Встреча на Марсе. Стэнфордский ученый о будущем человечества

КТО ОН

старший преподаватель аэронавтики и астронавтики Стэнфордского университета, специалист в области астродинамики, с 2013 года — создатель и руководитель научной лаборатории Space Rendezvous Laboratory (Лаборатория космического сближения)

ПОЧЕМУ ОН

под его руководством группа молодых ученых работает над созданием распределительных космических систем, состоящих из нескольких взаимодействующих друг с другом спутников

Название вашей лаборатории — Space Rendezvous Laboratory. Слово rendezvous имеет несколько значений: "встреча", "сближение", "орбитальный маневр". Какое из них использовано в названии вашей лаборатории?

— Сразу несколько. Речь идет не только о встречах космических кораблей в открытом пространстве, но и о лаборатории как месте, в котором студенты встречаются и проводят исследования в области космических технологий.

Наш логотип состоит из трех компонентов: слово Space, слово Rendezvous и символ — буква S со звездой. Слово Space (космос. — Фокус) говорит о том, что исследования лаборатории посвящены космическим технологиям. Rendezvous (сближение, стыковка. — Фокус) используется как самый лаконичный синоним мультиспутниковых и распределенных космических систем. А буква S со звездой — путь или траектория Стэнфорда к звездам.

Моя стэнфордская лаборатория — место для первых на Земле встреч студентов, профессоров и исследователей открытого пространства. Сотрудничая на Земле, мы совершаем космическое сближение. Но это, конечно, пока лишь в мечтах.

Многие люди мечтают о более масштабных космических рандеву — между человеческими существами и обитателями других планет. Вы верите в то, что это когда-либо произойдет?

— Пока у нас нет доказательств существования жизни вне нашей планеты. Тем не менее все свидетельства и открытия, сделанные за последние 50 лет, указывают на то, что человечеству следует продолжать поиски.

Что-то подсказывает мне, что жизнь за пределами Земли существует. Часть моего исследования даже посвящена попыткам ее обнаружить.

С научной точки зрения, вероятность того, что жизнь вне Земли существует, действительно высока. Исходя из данных миссии Кеплерспейса, в пределах Млечного Пути может быть около 40 миллиардов планет земного типа, которые вращаются в обитаемой зоне красных карликов и похожих на Солнце звезд.

Кроме того, как вы помните, кометы — это остатки гигантского облака газа и пыли, которые сконденсировались для создания Солнечной системы 4,5 миллиарда лет назад. Благодаря своей отдаленной от Солнечной системы орбите кометы защищали и сохраняли исходный материал. Мы обнаружили на них сложные органические молекулы — формы примитивной ДНК. А еще — воду. Ингредиенты жизни столь распространены, что я не могу поверить в то, что мы одни во Вселенной.

Одна из краткосрочных целей, которую вы поставили перед своей командой, — реализовать формирование полностью автономных и децентрализованных наноспутников. Давайте представим, что вас попросили объяснить школьникам, чем именно занимается ваша лаборатория и зачем это нужно.

— Сначала я бы пояснил: хочу помочь ответить на существенные вопросы. Есть ли жизнь на других планетах? Из чего состоит Вселенная? Каково ее происхождение? В поиске ответов на эти вопросы вы ищете что-то вовне.

Но есть и "внутренние" вопросы. Представьте, что я — спутник. Я смотрю вниз, к примеру, на планету Земля. Я хочу понять: как эта планета работает? Земля — очень сложная динамическая система, которая со временем меняется. К примеру, на нее влияют колебания климата. Как мы это поняли и как нам это смоделировать? Как спрогнозировать погоду точнее и на более длительный срок? И какая на самом деле форма Земли? Это примеры фундаментальных вопросов, на которые я хочу помочь ответить, но с инженерной точки зрения.

Наука — один аспект, инструменты, которые необходимы для занятия наукой, — второй. Их-то я и пытаюсь создать.

