Přeprava lidí na Mars - ceny a přehled

Umělecký koncept astronautů a stanovišť na Marsu. Lidské mise na Mars, ačkoli jsou již dlouho plánovány, čelí obrovským nákladům a logistickým problémům. Odhady nákladů na expedici na Mars s posádkou se značně liší - v případě vládních programů, jako je například program NASA, dosahují odhady výše stovky miliard dolarů pro jednu misi. Naproti tomu noví komerční hráči slibují, že díky opakovaně použitelným kosmickým lodím a inovativním přístupům tyto náklady na jednoho cestujícího výrazně sníží. Tato zpráva porovnává předpokládané náklady na dopravu lidí na Mars v příštím desetiletí, přičemž zkoumá jak veřejně oznámené plány, tak spekulativní prognózy a zdůrazňuje proveditelnost, spolehlivost a potenciální cenové modely každé navrhované možnosti dopravy na Mars.

Plány NASA na dopravu na Mars (financované vládou)

NASA chce v příštím roce vyslat astronauty na Mars. začátek až polovina roku 2030, přičemž Měsíc slouží jako odrazový můstek. Současné plány se zaměřují na mise na Mars s posádkou kolem roku 2035 poté, co program Artemis zajistí trvalou přítomnost člověka na Měsíci. Přístup NASA zahrnuje její Space Launch System (SLS) mega-raketa a Orion kapsle pro posádku, která by dopravila posádku na oběžnou dráhu Měsíce, lunární stanice Gateway jako přestupní bod a nakonec marsovské transportní vozidlo a přistávací modul pro cestu na povrch Marsu. Tato architektura klade důraz na osvědčené technologie, ale vyžaduje několik startů a montáž ve vesmíru, což zvyšuje náklady.

- Odhady nákladů: Na rozdíl od komerčních podniků NASA neprodává vstupenky, ale náklady na osobu lze odvodit z rozpočtů misí. Analýzy naznačují, že jedna mise NASA na Mars by mohla stát řádově $500 miliard. (půl bilionu dolarů) při započtení vývoje veškerého potřebného hardwaru a infrastruktury. Tato částka značně převyšuje náklady na všechny dosavadní mise a podtrhuje rozpočtový problém. Dokonce i program Artemis na Měsíci - "odrazový můstek" k Marsu - se předpokládá ~$93 miliard do roku 2025, přičemž každý start SLS/Orion bude stát přibližně 1,5 miliardy EUR. $4,1 miliardy (z velké části kvůli postradatelnému hardwaru) . Při počtu 3-4 astronautů na jednu misi to znamená, že efektivně více než $1 miliardy na astronauta. jen do blízkosti Měsíce. Mise na Mars by byla pravděpodobně ještě dražší na osobu, pokud by se použily podobné smluvní modely a systémy na jedno použití.

- Financování a životaschopnost: Mise NASA jsou financovány z vládních prostředků. Takové velké náklady znamená, že plány na Mars jsou podmíněny trvalou politickou podporou a rozpočtem. NASA zkoumá možnosti sdílení nákladů a partnerství - např. využití finančních prostředků Vesmírná loď společnosti SpaceX pro přistání na Měsíci - aby se snížily výdaje. Pro Mars může NASA podobně spolupracovat s komerčními poskytovateli dopravy nebo technologií, aby snížila náklady. Ekonomika se však neřídí ziskem, ale tím, že vědecké a strategické zdůvodnění, nikoliv prodej míst. V případě změny národních priorit je tak financování nejisté. Zajištění programu Mars je ekonomicky udržitelný po desetiletí je pro NASA klíčovou výzvou.

- Technologické výzvy: Konzervativní přístup NASA upřednostňuje bezpečnost a spolehlivost, ale technické překážky jsou obrovské. Dlouhodobá podpora života, radiační stínění pro ~6-7měsíční cestu v každém směru a vstup, sestup a přistání (EDL) pro těžké dopravní prostředky s posádkou na Marsu jsou všechny hlavní nákladové faktory. Každá z nich vyžaduje nové technologie nebo zásadní vylepšení (např. větší tepelné štíty a nadzvukový zpětný pohon pro EDL na Marsu). Složitost sestavení marsovského transportního prostředku na oběžné dráze nebo na Gateway a případné předběžné rozmístění vratného paliva na Marsu rovněž zvyšuje náklady a rizika. Tyto problémy přispívají k vysokým odhadům nákladů NASA a dlouhým lhůtám (první přistání až v roce 2030).

- Časový plán a proveditelnost: Plán NASA (Mars s posádkou do roku 2035) je ambiciózní a může se zpozdit, pokud se zpozdí financování nebo vývoj technologií. Agentura má zkušenosti se zpožděním nových programů pro lety lidí do vesmíru (např. vývoj SLS trval více než deset let). Proveditelnost přistání na Marsu v roce 2030 závisí na pokroku v roce 2020: úspěšných lunárních misích Artemis, demonstracích technologií pro marsovská stanoviště a podporu života a případně na mezinárodních partnerstvích, která by se podílela na nákladech. Přístup NASA je následující spolehlivý koncept (na základě zkušeností z Apolla/ISS/Artemis), ale pomalé a nákladné, což vyvolává otázky ohledně dlouhodobé udržitelnosti. Kritici poznamenávají, že čistě vládní program pro Mars by při současné výši rozpočtu mohl trvat desítky let a biliony dolarů celkem , což mnozí považují za neudržitelné bez nových úsporných strategií.

