительная задача Moon Express выглядит скромнее. Компания начнет с того, что доставит на Луну беспилотный вездеход, который займется систематическим поиском залежей льда. Moon Express уже собрала достаточно денег частных инвесторов для выполнения этой задачи. А если с финансированием все хорошо, значит, процесс пошел.

Ученые изучили лунный грунт, доставленный астронавтами в ходе программы «Аполлон», и считают, что на спутнике Земли, возможно, имеются и другие экономически значимые элементы. Для электронной промышленности необходимы редкоземельные элементы, но на Земле их запасы находятся в основном в Китае. Притом что Китаю принадлежит около 30 % всех мировых запасов, там производят до 97 % всего их количества, которое поступает на рынок. Несколько лет назад чуть не вспыхнула международная торговая война, когда китайские поставщики вдруг подняли цены и мир внезапно осознал, что Китай обладает чуть ли не монополией на этот ресурс. Согласно оценкам, в ближайшие десятилетия запасы начнут истощаться и перед нами встанет насущная задача поиска альтернативных источников. Редкоземельные элементы обнаружены в лунных породах, так что, возможно, когда-нибудь добывать их на Луне станет выгодно. Еще один важный элемент для электронной промышленности — платина: доказано наличие на Луне платиноподобных минералов, принесенных туда, возможно, древними астероидами.

Наконец, существует возможность найти на Луне гелий-3, который очень пригодился бы нам в термоядерных реакторах. Когда атомы водорода объединяются при чрезвычайно высоких температурах, ядра водорода сливаются, образуя ядра гелия и выделяя большое количество энергии и тепла. Однако этот процесс порождает также огромное количество нейтронов, которые представляют опасность. Преимущество процесса синтеза с участием гелия-3 заключается в том, что в нем вместо нейтронов высвобождается дополнительный протон, с которым проще иметь дело и который отклоняется электромагнитными полями. Реакторы термоядерного синтеза все еще находятся исключительно на экспериментальной стадии, и до сих пор на Земле не работает ни один такой реактор. Но если их разработка будет успешно завершена, то в будущем можно было бы добывать на Луне гелий-3 и снабжать этим топливом термоядерные реакторы.

В связи с этим возникает тонкий вопрос: а законно ли добывать на Луне полезные ископаемые? Можно ли там хотя бы застолбить участок?

В 1967 г. Соединенные Штаты, Советский Союз и многие другие страны подписали Договор о космосе, который запрещал отдельным государствам объявлять своими небесные тела, такие как Луна. Он запрещал доставлять ядерное оружие на орбиту Земли, размещать его на Луне и где угодно еще в космосе. Испытание таких вооружений также было запрещено. Договор о космосе — первый и единственный в своем роде — действует по сей день.

Однако в этом договоре ничего не говорится о частном владении территориями или об использовании Луны в коммерческих целях — вероятно, потому, что его авторы не предполагали, что частные лица когда-либо смогут достичь Луны. Однако уже скоро с этими вопросами так или иначе придется разбираться, особенно теперь, когда стоимость космических путешествий падает, а миллиардеры хотят коммерциализировать космос.

Китайцы объявили, что к 2025 г. доставят своих астронавтов на Луну. Если они просто воткнут в лунный грунт свой национальный флаг, это будет по большей части символический жест. Но что произойдет, если некий частный предприниматель, добравшись до Луны на собственном частном космическом корабле, застолбит там участок?

Когда эти технические и политические вопросы будут решены, перед нами встанет новый вопрос: какой будет реальная жизнь на Луне?

Во времена первой лунной программы американские астронавты оставались на Луне очень недолго, как правило, несколько дней. Чтобы создать первые населенные форпосты, астронавтам будущего придется находиться на спутнике Земли продолжительное время. Им потребуется приспосабливаться к лунным условиям, которые, как вы понимаете, сильно отличаются от земных.

Одним из факторов, ограничивающих время пребывания астронавтов на Луне, является доступность пищи, воды и воздуха. Припасов, которые они смогут привезти с Земли, хватит в лучшем случае на несколько недель. Вначале все это придется доставлять на Луну кораблями с Земли. Для снабжения станции автоматические лунные зонды с Земли придется отправлять каждые несколько недель. Эти поставки станут для астронавтов своеобразной линией жизни, и любой инцидент с их участием будет порождать чрезвычайную ситуацию. Когда лунная база, хотя бы временная, будет построена, одной из первых задач для астронавтов станет налаживание производства кислорода для дыхания и для выращивания урожая. Существует множество химических реакций, в ходе которых выделяется кислород, а присутствие воды гарантирует, что у них всегда будет некоторый запас. Эту же воду можно будет использовать в гидропонных огородах.

