Переброска человека на Марс: Цены и обзор

Концепция астронавтов и мест обитания на Марсе. Полеты людей на Марс, хотя и давно задуманные, сталкиваются с огромными проблемами в плане стоимости и логистики. Сметы на экспедицию на Марс с экипажем сильно разнятся - для государственных программ, таких как НАСА, прогнозы достигают сотни миллиардов долларов за одну миссию. В отличие от них, новые коммерческие игроки обещают значительно снизить эти расходы на одного путешественника с помощью многоразовых космических кораблей и инновационных подходов. В этом отчете сравниваются предполагаемые расходы на доставку людей на Марс в течение следующего десятилетия, рассматриваются как публично объявленные планы, так и умозрительные прогнозы, а также подчеркивается осуществимость, надежность и потенциальные модели ценообразования каждого предлагаемого варианта доставки на Марс.

Планы НАСА по транспортировке на Марс (финансируемые правительством)

НАСА планирует отправить астронавтов на Марс в начало-середина 2030-х годовВ качестве ступеньки используется Луна. Текущие планы нацелены на полет на Марс с экипажем примерно к 2035 году После того как в рамках программы Artemis будет установлено устойчивое присутствие человека на Луне. Подход НАСА предусматривает Космическая стартовая система (SLS) мега-ракета и Орион капсула для доставки экипажа на лунную орбиту, станция "Лунный шлюз" в качестве перевалочного пункта и, в конечном счете, марсианский транспортный корабль и посадочная платформа для путешествия к марсианской поверхности. Эта архитектура основана на проверенных технологиях, но требует многократных запусков и сборки в космосе, что ведет к росту стоимости.

- Смета расходов: В отличие от коммерческих предприятий, НАСА не продает билеты, но стоимость на одного человека можно судить по бюджетам миссий. Анализ показывает, что Стоимость одной миссии НАСА на Марс может составить порядка $500 миллиардов (полтриллиона долларов), если учесть разработку всего необходимого оборудования и инфраструктуры. Эта цифра значительно превышает стоимость любой миссии на сегодняшний день и подчеркивает проблему бюджета. Даже лунная программа Artemis - это "Ступенька" До 2025 года на полеты на Марс, по прогнозам, будет потрачено ~$93 миллиарда, при этом каждый запуск SLS/Orion будет стоить около $4.1 млрд. (в основном за счет расходуемого оборудования). При 3-4 астронавтах за миссию это фактически более $1 миллиарда на одного астронавта только в окрестностях Луны. Миссия на Марс, вероятно, будет еще дороже в расчете на одного человека, если использовать аналогичные модели контрактов и одноразовые системы.

- Финансирование и жизнеспособность: Миссии НАСА финансируются за счет государственных ассигнований. Такие большие затраты Средние планы по запуску на Марс зависят от устойчивой политической поддержки и бюджета. НАСА изучает возможности распределения расходов и партнерства - например, задействование Звездолет компании SpaceX для посадки на Луну - для сокращения расходов. В случае с Марсом НАСА может также заключить партнерство с коммерческими поставщиками транспорта или технологий, чтобы сократить расходы. Однако в основе экономики лежит не прибыль, а научное и стратегическое обоснованиено не продавать места. Это делает финансирование сомнительным, если национальные приоритеты меняются. Обеспечение программы полетов на Марс экономически устойчивый на протяжении десятилетий является ключевой задачей для НАСА.

- Технологические вызовы: Консервативный подход НАСА ставит во главу угла безопасность и надежность, но технические трудности огромны. Жизнеобеспечение в течение длительного времени, радиационная защита для ~6-7-месячного путешествия в каждую сторону, а также вход, спуск и посадка (EDL) для тяжелых кораблей с экипажем на Марсе - все это основные факторы, определяющие затраты. Каждый из них требует новых технологий или существенной модернизации (например, более крупные теплозащитные экраны и сверхзвуковая ретропульсия для Mars EDL). Сложность сборки марсианского транспортного средства на орбите или на Gateway и, возможно, предварительное размещение возвращаемого топлива на Марсе также увеличивает стоимость и риск. Эти проблемы обуславливают высокую смету расходов и длительные сроки (первая посадка не раньше 2030-х годов).

- Сроки и выполнимость: График NASA (Марс с экипажем к ~2035 году) амбициозен и может сорваться, если финансирование или разработка технологий будут отставать. У агентства есть опыт задержек в реализации новых программ пилотируемых космических полетов (например, разработка SLS заняла более десяти лет). Технико-экономическое обоснование Высадка на Марс в 2030 году зависит от прогресса, достигнутого в 2020-х годах: успешных лунных миссий Artemis, демонстрации технологий обитания и жизнеобеспечения на Марсе и, возможно, международного партнерства для распределения расходов. Подход НАСА заключается в следующем надежная концепция (опираясь на опыт Apollo/ISS/Artemis), но медленно и дорогои вызывает вопросы о долгосрочной устойчивости. Критики отмечают, что чисто государственная программа по запуску Марса при нынешнем уровне бюджета может занять десятилетия и триллионы долларов что, по мнению многих, невозможно без новых стратегий экономии.