Plány společnosti SpaceX na dopravu na Mars (komerční)

Kresba lodi Starship společnosti SpaceX startující do vesmíru. SpaceX je předním soukromým hráčem s jasnými ambicemi na Marsu. Společnost Hvězdná loď kosmické lodi a Super těžký posilovací systém je navržen jako plně opakovaně použitelné dopravní systém pro dopravu lidí (až 100 najednou) a nákladu na Mars. Zakladatel společnosti SpaceX Elon Musk učinil z kolonizace Marsu dlouhodobou vizi společnosti, jejímž cílem je umožnit migraci velkého počtu lidí na Mars. Hvězdná loď je ústředním bodem tohoto plánu: kosmická loď z nerezové oceli, která může startovat na oběžnou dráhu Země, doplňovat palivo z tankerů na oběžné dráze a poté cestovat na Mars a zpět. bez vyřazení. Tento přístup, pokud bude úspěšný, slibuje řádové snížení nákladů na dopravu na Mars.

- Časový plán a plány: Veřejně oznámeným cílem společnosti SpaceX je vyslat první nákladní hvězdné lodě na Mars již 2022-2024a první hvězdná loď s posádkou jakmile 2024-2026 (časový plán původně oznámený v letech 2016-2017) . Ve skutečnosti jsou tyto termíny pohyblivé - od roku 2023 žádná loď Starship nedosáhla oběžné dráhy a orbitální letový test v roce 2023 skončil předčasně - ale vývoj je rychlý. Realistický odhad je zkušební let s posádkou k Marsu v roce 2025. konec roku 2020, v závislosti na postupu inženýrských prací a schválení regulačními orgány. Společnost SpaceX prokázala schopnost rychlé iterace (např. prototypy lodi Starship, opakované testy motorů) a plánuje také cestu na oběžnou dráhu Měsíce (tzv. dearMoon projekt v roce 2024 se společností Starship) jako předchůdce. Pokud Starship dosáhne oběžné dráhy a doplnění paliva do poloviny roku 2020, bude pokus o přesun na Mars do roku ~2030 je myslitelný. Na rozdíl od NASA by se společnost SpaceX mohla rozhodnout zahájit soukromou misi na Mars, jakmile bude technologie připravena, i kdyby šlo jen o demonstraci s několika firemními astronauty nebo platícími zákazníky, takže její časový plán by mohl být agresivnější (pokud by to bylo technicky proveditelné).

- Náklady na cestujícího: Strategie společnosti SpaceX je výslovně zaměřena na maximalizovat opakované použití a četnost letů rozložit náklady na více cestujících. Musk uvedl, že provozní náklady pro start hvězdné lodi může být pouze ~$2 milionů (především na pohonné hmoty) - což je ve srovnání se současnými raketami neuvěřitelně málo - pokud je systém plně a rychle opakovaně použitelný. Teoreticky by jedna hvězdná loď mohla přepravovat 50-100 lidí, což by znamenalo několik desítek tisíc dolarů na osobu v nákladech na pohonné hmoty. Samozřejmě, že náklady na vývoj (několik miliarda dolarů) se musí vrátit, ale Muskova často citovaná vize je, že cena letenky na Mars se bude v budoucnu pohybovat kolem 1,5 milionu dolarů. $100,000 (možná i méně než $100k), případně < $500k v prvních letech. Navrhl, že by to bylo dostatečně nízké, aby "většina lidí ve vyspělých ekonomikách by mohla prodat svůj dům na Zemi a přestěhovat se na Mars, kdyby chtěli" . V roce 2017 Musk odhadoval počáteční cenu letenky kolem $200k na osobu, přičemž s rostoucím měřítkem klesá na ~$100k . Tyto údaje jsou aspirační - žádné vstupenky nejsou v prodeji - ale naznačují cíl společnosti SpaceX: řádově levnější než tradiční programy. Je důležité si uvědomit, že počáteční cesty na Mars (pokud by například na testovací misi letěla jen desítka inženýrů) nebudou komerčně prodejné a SpaceX by efektivně stály stovky milionů; ale jakmile systém dozraje, mezní náklady na dalšího pasažéra by se mohly přiblížit Muskovu cíli.

- Financování a obchodní model: Na rozdíl od NASA musí SpaceX zohlednit ekonomickou životaschopnost. Vývoj lodi Starship (odhadovaná cena $5-10 miliard celkem) financuje SpaceX ze soukromých zdrojů - prostřednictvím příjmů ze startů a masivních investic do svého satelitního programu Starlink (který má podle Muskových slov částečně financovat ambice na Marsu). SpaceX také získala $2,9 miliardy kontraktů s NASA využít loď Starship jako lunární modul a získat tak finanční injekci. V budoucnu společnost SpaceX počítá s příjmy ze samotných cest na Mars: prodej sedadel nebo dokonce celých letů lodi Starship zákazníkům. Prvními zákazníky mohou být NASA (nákup dopravy pro své astronauty) nebo vesmírní turisté. Například cesta financovaná miliardáři (analogicky k drahému Měsíci pro Mars) by mohla financovat brzkou misi s posádkou. V průběhu více než 10 let, pokud Starship dosáhne rutinních letů, by SpaceX mohla přijmout. model podobný letecké společnosti: mnoho letů ročně, ceny letenek zpočátku vysoké (miliony), ale s rostoucím objemem a konkurencí klesají k šestimístným číslům. Musk dokonce vyslovil myšlenku zpáteční jízdenky zdarma (za cestu na Mars se platí, ale návrat na Zemi je zdarma) , aby se podpořila emigrace a zároveň se zajistilo, že nikdo nebude uvězněn z důvodu nákladů. Hlavní ekonomická sázka spočívá v tom, že výrazně nižší náklady na start uvolní dostatečnou poptávku (ze strany výzkumníků, dobrodruhů, emigrantů a agentur), aby se cesty na Mars staly dlouhodobě životaschopným komerčním oborem podnikání.

