Colonie sur Mars - est-ce réaliste?

Dans les articles précédents, nous avons déjà traité des vitesses cosmiques, de l'effet Obert et de la formule Tsiolkovsky, et dans cet article, nous comparerons le programme lunaire à la colonisation de Mars et à quel point il est réaliste d'envoyer des grands singes sur Mars.



Soit dit en passant, récemment, Elon Mars, notre Musk a annoncé qu'il allait dépenser tout son argent pour la colonisation de Mars (188 milliards de dollars). Compter l'argent des autres, bien sûr, n'est pas décent, mais ne vous inquiétez pas - je ferai tout le sale boulot pour vous.



Combien de programmes lunaires y a-t-il aujourd'hui? 188 milliards de dollars?



Pour l'ensemble du programme lunaire, les États-Unis ont dépensé 25,4 milliards (sur 10 ans). En 1970, toutes les dépenses du gouvernement américain s'élevaient à environ 200 milliards (par an). Ceux. Le programme lunaire a coûté environ 12% des dépenses totales des États-Unis pendant 1 an.

État Le budget américain en 2019 était d'environ 3000 milliards, et 13% est de 390 milliards. La fortune d'Elon Musk est de 188 milliards, soit - Elon Musk a aujourd'hui ~ 48% de ce que les États-Unis ont dépensé pour l'ensemble du programme lunaire.



Il s'avère qu'Elon Musk peut emmener 6 personnes sur la lune et en revenir? - Bien sûr que non, lancer et contrôler une fusée dans les années 60 et aujourd'hui sont des choses complètement différentes. Un lancement de la fusée Saturn 5 a coûté environ un milliard de dollars et représentait 0,5% des dépenses de l'État entier pour l'année.



Aujourd'hui, il n'y a pas de telles roquettes lourdes, mais si l'on compare bêtement en masse, alors Saturn 5 pesait 3000 tonnes au départ, et Faclon 9 pèse 550 tonnes, c'est-à-dire 1 Saturne = 6 Falcon. Le lancement de Falcon coûte 62 millions * 6 = 372 millions, même sans tenir compte de l'inflation, le lancement de la cargaison en orbite est devenu 3 fois moins cher.



Dans le programme lunaire, le prix des fusées n'était que de 40%, le reste des coûts sont des technologies de survie, etc., mais dans cet article, je considérerai principalement la masse des fusées elles-mêmes, le carburant et la charge utile.

Quelle masse pouvez-vous mettre sur Mars en 188 milliards? Des dollars?

Elon Musk nous a promis 188 milliards, mais tant pis, nous lui laisserons 2 milliards pour la retraite. Donc, 186 milliards, c'est 3000 fusées Falcon, 1 fusée apporte 22,8 tonnes au LEO = les accélère à 7,9 km / s et peut envoyer 4040 kg sur l'orbite de transition Terre-Mars. Pour aller sur Mars, il faut une vitesse de 11,6 km / s = donc, lors d'une accélération de 3,7 km / s (11,6-7,9), la charge utile est réduite de 22,8 / 4,04 = 5,6435 fois. Nous volerons vers Mars à une vitesse d'environ 5,7 km / s, et Mars a une atmosphère très raréfiée, et vous pouvez ralentir dessus. Au premier «toucher», nous devons ralentir d'environ 700 m / s (jusqu'à la deuxième vitesse cosmique = 5,03 km / s), nous entrerons sur l'orbite de Mars et pourrons ralentir chaque révolution autour d'elle pour 3,55 km / s (1 ème CS), à une vitesse inférieure, nous quitterons déjà l'orbite et commencerons à "tomber" à la surface.Bien sûr, on peut baisser de quelques km / s de plus lors de la descente - freinage contre l'atmosphère, mais prenons le chiffre précédent = 3,7 km / s - c'est-à-dire que nous allons commencer à freiner avec des moteurs de 3,7 km / s à zéro. Cela signifie que la masse de la charge utile diminuera à nouveau de 5,6435 fois = 4040 / 5,6435 = ~ 716 kg



Nous avons 3 000 missiles = 2 148 000 kg = 2 148 tonnes. Est-ce beaucoup ou peu? Eh bien, ce sont 596 tracteurs (3,6 tonnes chacun) - c'est décent. (De plus, nous avons commencé à ralentir très tôt avec les moteurs et en fait, la charge utile peut être 2 à 3 fois plus importante).

Combien de singes y a-t-il dans 596 tracteurs?