К счастью, связь с Землей не будет представлять особой проблемы, поскольку радиосигналу с Луны требуется чуть больше секунды, чтобы преодолеть расстояние до Земли. Если не обращать внимания на небольшую задержку, то астронавты смогут пользоваться своими сотовыми телефонами и интернетом ровно так же, как они это делают на Земле. Так что они смогут поддерживать постоянный контакт с близкими и получать последние новости.

Первоначально астронавтам придется жить в своей космической капсуле. Выйдя наружу, они первым делом должны будут установить большие солнечные панели, чтобы собирать энергию. Поскольку один лунный день примерно соответствует земному месяцу, в любом месте на Луне две недели непрерывно светит Солнце, а затем на две недели опускается тьма. Поэтому потребуются большие комплексы аккумуляторов, в которых можно будет запасать электроэнергию, собранную на протяжении двухнедельного «дня», чтобы затем использовать ее в течение долгой «ночи».

Оказавшись на Луне, астронавты, возможно, захотят добраться до ее полюсов, и тому есть несколько причин. В полярных регионах спутника высятся горные пики и никогда не заходит Солнце. Расположив там солнечные фермы с тысячами солнечных панелей, можно обеспечить надежное и бесперебойное снабжение лунной колонии энергией. Возможно, астронавты сумеют также использовать залежи льда в тени крупных горных цепей и кратеров на полюсах. По оценкам, запасы льда в северной полярной области Луны составляют 600 млн т и представляют собой слой в несколько метров толщиной. Как только удастся наладить его добычу, значительную часть льда можно будет собрать и очистить для пищевых целей, а также в качестве источника кислорода. Можно также использовать лунный грунт — реголит, в котором содержится на удивление много кислорода. Если быть более точным, то на каждую тонну реголита приходится около 100 кг кислорода.

На Луне астронавтам придется приспособиться к низкой гравитации. По теории всемирного тяготения Ньютона, сила тяготения на планете пропорциональна ее массе, так что на Луне сила тяготения вшестеро меньше, чем на Земле.

Это означает, что передвигать тяжелую технику на Луне будет намного проще, чем на Земле. И скорость убегания для Луны намного ниже, так что ракеты смогут и садиться на Луну, и взлетать с нее без особого труда. В будущем весьма вероятно возникновение оживленного лунного космического порта.

Но нашим астронавтам придется заново разучивать простые движения и заново, к примеру, учиться ходить. Астронавты «Аполлона» на собственном опыте убедились, что ходьба по Луне — непростое занятие и без привычки получается плохо. Они выяснили, что из-за низкого тяготения самый быстрый способ передвижения на Луне — прыжки, и контролировать свое передвижение при этом заметно проще.

Еще один фактор, с которым придется считаться, — это радиация. Для экспедиций длительностью в несколько суток она не представляет серьезной проблемы. Но если астронавты будут жить на Луне месяцами, то суммарная накопленная доза радиации сможет заметно повысить для них риск заболевания раком. (Простые медицинские проблемы на Луне легко могут обернуться смертельно опасными ситуациями. Всем астронавтам придется учиться оказанию первой помощи, а некоторые из них, вероятно, будут дипломированными врачами. Если у астронавта на Луне случится, к примеру, сердечный приступ или приступ аппендицита, врач, скорее всего, организует телеконференцию со специалистами на Земле и те, возможно, дистанционно проведут хирургическую операцию. Вероятно, для различных микрохирургических операций можно будет использовать роботов, управлять которыми станут квалифицированные специалисты на Земле.) Астронавтам понадобятся ежедневные «прогнозы погоды» от астрономов, отслеживающих солнечную активность. Вместо гроз и ураганов в этих прогнозах будут содержаться предупреждения о мощных солнечных вспышках, посылающих в пространство выбросы радиации. Если на Солнце произойдет гигантский выброс, астронавты получат команду спрятаться в убежище. После такого предупреждения у них будет несколько часов, прежде чем на базу обрушится смертельный дождь заряженных элементарных частиц.

