Ceny i przegląd transferów na Marsa

Artystyczna koncepcja astronautów i siedlisk na Marsie. Misje ludzkie na Marsa, choć od dawna planowane, stoją przed ogromnymi wyzwaniami w zakresie kosztów i logistyki. Szacunki dotyczące załogowej wyprawy na Marsa są bardzo zróżnicowane - w przypadku programów rządowych, takich jak NASA, prognozy sięgają setki miliardów dolarów za pojedynczą misję. Z kolei nowi komercyjni gracze obiecują znacznie obniżyć te koszty w przeliczeniu na jednego podróżnego dzięki statkom kosmicznym wielokrotnego użytku i innowacyjnym podejściom. Niniejszy raport porównuje przewidywane koszty transportu ludzi na Marsa w ciągu następnej dekady, analizując zarówno publicznie ogłoszone plany, jak i spekulacyjne prognozy, a także podkreślając wykonalność, niezawodność i potencjalne modele cenowe każdej proponowanej opcji transferu na Marsa.

Plany NASA dotyczące transportu na Marsa (finansowane przez rząd)

NASA zamierza wysłać astronautów na Marsa w przyszłości. od początku do połowy lat 2030, wykorzystując Księżyc jako odskocznię. Obecne plany zakładają załogowa misja na Marsa do około 2035 roku po tym, jak program Artemis ustanowi stałą obecność człowieka na Księżycu. Podejście NASA obejmuje Space Launch System (SLS) mega-rakieta i Orion Kapsuła załogowa do transportu załogi na orbitę księżycową, stacja Lunar Gateway jako punkt postojowy, a ostatecznie Mars Transfer Vehicle i lądownik do podróży na powierzchnię Marsa. Architektura ta kładzie nacisk na sprawdzone technologie, ale wymaga wielokrotnych startów i montażu w przestrzeni kosmicznej, co powoduje wzrost kosztów.

- Szacunkowe koszty: W przeciwieństwie do przedsięwzięć komercyjnych, NASA nie sprzedaje biletów, ale koszt na osobę można wywnioskować z budżetów misji. Analizy sugerują, że Pojedyncza misja NASA na Marsa może kosztować około $500 miliardów dolarów. (pół biliona dolarów), biorąc pod uwagę rozwój całego niezbędnego sprzętu i infrastruktury. Liczba ta znacznie przekracza koszt jakiejkolwiek dotychczasowej misji i podkreśla wyzwanie budżetowe. Nawet program Artemis Moon - program "kamień milowy" na Marsa - prognozuje się na ~$93 mld do 2025 r., przy czym każdy start SLS/Orion będzie kosztował ok. $4.1 mld (głównie ze względu na zużywający się sprzęt). Przy 3-4 astronautach na misję, to efektywnie ponad $1 miliarda na astronautę tylko do okolic Księżyca. Misja na Marsa byłaby prawdopodobnie jeszcze droższa w przeliczeniu na osobę, gdyby zastosowano podobne modele kontraktowania i systemy jednorazowego użytku.

- Finansowanie i rentowność: Misje NASA są finansowane ze środków rządowych. Takie duże koszty Plany dotyczące Marsa są uzależnione od trwałego wsparcia politycznego i budżetu. NASA bada możliwości podziału kosztów i partnerstwa - na przykład wykorzystując Statek kosmiczny SpaceX w przypadku lądowań na Księżycu - w celu zmniejszenia wydatków. W przypadku Marsa NASA może podobnie współpracować z dostawcami komercyjnymi w zakresie transportu lub technologii, aby ograniczyć koszty. Jednakże, ekonomia nie jest napędzana przez zysk. uzasadnienie jest naukowe i strategicznea nie sprzedaż miejsc. To sprawia, że finansowanie jest niepewne, jeśli priorytety krajowe ulegną zmianie. Zapewnienie, że program marsjański jest zrównoważony ekonomicznie przez dziesięciolecia jest kluczowym wyzwaniem dla NASA.

- Wyzwania technologiczne: Konserwatywne podejście NASA stawia na pierwszym miejscu bezpieczeństwo i niezawodność, ale przeszkody techniczne są ogromne. Podtrzymywanie życia przez długi czas, osłona przed promieniowaniem podczas ~6-7-miesięcznej podróży w każdą stronę oraz wejście, zejście i lądowanie (EDL) dla ciężkich pojazdów załogowych na Marsie to tylko niektóre z nich. główne czynniki kosztotwórcze. Każdy z nich wymaga nowej technologii lub znacznych ulepszeń (np. większych osłon termicznych i naddźwiękowego napędu wstecznego dla Mars EDL). Złożoność montażu marsjańskiego pojazdu transferowego na orbicie lub w Gateway i ewentualne wstępne rozmieszczenie paliwa powrotnego na Marsie również zwiększa koszty i ryzyko. Wyzwania te przyczyniają się do wysokich szacunków kosztów NASA i długich terminów (pierwsze lądowanie dopiero w latach 30. XX wieku).

- Harmonogram i wykonalność: Harmonogram NASA (załogowy Mars do około 2035 r.) jest ambitny i może ulec zmianie, jeśli finansowanie lub rozwój technologii pozostaną w tyle. Agencja ma na swoim koncie opóźnienia w nowych programach lotów kosmicznych (np. opracowanie SLS zajęło ponad dekadę). Wykonalność lądowania na Marsie w 2030 r. zależy od postępów w 2020 r.: udanych misji księżycowych Artemis, demonstracji siedlisk marsjańskich i technologii podtrzymywania życia oraz ewentualnych międzynarodowych partnerstw w celu podziału kosztów. Podejście NASA jest następujące niezawodny w koncepcji (bazując na doświadczeniach Apollo/ISS/Artemis), ale powolny i kosztownyco rodzi pytania o długoterminową stabilność. Krytycy zauważyli, że czysto rządowy program marsjański przy obecnym poziomie budżetu może zająć dziesięciolecia i biliony dolarów co wielu uważa za niemożliwe do utrzymania bez nowych strategii oszczędnościowych.