Le chemin vers Mars n'est ni court (400 millions de km) ni rapide (270 jours) et une station de transport sera nécessaire, elle sera bien sûr très coûteuse, mais elle ne doit être construite qu'une seule fois. Par exemple, 3 personnes ont volé vers la Lune, et seulement 2 sont descendues à la surface, une est restée dans le module de commande dans l'orbite de la Lune. Et évidemment la même chose peut être faite avec Mars, la station de transport n'a pas besoin d'être plantée sur Mars, mais elle peut être jetée dans l'orbite du Soleil, dans 5-6 ans elle volera à nouveau près de la Terre et elle peut être réutilisé. Elle aura juste besoin de «rattraper», de garer la fusée et de s'envoler confortablement vers Mars, et le deuxième vol vers Mars pour un homme coûtera beaucoup moins cher.



Mais la première fois, il devra encore être construit. Nous avons 3000 fusées, divisons-les en transport / équipement pour Mars / masse vivante pour Mars. 1 fusée lance 4,04 tonnes en orbite Terre-Mars, 1000 roquettes = 4040 tonnes (c'est la masse de 10 ISS). Mais nous avons encore besoin de nourriture. Pour voyager sur Mars en classe affaires, une personne aura besoin de 20 kg de fournitures par jour (nourriture + eau + oxygène) 20 * 270 = 5,4 tonnes, pendant le vol, une personne mangera 1,5 tracteur. D'une part, il y en a beaucoup, mais d'autre part, les fournitures coûteront environ 80 millions de dollars par personne (et cela sans transformation et sans tenir compte du fait qu'en 270 jours, la récolte peut être récoltée 2 fois. ). Et la masse totale est la même que celle de 10 ISS - 40 personnes peuvent être envoyées à coup sûr. 220 tonnes de fournitures et 3 820 tonnes de station. Sur l'ISS, l'équipage est de 5 à 6 personnes, et ici il y a 4 personnes sur l'ISS.Dans le même temps, 8 080 tonnes pour Mars voleront toujours à proximité, et elles peuvent être couvertes non seulement du rayonnement solaire, mais aussi de toute la galaxie en général. Dans le même temps, 716 tonnes de matériel et 716 tonnes de «poids vif» descendront sur Mars.

Est-il possible de construire une colonie avec 716 tonnes de «matériel»?

Il est peu probable que cela puisse être appelé une colonie - plutôt une pépinière. Aucune production complexe ne fonctionnera à partir d'une telle masse, et si le ruban adhésif est épuisé (ou, Dieu nous en préserve, le ruban électrique bleu), ils devront être commandés sur Terre. Mais il est tout à fait possible de construire une colonie biologiquement autosuffisante. Sur le tout premier sous-marin nucléaire, un réacteur nucléaire pesait 35 tonnes et produisait une puissance de 10 mégawatts.







Et 10 MW, c'est 120 tracteurs qui travaillent en même temps et cette énergie n'est pas seulement suffisante pour le maintien de la vie, mais il restera encore pour le fonctionnement des équipements de construction ou pour creuser quelque chose sous la Terre de Mars - et tout cela pour 48% de ce qui a été dépensé pour le programme lunaire il y a 50 ans. Bien que ce soit le prix des missiles eux-mêmes, à l'exclusion de la technologie. Mais d'un autre côté, nous avons compté la consommation sans recyclage à 5,4 tonnes par personne (20 kg par jour) - quelles sont les autres technologies manquantes? Réfrigérateur?



Pour être honnête, personnellement, ces chiffres m'ont un peu choqué - plus tôt il me semblait que la colonie sur Mars était quelque chose au niveau des pyramides égyptiennes - une tombe pour les pharaons, mais en fait, les fusées sont devenues beaucoup moins chères. Si vous divisez toute cette expédition en 40 personnes, vous obtenez 4,5 milliards par personne. C'est un peu cher, bien sûr, mais c'est loin des pharaons égyptiens, et ce n'est pas une tombe - c'est 1500 tonnes, et la masse du réacteur est de 35 tonnes, +30 tracteurs = 100 tonnes, +300 tonnes de fournitures pour un an pour 40 personnes et il en reste encore mille tonnes - c'est bien suffisant pour la construction de maisons, de mines, de fermes, de routes. La nourriture pour le vol coûtera 80 millions, et pour transporter 10 tonnes de fret supplémentaires avec vous sur Mars, vous aurez besoin d'environ 900 millions de plus - même un milliard suffira pour se déplacer vers Mars.

Le canard peut tout envoyer sur la lune?

