Ceny a prehľad prepravy ľudí na Mars

Umelecký koncept astronautov a obydlí na Marse. Ľudské misie na Mars, ktoré sa už dlho plánujú, čelia obrovským výzvam v oblasti nákladov a logistiky. Odhady pre expedíciu na Mars s posádkou sa značne líšia - v prípade vládnych programov, ako je NASA, dosiahli prognózy stovky miliárd dolárov pre jednu misiu. Naopak, noví komerční hráči sľubujú, že vďaka opakovane použiteľným vesmírnym lodiam a inovatívnym prístupom tieto náklady na jedného cestujúceho výrazne znížia. Táto správa porovnáva predpokladané náklady na dopravu ľudí na Mars v nasledujúcom desaťročí, pričom skúma verejne oznámené plány aj špekulatívne prognózy a poukazuje na uskutočniteľnosť, spoľahlivosť a potenciálne cenové modely každej navrhovanej možnosti dopravy na Mars.

Plány NASA na dopravu na Mars (financované vládou)

NASA chce vyslať astronautov na Mars v začiatok až polovica rokov 2030, pričom Mesiac používa ako odrazový mostík. Súčasné plány sú zamerané na misia na Mars s posádkou okolo roku 2035 po tom, ako program Artemis zabezpečí trvalú prítomnosť ľudí na Mesiaci. Prístup NASA zahŕňa jej Space Launch System (SLS) mega-raketa a Orion posádková kapsula na prepravu posádky na obežnú dráhu Mesiaca, stanica Lunar Gateway ako záchytný bod a nakoniec vozidlo na presun na Mars a pristávací modul na cestu na povrch Marsu. Táto architektúra kladie dôraz na osvedčené technológie, ale vyžaduje viacero štartov a montáž vo vesmíre, čo zvyšuje náklady.

- Odhady nákladov: Na rozdiel od komerčných podnikov NASA nepredáva vstupenky, ale náklady na osobu možno odvodiť z rozpočtov misií. Analýzy naznačujú, že jedna misia NASA na Mars by mohla stáť rádovo $500 miliárd (pol bilióna dolárov), ak sa zohľadní vývoj všetkého potrebného hardvéru a infraštruktúry. Táto suma výrazne prevyšuje náklady na všetky doterajšie misie a zdôrazňuje rozpočtový problém. Dokonca aj program Artemis Moon - "odrazový mostík" na Mars - sa do roku 2025 odhaduje na ~$93 miliárd, pričom každý štart SLS/Orion bude stáť približne $4,1 miliardy (najmä kvôli spotrebnému hardvéru). Pri počte 3-4 astronautov na misiu to znamená, že viac ako $1 miliarda na astronauta len do blízkosti Mesiaca. Misia na Mars by bola pravdepodobne ešte drahšia na osobu, ak by sa použili podobné zmluvné modely a systémy na jedno použitie.

- Financovanie a životaschopnosť: Misie NASA sú financované z vládnych rozpočtových prostriedkov. Takéto veľké náklady znamená, že plány na Mars sú podmienené trvalou politickou podporou a rozpočtom. NASA skúma možnosti zdieľania nákladov a partnerstiev - napríklad využitie Vesmírna loď spoločnosti SpaceX na pristátie na Mesiaci - na zníženie výdavkov. V prípade Marsu môže NASA podobne spolupracovať s komerčnými poskytovateľmi dopravy alebo technológií, aby znížila náklady. Ekonomika sa však neriadi ziskom, ale odôvodnenie je vedecké a strategické., nie predaj sedadiel. V prípade zmeny národných priorít je tak financovanie neisté. Zabezpečenie programu Mars je ekonomicky udržateľné v priebehu desaťročí je pre NASA kľúčovou výzvou.

- Technologické výzvy: Konzervatívny prístup NASA uprednostňuje bezpečnosť a spoľahlivosť, ale technické prekážky sú obrovské. Dlhotrvajúca podpora života, radiačná ochrana pre ~6-7 mesačnú cestu v každom smere a vstup, zostup a pristátie (EDL) pre ťažké vozidlá s posádkou na Marse sú hlavné nákladové faktory. Každá z nich si vyžaduje nové technológie alebo podstatné vylepšenia (napr. väčšie tepelné štíty a nadzvukový spätný pohon pre EDL na Marse). Zložitosť montáže marsovského dopravného prostriedku na obežnej dráhe alebo na Gateway a prípadné predbežné rozmiestnenie vratného paliva na Marse tiež zvyšuje náklady a riziko. Tieto výzvy prispievajú k vysokým odhadom nákladov a dlhým časovým harmonogramom NASA (prvé pristátie až v roku 2030).