Мы говорили о спутниках. Каждый из них зависит от ограничений по параметрам. Доставка чего-либо в космос — дорогое удовольствие, около $ 10 000 за килограмм. Инструмент, который вы можете установить на одном спутнике, ограничен в размере, объеме и массе. Как нам преодолеть эти ограничения? Мы используем больше спутников. Они построят большую единицу. Они будут работать вместе, чтобы построить более крупный спутник и добиться более высокого разрешения, лучшего изображения, измерить то, что с помощью одного спутника невозможно было даже обнаружить.

Приведу пример с использованием радара — он лишь подчеркнет преимущества общей стратегии. Подобно тому, как глаза позволяют нам получать 3D-изображение мира, можно воссоздать трехмерную модель поверхности, на которую смотрите с помощью двух летающих близко друг от друга радаров. Электромагнитные волны, излучаемые радаром, проходят сквозь атмосферу. Таким образом, ни облака, ни условия освещения не являются проблемой. Представьте, что вы пользуетесь оптической камерой, похожей на ту, что встроена в ваш мобильный. Как можно сфотографировать ночью?

С помощью вспышки.

— Да, вам нужно принести с собой свет. Это и есть то, что делает радар. Он использует электрическую энергию от солнечных панелей или батарей, чтобы направить ее к цели. Цель отражает и рассеивает эти волны обратно к радару. Вы словно носите солнце с собой.

Еще один пример — отслеживание дорожного трафика. Вы бы удивились, увидев, как можно мониторить трассы из космоса с помощью радара с синтезированной апертурой: из радиолокационных изображений может быть извлечена скорость всех автомобилей в поле зрения.

Или представьте, что эскадра спутников пролетает над горой. К одному из спутников гора ближе, чем к другим. Этот спутник притягивается к горе сильнее, он движется немного быстрее. Относительное движение между двумя спутниками меняется согласно распределению массы по планете. Точно зная относительное положение и расстояние между спутниками в космосе, вы получите данные о гравитационном поле планеты. Отсюда вы можете отследить геофизические процессы, которые сгенерировали гравитацию поля.

Со временем тяготение поля меняется — например, из-за таяния ледников. Вы можете наблюдать за таянием льда над Гренландией, используя эскадру из нескольких спутников, которые будут действовать как научный инструмент.

А еще из космоса вы можете обнаружить под землей туннели или, к примеру, полезные ископаемые.

Вы, вероятно, знаете о волонтерах, которые готовятся к миссии по колонизации Марса. Отчасти Красная планета может интересовать первопроходцев и благодаря залежам минералов.

— Вы о Space-X? Я разделяю точку зрения Илона Маска: если говорить о будущем, у человечества есть два направления — либо мы застрянем на Земле до последнего, пока что-то не случится, либо станем мультипланетным видом, будем расширяться по Солнечной системе, а затем, шаг за шагом, колонизируем галактику и Вселенную.

Если мы обнаружим планету, похожую на Землю, много ли потребуется для того, чтобы отправить туда механизмы и стимулировать жизнь? Глядя в будущее — в долгосрочной перспективе речь идет не о годах, даже не о сотне лет, — я не вижу других вариантов. Мы выберемся.

Рано или поздно на Земле для нас станет либо слишком тесно, либо слишком опасно. Кроме того, планета может стать жертвой астероидов, и мы не сможем защитить ее должным образом, могут быть катастрофы. Глядя на то, как растет население, какое количество людей Земля сможет содержать через сто лет?

Если нам удастся сохранить, с точки зрения эволюции, себя на долгое время — от тысяч до миллионов лет — мы будем расширяться. Можно не сомневаться.

Вы всю жизнь изучаете космос, но сами никогда не были там. Сожалели когда-нибудь о том, что выбрали роль ученого-теоретика, а не астронавта?

— Нет. На самом деле мне повезло, когда я не стал космонавтом. Я подавал заявку, когда работал в Европе. В 2010-м Европейское космическое агентство открыло вакансию астронавта. О такой вакансии эта организация не объявляла уже много лет, и все общество было взбудоражено.

Агентство получило около 15 тысяч анкет, среди них была и моя. По результатам письменных тестов я прошел несколько отборов, вплоть до того момента, когда было отобрано 800 желающих. На этом этапе мы проходили психологические тексты, задачей которых было оценить уровень чувствительности, внимания, памяти, интуиции, способности сориентироваться и решать проблемы с помощью математических и физических знаний. К примеру, одно из заданий — миссия-полет на симуляторе.