Планы SpaceX по транспортировке на Марс (коммерческие)

Рендеринг запуска звездолета SpaceX в космос. SpaceX - ведущий частный игрок с явными амбициями в отношении Марса. Компания Звездолет космические аппараты и Супертяжелый бустерная система разработана как полностью Многоразовые Транспортная система для доставки людей (до 100 человек за раз) и грузов на Марс. Основатель SpaceX Элон Маск сделал колонизацию Марса долгосрочным видением компании, нацеленным на то, чтобы позволить большому количеству людей переселиться на Марс. Звездолет центральное место в этом плане занимает космический корабль из нержавеющей стали с возможностью дозаправки, который может стартовать на околоземную орбиту, заправляться от кораблей-заправщиков на орбите, затем отправляться на Марс и обратно. не будучи выброшенным. Такой подход, в случае успеха, обещает снизить стоимость транспортировки на Марс на порядки.

- График и планы: Публично объявленная цель компании SpaceX - отправить первый грузовые звездолеты на Марс еще в 2022-2024, и первый Звездолет с экипажем как только 2024-2026 (сроки первоначально были объявлены в 2016-2017 годах). В реальности эти даты изменчивы - ни один звездолет не достиг орбиты по состоянию на 2023 год, а орбитальные летные испытания в 2023 году закончились раньше срока - но разработка идет быстрыми темпами. Реалистичный прогноз - испытательный полет на Марс в экипаже в конец 2020-х годовВ зависимости от технического прогресса и одобрения регулирующих органов. Компания SpaceX продемонстрировала способность к быстрой итерации (например, прототипы звездолетов, повторные испытания двигателей), а также планирует полет на орбиту Луны (проект dearMoon проект в 2024 году со Starship) в качестве предшественника. Если Starship достигнет орбиты и дозаправки к середине 2020-х годов, то попытка переноса на Марс к ~2030 г. вполне возможен. В отличие от НАСА, SpaceX может принять решение о запуске частной миссии на Марс, как только технология будет готова, даже если это будет просто демонстрация с несколькими астронавтами компании или платными клиентами, что делает их сроки потенциально более агрессивными (если это технически возможно).

- Стоимость на одного пассажира: Стратегия SpaceX заключается в следующем Максимальное повторное использование и частота полетов чтобы распределить расходы на многих пассажиров. Маск заявил, что эксплуатационные расходы для запуска звездолета может быть только ~$2 млн. (в основном на топливо) - невероятно мало по сравнению с нынешними ракетами, - если система будет полностью и быстро многоразовой. Теоретически, один звездолет может перевозить 50-100 человек, что дает несколько десятков тысяч долларов на человека в стоимости топлива. Конечно, затраты на разработку (несколько миллиард долларов) должны окупиться, но часто цитируемое видение Маска - это будущая цена билета на Марс около $100,000 (возможно, даже ниже $100k)возможно < $500k в раннем возрасте. Он предположил, что этот уровень будет достаточно низким, чтобы "Большинство людей в странах с развитой экономикой могут продать свой дом на Земле и переехать на Марс, если захотят". . В 2017 году Маск оценил начальную цену билетов примерно в $200k на человекаПо мере совершенствования масштаба она снижается до ~$100k. Эти цифры . - Билеты еще не поступили в продажу, но они указывают на цель SpaceX: на порядки дешевле чем традиционные программы. Важно отметить, что ранние путешествия на Марс (если, скажем, в тестовую миссию полетит только дюжина инженеров) не будут продаваться на коммерческой основе и обойдутся SpaceX в сотни миллионов; но по мере развития системы предельная стоимость одного дополнительного пассажира может приблизиться к цели Маска.

- Финансирование и бизнес-модель: В отличие от НАСА, SpaceX должна учитывать экономическую целесообразность. Разработка звездолета (по оценкам $5-10 млрд. Всего) финансируется SpaceX в частном порядке - за счет доходов от запусков и масштабных инвестиций в спутниковую программу Starlink (которая, по словам Маска, частично предназначена для финансирования планов по запуску на Марс). SpaceX также выиграла конкурс $2,9-миллиардный контракт NASA использовать Starship в качестве лунного корабля, что обеспечит денежные вливания. В будущем SpaceX планирует получать доход от самих полетов на Марс: продажа мест или даже целых рейсов звездолета клиентам. Первыми клиентами могут быть НАСА (покупка транспорта для своих астронавтов) или космические туристы. Например, путешествие, финансируемое миллиардером (по аналогии с dearMoon для Марса), могло бы финансировать раннюю миссию с экипажем. В течение 10 с лишним лет, если Starship достигнет регулярных полетов, SpaceX может принять модель, похожая на авиакомпаниюМного рейсов в год, цены на билеты изначально высокие (миллионы), но по мере роста объемов и конкуренции снижаются до шестизначных цифр. Маск даже выдвинул идею бесплатные обратные билеты (вы платите за полет на Марс, но возвращаетесь на Землю бесплатно), чтобы стимулировать эмиграцию и в то же время не допустить, чтобы кто-то оказался в ловушке по причине дороговизны. Главная экономическая ставка заключается в том, что резкое снижение стоимости запуска позволит привлечь достаточно спроса (со стороны исследователей, искателей приключений, эмигрантов и агентств), чтобы сделать путешествия на Марс жизнеспособным коммерческим направлением в долгосрочной перспективе.