- Časový plán a realizovateľnosť: Plán NASA (Mars s posádkou do roku 2035) je ambiciózny a mohol by sa posunúť, ak by zaostávali finančné prostriedky alebo vývoj technológií. Agentúra má skúsenosti s meškaním nových programov letov do vesmíru (napr. vývoj SLS trval viac ako desať rokov). Uskutočniteľnosť pristátie na Marse v roku 2030 závisí od pokroku v roku 2020: úspešných lunárnych misií Artemis, demonštrácií technológií pre marsovské habitaty a podporu života a prípadne medzinárodných partnerstiev na rozdelenie nákladov. Prístup NASA je spoľahlivý koncept (na základe skúseností s Apollom/ISS/Artemis), ale pomalé a nákladné, čo vyvoláva otázky týkajúce sa dlhodobej udržateľnosti. Kritici poznamenali, že čisto vládny program pre Mars by pri súčasnej výške rozpočtu mohol trvať desaťročia a bilióny dolárov celkovo , čo mnohí považujú za neudržateľné bez nových stratégií úspory nákladov.

Plány spoločnosti SpaceX na prepravu na Mars (komerčné)

Vykreslenie lode Starship spoločnosti SpaceX, ktorá štartuje do vesmíru. SpaceX je vedúcim súkromným hráčom s jasnými ambíciami na Marse. Spoločnosť Hviezdna loď vesmírne lode a Super ťažký posilňovací systém je navrhnutý ako plne opakovane použiteľné dopravný systém na prepravu ľudí (až 100 naraz) a nákladu na Mars. Zakladateľ spoločnosti SpaceX Elon Musk stanovil kolonizáciu Marsu ako dlhodobú víziu spoločnosti, ktorej cieľom je umožniť migráciu veľkého počtu ľudí na Mars. Hviezdna loď je ústredným prvkom tohto plánu: vesmírna loď z nehrdzavejúcej ocele, ktorá môže štartovať na obežnú dráhu Zeme, dopĺňať palivo z tankovacích lodí na obežnej dráhe, potom cestovať na Mars a späť. bez vyradenia. Ak bude tento prístup úspešný, sľubuje zníženie nákladov na dopravu na Mars o niekoľko rádov.

- Časový plán a plány: Verejne oznámeným cieľom spoločnosti SpaceX je vyslať prvú nákladné lode na Mars už 2022-2024, a prvý vesmírna loď s posádkou hneď ako 2024-2026 (časový harmonogram pôvodne oznámený v rokoch 2016-2017) . V skutočnosti sú tieto termíny pohyblivé - od roku 2023 žiadna loď Starship nedosiahla obežnú dráhu a orbitálny letový test v roku 2023 skončil skôr - ale vývoj je rýchly. Realistická prognóza je skúšobný let s posádkou na Mars v roku koncom roka 2020v závislosti od pokroku v inžinierskych prácach a schválenia regulačnými orgánmi. Spoločnosť SpaceX preukázala schopnosť rýchleho opakovania (napr. prototypy lode Starship, opakované testy motorov) a plánuje aj cestu na obežnú dráhu Mesiaca (tzv. dearMoon projekt v roku 2024 so spoločnosťou Starship) ako predchodca. Ak Starship dosiahne obežnú dráhu a doplní palivo do polovice roku 2020, bude pokus o presun na Mars do roku ~2030 je mysliteľné. Na rozdiel od NASA by sa spoločnosť SpaceX mohla rozhodnúť spustiť súkromnú misiu na Mars hneď, ako bude technológia pripravená, aj keď len ako demonštračnú misiu s niekoľkými firemnými astronautmi alebo platiacimi zákazníkmi, čím by sa ich časový plán mohol stať agresívnejším (ak by to bolo technicky možné).