Один из способов защититься от радиации на Луне — вырыть подземную базу в одной из лунных лавовых трубок. Среди этих остатков древних вулканов встречаются огромные — до 300 м в поперечнике; они способны обеспечить достаточную защиту от радиации со стороны Солнца и открытого космоса.

Когда астронавты возведут временное убежище, с Земли придется переправить на Луну большое количество техники и материалов, чтобы начать строительство постоянной базы. Возможно, этот процесс можно будет ускорить, если доставлять на Луну готовые сборные или надувные секции. (В фильме Стэнли Кубрика «2001 год: Космическая одиссея» астронавты живут на громадных подземных лунных базах, оборудованных посадочными площадками для ракет и служащих штаб-квартирой для координации горнорудных операций на Луне. Возможно, первая наша лунная штаб-квартира будет не настолько совершенной, но и вариант, показанный в фильме, вполне может быть реализован через некоторое время.)

При строительстве таких подземных баз неизбежно потребуются мощности для производства и ремонта запчастей машин. Хотя сами машины, бульдозеры, краны и другую технику придется доставлять с Земли, часть деталей можно производить на месте на 3D-принтерах.

В идеале на Луне следовало бы организовать мастерские по обработке металла. Домну там построить невозможно, поскольку нет воздуха для ее работы. Однако эксперименты показывают, что лунный реголит можно разогревать при помощи микроволн, плавить и спекать в твердые, как камень, керамические кирпичи, которые могут стать основным строительным материалом для лунной базы. В принципе, всю инфраструктуру можно строить из реголита, который будет прямо под ногами.

Наконец, астронавтам понадобятся развлечения — способ «выпустить пар» и расслабиться. Когда в 1971 г. на поверхность спутника сел «Аполлон-14», служащие НАСА не знали, что Алан Шепард втайне пронес на борт космического корабля клюшку для гольфа. Все очень удивились, когда он вытащил свою клюшку и отправил мячик метров на 200 по лунной поверхности. Это был первый и пока единственный раз, когда человек занимался спортом на поверхности другого небесного тела. (Копия этой клюшки сейчас хранится в Национальном музее авиации и космонавтики Смитсоновского института в Вашингтоне.) Спорт на Луне станет, вероятно, занятием специфическим из-за отсутствия воздуха и низкой гравитации. И все же это будет арена для новых замечательных достижений.

В ходе экспедиций «Аполлон-15, 16 и 17» астронавты ездили по пыльной поверхности спутника Земли на лунных вездеходах, «накатывая» от 27 до 50 км. Это были не просто важные научные экспедиции, но и увлекательные приключения: астронавты осматривали величественные кратеры и горные цепи и понимали, что они первыми в истории человечества видят эти поразительные панорамы. В будущем езда на вездеходах-багги не только поможет исследовать поверхность Луны, устанавливать солнечные панели и сооружать первую станцию, но и станет, вероятно, одним из любимых видов отдыха. И вероятно, когда-нибудь на Луне пройдут первые гонки.

Когда люди откроют для себя чудеса лунного ландшафта, туризм и исследование окрестностей также могут стать популярным видом отдыха. При пониженной лунной гравитации пешеходы сумеют, не уставая, проходить большие расстояния. Скалолазы смогут почти без усилий спускаться по веревкам с крутых горных склонов. С верхушек кратеров и горных цепей они увидят невероятные панорамы лунного ландшафта, не тронутые буквально в течение миллиардов лет. Спелеологи будут счастливы провести подробную разведку сети гигантских лавовых трубок, пронизывающих Луну во всех направлениях. На Земле пещеры образованы в основном подземными реками. На Луне нет заметных скоплений жидкой воды, и лунные пещеры, в отличие от земных, проделаны в горных породах жидкими лавовыми потоками. Они должны выглядеть совершенно иначе, чем те полости, которые мы знаем на Земле.

Когда будут успешно налажены добыча и использование ресурсов, обнаруженных на поверхности Луны, мы неизбежно устремим свой взгляд к богатствам, скрывающимся под этой поверхностью. Их открытие изменит экономический ландшафт, как изменило его случайное и неожиданное открытие на Земле нефти. Но что представляют собой недра Луны? Чтобы ответить на этот вопрос, придется задуматься над тем, откуда она вообще взялась.