Il est beaucoup plus coûteux de transporter des humains sur Mars que sur la Lune, mais la situation avec le fret est complètement différente. Pour atteindre la Lune, vous avez besoin d'une vitesse de départ de 11,1 km / s et pour atteindre Mars 11,6 - seulement 0,5 km / s de plus. Mais à l'approche de la Lune, notre vitesse sera d'environ 2,6 km / s et tout cela devra être éteint par les moteurs. Et à l'approche de Mars, 5,7 km / s, mais il y a une atmosphère et la plupart de la vitesse peut s'éteindre à ce sujet. Et l'accélération coûte très cher (comme on le pensait au début, 3,7 km / s brûle ~ 85% de la masse de la fusée) et si on peut décélérer contre l'atmosphère d'au moins 1 km / s, alors la charge utile sera de 2 fois plus élevé que lors de l'atterrissage sur la lune.



Il est plus difficile de revenir de Mars (il vous faut 5,7 km / s), mais sur Mars, il est plus facile de construire la production de carburant elle-même et lors de l'atterrissage de la cargaison, Mars a un énorme avantage sur la Lune. Et à la fin - eh bien, un singe va dévorer 1,5 tracteur, eh bien, il renifle une demi-tonne d'oxygène dans le réservoir de carburant, mais une colonie ne peut toujours pas être construite avec deux tracteurs et il devrait y en avoir dix fois plus - le le poids vif ne représentera en tout cas que quelques pour cent de la masse de l'équipement. Par conséquent, la perte de 1 à 2 tracteurs n'affectera en aucune façon leur population - ils ne mourront pas et ne remarqueront même rien. Et tout de même, les économies de matériel d'atterrissage sur Mars dépasseront de nombreuses fois le coût de transport des personnes, par rapport à la Lune.



Honnêtement, j'ai moi-même été très surpris quand je l'ai compris moi-même, je pensais: - ils enverront un maximum de 2-3 singes et oublieront à nouveau pendant 50 ans (ou peut-être qu'ils seront bêtement enlevés à Hollywood, bien que. .. J'adorerais regarder une série avec un budget d'au moins 300 milliards USD (comme 1200 Avatars !!!))





mais il s'est avéré être tout à fait différent. Le prix des fusées a beaucoup baissé et même 1 personne, même la plus riche, peut envoyer 1500 tonnes sur une autre planète. Et si l'on imagine que la Chine, l'UE et l'Inde dépenseront le budget du programme lunaire (10% du budget annuel), et prendront également en compte la production de masse, qui dans tous les cas réduira plusieurs fois le coût des fusées, alors vous pouvez envoyer sur une autre planète des centaines de milliers de tonnes de fret et construire plusieurs villes avec des milliers d'habitants.

- ?

Pourquoi? - cette question, bien sûr, reste ouverte. Bien que dans le dernier article, j'ai déjà écrit sur un moteur gravitationnel, qui, dans l'orbite de Jupiter, peut produire 1800 MJ * kg (comme 60 kg d'essence) à partir de n'importe quelle pierre tombée, mais il a une masse structurelle minimale de plus d'un million. tonnes et ne peuvent pas être tellement extraites de la Terre, mais ici je voudrais attirer votre attention sur autre chose: - le fait que le pétrole va bientôt s'épuiser, et sans pétrole, il sera impossible de mettre quoi que ce soit sur l'orbite de la Terre !! ! Les propulseurs nucléaires / ioniques, la voile solaire et d'autres propulseurs fantastiques ont une poussée extrêmement faible et ne peuvent pas surmonter l'accélération de la gravité de la Terre, et ils ne commencent à fonctionner qu'après être entrés dans l'orbite minimale de la Terre. Et sans pétrole, rien ne peut nous arracher à la Terre - heptyle, hydrazine, méthane - ce sont tous des dérivés du pétrole,ou plutôt, c'est un énorme héritage que nous avons hérité des dinosaures - et il se terminera bientôt. Et en fait, si nous ne colonisons rien pendant les 20-30 prochaines années, alors nous ne coloniserons jamais rien, nous resterons des singes - une civilisation d'une seule planète ...



Dans les articles suivants, nous parlerons de ce qui doit être colonisé en premier lieu et de la manière de rendre les vols entre planètes 10 à 15 fois moins chers.





Un article sur un générateur gravitationnel qui a obtenu 7 000 vues fantastiques.



Parfois, entre les états, je ne suis ni vivant ni mort - je m'effondre sur secousse .