- Náklady na jedného cestujúceho: Stratégia spoločnosti SpaceX je jednoznačne zameraná na maximalizovať opakované použitie a frekvenciu letov rozložiť náklady na viacero cestujúcich. Musk uviedol, že prevádzkové náklady pre vypustenie hviezdnej lode môže byť len ~$2 miliónov (hlavne na pohonné hmoty) - neuveriteľne nízka v porovnaní so súčasnými raketami - ak je systém plne a rýchlo opätovne použiteľný. Teoreticky by jedna vesmírna loď mohla prepravovať 50 až 100 ľudí, čo by prinieslo niekoľko desiatok tisíc dolárov na osobu v nákladoch na palivo. Samozrejme, náklady na vývoj (niekoľko miliarda dolárov), ale Muskova často citovaná vízia je, že cena letenky na Mars sa v budúcnosti bude pohybovať okolo $100,000 (možno aj menej ako $100k), prípadne < $500k v prvých rokoch. Navrhol, že by to bolo dostatočne nízke, aby "väčšina ľudí vo vyspelých ekonomikách by mohla predať svoj dom na Zemi a presťahovať sa na Mars, ak by chceli" . V roku 2017 Musk odhadol počiatočnú cenu letenky na približne $200k na osobu, pričom so zlepšujúcou sa škálou klesá na ~$100k . Tieto údaje sú ašpiratívne - žiadne lístky nie sú v predaji - ale naznačujú cieľ spoločnosti SpaceX: rádovo lacnejšie ako tradičné programy. Dôležité je poznamenať, že prvé cesty na Mars (ak napríklad na testovaciu misiu poletí len tucet inžinierov) sa nebudú predávať komerčne a efektívne by stáli SpaceX stovky miliónov; ale keď systém dozrie, hraničné náklady na ďalšieho pasažiera by sa mohli priblížiť Muskovmu cieľu.

- Financovanie a obchodný model: Na rozdiel od NASA musí SpaceX zohľadniť ekonomickú životaschopnosť. Vývoj lode Starship (odhadovaný na $5-10 miliárd ) financuje súkromne spoločnosť SpaceX - prostredníctvom príjmov zo štartov a masívnych investícií do svojho satelitného programu Starlink (ktorý má podľa Muskových slov čiastočne slúžiť na financovanie ambícií na Marse). Spoločnosť SpaceX tiež získala $ Zmluva s NASA v hodnote 2,9 mld. využiť loď Starship ako pristávací modul na Mesiaci, čím by sa zabezpečila finančná injekcia. Spoločnosť SpaceX v budúcnosti plánuje príjmy aj zo samotných letov na Mars: predaj sedadiel alebo dokonca celých letov Starship zákazníkom. Prvými zákazníkmi môžu byť NASA (nákup dopravy pre svojich astronautov) alebo vesmírni turisti. Napríklad cesta financovaná miliardármi (analogicky ako cesta na Mars) by mohla financovať skorú misiu s posádkou. V priebehu 10+ rokov, ak Starship dosiahne rutinné lety, by SpaceX mohla prijať model podobný leteckej spoločnosti: veľa letov ročne, ceny leteniek spočiatku vysoké (milióny), ale s rastúcim objemom a konkurenciou klesajú k šesťmiestnym číslam. Musk dokonca vyslovil myšlienku spiatočné lístky zdarma (za cestu na Mars sa platí, ale návrat na Zem je bezplatný) , aby sa podporila emigrácia a zároveň sa zabezpečilo, že nikto nebude uväznený z dôvodu nákladov. Hlavnou ekonomickou stávkou je, že výrazne nižšie náklady na štart uvoľnia dostatočný dopyt (zo strany výskumníkov, dobrodruhov, emigrantov a agentúr) na to, aby sa cestovanie na Mars stalo z dlhodobého hľadiska životaschopným komerčným odvetvím.