Plany SpaceX dotyczące transportu na Marsa (komercyjne)

Rendering statku kosmicznego SpaceX startującego w kosmos. SpaceX jest wiodącym prywatnym graczem z wyraźnymi ambicjami marsjańskimi. Firma Statek kosmiczny statek kosmiczny i Super ciężki System wspomagający został zaprojektowany jako w pełni wielokrotnego użytku System transportowy do przewożenia ludzi (do 100 na raz) i ładunków na Marsa. Założyciel SpaceX, Elon Musk, uczynił kolonizację Marsa długoterminową wizją firmy, mającą na celu umożliwienie migracji dużej liczby ludzi na Marsa. Statek kosmiczny jest centralnym elementem tego planu: statek kosmiczny ze stali nierdzewnej, który może wystartować na orbitę okołoziemską, zatankować paliwo ze statków-cystern na orbicie, a następnie podróżować na Marsa iz powrotem bez odrzucenia. Takie podejście, jeśli się powiedzie, może obniżyć koszty transportu na Marsa o rzędy wielkości.

- Oś czasu i plany: Publicznie ogłoszonym celem SpaceX jest wysłanie pierwszego Gwiezdne statki towarowe na Marsa już 2022-2024i pierwszy Statek gwiezdny z załogą jak tylko 2024-2026 (harmonogram pierwotnie ogłoszony w latach 2016-2017). W rzeczywistości daty te są płynne - żaden statek kosmiczny nie osiągnął orbity od 2023 r., a test lotu orbitalnego w 2023 r. zakończył się przedwcześnie - ale rozwój jest szybki. Realistyczną prognozą jest załogowy lot testowy na Marsa w 2023 roku. późne lata 2020w zależności od postępu prac inżynieryjnych i zatwierdzenia przez organy regulacyjne. SpaceX wykazał się zdolnością do szybkiej iteracji (np. prototypy Starship, wielokrotne testy silników), a także planuje podróż na orbitę Księżyca (projekt dearMoon w 2024 r. wraz z projektem Starship) jako prekursor. Jeśli Starship osiągnie orbitę i zatankuje paliwo do połowy lat 2020. Próba transferu na Marsa do ~2030 r. jest możliwe. W przeciwieństwie do NASA, SpaceX może zdecydować się na uruchomienie prywatnej misji na Marsa, gdy tylko technologia będzie gotowa, nawet jeśli tylko jako demonstracja z kilkoma astronautami firmy lub płacącymi klientami, co czyni ich harmonogram potencjalnie bardziej agresywnym (jeśli technicznie wykonalnym).

- Koszt na pasażera: Strategia SpaceX wyraźnie polega na maksymalizacja ponownego użycia i częstotliwości lotów aby rozłożyć koszty na wielu pasażerów. Musk stwierdził, że koszt operacyjny dla startu statku kosmicznego może być tylko ~$2 milionów (głównie na paliwo) - niewiarygodnie niskie w porównaniu z obecnymi rakietami - jeśli system jest w pełni i szybko wielokrotnego użytku. Teoretycznie, pojedynczy statek gwiezdny mógłby przewozić 50-100 osób, dając w efekcie kilkadziesiąt tysięcy dolarów na osobę w kosztach paliwa. Oczywiście koszty rozwoju (kilka miliard dolarów) muszą zostać odzyskane, ale często cytowana wizja Muska to przyszła cena biletu na Marsa w okolicach $100,000 (być może nawet tak niski jak $100k)ewentualnie < $500k we wczesnych latach. Zasugerował, że byłoby to na tyle niskie, że "Większość ludzi w rozwiniętych gospodarkach mogłaby sprzedać swój dom na Ziemi i przenieść się na Marsa, gdyby tylko chcieli". . W 2017 roku Musk oszacował początkową cenę biletu na ok. $200k na osobęspadając do ~$100k wraz ze wzrostem skali. Liczby te są następujące aspiracyjny - Żadne bilety nie są jeszcze w sprzedaży - ale wskazują na cel SpaceX: o rzędy wielkości tańsze niż tradycyjne programy. Ważne jest, aby pamiętać, że wczesne podróże na Marsa (jeśli, powiedzmy, tylko tuzin inżynierów leci w misji testowej) nie będą sprzedawane komercyjnie i skutecznie kosztowałyby SpaceX setki milionów; ale w miarę dojrzewania systemu koszt krańcowy na dodatkowego pasażera może zbliżyć się do celu Muska.

- Finansowanie i model biznesowy: W przeciwieństwie do NASA, SpaceX musi brać pod uwagę opłacalność ekonomiczną. Rozwój Starship (szacowany na $5-10 miliardów ) jest finansowany prywatnie przez SpaceX - poprzez przychody ze startów i ogromne inwestycje w program satelitarny Starlink (który, jak wskazał Musk, ma częściowo sfinansować ambicje związane z Marsem). SpaceX wygrał również konkurs $2,9 mld kontrakt NASA aby wykorzystać Starship jako lądownik księżycowy, zapewniając zastrzyk gotówki. W przyszłości SpaceX przewiduje przychody z samych podróży na Marsa: sprzedaż miejsc lub nawet całych lotów Starship klientom. Początkowymi klientami mogą być NASA (kupując transport dla swoich astronautów) lub kosmiczni turyści. Na przykład podróż finansowana przez miliardera (analogicznie do dearMoon na Marsa) mogłaby sfinansować wczesną misję załogową. W ciągu ponad 10 lat, jeśli Starship osiągnie rutynowe loty, SpaceX może przyjąć metodę Model przypominający linię lotnicząWiele lotów rocznie, ceny biletów początkowo wysokie (miliony), ale spadające w kierunku sześciocyfrowego przedziału wraz ze wzrostem wolumenu i konkurencji. Musk przedstawił nawet pomysł bezpłatne bilety powrotne (płacisz za lot na Marsa, ale powrót na Ziemię jest darmowy), aby zachęcić do emigracji, jednocześnie zapewniając, że nikt nie zostanie uwięziony ze względu na koszty. Nadrzędnym założeniem ekonomicznym jest to, że radykalnie niższe koszty startu odblokują wystarczający popyt (ze strony naukowców, poszukiwaczy przygód, emigrantów i agencji), aby podróże na Marsa stały się opłacalną komercyjną linią biznesową w perspektywie długoterminowej.