- Технологические и логистические проблемы: План SpaceX зависит от нескольких непроверенных технологий: быстрая возможность повторного использованияВ течение длительного времени корабль должен поддерживать жизнедеятельность, заправляться на орбите. Гигантская конструкция звездолета из нержавеющей стали должна выдержать многократные возвращения (на Землю и Марс) и заправка звездолета топливом на околоземной орбите - критический аспект для доставки достаточной массы на Марс - должен быть продемонстрирован. Кроме того, безопасная перевозка 100 пассажиров через глубокий космос требует надежного жизнеобеспечения, защиты от радиации и, возможно, искусственной гравитации (звездолет не обеспечивает гравитацию, поэтому необходимо смягчить последствия 0g для здоровья в течение 6-месячного путешествия). Это нетривиальные задачи над которой SpaceX активно работает, но это увеличит стоимость и сложность разработки. Еще одним фактором стоимости является необходимость Инфраструктура Марса: SpaceX планирует, что первые звездолеты будут нести оборудование для производства топлива на Марсе (via использование ресурсов на местеВ частности, из марсианской воды и CO₂ можно получить метановое/кислородное топливо.) Хотя это позволяет избежать доставки возвратного топлива с Земли, для этого требуется надежная технология ISRU на Марсе - логистическое препятствие, которое, в случае задержки, может задержать имущество или людей на Марсе на более длительный срок (увеличивая стоимость миссии). Несмотря на эти проблемы, опыт SpaceX в области многоразового использования ракет Falcon и быстрых циклов разработки внушает определенную уверенность. Сайт надежность Возможность использования звездолета для жизни людей еще предстоит доказать; SpaceX, вероятно, совершит множество грузовых/испытательных полетов, прежде чем посадить на борт людей, чтобы убедиться в приемлемой безопасности. Технико-экономическое обоснование достижение Марса в ближайшее десятилетие зависит от преодоления этих препятствий. Если им это удастся, SpaceX сможет значительно снизить стоимость всех других вариантов, что сделает ее наиболее экономичный (хотя пока еще экспериментальный) средства передвижения человека по Марсу к 2030-м годам.

Blue Origin и другие частные предприятия

Blue Origin, космическая компания, основанная Джеффом Безосом, - еще один коммерческий игрок, которого часто упоминают наряду со SpaceX. Однако, Blue Origin не объявляла публично о каких-либо подробных планах полета человека на Марс. на ближайшие 10 лет - в ближайшей перспективе она сосредоточится на Луне и околоземной орбите. Blue Origin разрабатывает Новый Гленн Ракета-носитель тяжелого класса (первый запуск ожидается в середине 2020-х годов), которая потенциально может отправлять тяжелые полезные грузы на Марс, но с экипажем Марсоход пока не входит в дорожную карту компании. Вместо этого крупным проектом Blue Origin является Голубая луна посадочный аппарат для полета на Луну (высадка экипажа на Луну запланирована на 2029 год в рамках программы НАСА Artemis). Тем не менее, Blue Origin долгосрочное видение В будущем в космосе будут жить и работать миллионы людей, поэтому Марс, безусловно, входит в число ее перспективных целей. Любой марсианский проект Blue, скорее всего, будет использовать ее многоразовые ракеты и опыт лунных посадок, но, вероятно, за пределами 10-летнего горизонта.

- График и планы: В 2025-2035 годах Blue Origin будет проводить испытания New Glenn (орбитальной ракеты частичного многоразового использования) и осуществлять лунные миссии. Полет на Марс, осуществленный Blue Origin до 2035 года, был бы весьма спекулятивный. Компания могла бы предоставить технологии для НАСА или других партнеров, работающих на Марсе (например, двигатели или конструкции посадочных модулей Blue могли бы быть адаптированы для Марса). Boeing и Lockheed Martin, традиционные аэрокосмические гиганты, также не имеют независимых программ по транспортировке на Марс, кроме партнерства с NASA (Boeing строит SLS; Lockheed строит Orion и предлагает Базовый лагерь Марса концепция орбитальной станции для НАСА). Эти концепции остаются концептуальный без специального финансирования. Другой заметной частной концепцией была Марс-1голландская некоммерческая организация, которая в 2010-х годах предложила отправиться на Марс в один конец, финансируемый за счет реалити-шоу. По оценкам Mars One $6 млрд. на отправку первых 4 человек и $4 млрд на каждый последующий экипаж, что означает ~$1,5B на пассажира для первоначальной миссии - гораздо дешевле, чем подход НАСА, но все же чрезвычайно высок и основан на многих недоказанных предположениях. В конечном итоге Mars One не смогла получить финансирование и объявила о банкротстве, что подчеркивает сложность финансирования подобных проектов исключительно за счет частных инвестиций и прав СМИ.