- Technologické a logistické výzvy: Plán spoločnosti SpaceX závisí od niekoľkých nevyskúšaných technológií, ktoré sa podarí zrealizovať: rýchla opätovná použiteľnosť, doplnenie paliva na obežnej dráhe a dlhodobá podpora života. Obrovská konštrukcia vesmírnej lode z nehrdzavejúcej ocele musí prežiť viacnásobné návraty (na Zem a Mars) a doplnenie paliva do vesmírnej lode na obežnej dráhe Zeme - čo je rozhodujúci aspekt pre dopravenie dostatočného množstva hmoty na Mars - musí byť preukázané. Okrem toho si bezpečná preprava 100 cestujúcich hlbokým vesmírom vyžaduje robustnú podporu života, radiačnú ochranu a možno aj umelú gravitáciu (Starship neposkytuje gravitáciu, takže je potrebné zmierniť zdravotné účinky 0g počas 6-mesačnej cesty). To sú netriviálne výzvy na ktorej spoločnosť SpaceX aktívne pracuje, ale zvýši náklady na vývoj a zložitosť. Ďalším nákladovým faktorom je potreba Infraštruktúra Marsu: Spoločnosť SpaceX plánuje, že prvé vesmírne lode budú niesť zariadenia na výrobu paliva na Marse (via využívanie zdrojov in situ, výroba metánu/kyslíka z marťanskej vody a CO₂). Tým sa síce vyhneme preprave vratného paliva zo Zeme, ale vyžaduje si to spoľahlivú technológiu ISRU na Marse - čo je logistická prekážka, ktorá by v prípade oneskorenia mohla spôsobiť dlhšie zdržanie prostriedkov alebo ľudí na Marse (čo by zvýšilo náklady na misiu). Napriek týmto výzvam, skúsenosti spoločnosti SpaceX s opakovaným použitím rakiet Falcon a rýchlymi vývojovými cyklami dodávajú určitú dôveru. . spoľahlivosť vesmírnej lode Starship pre ľudský život sa ešte len musí preukázať; SpaceX pravdepodobne uskutoční množstvo nákladných/testovacích letov pred tým, ako na jej palubu umiestni ľudí, aby sa uistila, že bezpečnosť je prijateľná. Uskutočniteľnosť dosiahnuť Mars v nasledujúcom desaťročí závisí od prekonania týchto prekážok. Ak sa im to podarí, SpaceX by mohla výrazne znížiť náklady všetkých ostatných možností, čím by sa stala najúspornejšie (aj keď stále experimentálne) prostriedky pre dopravu ľudí na Mars do roku 2030.

Blue Origin a iné súkromné podniky

Blue Origin, vesmírna spoločnosť založená Jeffom Bezosom, je popri SpaceX ďalším často spomínaným komerčným hráčom. Avšak, Spoločnosť Blue Origin verejne neoznámila žiadne podrobné plány misie na Mars s ľudskou posádkou na najbližších 10 rokov - v najbližšom období sa zameriava predovšetkým na Mesiac a obežnú dráhu Zeme. Blue Origin vyvíja Nový Glenn ťažká nosná raketa (prvý štart sa očakáva v polovici roka 2020), ktorá by potenciálne mohla vyslať ťažký náklad na Mars, ale s posádkou Doprava na Mars zatiaľ nie je na pláne. Namiesto toho je veľkým projektom Blue Origin Modrý mesiac pristávacieho modulu na Mesiaci (pristátie na Mesiaci s posádkou je plánované okolo roku 2029 v rámci programu NASA Artemis). To znamená, že spoločnosť Blue Origin dlhodobá vízia je milióny ľudí žijúcich a pracujúcich vo vesmíre, takže Mars je určite v rámci jej ambicióznych cieľov. Akýkoľvek podnik spoločnosti Blue na Marse by pravdepodobne využil jej skúsenosti s opakovane použiteľnými raketami a lunárnymi modulmi, ale pravdepodobne po horizonte 10 rokov.

- Časový plán a plány: V rokoch 2025-2035 bude spoločnosť Blue Origin testovať New Glenn (čiastočne opakovane použiteľnú orbitálnu raketu) a uskutočňovať lunárne misie. Presun na Mars spoločnosťou Blue Origin pred rokom 2035 by bol veľmi špekulatívne. Spoločnosť by mohla prispieť technológiou k úsiliu NASA alebo iných partnerov na Marse (napríklad motory alebo konštrukcie pristávacích modulov spoločnosti Blue by mohli byť prispôsobené pre Mars). Boeing a Lockheed Martin, tradiční giganti v oblasti leteckej a kozmickej techniky, okrem spolupráce s NASA takisto nemajú samostatné programy pre dopravu na Mars (Boeing stavia SLS; Lockheed stavia Orion a navrhol Základný tábor na Marse koncept orbitálnej stanice pre NASA) . Tieto koncepty zostávajú koncepčné bez účelového financovania. Ďalším významným súkromným konceptom bol Mars One, holandská nezisková organizácia, ktorá v roku 2010 navrhla jednosmerné cesty na Mars financované prostredníctvom televíznej reality šou. Spoločnosť Mars One odhadovala $6 miliárd na vyslanie prvých 4 ľudí a $4 miliardy na každú ďalšiu posádku, čo znamená ~$1,5 miliardy na jedného cestujúceho na počiatočnú misiu - oveľa lacnejšie ako prístup NASA, ale stále mimoriadne vysoké a založené na mnohých nepreukázaných predpokladoch. Nakoniec sa spoločnosti Mars One nepodarilo zabezpečiť financovanie a vyhlásila bankrot, čo poukazuje na ťažkosti s financovaním takýchto projektov výlučne prostredníctvom súkromných investícií a mediálnych práv.