- Technologické a logistické výzvy: Plán společnosti SpaceX závisí na tom, zda se podaří realizovat několik nevyzkoušených technologií: rychlá opakovaná použitelnost, doplňování paliva na oběžné dráze a dlouhodobá podpora života. Obří konstrukce hvězdné lodi z nerezové oceli musí přežít několikanásobné návraty (na Zemi a na Mars), a doplňování paliva do hvězdné lodi na oběžné dráze Země. - což je kritický aspekt pro dopravu dostatečné hmotnosti na Mars. Kromě toho bezpečná přeprava 100 cestujících hlubokým vesmírem vyžaduje robustní podporu života, radiační stínění a možná i umělou gravitaci (Starship neposkytuje gravitaci, takže je třeba zmírnit zdravotní účinky 0g při šestiměsíční cestě). To jsou netriviální výzvy na kterém SpaceX aktivně pracuje, ale který zvýší náklady na vývoj a složitost. Dalším nákladovým faktorem je potřeba Infrastruktura Marsu: SpaceX plánuje, že první hvězdné lodě ponesou zařízení na výrobu paliva na Marsu (via využití zdrojů in-situ, výroba metanu a kyslíku z marťanské vody a CO₂). Tím se sice vyhneme přepravě vratného paliva ze Země, ale vyžaduje to spolehlivou technologii ISRU na Marsu - což je logistická překážka, která by v případě zpoždění mohla způsobit delší pobyt prostředků nebo lidí na Marsu (což by zvýšilo náklady na misi). Navzdory těmto výzvám dodávají raketám Falcon společnosti SpaceX jistou důvěru její dosavadní výsledky v oblasti opakovaného použití a rychlých vývojových cyklů. . spolehlivost lodi Starship pro lidský život se ještě musí prokázat; SpaceX pravděpodobně provede řadu nákladních/testovacích letů, než na palubu umístí lidi, aby se ujistila, že bezpečnost je přijatelná. Proveditelnost dosažení Marsu v příštím desetiletí závisí na překonání těchto překážek. Pokud se jim to podaří, SpaceX by mohla výrazně snížit náklady všech ostatních možností a stát se tak nejúspornější (i když stále experimentální) prostředky pro dopravu lidí na Mars do roku 2030.

Blue Origin a další soukromé podniky

Blue Origin, vesmírná společnost založená Jeffem Bezosem, je vedle SpaceX dalším často zmiňovaným komerčním hráčem. Nicméně, Společnost Blue Origin veřejně neoznámila žádné podrobné plány mise na Mars s lidmi. pro příštích 10 let - v nejbližší době se zaměří především na Měsíc a oběžnou dráhu Země. Blue Origin vyvíjí Nový Glenn těžká nosná raketa (předpokládaný první start v polovině roku 2020), která by mohla potenciálně posílat těžké náklady k Marsu, ale s posádkou Doprava na Mars zatím není v plánu. Místo toho je velkým projektem Blue Origin Modrý měsíc přistávacího modulu na Měsíci (přistání s posádkou na Měsíci je plánováno kolem roku 2029 v rámci programu NASA Artemis). Přitom společnost Blue Origin dlouhodobá vize je miliony lidí žijících a pracujících ve vesmíru, takže Mars je jistě v rámci jejích aspiračních cílů. Jakýkoli podnik společnosti Blue na Marsu by pravděpodobně využil její zkušenosti s opakovaně použitelnými raketami a lunárními moduly, ale pravděpodobně by se jednalo o za horizontem 10 let.

- Časový plán a plány: V letech 2025-2035 bude Blue Origin testovat New Glenn (částečně opakovaně použitelnou orbitální raketu) a provádět lunární mise. Přesun na Mars společností Blue Origin před rokem 2035 by byl vysoce spekulativní. Společnost by mohla přispět technologiemi k úsilí NASA nebo jiných partnerů na Marsu (například motory nebo konstrukce přistávacího modulu Blue by mohly být přizpůsobeny pro Mars). Boeing a Lockheed Martin, tradiční giganti v oblasti letectví a kosmonautiky, rovněž nemají samostatné programy pro dopravu na Mars, kromě partnerství s NASA (Boeing staví SLS; Lockheed staví Orion a navrhl projekt Základní tábor na Marsu koncept orbitální stanice pro NASA) . Tyto koncepty zůstávají koncepční bez účelového financování. Dalším významným soukromým konceptem byl Mars One, nizozemská nezisková organizace, která v roce 2010 navrhla jednosměrné cesty na Mars financované prostřednictvím televizní reality show. Společnost Mars One odhadovala $6 miliard na vyslání prvních 4 lidí a $4 miliardy na každou další posádku, což znamená ~$1,5 miliardy na jednoho cestujícího pro počáteční misi - mnohem levnější než přístup NASA, ale stále extrémně vysoký a založený na mnoha neprokázaných předpokladech. Nakonec se společnosti Mars One nepodařilo zajistit financování a vyhlásila bankrot, což podtrhuje obtížnost financování takovýchto projektů čistě prostřednictvím soukromých investic a mediálních práv.