- Wyzwania technologiczne i logistyczne: Plan SpaceX opiera się na kilku niesprawdzonych technologiach: szybka możliwość ponownego użycia, tankowanie na orbicie i podtrzymywanie życia przez długi czas. Gigantyczna konstrukcja statku gwiezdnego ze stali nierdzewnej musi przetrwać wielokrotne ponowne wejścia (na Ziemię i Marsa) oraz Uzupełnianie paliwa do statku kosmicznego na orbicie okołoziemskiej - krytyczny aspekt dla przeniesienia wystarczającej masy na Marsa - musi zostać zademonstrowany. Dodatkowo, bezpieczne przewiezienie 100 pasażerów w przestrzeni kosmicznej wymaga solidnego systemu podtrzymywania życia, osłony przed promieniowaniem i być może sztucznej grawitacji (Starship nie zapewnia grawitacji, więc konieczne jest złagodzenie skutków zdrowotnych 0g podczas 6-miesięcznej podróży). Są to nietrywialne wyzwania nad którym SpaceX aktywnie pracuje, ale zwiększy koszty rozwoju i złożoność. Kolejnym czynnikiem kosztowym jest potrzeba Infrastruktura Marsa: SpaceX planuje pierwsze statki gwiezdne do przewożenia sprzętu do produkcji paliwa na Marsie (via Wykorzystanie zasobów in-situwytwarzanie paliwa metanowo-tlenowego z marsjańskiej wody i CO₂). Chociaż pozwala to uniknąć transportu paliwa powrotnego z Ziemi, wymaga niezawodnej technologii ISRU na Marsie - jest to przeszkoda logistyczna, która, jeśli się opóźni, może zatrzymać zasoby lub ludzi na Marsie dłużej (zwiększając koszty misji). Pomimo tych wyzwań, osiągnięcia SpaceX w zakresie możliwości wielokrotnego użytku rakiet Falcon i szybkich cykli rozwoju dają pewną pewność. The niezawodność Nie udowodniono jeszcze, że Starship może służyć ludziom; SpaceX prawdopodobnie wykona wiele lotów towarowych/testowych przed umieszczeniem ludzi na pokładzie, aby upewnić się, że bezpieczeństwo jest akceptowalne. Wykonalność Dotarcie na Marsa w ciągu następnej dekady zależy od pokonania tych przeszkód. Jeśli im się to uda, SpaceX może drastycznie obniżyć koszty wszystkich innych opcji, czyniąc z niej najlepszy wybór. najbardziej ekonomiczny (choć wciąż eksperymentalny) środków transportu ludzi na Marsa do 2030 roku.

Blue Origin i inne prywatne przedsięwzięcia

Blue Origin, firma kosmiczna założona przez Jeffa Bezosa, jest kolejnym komercyjnym graczem często wymienianym obok SpaceX. Jednak, Blue Origin nie ogłosiło publicznie żadnych szczegółowych planów misji na Marsa z udziałem ludzi przez następne 10 lat - w najbliższym czasie skupia się głównie na Księżycu i orbicie okołoziemskiej. Blue Origin opracowuje Nowy Glenn rakieta ciężkiego startu (spodziewany pierwszy start w połowie 2020 r.), która mogłaby potencjalnie wysyłać ciężkie ładunki w kierunku Marsa, ale z załogą Transport na Marsa nie znajduje się jeszcze na jej mapie drogowej. Zamiast tego, dużym projektem Blue Origin jest Blue Moon lądownika na Księżycu (z załogowym lądowaniem na Księżycu planowanym około 2029 r. w ramach programu NASA Artemis). To powiedziawszy, Blue Origin wizja długoterminowa to miliony ludzi żyjących i pracujących w kosmosie, więc Mars z pewnością mieści się w jej aspiracjach. Jakiekolwiek marsjańskie przedsięwzięcie Blue prawdopodobnie wykorzystałoby jej rakiety wielokrotnego użytku i doświadczenie z lądownikami księżycowymi, ale prawdopodobnie poza horyzontem 10 lat.

- Oś czasu i plany: W latach 2025-2035 Blue Origin będzie testować New Glenn (rakietę orbitalną częściowo wielokrotnego użytku) i przeprowadzać misje księżycowe. Transfer na Marsa przez Blue Origin przed 2035 r. byłby wysoce spekulacyjny. Firma mogłaby wnieść technologię do wysiłków NASA lub innych partnerów na Marsie (na przykład silniki Blue lub projekty lądowników mogłyby zostać dostosowane do Marsa). Boeing i Lockheed Martin, tradycyjni giganci lotniczy i kosmonautyczni, również nie mają niezależnych programów transportu na Marsa poza współpracą z NASA (Boeing buduje SLS; Lockheed buduje Oriona i zaproponował program transportu na Marsa). Mars Base Camp koncepcja stacji orbitalnej dla NASA). Koncepcje te pozostają koncepcyjny bez dedykowanego finansowania. Inną godną uwagi prywatną koncepcją była Mars Oneholenderska organizacja non-profit, która w 2010 roku zaproponowała podróże na Marsa w jedną stronę finansowane przez reality show. Szacuje się, że Mars One $6 mld na wysłanie pierwszych 4 osób i $4 miliardów na każdą kolejną załogę, co oznacza ~$1,5B na pasażera dla początkowej misji - znacznie tańsze niż podejście NASA, ale wciąż niezwykle wysokie i oparte na wielu niesprawdzonych założeniach. Ostatecznie Mars One nie zdołał zapewnić sobie finansowania i ogłosił bankructwo, podkreślając trudności w finansowaniu takich przedsięwzięć wyłącznie poprzez prywatne inwestycje i prawa medialne.

- Koszt i finansowanie: Ponieważ Blue Origin nie przedstawił planu lotu na Marsa, nie ma oficjalnych danych dotyczących kosztów ani cen biletów. Wszelkie prognozy miałyby charakter spekulacyjny. Blue Origin jest wspierany przez fortunę Bezosa (osobiście inwestuje w firmę ~ $1 miliarda rocznie ze sprzedaży akcji Amazon) i zaczyna zarabiać na turystyce suborbitalnej (bilety na loty suborbitalne New Shepard podobno kosztują $250k-$500k+ w swoich pierwszych lotach) i nadchodzące starty satelitów. Jeśli Blue Origin miałaby zająć się transportem na Marsa, mogłaby potencjalnie finansować rozwój podobnie jak SpaceX - poprzez wewnętrzne inwestycje i rywalizację o kontrakty NASA. (Na przykład, Blue Origin przegrał ze SpaceX w pierwszym kontrakcie na lądownik księżycowy Artemis, ale wygrał drugi kontrakt w 2023 r. o wartości $3,4 mld USD na lądowanie na Księżycu w 2029 r.). Filozofia Blue Origin Stopniowy, stopniowy rozwój ("Gradatim Ferociter") oznacza, że Blue Origin prawdopodobnie zająłby się Marsem dopiero po opanowaniu lotów orbitalnych i księżycowych. W dłuższej perspektywie, gdyby Blue Origin zbudował pojazd wielokrotnego użytku na Marsa, to model cenowy może przypominać SpaceX (bilety sprzedawane bogatym poszukiwaczom przygód lub usługi transportowe dla NASA), ale na tym etapie takie ceny są jedynie domysłami.