- Náklady a financovanie: Keďže spoločnosť Blue Origin nepredložila plán letu na Mars, nemáme k dispozícii žiadne oficiálne údaje o nákladoch ani cenách leteniek. Akékoľvek odhady by boli špekulatívne. Blue Origin je podporovaná Bezosovým majetkom (osobne investuje do spoločnosti ~$1 mld. ročne z predaja akcií Amazonu) a začína dosahovať príjmy zo suborbitálnej turistiky (letenky na suborbitálne lety New Shepard údajne stoja $250k-$500k+ pri každom z prvých letov) a nadchádzajúce vypustenia satelitov. Ak by spoločnosť Blue chcela pokračovať v preprave na Mars, mohla by potenciálne financovať vývoj podobne ako SpaceX - prostredníctvom interných investícií a uchádzaním sa o zákazky NASA. (Blue Origin napríklad prehrala so SpaceX v prvej zákazke na lunárny modul Artemis, ale v roku 2023 získala druhú zákazku v hodnote $3,4 miliardy na pristátie na Mesiaci v roku 2029). Filozofia spoločnosti Blue Origin postupný, krokový vývoj ("Gradatim Ferociter") znamená, že na Mars by sa pravdepodobne vydala až po zvládnutí orbitálnych a lunárnych letov. Ak by spoločnosť Blue Origin postavila opakovane použiteľné vozidlo na Mars, z dlhodobého hľadiska by cenový model by sa mohli podobať na SpaceX (letenky predávané bohatým dobrodruhom alebo prepravné služby pre NASA), ale v tejto fáze je takéto stanovenie cien len domnienkou.

- Uskutočniteľnosť a výzvy: Aby mohol akýkoľvek nový súkromný subjekt (či už Blue Origin alebo iný) uskutočniť misiu na Mars s ľudskou posádkou, musí prekážky sú podobné prekážkam spoločnosti SpaceX: schopnosť štartu ťažkej rakety, dopĺňanie paliva vo vesmíre alebo montáž, pokročilá podpora života a obrovské finančné záväzky. Raketa New Glenn spoločnosti Blue Origin bude veľká, ale pravdepodobne nie taká veľká ako Starship, pokiaľ ide o užitočné zaťaženie; na zostavenie misie na obežnú dráhu Marsu by mohlo byť potrebných viacero štartov New Glenn, čo by zvýšilo náklady a zložitosť. Bez úplného opätovného použitia by náklady na jednu misiu zostali vysoké (prvý stupeň New Glenn je opakovane použiteľný, ale druhý stupeň je v súčasnosti spotrebný). Spoľahlivosť systémov Blue sa bude musieť postupne preukázať (mali niekoľko úspešných suborbitálnych letov posádky, ale zatiaľ žiadne orbitálne lety). Zhrnutie, iné súkromné podniky nemajú konkrétne časové plány pre Mars na najbližšie desaťročie., a hoci môžu prípadne ponúknuť alternatívne možnosti dopravy, SpaceX zostáva hlavným komerčným uchádzačom pre skorý presun ľudí na Mars vďaka svojmu náskoku v príslušných technológiách.

Medzinárodné plány: Čína a iné

Okrem úsilia USA, Čína aktívne plánuje výskum Marsu s ľudskou posádkou. V roku 2021 Čína oznámila plán na vypustenie svojho prvého misia na Mars s posádkou v roku 2033, s následnými misiami v rokoch 2035, 2037, 2041 a neskôr. Tento ambiciózny program je súčasťou dlhodobej vízie vybudovania trvalo obývaná základňa na Marse a využívať marťanské zdroje. Čínsky prístup je riadený vládou prostredníctvom Čínskeho národného vesmírneho úradu (CNSA) a súvisiacich štátnych dodávateľov. Po úspešnom pristátí robotov na Marse (misia Tianwen-1 s roverom Zhurong v roku 2021) Čína teraz vyvíja ťažkú Dlhý marec 9 raketový a potenciálne jadrový pohon, ktorý umožní presun posádky na Mars. Okolo roku 2030 sa plánuje (robotická) misia na návrat vzoriek z Marsu, aby sa vyskúšali niektoré potrebné technológie.