- Стоимость и финансирование: Поскольку компания Blue Origin не выдвинула план полета на Марс, официальных данных о стоимости и ценах на билеты от нее нет. Любой прогноз будет спекулятивным. Blue Origin опирается на состояние Безоса (он лично инвестирует в компанию ~$1 миллиард в год от продажи акций Amazon) и начинает получать доход от суборбитального туризма (билеты на суборбитальные полеты New Shepard, по сообщениям, стоят $250k-$500k+ Каждый из них уже совершил первые полеты) и предстоящие запуски спутников. Если Blue Origin будет заниматься перевозками на Марс, она сможет финансировать разработку аналогично SpaceX - за счет внутренних инвестиций и борьбы за контракты с НАСА. (Например, Blue Origin проиграла SpaceX первый контракт на лунный корабль Artemis, но выиграла второй контракт в 2023 году стоимостью $3,4 миллиарда на посадку на Луну в 2029 году). Философия Blue Origin заключается в том, что постепенное, поэтапное развитие ("Gradatim Ferociter") означает, что компания, скорее всего, возьмется за Марс только после освоения орбитальных и лунных полетов человека. В долгосрочной перспективе, если Blue Origin создаст многоразовый марсоход, то модель ценообразования Возможно, она будет похожа на SpaceX (билеты продаются богатым искателям приключений или транспортные услуги для NASA), но на данном этапе такое ценообразование является лишь предположением.

- Целесообразность и проблемы: Для любого нового частного предприятия (будь то Blue Origin или другое), способного организовать пилотируемую миссию на Марс, необходимо барьеры похожи на барьеры компании SpaceXЭто: возможность запуска тяжелых аппаратов, дозаправка или сборка в космосе, расширенное жизнеобеспечение и большие финансовые затраты. Ракета New Glenn компании Blue Origin будет большой, но, скорее всего, не такой большой, как Starship по полезной нагрузке; для сборки марсианской миссии на орбите может потребоваться несколько запусков New Glenn, что увеличит стоимость и сложность. Без полного повторного использования стоимость одной миссии будет оставаться высокой (первая ступень New Glenn многоразовая, а вторая - расходная). Надежность систем Blue нужно будет доказывать поэтапно (у них были несколько успешных суборбитальных полетов экипажейно орбитальных полетов пока нет). В итоге, другие частные компании не имеют конкретных сроков запуска Марса на ближайшее десятилетиеИ хотя со временем они могут предложить альтернативные варианты транспорта, SpaceX остается главным коммерческим претендентом Для раннего высадки человека на Марс благодаря преимуществу в соответствующих технологиях.

Международные планы: Китай и другие страны

За пределами усилий США, Китай активно планирует освоение Марса человеком. В 2021 году Китай объявил о планах по запуску своего первого полет на Марс с экипажем в 2033 годуС последующими миссиями в 2035, 2037, 2041 годах и далее. Эта амбициозная программа является частью долгосрочной концепции по созданию Постоянно обитаемая база на Марсе и использовать марсианские ресурсы. Китайский подход основан на государственном управлении через Китайское национальное космическое управление (CNSA) и связанные с ним государственные подрядчики. После успешной высадки роботов на Марс (миссия Tianwen-1 с марсоходом Zhurong в 2021 году), Китай теперь разрабатывает тяжелую ракету-носитель. Долгий март 9 Ракета-носитель и, возможно, ядерная силовая установка для обеспечения возможности перелета на Марс с экипажем. На 2030 год запланирована миссия по возвращению образцов с Марса (роботизированная) для отработки некоторых необходимых технологий.

- Стоимость и финансирование: Подробные сметы расходов на китайскую программу пилотируемого полета на Марс не опубликованы. Однако, поскольку программа осуществляется под руководством государства, финансирование будет осуществляться из государственного бюджета, что будет оправдано стратегическими соображениями и соображениями престижа. Китайская космическая программа известна относительно более низкими затратами, чем NASA, в некоторых областях (благодаря более низкой стоимости рабочей силы и упрощенному принятию решений), но пилотируемый полет на Марс все равно будет чрезвычайно дорогим (вероятно, десятки миллиардов долларов в течение всего срока программы, если не больше). Поскольку Китай в настоящее время не планирует продавать "билеты" гражданским лицам, прямых затрат на одно место не существует - все расходы на миссию берет на себя правительство. С точки зрения экономической целесообразности, Китай рассматривает полеты на Марс с экипажем как инвестиции в технологическое мастерство и национальный престиж, а не в прибыль. Это означает, что до тех пор, пока центральное правительство будет уделять проекту первостепенное внимание, финансирование может быть постоянным. (Примечательно, что китайская программа полетов на Луну с экипажем и планируемые модули космической станции свидетельствуют о твердой приверженности пилотируемым космическим полетам).

- Технология и временные рамки: Китайская хронология 2033 год - первая посадка человека Этот график является очень агрессивным - примерно параллельным предварительному графику НАСА - и потребует быстрой разработки множества новых технологий. Среди ключевых потребностей - сверхтяжелая ракета, сопоставимая с SLS/Starship, жизнеобеспечение для длительных полетов (до сих пор китайские пилотируемые космические полеты длились на низкой околоземной орбите от нескольких дней до нескольких месяцев), а также решения для безопасной посадки и возвращения на Марс. Китай проводит исследования ядерная тепловая тяга сократить время полета (потенциально сократив его до нескольких месяцев), что может снизить некоторые затраты (меньше расходных материалов, меньше радиационного облучения), но эта технология может быть не готова к 2030-м годам. Надежность китайских ракет-носителей высока для существующих Long March, но новые мега-ракеты и системы с экипажем для полетов в дальний космос на начальном этапе будут непроверенными. Также ведутся разговоры о международное сотрудничество: Китай пригласил международных партнеров (а учитывая космические амбиции России и ее нынешнюю изоляцию от США/Европы, то Китайско-российское партнерство на Марсе может возникнуть, разделяя расходы и опыт). В целом, план Китая по освоению Марса выглядит следующим образом осуществимо Учитывая ресурсы страны и опыт достижения амбициозных космических целей (космическая станция, высадка на Луну и т.д.), но график может быть отложен. Если он будет реализован, это позволит создать альтернативную систему доставки людей на Марс (управляемую государством, не открытую для частных пассажиров) и потенциально более дешевую, чем подход НАСА (хотя до надежд SpaceX на низкую стоимость еще далеко).