- Wykonalność i wyzwania: Aby jakikolwiek nowy podmiot prywatny (czy to Blue Origin, czy inny) mógł zorganizować ludzką misję na Marsa, konieczne jest Bariery są podobne do barier SpaceXWiąże się to z koniecznością wynoszenia ciężkich ładunków, tankowania w przestrzeni kosmicznej lub montażu, zaawansowanego systemu podtrzymywania życia i ogromnego zaangażowania finansowego. Rakieta New Glenn firmy Blue Origin będzie duża, ale prawdopodobnie nie tak duża jak Starship pod względem ładowności; wiele startów New Glenn może być potrzebnych do złożenia misji marsjańskiej na orbicie, co zwiększy koszty i złożoność. Bez pełnego ponownego wykorzystania, koszty jednej misji pozostaną wysokie (pierwszy stopień New Glenn jest wielokrotnego użytku, ale drugi stopień jest obecnie jednorazowy). Niezawodność systemów Blue będzie musiała zostać udowodniona stopniowo (miały one już kilka udanych załogowych lotów suborbitalnychale jeszcze bez lotów orbitalnych). Podsumowując, inne prywatne przedsięwzięcia nie mają konkretnych harmonogramów dla Marsa na następną dekadęi choć ostatecznie mogą oferować alternatywne opcje transportu, SpaceX pozostaje głównym komercyjnym rywalem do wczesnego transferu ludzi na Marsa ze względu na przewagę w zakresie odpowiednich technologii.

Plany międzynarodowe: Chiny i inne kraje

Poza wysiłkami USA, Chiny aktywnie planuje ludzką eksplorację Marsa. W 2021 r. Chiny ogłosiły plan wystrzelenia pierwszej sondy na Marsa. załogowa misja na Marsa w 2033 r., z kolejnymi misjami w latach 2035, 2037, 2041 i później. Ten ambitny program jest częścią długoterminowej wizji zbudowania stale zamieszkana baza na Marsie i wykorzystywać marsjańskie zasoby. Podejście Chin jest napędzane przez rząd za pośrednictwem Chińskiej Narodowej Administracji Kosmicznej (CNSA) i powiązanych państwowych wykonawców. Po pomyślnym wylądowaniu robotów na Marsie (misja Tianwen-1 z łazikiem Zhurong w 2021 r.), Chiny opracowują obecnie ciężki transport na Marsa. Długi marsz 9 rakieta i potencjalnie napęd jądrowy, aby umożliwić załogowe transfery na Marsa. Około 2030 r. planowana jest misja powrotna na Marsa (zrobotyzowana) w celu przećwiczenia niektórych wymaganych technologii.

- Koszt i finansowanie: Szczegółowe szacunki kosztów chińskiego programu lotów na Marsa nie są publicznie dostępne. Jednak jako wysiłek kierowany przez państwo, finansowanie będzie pochodzić z budżetów rządowych, uzasadnionych motywacjami strategicznymi i prestiżowymi. Chiński program kosmiczny jest znany ze stosunkowo niższych kosztów niż NASA w niektórych obszarach (ze względu na niższe koszty pracy i usprawniony proces decyzyjny), ale załogowy wysiłek na Marsie będzie nadal niezwykle kosztowny (prawdopodobnie dziesiątki miliardów dolarów w czasie trwania programu, jeśli nie więcej). Ponieważ Chiny nie planują obecnie sprzedaży "biletów" cywilom, nie ma bezpośredniego kosztu za miejsce - cały koszt misji ponosi rząd. Jeśli chodzi o opłacalność ekonomiczną, Chiny postrzegają załogowe misje marsjańskie jako inwestycje w postęp technologiczny i prestiż narodowy, a nie zysk. Oznacza to, że dopóki rząd centralny traktuje projekt priorytetowo, finansowanie może być utrzymane. (Warto zauważyć, że chiński program załogowych lotów na Księżyc i nadchodzące moduły stacji kosmicznej wskazują na silne zaangażowanie w ludzkie loty kosmiczne).

- Technologia i oś czasu: Chińska oś czasu 2033 dla pierwszego lądowania człowieka jest bardzo agresywny - mniej więcej równoległy do wstępnego harmonogramu NASA - i wymagałby szybkiego opracowania wielu nowych technologii. Kluczowe potrzeby obejmują superciężką rakietę porównywalną do SLS/Starship, wsparcie życia dla długich misji (dotychczasowe chińskie loty kosmiczne odbywały się na niskiej orbicie okołoziemskiej od kilku dni do kilku miesięcy) oraz rozwiązania umożliwiające bezpieczne lądowanie i powrót na Marsa. Chiny prowadzą badania nad jądrowy napęd termiczny aby skrócić czas tranzytu (potencjalnie skracając podróż do kilku miesięcy), co mogłoby obniżyć niektóre koszty (mniej materiałów eksploatacyjnych, mniejsza ekspozycja na promieniowanie), ale ta technologia może nie być gotowa przed 2030 rokiem. Niezawodność chińskich rakiet nośnych jest wysoka w przypadku istniejących rakiet Długi Marsz, ale nowe mega-rakiety i systemy załogowe w głębokiej przestrzeni kosmicznej będą początkowo niesprawdzone. Mówi się również o współpraca międzynarodowa: Chiny zaprosiły do współpracy międzynarodowych partnerów (a biorąc pod uwagę kosmiczne ambicje Rosji i obecną izolację od USA i Europy, a Chińsko-rosyjskie partnerstwo na Marsie dzieląc się kosztami i wiedzą specjalistyczną). Ogólnie rzecz biorąc, chiński plan marsjański wydaje się wykonalny Biorąc pod uwagę krajowe zasoby i osiągnięcia w realizacji ambitnych celów kosmicznych (stacja kosmiczna, lądowanie na Księżycu itp.), harmonogram może napotkać opóźnienia. Jeśli uda się to osiągnąć, zaoferuje to alternatywny system transportu ludzi na Marsa (obsługiwany przez rząd, nie otwarty dla prywatnych pasażerów) i potencjalnie niższy koszt niż podejście NASA (choć nadal daleki od oczekiwanych niskich kosztów SpaceX).