- Náklady a financování: Vzhledem k tomu, že společnost Blue Origin nepředložila plán letu na Mars, nejsou k dispozici žádné oficiální údaje o nákladech nebo cenách letenek. Jakékoli odhady by byly spekulativní. Blue Origin je podporována Bezosovým jměním (osobně do společnosti investuje ~$1 mld. ročně z prodeje akcií Amazonu) a začíná mít příjmy ze suborbitální turistiky (letenky na její suborbitální lety New Shepard údajně stojí $250k-$500k+ při prvních letech) a nadcházející starty družic. Pokud by společnost Blue chtěla pokračovat v dopravě na Mars, mohla by potenciálně financovat vývoj podobně jako SpaceX - prostřednictvím interních investic a soutěží o zakázky NASA. (Blue Origin například prohrála se SpaceX první zakázku na lunární modul Artemis, ale v roce 2023 získala druhou zakázku v hodnotě $3,4 miliardy na přistání na Měsíci v roce 2029). Filozofie společnosti Blue Origin postupný vývoj krok za krokem ("Gradatim Ferociter") znamená, že se pravděpodobně bude zabývat Marsem až po zvládnutí orbitálních a lunárních letů s lidmi. Pokud by společnost Blue Origin postavila opakovaně použitelné vozidlo pro let na Mars, v dlouhodobém horizontu by se mohlo cenový model by se mohly podobat těm od SpaceX (letenky prodávané bohatým dobrodruhům nebo přepravní služby pro NASA), ale v této fázi jsou takové ceny pouhou domněnkou.

- Proveditelnost a výzvy: Aby mohl jakýkoli nový soukromý účastník (ať už Blue Origin nebo jiný) uskutečnit misi na Mars s lidmi, je třeba, aby překážky jsou podobné překážkám společnosti SpaceX: schopnost vynášení těžkých raket, doplňování paliva ve vesmíru nebo montáž, pokročilá podpora života a obrovské finanční prostředky. Raketa New Glenn společnosti Blue Origin bude velká, ale pravděpodobně ne tak velká jako Starship, pokud jde o užitečné zatížení; k sestavení mise k Marsu na oběžné dráze by mohlo být zapotřebí více startů New Glenn, což by zvýšilo náklady a složitost. Bez plného opakovaného použití by náklady na jednu misi zůstaly vysoké (první stupeň New Glenn je opakovaně použitelný, ale druhý stupeň je v současnosti spotřební). Spolehlivost systémů Blue bude třeba postupně prověřit (mají několik úspěšných suborbitálních letů posádek, ale zatím žádné orbitální lety). Shrnuto a podtrženo, ostatní soukromé podniky nemají konkrétní časový plán pro Mars na příští desetiletí., a přestože mohou případně nabídnout alternativní možnosti dopravy, SpaceX zůstává hlavním komerčním uchazečem pro brzký přesun lidí na Mars díky svému náskoku v příslušných technologiích.

Mezinárodní plány: Čína a další

Nad rámec úsilí USA, Čína aktivně plánuje průzkum Marsu s lidskou posádkou. V roce 2021 Čína oznámila plán na vypuštění první sondy na Mars. mise na Mars s posádkou v roce 2033, s následnými misemi v letech 2035, 2037, 2041 a později. Tento ambiciózní program je součástí dlouhodobé vize vybudování trvale obydlená základna na Marsu a využívat marťanské zdroje. Čínský přístup je řízen vládou prostřednictvím Čínského národního úřadu pro vesmír (CNSA) a souvisejících státních dodavatelů. Po úspěšném přistání robotů na Marsu (mise Tianwen-1 s vozítkem Zhurong v roce 2021) Čína nyní vyvíjí těžkou nosnou Dlouhý březen 9 raketový a potenciálně jaderný pohon, který umožní přesun posádky na Mars. Kolem roku 2030 se plánuje mise na návrat vzorků z Marsu (robotická), která by měla vyzkoušet některé potřebné technologie.

- Náklady a financování: Podrobné odhady nákladů na čínský program pro lidi na Marsu nejsou veřejně dostupné. Jelikož se však jedná o státem řízené úsilí, financování bude pocházet z vládních rozpočtů a bude odůvodněno strategickými a prestižními motivy. Čínský vesmírný program je známý tím, že v některých oblastech má relativně nižší náklady než NASA (díky nižším nákladům na pracovní sílu a zefektivnění rozhodování), ale i tak bude úsilí o Mars s posádkou extrémně nákladné (pravděpodobně desítky miliard dolarů po dobu trvání programu, ne-li více). Vzhledem k tomu, že Čína v současné době neplánuje prodávat "letenky" civilistům, neexistují žádné přímé náklady na jedno místo - veškeré náklady na misi nese vláda. Z hlediska ekonomické rentability Čína považuje mise na Mars s posádkou spíše za investici do technologické zdatnosti a národní prestiže než do zisku. To znamená, že dokud bude ústřední vláda dávat projektu prioritu, může být financování udržitelné. (Pozoruhodné je, že čínský program letů na Měsíc s posádkou a připravované moduly vesmírných stanic naznačují silný závazek k lidským letům do vesmíru).

- Technologie a časová osa: Čínská časová osa 2033 pro první přistání člověka je velmi agresivní - zhruba v souladu s předběžným harmonogramem NASA - a vyžadoval by rychlý vývoj mnoha nových technologií. Mezi klíčové potřeby patří supertěžká raketa srovnatelná se SLS/Starship, podpora života pro dlouhé mise (dosavadní čínské lety s lidskou posádkou probíhaly na nízké oběžné dráze Země několik dní až měsíců) a řešení pro bezpečné přistání a návrat na Mars. Čína provádí výzkum jaderný tepelný pohon zkrátit dobu přepravy (potenciálně zkrátit cestování na několik měsíců) , což by mohlo snížit některé náklady (méně spotřebního materiálu, menší ozáření), ale tato technologie nemusí být připravena do roku 2030. Spolehlivost čínských nosných raket je u stávajících raket Dlouhý pochod vysoká, ale nové megarakety a systémy s posádkou v hlubokém vesmíru se zpočátku neosvědčí. Hovoří se také o mezinárodní spolupráce: Čína přizvala mezinárodní partnery (a vzhledem k ruským vesmírným ambicím a současné izolaci od USA/Evropy je možné, že se bude jednat o mezinárodní partnerství). Partnerství Číny a Ruska na Marsu by mohly vzniknout, sdílet náklady a odborné znalosti). Celkově se zdá, že čínský plán pro Mars proveditelné vzhledem k národním zdrojům a výsledkům v plnění ambiciózních vesmírných cílů (vesmírná stanice, přistání na odvrácené straně Měsíce atd.), ale harmonogram se může zpozdit. Pokud by se jej podařilo dosáhnout, nabízel by alternativní systém dopravy lidí na Mars (provozovaný vládou, nikoliv otevřený soukromým cestujícím), a to potenciálně s nižšími náklady než přístup NASA (i když stále ještě zdaleka nedosahující nízkých nákladů, v něž doufá SpaceX).