- Другие национальные усилия: Другие космические агентства (европейское ESA, российский Роскосмос, индийское ISRO и т. д.) в настоящее время не имеют независимых пилотируемых марсианских программ, запланированных на 2020-е или начало 2030-х годов, в основном из-за огромных затрат. Европа Вносит свои технологии в планы НАСА (например, компоненты для Orion и Gateway) и может отправить европейских астронавтов в марсианскую миссию под руководством НАСА, но не имеет самостоятельного аппарата для полета на Марс. Россия периодически заявляет о своем интересе к Марсу (и имеет на бумаге концепции глубоководных обитаемых аппаратов и ядерных двигателей), но бюджетные ограничения и геополитические факторы делают маловероятной пилотируемую миссию на Марс под руководством России в ближайшее десятилетие. Индия, Япония, ОАЭ и другие пока сосредоточены на роботизированном исследовании Марса. Сайт ОАЭнапример, имеет очень долгосрочное видение марсианского города к 2117 году, но не планирует запуск человека в ближайшем будущем. Таким образом, в ближайшие 10 лет любая доставка человека на Марс, осуществляемая не США и не Китаем, почти наверняка будет осуществляться в сотрудничестве - например, иностранные астронавты будут подсаживаться на миссии NASA или SpaceX, - а не в рамках отдельной системы пересадки для сравнения.

Сравнительный анализ вариантов переноса Марса

В таблице ниже представлены основные игроки и планы по доставке человека на Марс, а также сравнение их сроки, оценка затрат на одного человека и модели финансирования:

Программа / транспортное средство	Организатор	Первый человек на Марсе	Оценка. Стоимость перевозки одного пассажира	Модель финансирования и ценообразования
НАСА (SLS/Orion и партнеры)	Правительство США (НАСА)	~2035 (миссия туда и обратно)	Билетов нет; стоимость посещения ≈ $500+ млрд. всего (миллиарды на одного астронавта)	Финансируется государством (налогоплательщиками). Нет прямой цены за место; затраты оправданы наукой/национальными интересами. Чрезвычайно высокая стоимость разработки и эксплуатации, низкий уровень полетов.
Звездолет SpaceX	SpaceX (частный)	~2028-2030 (оптимистично)	$100k-$500k (билет в будущее) . Первые полеты Эффективно дорогостоящий (сотни $M для тестовой миссии; публичных продаж билетов пока нет). В долгосрочной перспективе предельные затраты могут составить <$100k с полным повторным использованием (~$2M/запуск для 100 человек).	Разработка, финансируемая частными лицами (SpaceX/Элон Маск, плюс контракты с НАСА). Планируется продавать места агентствам и частным клиентам. Полагается на большие объемы и повторное использование для получения прибыли; ранние миссии могут финансироваться инвесторами или спонсорами, пока продажа билетов не станет жизнеспособной.
Blue Origin (новый марсоход, созданный Гленном) [умозрительно]	Blue Origin (частная компания)	Нет четкого плана (вероятно после 2035 года)	Н/Д - Не объявлена цена транспортировки на Марс. Потенциальная стоимость высока без полного повторного использования (New Glenn расходует вторую ступень). Можно стремиться к конкурентоспособным ценам, если будет достигнуто повторное использование.	Финансирование миллиардерами (Джефф Безос) и правительственные контракты. Вероятно, будет искать поддержку НАСА. Модель ценообразования еще не определена; возможно, она будет аналогична SpaceX (продажа транспортных услуг), если будет разработан марсоход.
Китайская миссия на Марс	CNSA (правительство Китая)	2033 первая посадка (с экипажем)	N/A (правительственная миссия). Общая стоимость программы не разглашается; ожидается десятки миллиардов. Стоимость одного астронавта без маркетинга (экипаж, финансируемый государством).	Финансируется государством как национальная программа. Коммерческих билетов нет. Экономия на масштабе не является основным фактором; будут расходоваться средства, необходимые для достижения целей миссии. Потенциально более низкая стоимость производства, чем в США, но высокие общие инвестиции.
Марс-1 [не существует]	Mars One (частный)	~2026 (в одну сторону) (так и не реализовано)	$1,5 миллиарда на человека (в одну сторону) - $6B для первых 4 человек . Последующие действия $4B на 4 (~$1B на каждого).	Планировалось финансирование реалити-шоу (не удалось). Не удалось найти приемлемое финансирование; затраты были умозрительными. Продемонстрирована сложность чисто частного финансирования в таких масштабах.