- Inne działania krajowe: Inne agencje kosmiczne (europejska ESA, rosyjski Roscosmos, indyjska ISRO itp.) nie prowadzą obecnie niezależnych programów lotów na Marsa, które byłyby zaplanowane na lata 2020 lub 2030, głównie ze względu na ogromne koszty. Europa wnosi technologię do planów NASA (np. komponenty dla Oriona i Gateway) i może wysłać europejskich astronautów na misję marsjańską prowadzoną przez NASA, ale nie ma samodzielnego pojazdu na Marsa. Rosja od czasu do czasu deklaruje zainteresowanie Marsem (i ma na papierze koncepcje siedliska w głębokiej przestrzeni kosmicznej i napędu jądrowego), ale ograniczenia budżetowe i czynniki geopolityczne sprawiają, że rosyjska misja na Marsa jest mało prawdopodobna w następnej dekadzie. Indie, Japonia, Zjednoczone Emiraty Arabskie i inni koncentrują się obecnie na robotycznej eksploracji Marsa. The ZJEDNOCZONE EMIRATY ARABSKIESpaceX, na przykład, ma bardzo długoterminową wizję marsjańskiego miasta do 2117 r., ale nie planuje w najbliższej przyszłości startu człowieka. Podsumowując, jakikolwiek ludzki transport na Marsa spoza USA i Chin w ciągu najbliższych 10 lat prawie na pewno będzie odbywał się we współpracy - np. zagraniczni astronauci podróżujący w ramach misji NASA lub SpaceX - zamiast oddzielnego systemu transferu do porównania.

Analiza porównawcza opcji transferu Mars

Poniższa tabela podsumowuje kluczowych graczy i plany dotyczące transportu ludzi na Marsa, porównując ich Harmonogramy, szacunkowe koszty na osobę i modele finansowania:

Program / Pojazd	Organizator	Pierwszy ludzki cel na Marsie	Szac. Koszt na pasażera	Model finansowania i ustalania cen
NASA (SLS/Orion i partnerzy)	Rząd Stanów Zjednoczonych (NASA)	~2035 (misja w obie strony)	Brak biletów; koszt misji ≈ $500+ miliard Łącznie (miliardy na astronautę)	Finansowane przez rząd (podatników). Brak bezpośredniej ceny za miejsce; koszty uzasadnione nauką/interesem narodowym. Niezwykle wysokie koszty rozwoju i eksploatacji, niski wskaźnik lotów.
Statek kosmiczny SpaceX	SpaceX (prywatny)	~2028-2030 (optymistycznie)	$100k-$500k (bilet aspiracyjny na przyszłość) . Pierwsze loty efektywnie kosztowne (setki $M na misję testową; brak publicznej sprzedaży biletów). Długoterminowy koszt krańcowy może wynieść <$100k z pełnym ponownym wykorzystaniem (~$2M/uruchomienie dla 100 osób).	Rozwój finansowany ze środków prywatnych (SpaceX/Elon Musk oraz kontrakty NASA). Plany sprzedaży miejsc agencjom i klientom prywatnym. Opiera się na dużej ilości i ponownym użyciu, aby zarabiać pieniądze; wczesne misje mogą być finansowane przez inwestorów lub sponsorów, dopóki sprzedaż biletów nie stanie się opłacalna.
Blue Origin (nowy pojazd marsjański pochodzący od Glenna) [spekulacje]	Blue Origin (prywatny)	Brak wyraźnego planu (prawdopodobnie po 2035 r.)	N/A - Nie ogłoszono cen transportu na Marsa. Potencjalne koszty są wysokie bez pełnego ponownego wykorzystania (New Glenn zużywa drugi stopień). Można dążyć do konkurencyjnych cen w przypadku ponownego wykorzystania.	Finansowany przez miliarderów (Jeff Bezos) i kontrakty rządowe. Prawdopodobnie będzie szukać wsparcia NASA. Model cenowy nie został jeszcze ustalony; prawdopodobnie podobny do SpaceX (sprzedaż usług transportowych), jeśli pojazd na Marsa zostanie opracowany.
Chińska misja na Marsa	CNSA (rząd Chin)	2033 Pierwsze lądowanie (z załogą)	Nie dotyczy (misja rządowa). Całkowity koszt programu nie został ujawniony; oczekiwany dziesiątki miliardów. Koszt na astronautę, który nie został wprowadzony na rynek (załoga sponsorowana przez państwo).	Finansowany przez państwo jako program krajowy. Brak biletów komercyjnych. Ekonomia skali nie jest głównym czynnikiem; wyda tyle, ile potrzeba do osiągnięcia celów misji. Potencjalnie niższe koszty produkcji niż w USA, ale wysokie ogólne nakłady inwestycyjne.
Mars One [nieaktualne]	Mars One (prywatny)	~2026 (w jedną stronę) (nigdy nie zrealizowany)	$1,5 miliarda na osobę (w jedną stronę) - $6B dla pierwszych 4 osób . Kontynuacja $4B na 4 (~$1B każdy).	Planowane finansowanie reality TV (nie powiodło się). Brak realnego finansowania; koszty były spekulacyjne. Wykazano trudności w uzyskaniu czysto prywatnego finansowania na taką skalę.

Tabela: Porównanie głównych planów transportu ludzi na Marsa, w tym ich przewidywane ramy czasowe, przybliżone koszty na osobę lub ceny biletów (jeśli są dostępne) oraz sposób ich finansowania. (Uwaga: Scenariusz marsjański Blue Origin jest hipotetyczny, ponieważ firma nie ogłosiła jeszcze załogowego programu marsjańskiego; jej wpis został uwzględniony dla porównania, biorąc pod uwagę jej znaczenie w ludzkich lotach kosmicznych. Podobnie, Mars One jest pokazany jako przykład upublicznionego prywatnego planu, choć nie jest już aktywny).