Тесты были невероятно сложными, я не прошел их. Зато получил огромный опыт — познакомился с учеными, пилотами, людьми самых непохожих профессий. А еще убедился: я предпочитаю заниматься тем, чем занимаюсь сейчас.

Если бы у вас была возможность побывать в космосе — скажем, как космотурист, — воспользовались бы ею?

— Только не в числе первопроходцев (смеется). Я прагматик.

Вы учились в Италии и Нидерландах, работали в Германии, а сейчас работаете в США. Отличается ли подход к науке в этих странах?

— Когда речь идет о науке, различия между Европой и Штатами очевидны. Здесь я чувствую себя так, словно попал в сказку, потому что как старший преподаватель — или как преподаватель в целом — я свободен. Я сам себя создаю. У меня есть возможность лично ставить перед собой долго- и краткосрочные задачи в рамках исследовательской программы и пытаться самостоятельно их решить. Исследование, которым вы занимаетесь, принадлежит вам, как и вся исследовательская программа. Это компонент, который напрочь отсутствует в Европе, особенно если говорить о младшем преподавательском составе.

Здешние учебные заведения и исследовательские центры очень конкурентоспособны, очевидно, потому что есть потребность в финансировании, необходимость убедить других в том, что то, чем вы занимаетесь, ценно. Только тогда вам смогут выделить деньги, поддержать ваше исследование и исследовательскую программу. Вы не только ученый, но еще и предприниматель. Вы должны уметь убедить других в том, что вопросы, на которые вы пытаетесь ответить, важны и повлияют на общество.

Этот способ мышления я открыл для себя здесь, в Соединенных Штатах. Раньше, работая и обучаясь в Европе как исследователь, я этого не видел.

В период холодной войны космос стал тем, что скорее разделяло людей. СССР хотел первенства, Штаты жаждали того же. Что можно сказать о космосе сегодня — он скорее разделяет или объединяет государства?

— Многие годы после холодной войны космос объединял. Однако в последнее время я замечаю, что в связи с жесткой конфронтацией между Штатами, Китаем и Россией, ситуация развивается в сторону второй холодной войны. Мы рискуем вернуться к вооружению в космосе. И космос снова будет разделять.

Посмотрите на Международную космическую станцию. Она была портом для всех стран. Россия и Штаты успешно сотрудничали, это был прекрасный пример того, как страны могут работать вместе. Посмотрим, получится ли продолжать в том же духе. К сожалению, геополитическая ситуация может перерасти в военную конфронтацию – не только на Земле, но и в космическом пространстве.

Говорят, те, кто работает в вашей области, мягко говоря, не религиозные люди. Так ли это?

— Мне не нравится обобщать. Среди ученых немало как верующих, так и не верующих. Наверное, на этот счет есть какая-то статистика, но я бы не стал на нее полагаться.

Религия — внутренняя сфера человеческого существа. Космическая наука и инженерия относятся к внешней. Мы, ученые, четко разделяем эти вещи.

Позвольте человеку верить в то, во что ему нужно, во что он хочет. Когда речь идет о науке — у него сработает шлюз безопасности, он будет руководствоваться исключительно научными методами.

• Читайте также: Маск против NASA. Кто первым колонизирует Луну и Марс

Давайте представим, что мы договорились о следующем интервью через 20 лет. Как тот, будущий мир будет отличаться от того, в котором мы сейчас живем?

— Через 20 лет я ожидаю прорыва в науке и технике. Мы приблизимся к миру, свободному от использования полезных ископаемых, миру, который будет питаться возобновляемыми источниками энергии. Я вижу людей на Луне и, возможно, на Марсе. Через 20 лет мы обнаружим жизнь на планете, подобной Земле, вне Солнечной системы. Мы отправим миссии, чтобы запечатлеть и исследовать эти спутники. Эти открытия будут иметь колоссальные последствия. Мы будем жить в совершенно другом мире.