Таблица: Сравнение основных планов по транспортировке человека на Марс, включая предполагаемые сроки их реализации, примерные расходы на одного человека или цены на билеты (если таковые имеются), а также способы их финансирования. (Примечание: Сценарий полета на Марс от Blue Origin является гипотетическим, поскольку компания еще не объявила о программе полета на Марс с экипажем; ее заявка включена для сравнения, учитывая ее значимость в области пилотируемых полетов. Аналогично, Mars One показан в качестве примера обнародованного частного плана, хотя он уже не действует).

Как видно из таблицы, Звездолет компании SpaceX отличается тем, что радикальное снижение стоимости на одного пассажира, что обеспечивается полным повторным использованием и высокой пропускной способностью. Если Starship добьется успеха, он сможет снизить цену путешествия на Марс до уровня, который, хотя и остается дорогостоящим, будет по карману правительствам и даже частным лицам (сотни тысяч долларов, примерно как стоимость дома). В отличие от этого, правительственные миссии НАСА и Китая, по крайней мере на начальном этапе, будут не продавать места вообще - Это разведывательные миссии с экипажами астронавтов, набранными вручную, с неявными расходами на одного человека, исчисляемыми сотнями миллионов или миллиардами, если разделить бюджеты программ. Надежность и безопасность также, вероятно, будут отличаться: NASA будет иметь чрезвычайно строгие требования к безопасности (и, следовательно, более высокую стоимость и более длительную разработку), в то время как SpaceX может принять более высокий риск на начальном этапе, чтобы быстро итерационировать и снизить стоимость (в конечном итоге, стремясь к безопасности, подобной безопасности авиалайнера, благодаря большому опыту полетов). Первые полеты на Марс с экипажем - будь то NASA или SpaceX - по своей сути будут сопряжены со значительным риском, просто потому, что ни один человек еще не совершал такого путешествия.

Ключевые факторы, влияющие на стоимость и осуществимость

Несколько технологические и логистические факторы сильно повлияет на стоимость доставки человека на Марс по всем этим планам:

- Возможность повторного использования против возможности расходования: Многоразовые аппараты (такие как Starship и, возможно, будущие системы других компаний) распределяют огромные затраты на разработку на много полетов и избавляют от необходимости создавать новую ракету для каждого полета. Это Краеугольный камень стратегии SpaceX по снижению затрат. В отличие от этого, SLS НАСА в настоящее время является одноразовой - каждая ракета $4B выбрасывается, что приводит к росту стоимости эксплуатации. Достижение возможности многократного использования (особенно крупных РН и космических аппаратов) технически сложно, но предлагает огромная экономия средств в случае успеха. Это компромисс: многократно используемые системы могут быть менее проверенный Поначалу (для обеспечения надежности требуется множество испытательных полетов), но в долгосрочной перспективе они обещают более низкую стоимость.

- Стартовая масса и сборка/заправка на орбите: Для полета на Марс с пилотируемым космическим кораблем, скорее всего, потребуется либо очень большая ракета, либо несколько средних запусков. По плану НАСА для сборки марсианского аппарата или отправки груза вперед может использоваться несколько запусков SLS, в то время как SpaceX будет дозаправлять Starship на околоземной орбите, чтобы отправить один полностью загруженный корабль. Дозаправка и сборка на орбите добавляют сложности и потенциальных точек отказа, но могут уменьшить размер (и стоимость) необходимых ракет. Однако создание топливных складов или несколько запусков за одну миссию могут увеличить эксплуатационные расходы, если их не оптимизировать. Способность нести больше людей на один запуск также влияет на стоимость одного человека: SpaceX, размещая 100 человек на одном корабле, значительно снижает стоимость одного человека (но и повышает стоимость одного запуска). При методе NASA можно отправить <10 астронавтов за раз, то есть все расходы на запуск распределяются между меньшим количеством людей.

- Жизнеобеспечение и продолжительность миссии: Людям, отправляющимся на Марс, потребуется пища, вода, воздух и защита для путешествия, которое продлится примерно 6-9 месяцев в каждую сторонуплюс время пребывания на Марсе. Системы жизнеобеспечения должны быть очень надежными и, скорее всего, регенеративными (переработка воздуха и воды) - их разработка требует больших затрат (по одной из оценок НАСА, стоимость жизнеобеспечения только марсианской миссии составляет $2+ миллиард ). Если бы усовершенствованные двигатели (например, ядерно-термические) могли сократить время полета до нескольких месяцев, это уменьшило бы потребность в расходных материалах (и воздействие вредного излучения), что потенциально снизило бы некоторые затраты, но такие двигатели могут быть не готовы к первым миссиям. Более длительное пребывание на Марсе (НАСА предполагает до ~500 дней на поверхности) означает, что среда обитания должна быть прочной и, возможно, частично Самодостаточный (электропитание, радиационная защита и т.д.), что увеличивает стоимость, но приносит большую научную отдачу. Решение этих проблем имеет решающее значение для безопасности, а эффективная работа позволит отделить более рентабельные планы от более дорогих.