- Náklady a financovanie: Podrobné odhady nákladov na čínsky program pre ľudí na Marse nie sú verejne dostupné. Keďže však ide o štátom riadené úsilie, financovanie bude pochádzať z vládnych rozpočtov a bude odôvodnené strategickými a prestížnymi motívmi. Čínsky vesmírny program je známy tým, že v niektorých oblastiach sú náklady relatívne nižšie ako náklady NASA (vďaka nižším nákladom na pracovnú silu a zjednodušenému rozhodovaniu), ale úsilie o Mars s posádkou bude stále mimoriadne nákladné (pravdepodobne desiatky miliárd dolárov počas trvania programu, ak nie viac). Keďže Čína v súčasnosti neplánuje predávať "letenky" civilistom, neexistujú priame náklady na jedno miesto - všetky náklady na misiu znáša vláda. Z hľadiska ekonomickej životaschopnosti Čína považuje misie na Mars s posádkou skôr za investície do technologickej zdatnosti a národnej prestíže než do zisku. To znamená, že pokiaľ ústredná vláda určí projekt ako prioritu, financovanie sa môže udržať. (Najmä čínsky program posádky na Mesiaci a pripravované moduly vesmírnych staníc naznačujú silný záväzok k ľudským letom do vesmíru).

- Technológia a časová os: Časová os Číny 2033 pre prvé pristátie človeka je veľmi agresívny - približne v súlade s predbežným plánom NASA - a vyžadoval by si rýchly vývoj viacerých nových technológií. Medzi kľúčové potreby patrí superťažká raketa porovnateľná s raketou SLS/Starship, podpora života pre dlhé misie (doterajšie čínske lety ľudí do vesmíru trvali na nízkej obežnej dráhe Zeme niekoľko dní až mesiacov) a riešenia pre bezpečné pristátie a návrat na Mars. Čína skúma jadrový tepelný pohon skrátiť čas prepravy (potenciálne skrátenie cesty na niekoľko mesiacov) , čo by mohlo znížiť niektoré náklady (menej spotrebného materiálu, menšie vystavenie žiareniu), ale táto technológia nemusí byť pripravená do roku 2030. Spoľahlivosť čínskych nosných rakiet je v prípade existujúcich rakiet Long March vysoká, ale nové mega-rakety a systémy s posádkou v hlbokom vesmíre sa spočiatku neosvedčia. Hovorí sa aj o medzinárodná spolupráca: Čína pozvala medzinárodných partnerov (a vzhľadom na vesmírne ambície Ruska a jeho súčasnú izoláciu od USA/Európy Partnerstvo Číny a Ruska na Marse by mohli vzniknúť spoločné náklady a odborné znalosti). Celkovo sa zdá, že čínsky plán pre Mars uskutočniteľné vzhľadom na národné zdroje a výsledky v plnení ambicióznych vesmírnych cieľov (vesmírna stanica, pristátie na odvrátenej strane Mesiaca atď.), ale harmonogram sa môže oneskoriť. Ak by sa to podarilo, ponúkol by sa alternatívny systém prepravy ľudí na Mars (prevádzkovaný vládou, nie otvorený pre súkromných cestujúcich) a potenciálne s nižšími nákladmi ako prístup NASA (hoci stále ďaleko od nízkych nákladov, v ktoré dúfa SpaceX).

- Ďalšie národné snahy: Ostatné vesmírne agentúry (európska ESA, ruský Roskosmos, indická ISRO atď.) v súčasnosti nemajú naplánované nezávislé programy pre ľudí na Marse na roky 2020 alebo 2030, najmä kvôli obrovským nákladom. Európa prispieva technológiami k plánom NASA (napr. komponenty pre Orion a Gateway) a môže vyslať európskych astronautov na misiu na Mars pod vedením NASA, ale nemá samostatné vozidlo na Mars. Rusko pravidelne deklaruje záujem o Mars (a na papieri má koncepty habitatu v hlbokom vesmíre a jadrového pohonu), ale rozpočtové obmedzenia a geopolitické faktory robia misiu na Mars pod ruským vedením v najbližšom desaťročí nepravdepodobnou. India, Japonsko, SAE a ďalšie sa zatiaľ sústreďujú na robotický prieskum Marsu. Stránka SAEmá napríklad veľmi dlhodobú víziu marťanského mesta do roku 2117, ale v blízkej budúcnosti neplánuje vypustenie ľudí. Ak to zhrnieme, akákoľvek neamerická a nečínska doprava ľudí na Mars v najbližších 10 rokoch by takmer určite prebiehala v spolupráci - napr. zahraniční astronauti by sa viezli na misiách NASA alebo SpaceX - a nie samostatným systémom prepravy na porovnanie.