- Další národní snahy: Ostatní vesmírné agentury (evropská ESA, ruský Roskosmos, indická ISRO atd.) v současné době nemají naplánované samostatné programy pro lidskou posádku na Marsu pro léta 2020 nebo 2030, a to především kvůli obrovským nákladům. Evropa přispívá technologiemi do plánů NASA (např. komponenty pro Orion a Gateway) a může vyslat evropské astronauty na misi na Mars pod vedením NASA, ale nemá samostatné vozidlo pro Mars. Rusko pravidelně deklaruje zájem o Mars (a má na papíře koncepty habitatu v hlubokém vesmíru a jaderného pohonu), ale kvůli rozpočtovým omezením a geopolitickým faktorům je mise na Mars pod ruským vedením v příštím desetiletí nepravděpodobná. Indie, Japonsko, Spojené arabské emiráty a další se prozatím zaměřují na robotický průzkum Marsu. Na stránkách . SAEmá například velmi dlouhodobou vizi marťanského města do roku 2117, ale v blízké budoucnosti neplánuje žádný start člověka. Souhrnně řečeno, jakákoli jiná než americká a nečínská doprava lidí na Mars v příštích 10 letech by téměř jistě probíhala ve spolupráci - např. zahraniční astronauti by se svezli na misích NASA nebo SpaceX - a nikoli samostatný systém dopravy pro srovnání.

Srovnávací analýza možností přenosu z Marsu

Následující tabulka shrnuje klíčové hráče a plány na dopravu lidí na Mars a porovnává jejich plány. harmonogramy, odhady nákladů na osobu a modely financování.:

Program / vozidlo	Organizátor	První lidský cíl na Marsu	Est. Náklady na cestujícího	Model financování a tvorby cen
NASA (SLS/Orion a partneři)	Vláda USA (NASA)	~2035 (zpáteční let)	Žádné vstupenky; náklady na misi ≈ $500+ miliard celkem (miliardy na astronauta)	Financováno státem (daňovými poplatníky). Žádná přímá cena za místo; náklady jsou odůvodněny vědeckým/národním zájmem. Extrémně vysoké náklady na vývoj a provoz, nízká letová frekvence.
Vesmírná loď SpaceX	SpaceX (soukromá)	~2028-2030 (optimistické)	$100k-$500k (aspirační budoucí jízdenka) . První lety efektivně nákladné (stovky $M pro testovací misi; zatím žádný veřejný prodej letenek). Dlouhodobé mezní náklady by mohly být <$100k s plným opětovným použitím ( ~$2M/start pro 100 osob ).	Vývoj financovaný ze soukromých zdrojů (SpaceX/Elon Musk a smlouvy s NASA). Plány na prodej sedadel agenturám a soukromým zákazníkům. Vydělává na velkém objemu a opakovaném použití; první mise mohou být financovány investory nebo sponzory, dokud se prodej letenek nestane rentabilním.
Blue Origin (nové marsovské vozidlo odvozené od Glenna) [spekulativní]	Blue Origin (soukromá společnost)	Žádný výslovný plán (pravděpodobně po roce 2035)	N/A - Nebyly oznámeny žádné ceny za přepravu na Marsu. Potenciální náklady vysoké bez plného opětovného použití (New Glenn spotřebuje druhý stupeň). Mohl by usilovat o konkurenceschopné ceny, pokud se dosáhne opětovného použití.	Miliardáři (Jeff Bezos) a vládní zakázky. Pravděpodobně by usiloval o podporu NASA. Cenový model nerozhodnut; možná podobný jako u SpaceX (prodej přepravních služeb), pokud bude vyvinuto vozidlo pro Mars.
Čínská mise na Mars	CNSA (čínská vláda)	2033 první přistání (s posádkou)	N/A (vládní mise). Celkové náklady na program nezveřejněny; očekávané desítky miliard. Náklady na jednoho astronauta, který nebyl uveden na trh (státem sponzorovaná posádka).	Financováno státem jako národní program. Žádné komerční vstupenky. Úspory z rozsahu nejsou hlavním faktorem; utratí tolik, kolik je třeba ke splnění cílů mise. Potenciálně nižší výrobní náklady než v USA, ale vysoké celkové investice.
Mars One [zaniklý]	Mars One (soukromý)	~2026 (jednosměrný) (nikdy nerealizováno)	$1,5 miliardy na osobu (jednosměrný) - $6B pro první 4 osoby . Následná vyšetření $4B na 4 (~$1B každé).	Plánované financování televizní reality show (neúspěšné). Žádné reálné financování; náklady byly spekulativní. Ukázalo se, že je obtížné zajistit čistě soukromé financování v takovém rozsahu.

Tabulka: Srovnání hlavních plánů dopravy lidí na Mars, včetně jejich předpokládaných časových harmonogramů, přibližných nákladů na osobu nebo cen letenek (pokud jsou k dispozici) a způsobu financování. (Poznámka: Scénář Blue Origin pro Mars je hypotetický, protože společnost zatím neoznámila program pro lety na Mars s posádkou; její vstup je zahrnut pro srovnání vzhledem k jejímu významu v oblasti letů s lidskou posádkou. Stejně tak je zde uvedena společnost Mars One jako příklad zveřejněného soukromého plánu, který však již není aktivní).