Jak pokazuje tabela, Statek kosmiczny SpaceX wyróżnia się radykalnie niższe koszty docelowe na pasażera, co jest możliwe dzięki pełnemu ponownemu wykorzystaniu i dużej pojemności. Jeśli Starship odniesie sukces, może obniżyć cenę podróży na Marsa do zakresu, który choć nadal drogi, jest w zasięgu rządów, a nawet osób prywatnych (w setkach tysięcy dolarów, podobnie jak koszt domu). W przeciwieństwie do tego, misje NASA i Chin prowadzone przez rząd, przynajmniej początkowo, będą w ogóle nie sprzedawać miejsc - Są to misje eksploracyjne ze starannie dobranymi załogami astronautów, z domyślnymi kosztami na osobę w setkach milionów lub miliardach, gdy budżety programów są podzielone. Niezawodność oraz bezpieczeństwo również mogą się różnić: NASA będzie miała niezwykle rygorystyczne marginesy bezpieczeństwa (a tym samym wyższe koszty i dłuższy rozwój), podczas gdy SpaceX może początkowo zaakceptować wyższe ryzyko w celu szybkiej iteracji i obniżenia kosztów (ostatecznie dążąc do bezpieczeństwa podobnego do samolotów pasażerskich dzięki ogromnemu doświadczeniu w lotach). Pierwsze załogowe misje na Marsa - niezależnie od tego, czy zostaną przeprowadzone przez NASA, czy SpaceX - będą z natury obarczone znacznym ryzykiem, po prostu dlatego, że żaden człowiek nigdy wcześniej nie odbył takiej podróży.

Kluczowe czynniki wpływające na koszty i wykonalność

Kilka czynniki technologiczne i logistyczne będą miały duży wpływ na koszt transportu ludzi na Marsa we wszystkich tych planach:

- Możliwość ponownego wykorzystania vs. możliwość wydatkowania: Pojazdy wielokrotnego użytku (takie jak Starship i potencjalnie przyszłe systemy innych firm) rozkładają ogromne koszty rozwoju na wiele lotów i eliminują potrzebę przebudowy nowej rakiety dla każdej misji. To jest kamień węgielny strategii niskich kosztów SpaceX. W przeciwieństwie do tego, SLS NASA jest obecnie jednorazowego użytku - każda rakieta $4B jest wyrzucana - co powoduje niebotycznie wysokie koszty w przeliczeniu na misję. Osiągnięcie wielokrotnego użytku (zwłaszcza dużych rakiet nośnych i statków kosmicznych) jest technicznie trudne, ale oferuje ogromne oszczędności jeśli się powiedzie. Jest to pewien kompromis: systemy wielokrotnego użytku mogą być mniej sprawdzony na początku (potrzeba wielu lotów testowych, aby ustalić niezawodność), ale obiecują niższe koszty długoterminowe.

- Masa startowa i montaż na orbicie / uzupełnianie paliwa: Dotarcie na Marsa statkiem kosmicznym przystosowanym do przewozu ludzi wymaga prawdopodobnie albo bardzo dużej rakiety, albo wielu średnich startów. Plan NASA może wykorzystywać wiele startów SLS do złożenia pojazdu na Marsa lub wysłania ładunku z wyprzedzeniem, podczas gdy SpaceX zatankuje Starship na orbicie okołoziemskiej, aby wysłać jeden w pełni załadowany statek. Orbitalne tankowanie i montaż zwiększają złożoność i potencjalne punkty awarii, ale mogą zmniejszyć rozmiar (i koszt) potrzebnych rakiet. Jednak tworzenie magazynów paliwa lub wykonywanie wielu startów na misję może zwiększyć koszty operacyjne, jeśli nie zostanie to usprawnione. Zdolność do przenoszenia więcej osób na start wpływa również na koszt na osobę: SpaceX pakując 100 osób na jeden pojazd drastycznie obniża koszt na głowę (ale także podnosi stawkę za jeden start). Metoda NASA może wysyłać <10 astronautów na raz, co oznacza, że cały koszt startu jest dzielony na mniejszą liczbę osób.

- Podtrzymywanie życia i czas trwania misji: Ludzie podróżujący na Marsa będą potrzebować pożywienia, wody, powietrza i ochrony podczas podróży, która potrwa około 2 godzin. 6-9 miesięcy w każdą stronęplus czas na Marsie. Systemy podtrzymywania życia muszą być wysoce niezawodne i prawdopodobnie regeneracyjne (recykling powietrza i wody) - ich opracowanie jest kosztowne (jeden z szacunków NASA określa koszt podtrzymywania życia dla misji na Marsa na poziomie $2+ miliard ). Gdyby zaawansowany napęd (np. termojądrowy) mógł skrócić czas podróży do kilku miesięcy, zmniejszyłoby to zapotrzebowanie na materiały eksploatacyjne (i narażenie na szkodliwe promieniowanie), potencjalnie obniżając niektóre koszty, ale taki napęd może nie być gotowy do początkowych misji. Dłuższe pobyty na Marsie (NASA przewiduje do ~500 dni na powierzchni) oznaczają, że siedlisko musi być solidne i być może częściowo samowystarczalny (zasilanie, osłona przed promieniowaniem itp.), zwiększając koszty, ale przynosząc więcej korzyści naukowych. Rozwiązanie tych wyzwań ma kluczowe znaczenie dla bezpieczeństwa, a zrobienie tego skutecznie oddzieli bardziej opłacalne plany od tych droższych.