Над происхождением спутника нашей планеты человечество ломает голову уже не одну тысячу лет. Поскольку Луна — королева ночи, ее часто связывали с тьмой или безумием. С Луной же связано и слово «лунатик».

Древних моряков поражала и завораживала связь между Луной, приливами и Солнцем. Еще в незапамятные времена люди поняли, что между этими тремя явлениями существует тесная корреляция.

Древние обратили внимание и на другой любопытный факт: всегда и везде мы видим лишь одну сторону Луны. Припомните случаи, когда вам приходилось внимательно вглядываться в Луну, и поймете, что вы всегда видели одну и ту же картину.

Детали этой головоломки сложил в понятную картину Исаак Ньютон. Он рассчитал, что приливы вызываются гравитационным действием Луны и Солнца на земные океаны. Согласно его теории, Земля тоже вызывает на Луне приливные эффекты, но, поскольку Луна каменная и океанов на ней нет, Земля ее, по существу, просто сдавливает, и эта сдавливающая сила создает на ней небольшое вздутие. Когда-то Луна кувыркалась, обращаясь по орбите вокруг Земли. Однако постепенно эти кувырки замедлились, и в конечном итоге вращение Луны оказалось замкнуто на Землю, так что теперь на нас смотрит всегда одна и та же сторона нашего спутника. Это явление называется приливным захватом и наблюдается всюду в Солнечной системе, в том числе у лун Юпитера и Сатурна.

Воспользовавшись законами Ньютона, можно определить также, что в результате действия приливных сил Луна медленно по спирали удаляется от Земли. Радиус ее орбиты каждый год увеличивается примерно на 4 см. Это можно измерить при помощи лазерного луча: луч направляют на Луну (астронавты во время экспедиции оставили там зеркала, которые помогают проводить подобные эксперименты), принимают его отражение, а затем рассчитывают, сколько времени потребовалось лучу, чтобы отразиться от Луны и вернуться обратно. Путешествие света туда и обратно длится всего около 2 с, но этот интервал постепенно увеличивается. Если Луна уходит от нас по спирали, то мы можем, прокрутив видеозапись задом наперед, оценить ее прошлую орбиту.

Приблизительный расчет показывает, что Луна отделилась от Земли несколько миллиардов лет назад. А современные данные указывают, что 4,5 млрд лет назад, вскоре после того как Земля была сформирована, произошло катастрофическое столкновение Земли с крупным планетоидом. Этот планетоид — мы называем его Тейя — по размеру примерно соответствовал Марсу. Компьютерные модели позволили нам взглянуть на происходившие тогда драматические события. Взрыв выбил из Земли громадный кусок и вытолкнул его в космос. Но, поскольку столкновение произошло скорее по касательной, нежели лоб в лоб, оно почти не затронуло внутреннее железное ядро Земли. В результате Луна, хотя и содержит железо в некоторых количествах, не обладает существенным магнитным полем, так как не имеет расплавленного железного ядра.

После столкновения из нашей планеты, как из огромного пирога, был вырезан целый кусок. Но под воздействием стягивающей природы гравитации со временем Луна и Земля вновь приняли форму шара.

Астронавты доставили на Землю наглядные свидетельства в пользу теории столкновения — 382 кг лунного грунта. При этом обнаружилось, что Луна и Земля состоят из почти одинакового набора химических элементов, включая кремний, кислород и железо. А вот анализ случайных камней из пояса астероидов показывает, что их состав сильно отличается от состава земных пород.

Мне приходилось видеть лунный грунт в студенческие годы в Радиационной лаборатории в Беркли. Рассматривая его под мощным микроскопом, я был глубоко впечатлен. Там были видны крохотные кратеры, вызванные ударами микрометеоритов, которые столкнулись с Луной миллионы лет назад. Приглядевшись внимательнее, я увидел внутри этих кратеров еще более мелкие кратеры. И еще более мелкие кратеры внутри тех кратеров. Такая цепочка кратеров внутри кратеров невозможна в земных камнях, поскольку микрометеориты успевают испариться в атмосфере и не достигают поверхности Земли. Но лунную поверхность они бомбардируют непрерывно, ведь на Луне атмосферы нет. (Это означает также, что для астронавтов на Луне микрометеориты могут стать серьезной проблемой.)