Jak ukazuje tabulka, Vesmírná loď společnosti SpaceX vyniká svou radikálně nižší nákladové cíle na cestujícího, což je umožněno plným opětovným využitím a vysokou kapacitou. Pokud Starship uspěje, mohla by snížit cenu cesty na Mars na úroveň, která je sice stále drahá, ale je v dosahu vlád a dokonce i soukromých osob (v řádu stovek tisíc dolarů, podobně jako cena domu). Naproti tomu vládní mise NASA a Číny budou přinejmenším zpočátku vyšší. vůbec neprodávat místa - jedná se o průzkumné mise s ručně vybranými posádkami astronautů, jejichž náklady na jednoho člověka se pohybují ve stovkách milionů nebo miliardách, pokud se rozpočty programů rozdělí. Spolehlivost a bezpečnost se pravděpodobně také liší: NASA bude mít extrémně přísné bezpečnostní rezervy (a tím pádem vyšší náklady a delší vývoj), zatímco SpaceX může zpočátku akceptovat vyšší riziko, aby mohla rychle iterovat a snížit náklady (nakonec bude usilovat o bezpečnost podobnou letadlům díky obrovským letovým zkušenostem). První mise na Mars s posádkou - ať už od NASA, nebo od SpaceX - budou ze své podstaty spojeny se značným rizikem už jen proto, že se na tuto cestu ještě nikdy nevydal žádný člověk.

Klíčové faktory ovlivňující náklady a proveditelnost

Několik stránek technologické a logistické faktory výrazně ovlivní náklady na dopravu lidí na Mars ve všech těchto plánech:

- Znovupoužitelnost vs. spotřebovatelnost: Opakovaně použitelná vozidla (jako Starship a potenciálně budoucí systémy jiných společností) rozloží obrovské náklady na vývoj do mnoha letů a eliminují nutnost přestavby nové rakety pro každou misi. To je základní kámen nízkonákladové strategie společnosti SpaceX.. Naproti tomu SLS NASA je v současné době na jedno použití - každá raketa $4B je vyhozena - což zvyšuje náklady na jednu misi. Dosažení opakovaného použití (zejména velkých nosných raket a kosmických lodí) je technicky náročné, ale nabízí obrovské úspory nákladů v případě úspěchu. Je to kompromis: opakovaně použitelné systémy mohou být méně výkonné. osvědčené zpočátku (je třeba mnoha zkušebních letů, aby se zjistila spolehlivost), ale slibují nižší dlouhodobé náklady.

- Spouštění hmoty a montáž/doplňování paliva na oběžné dráze: Dosažení Marsu kosmickou lodí s lidskou posádkou pravděpodobně vyžaduje buď velmi velkou raketu, nebo několik středně velkých startů. Plán NASA by mohl využít více startů SLS k sestavení marsovského vozidla nebo k vyslání nákladu dopředu, zatímco SpaceX bude doplňovat palivo Starshipu na oběžné dráze Země a vyšle jednu plně naloženou loď. Doplňování paliva na oběžné dráze a montáž zvyšují složitost a potenciální místa selhání, ale mohou snížit velikost (a náklady) potřebných raket. Zřizování skladů paliva nebo provádění více startů na jednu misi by však mohlo zvýšit provozní náklady, pokud by nebyly zefektivněny. Schopnost nést více lidí na jedno spuštění ovlivňuje také náklady na osobu: SpaceX nacpe 100 lidí na jedno vozidlo, což drasticky snižuje náklady na hlavu (ale také zvyšuje sázky na jeden start). Metoda NASA může vyslat <10 astronautů najednou, což znamená, že veškeré náklady na start se rozdělí mezi méně lidí.

- Podpora života a doba trvání mise: Lidé cestující na Mars budou potřebovat jídlo, vodu, vzduch a ochranu pro cestu, která potrvá zhruba tři hodiny. 6-9 měsíců v každém směrua navíc na Marsu. Systémy podpory života musí být vysoce spolehlivé a pravděpodobně regenerativní (recyklace vzduchu a vody) - jejich vývoj je nákladný (jeden z odhadů NASA uvádí, že jen náklady na podporu života pro misi na Mars jsou vyšší než náklady pro misi na Mars). $2+ miliard ). Pokud by pokročilý pohon (např. jaderný tepelný) dokázal zkrátit dobu letu na několik měsíců, snížila by se potřeba spotřebního materiálu (a vystavení škodlivému záření), což by mohlo snížit některé náklady, ale takový pohon nemusí být připraven pro první mise. Delší pobyty na Marsu (NASA předpokládá až ~500 dní na povrchu ) znamenají, že stanoviště musí být robustní a možná i částečně odolné. soběstačné (napájení, radiační stínění atd.), což zvyšuje náklady, ale přináší větší vědeckou návratnost. Vyřešení těchto problémů má zásadní význam pro bezpečnost a jejich efektivní řešení oddělí nákladově efektivnější plány od dražších.