- Wejście, zejście i lądowanie (EDL) na Marsie: Lądowanie ludzi na Marsie jest znacznie trudniejsze niż lądowanie na Księżycu lub powrót na Ziemię. Marsjańska atmosfera jest wystarczająco gęsta, aby generować intensywne ciepło podczas wejścia, ale zbyt cienka, aby odpowiednio spowolnić ciężki statek kosmiczny za pomocą samych spadochronów. Proponowane rozwiązania (lądowanie retropropulsywne, nadmuchiwane spowalniacze, duże systemy spadochronowe lub ich kombinacja) obejmują nowa technologia. Opracowanie lądownika marsjańskiego zdolnego do bezpiecznego dostarczenia dużego siedliska załogi (być może ponad 20 ton) jest głównym czynnikiem kosztotwórczym dla planu NASA. Statek Starship firmy SpaceX został zaprojektowany tak, aby wejść w atmosferę Marsa i wylądować w jednym kawałku, ale ten manewr (często nazywany "naddźwiękowy spadochroniarz" ze względu na profil powrotu statku Starship) pozostaje nieprzetestowany na Marsie i jest jednym z najbardziej ryzykownych elementów ich planu. Każda awaria EDL może spowodować utratę misji, więc redundancja i testowanie są krytyczne - ale testowanie (prawdopodobnie obejmujące lądowania demonstracyjne bez załogi na Marsie) będzie kosztowne. Solidna zdolność EDL nie podlega negocjacjom w przypadku misji ludzkich, a zapewnienie jej niezawodnego działania będzie wymagało znacznych inwestycji (czy to ze strony NASA, SpaceX czy Chin), co wpłynie na całkowity koszt.

- Skala działalności: Koszt w przeliczeniu na osobę ulegnie znacznej poprawie, jeśli/kiedy transport na Marsa zmieni się z misje jednorazowe do stałego programu z regularnymi lotami. Program Apollo NASA został anulowany, ponieważ spadły koszty i wola polityczna; aby tego uniknąć, przyszłe plany marsjańskie (zwłaszcza te komercyjne) dążą do samowystarczalnej kadencji. Wizja SpaceX dotycząca setki osadników w każdym oknie startowym amortyzowałyby koszty i wykorzystywały ekonomię skali (kupowanie materiałów luzem, rutynowe operacje) w celu obniżenia cen. Jeśli odbędzie się tylko kilka misji, każda z nich poniesie ciężar pełnego kosztu rozwoju. Tak więc niezawodność Pojazdy i popyt na podróże na Marsa zadecydują o tym, czy wejdziemy w cykl częstych lotów (obniżając koszty), czy pozostaniemy w trybie rzadkich, eksperymentalnych misji (utrzymując koszty na bardzo wysokim poziomie).

Rentowność ekonomiczna i perspektywy

W ciągu następnych dziesięciu lat rentowność ekonomiczna ludzki transport na Marsa zostanie prawdopodobnie przetestowany po raz pierwszy. Misje prowadzone przez rząd (NASA, CNSA) nie mają na celu generowania zysków; ich rentowność mierzy się wsparciem politycznym i publicznym. NASA będzie potrzebować stałego wzrostu finansowania, aby osiągnąć cel na Marsa w 2030 roku, a chociaż Mars cieszy się szerokim zainteresowaniem opinii publicznej, konkuruje z innymi priorytetami. Potencjalnym przełomem jest sytuacja, w której dostawcy komercyjni zmniejszają barierę kosztowąumożliwiając NASA zasadniczo zakup usług transportowych na Marsa, zamiast opracowywać wszystko we własnym zakresie. Ten komercyjny model kontraktowy (analogiczny do tego, w jaki sposób NASA kupuje obecnie przejazdy do ISS od SpaceX) mógłby sprawić, że misja na Marsa byłaby bardziej ekonomicznie akceptowalna dla prawodawców poprzez outsourcing niektórych kosztów rozwoju. Inspektor generalny NASA wyraźnie ostrzegł, że obecna trajektoria kosztów (SLS/Orion na poziomie $4B za start) to "niezrównoważony" co zmusza NASA do stosowania tańszych alternatyw (takich jak Starship) lub ryzykowania anulowania programu.

Dla firmy prywatneJednak uczynienie transportu na Marsa ekonomicznie opłacalnym jest trudnym zadaniem. Rynek biletów $100k+ na Marsa jest niesprawdzony - opiera się na założeniu, że wystarczająca liczba osób chcieć którzy chcą i mogą sobie na to pozwolić (lub że organizacje będą sponsorować rejsy). W latach 2025-2035 prawdopodobnymi klientami są rządy (do badań/sadzenia flag) oraz ultrazamożni (dla przygody lub filantropii). Turystyka kosmiczna na niską orbitę okołoziemską i Księżyc dopiero się rozwija; Mars będzie kolejnym krokiem wiary dla każdego płacącego klienta, biorąc pod uwagę wyższe koszty, dłuższe zaangażowanie czasowe (~ 2 lata podróży) i wyższe ryzyko. Oznacza to, że wczesne Loty na Marsa mogą przynieść straty dla SpaceX - bardziej o udowodnienie koncepcji niż zarabianie pieniędzy. Elon Musk przyznał, że budowa miasta na Marsie nie przyniesie natychmiastowych zysków, ale jest długoterminowym przedsięwzięciem dla przyszłości ludzkości (dlatego też przeznacza na nią zyski z innych przedsięwzięć). Blue Origin i inni musieliby zmierzyć się z tym samym problemem - na Marsie nie ma krótkoterminowych zysków, więc wymaga to cierpliwego, wizjonerskiego kapitału. Dobrą stroną jest to, że wiele technologii opracowanych dla Marsa (np. podtrzymywanie życia, siedliska o obiegu zamkniętym, rakiety nośne o dużym udźwigu) ma zastosowanie dla Operacje na orbicie okołoziemskiej i projekty księżycowektóre mają klientów w bliższej perspektywie (NASA, wojsko, firmy telekomunikacyjne itp.). W ten sposób firmy mogą początkowo odzyskać część kosztów, obsługując te rynki (tak jak robi to SpaceX z wystrzeliwaniem satelitów i Starlink, a Blue Origin ma nadzieję na New Glenn), jednocześnie przygotowując się do Marsa.

Wybiegając w przyszłość o dekadę, spodziewamy się:

- SpaceX aby nadal przewodzić w obniżaniu kosztów uruchomienia, być może przeprowadzając pierwsze prywatnie finansowana próba przelotu lub lądowania na Marsie jeśli Starship zacznie działać. Ich model cenowy będzie ewoluował - być może zaczynając od misji astronautycznych finansowanych przez NASA (NASA mogłaby zakontraktować SpaceX do lądowania astronautów na Marsie, podobnie jak w przypadku księżycowego kontraktu Artemis HLS) przed jakimikolwiek wycieczkami czysto turystycznymi. Jeśli obietnice dotyczące kosztów Starship się sprawdzą, pod koniec lat 2020. SpaceX może ogłosić cenę biletu i rozpocząć przyjmowanie depozytów na przyszłe podróże na Marsa (podobnie jak Virgin Galactic sprzedawała bilety suborbitalne z wieloletnim wyprzedzeniem).