Porovnávacia analýza možností prenosu spoločnosti Mars

V nasledujúcej tabuľke sú zhrnutí kľúčoví aktéri a plány na dopravu ľudí na Mars, pričom sú porovnané ich harmonogramy, odhady nákladov na osobu a modely financovania:

Program / vozidlo	Organizátor	Prvý ľudský cieľ na Marse	Est. Náklady na cestujúceho	Model financovania a tvorby cien
NASA (SLS/Orion a partneri)	Vláda USA (NASA)	~2035 (spiatočná misia)	Žiadne vstupenky; náklady na misiu ≈ $500+ miliárd spolu (miliardy na astronauta)	Financované štátom (daňovými poplatníkmi). Žiadna priama cena za miesto; náklady sú odôvodnené vedou/národným záujmom. Extrémne vysoké náklady na vývoj a prevádzku, nízka letová frekvencia.
Vesmírna loď SpaceX	SpaceX (súkromná)	~2028-2030 (optimistické)	$100k-$500k (ašpiratívny budúci lístok) . Počiatočné lety efektívne nákladné (stovky $M pre testovaciu misiu; zatiaľ žiadny verejný predaj lístkov). Dlhodobé hraničné náklady by mohli byť <$100k s plným opätovným použitím ( ~$2M/spustenie pre 100 osôb ).	Vývoj financovaný zo súkromných zdrojov (SpaceX/Elon Musk a zmluvy s NASA). Plánuje predávať sedadlá agentúram a súkromným zákazníkom. Pri zarábaní peňazí sa spolieha na veľký objem a opätovné použitie; prvé misie môžu financovať investori alebo sponzori, kým sa predaj leteniek nestane rentabilným.
Blue Origin (nové vozidlo na Mars odvodené od Glenna) [špekulatívne]	Blue Origin (súkromná spoločnosť)	Žiadny výslovný plán (pravdepodobne po roku 2035)	N/A - Neoznámené ceny prepravy na Mars. Potenciálne vysoké náklady bez úplného opätovného použitia (New Glenn spotrebuje druhý stupeň). Mohli by sa usilovať o konkurencieschopné ceny, ak sa dosiahne opätovné použitie.	Miliardármi financované (Jeff Bezos) a vládne zákazky. Pravdepodobne by sa usiloval o podporu NASA. Cenový model nie je stanovený; možno podobný modelu spoločnosti SpaceX (predaj dopravných služieb), ak sa vyvinie vozidlo na Mars.
Čínska misia na Mars	CNSA (vláda Číny)	2033 prvé pristátie (s posádkou)	N/A (vládna misia). Celkové náklady na program nezverejnené; očakávané desiatky miliárd. Náklady na jedného astronauta, ktorý nie je na trhu (štátom financovaná posádka).	Financované štátom ako národný program. Žiadne komerčné vstupenky. Hospodárnosť rozsahu nie je hlavným faktorom; vynaloží sa toľko, koľko je potrebné na splnenie cieľov misie. Potenciálne nižšie výrobné náklady ako v USA, ale vysoké celkové investície.
Mars One [zaniknuté]	Mars One (súkromný)	~2026 (jednosmerne) (nikdy nerealizované)	$1,5 miliardy na osobu (jednosmerný) - $6B pre prvé 4 osoby . Následné kontroly $4B na 4 (~$1B každá).	Plánované financovanie reality-TV (neúspešné). Žiadne reálne financovanie; náklady boli špekulatívne. Ukázalo sa, že čisto súkromné financovanie v takomto rozsahu je ťažké.

Tabuľka: Porovnanie hlavných plánov prepravy ľudí na Mars vrátane ich očakávaných termínov, približných nákladov na osobu alebo cien leteniek (ak sú k dispozícii) a spôsobu ich financovania. (Poznámka: Scenár spoločnosti Blue Origin na Marse je hypotetický, keďže spoločnosť zatiaľ neoznámila program pre posádku na Marse; jej vstup je zahrnutý na porovnanie vzhľadom na jej význam v oblasti letov ľudí do vesmíru. Podobne aj spoločnosť Mars One je uvedená ako príklad zverejneného súkromného plánu, hoci už nie je aktívna).