- Vstup, sestup a přistání (EDL) na Marsu: Přistání lidí na Marsu je mnohem těžší než přistání na Měsíci nebo návrat na Zemi. Marťanská atmosféra je dostatečně hustá na to, aby při vstupu do atmosféry vytvářela intenzivní teplo, ale příliš řídká na to, aby dokázala dostatečně zpomalit těžkou kosmickou loď pouze pomocí padáků. Navrhovaná řešení (retropulsní přistání, nafukovací zpomalovače, velké padákové systémy nebo nějaká kombinace) zahrnují nové technologie. Vývoj přistávacího modulu na Marsu, který by byl schopen bezpečně dopravit velký habitat pro posádku (možná více než 20 tun), je hlavní nákladovou položkou plánu NASA. Loď Starship společnosti SpaceX je navržena tak, aby vstoupila do atmosféry Marsu a přistála v jednom kuse, ale tento manévr (často nazývaný "nadzvukový parašutista" kvůli břišnímu profilu Starshipu při návratu do atmosféry) zůstává na Marsu nevyzkoušen a je jedním z nejrizikovějších prvků jejich plánu. Jakékoli selhání EDL by mohlo vést ke ztrátě mise, takže redundance a testování jsou kriticky důležité - ale toto testování (případně včetně ukázkových přistání bez posádky na Marsu) bude nákladné. Robustní schopnost EDL je pro mise s lidskou posádkou neoddiskutovatelná a zajištění jejího spolehlivého fungování bude vyžadovat značné investice (ať už ze strany NASA, SpaceX nebo Číny), což ovlivní celkové náklady.

- Rozsah operací: Náklady na osobu se výrazně zlepší, pokud se doprava na Marsu přesune z jednorázové mise na trvalý program s pravidelnými lety. Program NASA Apollo byl zrušen, protože náklady a politická vůle poklesly; aby se tomu předešlo, budoucí plány na Mars (zejména komerční) usilují o soběstačný průběh. Vize společnosti SpaceX stovky osadníků v každém startovním okně by amortizovala náklady a využívala úspory z rozsahu (nákup materiálu ve velkém, rutinní operace), aby snížila ceny. Pokud se uskuteční jen několik misí, každá z nich ponese břemeno plných nákladů na vývoj. Proto se spolehlivost vozidel a poptávka po cestách na Mars rozhodnou o tom, zda se dostaneme do pozitivního cyklu častých letů (snižování nákladů), nebo zůstaneme v režimu vzácných, experimentálních misí (udržování extrémně vysokých nákladů).

Ekonomická životaschopnost a výhled

V příštích deseti letech ekonomická životaschopnost bude pravděpodobně poprvé vyzkoušena doprava lidí na Mars. Mise pod vedením vlády (NASA, CNSA) nejsou určeny k dosažení zisku; jejich životaschopnost se měří politickou a veřejnou podporou. NASA bude potřebovat soustavné zvyšování finančních prostředků, aby dosáhla cíle pro Mars v roce 2030, a přestože se Mars těší širokému zájmu veřejnosti, konkuruje jiným prioritám. Potenciální změna hry nastane, pokud komerční poskytovatelé snižují nákladovou bariéru, což NASA v podstatě umožňuje nákup přepravních služeb na Mars, než aby vše vyvíjeli ve vlastní režii. Tento model komerčních smluv (obdoba toho, jak NASA nyní nakupuje lety na ISS od SpaceX) by mohl učinit misi na Mars ekonomicky přijatelnější pro zákonodárce, protože by část nákladů na vývoj byla svěřena externím dodavatelům. Generální inspektor NASA výslovně varoval, že současná trajektorie nákladů (SLS/Orion za $4B na jeden start) je "neudržitelné" , což nutí NASA přijmout levnější alternativy (jako je Starship) nebo riskovat zrušení programu.

Pro soukromé společnosti, je ekonomická rentabilita dopravy na Mars velkým problémem. Trh s letenkami na Mars v ceně $100k+ je neprověřený - závisí na předpokladu, že se najde dostatek lidí. chtít jet a mohou si to dovolit (nebo že organizace budou sponzorovat cesty). V období 2025-2035 jsou pravděpodobnými zákazníky vlády (pro výzkum/vysazování vlajek) a ultra-bohatí (pro dobrodružství nebo filantropii). Vesmírná turistika na nízkou oběžnou dráhu Země a na Měsíc se teprve rozvíjí; Mars bude pro každého platícího zákazníka dalším stupněm důvěry vzhledem k vyšším nákladům, delšímu časovému závazku (~2 roky cesty) a vyššímu riziku. To znamená, že brzy Lety na Mars mohou být ztrátové pro společnost SpaceX - spíše o ověření konceptu než o vydělávání peněz. Elon Musk připustil, že vybudování města na Marsu nebude okamžitě ziskové, ale je to dlouhodobý záměr pro budoucnost lidstva (proto do něj směřuje zisky z jiných podniků). Blue Origin a další společnosti by se potýkaly se stejným problémem - na Marsu nelze krátkodobě vydělat, takže to vyžaduje trpělivý a vizionářský kapitál. Pozitivní stránkou věci je, že mnoho technologií vyvinutých pro Mars (např. podpora života, habitaty s uzavřenou smyčkou, těžké nosné rakety) má uplatnění pro Operace na oběžné dráze Země a lunární projekty, které mají krátkodobé zákazníky (NASA, armáda, telekomunikační společnosti atd.). Společnosti tak mohou zpočátku získat zpět část nákladů tím, že budou sloužit těmto trhům (jak to dělá SpaceX s vynášením satelitů a Starlinkem a Blue Origin doufá v New Glenn), zatímco se připravují na Mars.

S výhledem na deset let dopředu očekáváme:

- SpaceX pokračovat ve snižování nákladů na vypuštění, případně provést první pokus o přelet nebo přistání na Marsu financovaný ze soukromých zdrojů. pokud bude loď Starship uvedena do provozu. Jejich cenový model se bude vyvíjet - možná začne s misemi astronautů financovanými NASA (NASA by mohla uzavřít smlouvu se SpaceX na přistání svých astronautů na Marsu, podobně jako v případě lunárního kontraktu Artemis HLS) před jakýmikoliv čistě turistickými cestami. Pokud se vyplní sliby společnosti Starship o nákladech, mohla by SpaceX koncem roku 2020 oznámit cenu letenek a začít přijímat zálohy na budoucí cesty na Mars (podobně jako Virgin Galactic prodávala suborbitální letenky na roky dopředu).