Поскольку горные породы Луны так близки по составу к породам Земли, может оказаться, что добывать что-либо из глубин Луны имеет смысл только в том случае, если вы задумали строить на Луне города. Если Луна может предложить нам только то, что есть и на Земле, то доставлять полезные ископаемые на Землю, вероятно, будет слишком дорого. Но лунные материалы могут очень пригодиться нам на месте для создания лунной инфраструктуры — строительства зданий, дорог и скоростных трасс.

Что произойдет, если астронавт снимет скафандр на поверхности Луны? Без воздуха там останется только задохнуться, но есть и еще одно, даже более пугающее, обстоятельство: кровь в жилах при этом закипит.

На Земле на уровне моря вода кипит при 100 градусах по Цельсию. С понижением атмосферного давления температура кипения воды снижается. Когда я был маленьким, мне однажды очень наглядно продемонстрировали действие этого принципа. Мы тогда устроили пикник в горах и жарили яйца на сковороде на костре. Яйца плавали в масле, вовсю шипели и выглядели очень аппетитно. Но, когда я их попробовал, меня чуть не стошнило. На вкус они были ужасны. Тогда мне объяснили, что с подъемом в горы атмосферное давление начинает падать и температура кипения воды понижается. Поэтому яйца, хотя активно кипели и с виду казались поджаренными, так до конца и не приготовились. Шипящее на сковороде яйцо было, в общем-то, не слишком горячим.

Еще раз мне пришлось столкнуться с этим явлением примерно в те же годы. Когда мы встречали Рождество, из коробки извлекалась старомодная рождественская гирлянда, в которой над каждой электрической лампочкой располагались тонкие запаянные трубочки с водой. При включении окрашенная в разные цвета вода в них начинала кипеть. Это было великолепное зрелище! Однажды я схватил трубочку с кипящей водой — и испугался, представив себе, что сейчас обожгусь, как о кипящий чайник. На самом же деле я почти ничего не почувствовал. Только много лет спустя я понял, что тогда произошло. В запаянной трубочке был частичный вакуум, и температура закипания воды в ней снизилась настолько, что даже слабого нагрева от крохотной электрической лампочки было достаточно, чтобы заставить воду кипеть, но она при этом вовсе не была горячей.

Астронавты столкнутся на поверхности Луны с этими же физическими законами, если когда-нибудь в скафандре одного из них возникнет течь. По мере того как воздух будет покидать скафандр, давление внутри него будет падать — а с ним и точка кипения воды. В конечном итоге кровь в теле астронавта начнет кипеть.

Сидя в кресле здесь, на Земле, мы забываем об атмосферном давлении, о том, что каждый квадратный сантиметр нашей кожи постоянно испытывает давление, равное примерно килограмму силы, поскольку над нами располагается высоченная колонна воздуха. Почему же это давление не раздавит нас в лепешку? Потому что навстречу ему, изнутри нашего тела, давит тот же килограмм силы. Все находится в равновесии. Но если отправиться на Луну, то килограмм воздуха, которым давит на каждый квадратный сантиметр поверхности атмосфера, исчезнет. И останется только тот килограмм силы, что давит изнутри.

Иными словами, человек, снявший скафандр на Луне, испытает, вероятно, весьма неприятные ощущения. Лучше не снимать.

Как могла бы выглядеть постоянная лунная база? К сожалению, специалисты НАСА еще не опубликовали никаких официальных чертежей. Нам остается ориентироваться только на воображение писателей-фантастов и голливудских сценаристов. Но, когда лунная база будет построена, мы попытаемся перевести ее на самообеспечение. Это сразу многократно снизит затраты на поддержание базы, но потребует создания серьезной инфраструктуры: нам понадобятся строительные комбинаты для производства домов, большие теплицы для выращивания растений, химические заводы для получения кислорода и громадные солнечные батареи для выработки энергии. Для оплаты всего этого потребуется собственный источник дохода. А поскольку Луна состоит в основном из того же материала, что и наша планета, нам, возможно, придется искать источник, который обеспечил бы постоянный приток средств, еще дальше от Земли. Вот почему предприниматели Кремниевой долины уже давно с интересом посматривают на астероиды. Астероидов в пространстве миллионы, и они вполне могут оказаться вместилищем несказанных богатств.