- Вход, спуск и посадка (EDL) на Марс: Высадка людей на Марс гораздо сложнее, чем посадка на Луну или возвращение на Землю. Марсианская атмосфера достаточно плотная, чтобы генерировать сильное тепло во время входа в атмосферу, но слишком разреженная, чтобы адекватно замедлить тяжелый космический корабль с помощью одних только парашютов. Предлагаемые решения (ретропульсивная посадка, надувные замедлители, большие парашютные системы или их комбинации) предполагают новая технология. Разработка марсохода, способного безопасно доставить на Марс большую среду обитания экипажа (возможно, 20+ тонн), является одним из основных факторов, влияющих на стоимость плана НАСА. Звездолет компании SpaceX предназначен для входа в атмосферу Марса и посадки на него целым и невредимым, но этот маневр (часто называемый "сверхзвуковой парашютист" из-за профиля возвращения Starship "брюхом вперед") остается непроверенным на Марсе и является одним из самых рискованных элементов их плана. Любой сбой в EDL может привести к потере миссии, поэтому резервирование и тестирование крайне важны - но эти испытания (возможно, включая демонстрационные посадки на Марс без экипажа) будут дорогостоящими. Надежность EDL не является обязательным условием для пилотируемых миссий, и обеспечение ее надежной работы потребует значительных инвестиций (как от NASA, так и от SpaceX или Китая), что повлияет на общую стоимость.

- Масштаб операций: Стоимость перевозки одного человека резко возрастет, если/когда транспорт Марса перейдет от разовые миссии к устойчивой программе с регулярными полетами. Программа НАСА "Аполлон" была отменена из-за снижения затрат и ослабления политической воли; чтобы избежать этого, будущие планы полетов на Марс (особенно коммерческие) стремятся к самоподдерживающейся динамике. Видение SpaceX о сотни поселенцев в каждом окне запуска В результате амортизации затрат и использования эффекта масштаба (закупка материалов оптом, рутинные операции) цены будут снижены. Если будет осуществлено всего несколько миссий, каждая из них будет нести бремя полной стоимости разработки. Таким образом надежность Транспортные средства и спрос на полеты на Марс определят, попадем ли мы в благотворный цикл частых полетов (снижение стоимости) или останемся в режиме редких, экспериментальных миссий (сохранение чрезвычайно высокой стоимости).

Экономическая жизнеспособность и перспективы

В ближайшие десять лет экономическая целесообразность Возможно, впервые будет протестирована система доставки человека на Марс. Миссии под руководством правительства (NASA, CNSA) не предназначены для получения прибыли; их жизнеспособность измеряется политической и общественной поддержкой. NASA потребуется постоянное увеличение финансирования, чтобы достичь цели по исследованию Марса к 2030 году, и хотя Марс вызывает широкий общественный интерес, он конкурирует с другими приоритетами. Потенциальным переломным моментом станет, если коммерческие поставщики снижают барьер стоимостичто позволило НАСА по сути купить транспортные услуги на Марс, а не разрабатывать все своими силами. Эта модель коммерческих контрактов (по аналогии с тем, как НАСА сейчас покупает у SpaceX поездки на МКС) могла бы сделать миссию на Марс более экономически приемлемой для законодателей за счет передачи части расходов на разработку. Генеральный инспектор НАСА прямо предупредил, что текущая траектория расходов (SLS/Orion по $4B за запуск) является "неустойчивый" Это вынуждает НАСА принимать более дешевые альтернативы (например, Starship) или рисковать отменой программы.

Для частные компанииНо сделать марсианский транспорт экономически жизнеспособным - задача не из легких. Рынок билетов на Марс стоимостью $100k+ не доказан - он зависит от предположения, что достаточное количество людей хочу поехать и могут себе это позволить (или что организации будут спонсировать путешествия). В период 2025-2035 годов вероятными потребителями являются правительства (для исследований/посадки флага) и ультрабогатые (ради приключений или филантропии). Космический туризм на низкую околоземную орбиту и Луну только зарождается; Марс будет новым уровнем веры для любого платящего клиента, учитывая более высокую стоимость, более длительные временные обязательства (~2 года полета) и более высокий риск. Это означает, что раннее Полеты на Марс могут оказаться убыточными для SpaceX - больше для доказательства концепции, чем для получения прибыли. Элон Маск признал, что строительство города на Марсе не принесет немедленной прибыли, но является долгосрочной задачей для будущего человечества (именно поэтому он направляет на нее прибыль от других предприятий). Blue Origin и другие компании столкнутся с той же проблемой - краткосрочная прибыль на Марсе невозможна, поэтому здесь требуется терпеливый и дальновидный капитал. Но есть и положительный момент: многие технологии, разработанные для Марса (например, жизнеобеспечение, замкнутые среды обитания, тяжелые ракеты-носители), могут быть применены и для Операции на околоземной орбите и лунные проектыНо у них есть и более близкие по времени заказчики (НАСА, военные, телекоммуникационные компании и т.д.). Таким образом, компании могут первоначально окупить некоторые затраты, обслуживая эти рынки (как это делает SpaceX с запуском спутников и Starlink, а Blue Origin надеется сделать это с New Glenn), одновременно готовясь к полетам на Марс.

Заглядывая на десятилетие вперед, мы ожидаем:

- SpaceX продолжать лидировать в снижении стоимости запусков, возможно, проведя первый Попытка полета или посадки на Марс, финансируемая частными лицами если Starship начнет функционировать. Их ценовая модель будет развиваться - возможно, начиная с миссий астронавтов, финансируемых НАСА (НАСА может заключить с SpaceX контракт на высадку астронавтов на Марс, аналогичный лунному контракту Artemis HLS), и заканчивая чисто туристическими поездками. Если обещания Starship по стоимости оправдаются, то к концу 2020-х годов SpaceX может объявить цену билета и начать принимать депозиты за будущие путешествия на Марс (подобно тому, как Virgin Galactic продавала билеты на суборбитальные полеты на годы вперед).