- NASA bude pravděpodobně až do roku 2020 v přípravné fázi, kdy se bude testovat hardware při lunárních misích a upřesňovat plány. Na stránkách . první mise na Mars s posádkou financovaná NASA. by mohla být schválena koncem roku 2030, případně s využitím hybridního přístupu (posádka NASA na komerčně dodávaném přistávacím modulu/loďi na Marsu pod dohledem NASA). Náklady na jednu misi snad klesnou, pokud se využije komerční partnerství - např. využití varianty lodi SpaceX Starship namísto vývoje zcela nového přistávacího modulu na Marsu by mohlo NASA ušetřit miliardy. Agentura bude také pokračovat v mezinárodních partnerstvích, aby rozložila náklady (např. příspěvky z Evropy, Japonska a Kanady výměnou za místa pro astronauty).

- Čína by mohla překvapit svět urychlením svého harmonogramu letu na Mars, pokud na to vyčlení dostatečné prostředky - její cíl do roku 2033 je ambiciózní, ale i kdyby se posunul na konec roku 2030, Čína by se mohla stát teprve druhou zemí, která kdy vyslala člověka na Mars. Náklady jsou absorbovány ve státním rozpočtu a Čína nemusí zveřejnit plné výdaje, ale pokrok jejich programu bude nepřímo tlačit na USA, aby neotálely (nová dynamika "vesmírných závodů"). Nic nenasvědčuje tomu, že by Čína nabízela místa komerčně; jejich mise budou státní, i když by mohly jako diplomatické gesto dopravovat astronauty spojeneckých zemí.

- Ostatní hráči (Blue Origin atd.) pravděpodobně nevystaví lidi na Marsu do 10 let, ale mohou položit základy. Blue Origin by například mohla vyvinout větší druhý stupeň nebo kosmickou loď, která by se později mohla vyvinout v dopravní prostředek na Mars, zejména pokud NASA projeví zájem o financování takového vývoje. Můžeme se také setkat s novými účastníky - např. startupy nebo veřejně-soukromými konsorcii -, kteří navrhnou kreativní přístupy (možná mise menšího rozsahu, jako je přelet Marsu pro dvě osoby, který kdysi navrhla společnost Space Adventures/Tito). Pokud se některý z nich prosadí, budou jeho náklady porovnávány s náklady dvou velkých společností (NASA a SpaceX).

Pokud jde o proveditelnost a spolehlivost, každá možnost má své kompromisy. Plán NASA je technologicky konzervativní a extrémně nákladné, ale upřednostní bezpečnost astronautů (postupné riskování). SpaceX je nákladově náročná a mohla by dosáhnout včasná operační schopnost, ale spolehlivost Starshipu bude třeba prokázat ve velkém měřítku; jedná se o přístup s vyšším rizikem a vyšším ziskem. . spolehlivost flotily hvězdných lodí, které by často létaly na Mars, není ověřená, zatímco jednorázové mise NASA budou každý let považovat za velkou expedici s rozsáhlým testováním (ale s mnohaletými přestávkami mezi lety). Pokud se Starship nebo podobné systémy osvědčí jako bezpečné, mohly by se v dlouhodobém horizontu stát i dopravním prostředkem NASA - a spojit tak komerční a vládní cestu v jednu.

Závěr

Náklady na vyslání lidí na Mars jsou očekává se pokles v nadcházejícím desetiletí díky inovacím komerčních kosmických společností, ale zůstane značný. Na začátku roku 2020 se odhady cesty na Mars pohybovaly v rozmezí od stovky miliard (ve stylu NASA). na několik sto tisíc dolarů na osobu (vize společnosti SpaceX). - obrovskou mezeru. Do roku 2035 se pravděpodobně dočkáme prvních pokusů o přesun člověka na Mars a s nimi i konkrétnějších cen. Mise financovaná vládou, pokud k ní dojde, bude při započtení vývoje fakticky stát miliardy na jednoho astronauta, což z ní učiní prestižní projekt realizovatelný pouze pro velmocenské státy nebo koalice. Na druhou stranu, pokud bude loď Starship společnosti SpaceX uvedena do provozu, mohla by zahájit novou éru (relativně) levnějšího vesmíru. cenově dostupné meziplanetární cesty, čímž se možná cena letenky na Mars dostane do oblasti soukromých transakcí a tržní ekonomiky.

Zásadní je, že technologické překážky a neznámé jsou stejně významné jako ty finanční. Ať už bude zvolen jakýkoli přístup - veřejný, soukromý nebo partnerský - musí se vypořádat se zajištěním přežití posádky a úspěchu mise na neúprosné cestě dlouhé 34 milionů kilometrů. Každé řešení těchto problémů (ať už jde o lepší raketový motor, bezpečnější techniku přistání nebo průlom v oblasti podpory života) má přímý dopad na náklady. Souhrnně lze říci, že se sleduje více cest k Marsu: NASA a Čína s rozsáhlými (a nákladnými) programy podporovanými státem a SpaceX (a případně další) s úspornějším obchodním přístupem tolerujícím rizika. Příštích deset let ukáže, zda se podaří naplnit optimistické předpovědi o nízkých nákladech, nebo zda cesty na Mars zůstanou zpočátku velmi nákladným podnikem. Bez ohledu na to stojí lidstvo na prahu toho, aby se Mars ze vzdáleného snu stal cílem - a cena této letenky, v dolarech a inovacích, určí tempo a podobu naší meziplanetární budoucnosti.