- NASA prawdopodobnie nadal będzie w fazie przygotowań do 2020 roku, testując sprzęt w misjach księżycowych i dopracowując plany. The pierwsza sponsorowana przez NASA załogowa misja na Marsa może zostać zatwierdzony do lotu pod koniec lat 2030-tych, potencjalnie przy użyciu podejścia hybrydowego (załoga NASA podróżująca komercyjnie dostarczonym lądownikiem/statkiem marsjańskim z nadzorem NASA). Miejmy nadzieję, że koszt jednej misji spadnie, jeśli wykorzystane zostaną partnerstwa komercyjne - np. wykorzystanie wariantu SpaceX Starship zamiast opracowywania zupełnie nowego lądownika na Marsa może zaoszczędzić NASA miliardy. Agencja będzie również kontynuować partnerstwa międzynarodowe w celu rozłożenia kosztów (np. wkład Europy, Japonii, Kanady w zamian za miejsca dla astronautów).

- Chiny Chiny mogą zaskoczyć świat, przyspieszając swój harmonogram marsjański, jeśli przeznaczą na to wystarczające środki - ich cel na 2033 r. jest ambitny, ale nawet jeśli przesunie się do późnych lat trzydziestych, Chiny mogą być dopiero drugim krajem, który kiedykolwiek wyśle ludzi na Marsa. Koszty są pochłaniane przez budżet państwa, a Chiny mogą nie ujawniać pełnych wydatków, ale postępy ich programu będą pośrednio naciskać na USA, aby nie zwlekały (nowa dynamika "wyścigu kosmicznego"). Nic nie wskazuje na to, by Chiny oferowały miejsca komercyjnie; ich misje będą misjami państwowymi, choć mogą przewozić astronautów z krajów sojuszniczych w geście dyplomatycznym.

- Inni gracze (Blue Origin itp.) prawdopodobnie nie umieści ludzi na Marsie w ciągu 10 lat, ale może położyć podwaliny. Na przykład, Blue Origin może opracować większy drugi stopień lub statek kosmiczny, który mógłby później przekształcić się w pojazd transportowy na Marsa, zwłaszcza jeśli NASA wykaże zainteresowanie finansowaniem takiego rozwoju. Możemy również zobaczyć nowych uczestników - np. startupy lub konsorcja publiczno-prywatne - proponujących kreatywne podejścia (być może misje na mniejszą skalę, takie jak dwuosobowe przeloty na Marsa, które zostały kiedyś zaproponowane przez Space Adventures / Tito). Jeśli którekolwiek z tych rozwiązań zyska na popularności, ich koszty zostaną porównane z dużymi firmami (NASA i SpaceX).

Pod względem wykonalność i niezawodnośćKażda opcja wiąże się z kompromisami. Plan NASA jest następujący technologicznie konserwatywny i niezwykle kosztowne, ale priorytetowo potraktuje bezpieczeństwo astronautów (podejmowanie przyrostowego ryzyka). SpaceX jest przełomowy pod względem kosztów i może osiągnąć wczesna zdolność operacyjnaale niezawodność Starship będzie musiała zostać zademonstrowana na dużą skalę; jest to podejście bardziej ryzykowne i opłacalne. The niezawodność Flota statków kosmicznych często latających na Marsa jest niesprawdzona, podczas gdy jednorazowe misje NASA będą traktować każdy lot jako dużą wyprawę z szeroko zakrojonymi testami (ale latami między lotami). W dłuższej perspektywie, jeśli Starship lub podobne systemy okażą się bezpieczne, mogą one również stać się metodą transportu NASA - łącząc ścieżkę komercyjną i rządową w jedną.

Wnioski

Koszt wysłania ludzi na Marsa wynosi spodziewany spadek w nadchodzącej dekadzie ze względu na innowacje wprowadzane przez komercyjne firmy kosmiczne, ale pozostanie znaczna. Na początku lat 2020. szacunki dotyczące podróży na Marsa wahały się od setki miliardów (w stylu NASA) do kilku sto tysięcy dolarów na osobę (wizja SpaceX) - ogromna luka. Do 2035 roku prawdopodobnie zobaczymy pierwsze próby transferu ludzi na Marsa, a wraz z nimi bardziej konkretne ceny. Misja finansowana przez rząd, jeśli dojdzie do skutku, będzie kosztować miliardy na astronautę, biorąc pod uwagę rozwój, co czyni ją prestiżowym projektem opłacalnym tylko dla supermocarstw lub koalicji. Z drugiej strony, jeśli statek kosmiczny SpaceX stanie się operacyjny, może to zainaugurować nową erę (względnie) niedrogie podróże międzyplanetarnebyć może przenosząc cenę biletu na Marsa do sfery prywatnych transakcji i ekonomii rynkowej.

Co najważniejsze przeszkody technologiczne i niewiadome są równie istotne, jak te finansowe. Niezależnie od przyjętego podejścia - publicznego, prywatnego lub partnerskiego - musi zmierzyć się z zapewnieniem przetrwania załogi i powodzenia misji podczas bezlitosnej podróży o długości 34 milionów mil. Każde rozwiązanie tych wyzwań (czy to lepszy silnik rakietowy, bezpieczniejsza technika lądowania, czy przełom w dziedzinie podtrzymywania życia) ma bezpośredni wpływ na koszty. Podsumowując, istnieje wiele dróg na Marsa: NASA i Chiny z rozbudowanymi (i kosztownymi) programami wspieranymi przez państwo oraz SpaceX (a w ślad za nimi być może i inni) z bardziej oszczędnym, tolerującym ryzyko podejściem komercyjnym. Najbliższe dziesięć lat pokaże, czy optymistyczne prognozy dotyczące niskich kosztów mogą zostać zrealizowane, czy też podróże na Marsa pozostaną początkowo bardzo kosztownym przedsięwzięciem. Niezależnie od tego, ludzkość stoi u progu przekształcenia Marsa z odległego marzenia w cel podróży - a cena tego biletuw dolarach i innowacjach, zdefiniuje tempo i kształt naszej międzyplanetarnej przyszłości.