- НАСА Вероятно, в 2020-х годах они все еще будут находиться на стадии подготовки, тестируя оборудование в лунных миссиях и уточняя планы. Сайт первый полет на Марс с экипажем, финансируемый НАСА может быть одобрен к полету в конце 2030-х годов, возможно, с использованием гибридного подхода (экипаж НАСА летит на марсоходе/корабле, предоставленном коммерческой компанией, под надзором НАСА). Можно надеяться, что стоимость одной миссии снизится, если использовать коммерческое партнерство - например, использование варианта звездолета SpaceX вместо разработки совершенно нового марсохода может сэкономить НАСА миллиарды. Агентство также продолжит международное партнерство для распределения расходов (например, взносы из Европы, Японии, Канады в обмен на места астронавтов).

- Китай Китай может удивить мир, ускорив сроки полета на Марс, если выделит достаточно ресурсов - их цель на 2033 год амбициозна, но даже если она сместится к концу 2030-х годов, Китай все равно может стать лишь второй страной, когда-либо отправлявшей людей на Марс. Расходы будут покрываться из государственного бюджета, и Китай может не раскрывать полную сумму расходов, но прогресс их программы будет косвенно давить на США, чтобы они не медлили (новая динамика "космической гонки"). Нет никаких признаков того, что Китай будет предлагать места на коммерческой основе; их миссии будут государственными, хотя они могут перевозить астронавтов союзных стран в качестве дипломатического жеста.

- Другие игроки (Blue Origin и др.), скорее всего, не выведут людей на Марс в течение 10 лет, но могут заложить основу. Например, Blue Origin может разработать более крупную вторую ступень или космический корабль, который впоследствии может превратиться в транспортное средство для пересадки на Марс, особенно если НАСА проявит интерес к финансированию таких разработок. Мы также можем увидеть новых участников - например, стартапы или государственно-частные консорциумы - предлагающих креативные подходы (возможно, меньшие по масштабу миссии, например, облет Марса двумя людьми, который когда-то предложила компания Space Adventures/Tito). Если кто-то из них наберет обороты, их затраты будут сопоставлены с двумя крупными компаниями (NASA и SpaceX).

С точки зрения осуществимость и надежностьНо каждый вариант имеет свои компромиссы. План НАСА заключается в следующем технологически консервативный и чрезвычайно дорогостоящий, но приоритетом для него будет безопасность астронавтов (постепенное принятие риска). SpaceX не требует больших затрат и может достичь ранний оперативный потенциалНо надежность Starship нужно будет продемонстрировать в масштабе; это более рискованный и высокодоходный подход. Сайт надежность Флот звездолетов, часто летающих на Марс, не доказан, в то время как разовые миссии НАСА будут рассматриваться как крупная экспедиция с обширными испытаниями (но между полетами пройдут годы). В долгосрочной перспективе, если Starship или подобные системы окажутся безопасными, они также могут стать транспортным методом НАСА, объединив коммерческий и правительственный пути в один.

Заключение

Стоимость отправки людей на Марс составляет ожидается снижение в ближайшее десятилетие благодаря инновациям коммерческих космических компаний, но она останется значительной. В начале 2020-х годов оценки путешествия на Марс варьировались от сотни миллиардов (в стиле НАСА) нескольким сто тысяч долларов на человека (видение SpaceX) - огромный разрыв. К 2035 году мы, вероятно, увидим первые попытки пилотируемых полетов на Марс, а вместе с ними и более конкретные цены. Миссия, финансируемая государством, если она состоится, будет стоить миллиарды на одного астронавта с учетом развития, что делает ее престижным проектом, доступным только для сверхдержавных стран или коалиций. С другой стороны, если звездолет SpaceX начнет функционировать, это может открыть новую эру (относительно) доступные межпланетные путешествияВозможно, цена билета на Марс перейдет в сферу частных сделок и рыночной экономики.

Крайне важно, что технологические препятствия и неизвестные так же значительны, как и финансовые. Какой бы подход ни был выбран - государственный, частный или партнерский, - он должен обеспечить выживание экипажа и успех миссии в непростом путешествии длиной 34 миллиона миль. Каждое решение этих проблем (будь то лучший ракетный двигатель, более безопасная техника посадки или прорыв в области жизнеобеспечения) напрямую влияет на стоимость. Таким образом, в настоящее время рассматривается несколько путей к Марсу: НАСА и Китай с обширными (и дорогостоящими) программами, поддерживаемыми государством, и SpaceX (за которой, возможно, последуют и другие) с более бережливым, терпимым к рискам коммерческим подходом. Следующие десять лет покажут, удастся ли реализовать оптимистичные прогнозы о низких затратах, или же путешествие на Марс изначально останется сверхдорогим мероприятием. Как бы то ни было, человечество стоит на пороге того, чтобы превратить Марс из далекой мечты в цель - и стоимость билетаВ долларах и в инновациях, будет определять темпы и форму нашего межпланетного будущего.