Ako ukazuje tabuľka, Vesmírna loď spoločnosti SpaceX vyniká svojou radikálne nižšie nákladové ciele na jedného cestujúceho, čo umožňuje plné opätovné využitie a vysoká kapacita. Ak sa to spoločnosti Starship podarí, mohla by znížiť cenu cesty na Mars na úroveň, ktorá je síce stále drahá, ale je v dosahu vlád a dokonca aj súkromných osôb (v stovkách tisíc dolárov, podobne ako cena domu). Naproti tomu misie NASA a Číny, ktoré aspoň spočiatku riadi vláda, budú vôbec nepredávať sedadlá - ide o prieskumné misie s ručne vybranými posádkami astronautov, ktorých implicitné náklady na osobu sa pohybujú v stovkách miliónov alebo miliárd, ak sa rozdelia rozpočty programu. Spoľahlivosť a bezpečnosť sa pravdepodobne tiež líšia: NASA bude mať extrémne prísne bezpečnostné rezervy (a teda vyššie náklady a dlhší vývoj), zatiaľ čo SpaceX môže spočiatku akceptovať vyššie riziko, aby mohla rýchlo inovovať a znížiť náklady (nakoniec sa zameria na bezpečnosť podobnú bezpečnosti lietadiel vďaka masívnym letovým skúsenostiam). Prvé misie na Mars s posádkou - či už ich uskutoční NASA alebo SpaceX - budú zo svojej podstaty spojené so značným rizikom jednoducho preto, že na túto cestu sa ešte nikdy nevydal žiadny človek.

Kľúčové faktory ovplyvňujúce náklady a uskutočniteľnosť

Niekoľko technologické a logistické faktory výrazne ovplyvní náklady na dopravu ľudí na Mars vo všetkých týchto plánoch:

- Opätovná použiteľnosť vs. spotrebovateľnosť: Opakovane použiteľné vozidlá (ako Starship a potenciálne budúce systémy iných výrobcov) rozložia obrovské náklady na vývoj na mnoho letov a eliminujú potrebu prestavby novej rakety pre každú misiu. To je základný kameň nízkonákladovej stratégie spoločnosti SpaceX. Naproti tomu SLS NASA je v súčasnosti na jedno použitie - každá raketa $4B sa vyhodí - čo zvyšuje náklady na jednu misiu do neba. Dosiahnutie opakovaného použitia (najmä veľkých nosných rakiet a kozmických lodí) je technicky náročné, ale ponúka obrovské úspory nákladov ak je úspešný. Je to kompromis: opakovane použiteľné systémy môžu byť menej osvedčené na začiatku (na zistenie spoľahlivosti je potrebných veľa skúšobných letov), ale sľubujú nižšie dlhodobé náklady.

- Montáž a doplnenie paliva na obežnej dráhe: Dosiahnutie Marsu s kozmickou loďou s ľudskou posádkou si pravdepodobne vyžaduje buď veľmi veľkú raketu, alebo viacero stredných štartov. Plán NASA by mohol využiť viacero štartov SLS na zostavenie vozidla na Mars alebo na vyslanie nákladu dopredu, zatiaľ čo SpaceX doplní palivo do lode Starship na obežnej dráhe Zeme a vyšle jednu plne naloženú loď. Tankovanie na obežnej dráhe a montáž zvyšujú zložitosť a potenciálne miesta zlyhania, ale môžu znížiť veľkosť (a náklady) potrebných rakiet. Zriaďovanie palivových skladov alebo uskutočňovanie viacerých štartov na jednu misiu by však mohlo zvýšiť prevádzkové náklady, ak sa nezjednoduší. Schopnosť niesť viac ľudí na jedno spustenie ovplyvňuje aj náklady na osobu: SpaceX, ktorá naloží 100 ľudí na jedno vozidlo, drasticky zníži náklady na osobu (ale zároveň zvýši náklady na jeden štart). Metóda NASA môže vyslať <10 astronautov naraz, čo znamená, že všetky náklady na štart sa rozdelia medzi menej ľudí.

- Podpora života a trvanie misie: Ľudia cestujúci na Mars budú potrebovať jedlo, vodu, vzduch a ochranu počas cesty, ktorá trvá približne 6-9 mesiacov v každom smerea čas na Marse. Systémy podpory života musia byť vysoko spoľahlivé a pravdepodobne regeneratívne (recyklácia vzduchu a vody) - ich vývoj je nákladný (podľa jedného odhadu NASA sú náklady na podporu života pre misiu na Mars $2+ miliarda ). Ak by pokročilý pohon (napr. jadrový tepelný) mohol skrátiť čas cesty na niekoľko mesiacov, znížil by sa počet potrebných spotrebných materiálov (a vystavenie škodlivému žiareniu), čo by mohlo znížiť niektoré náklady, ale takýto pohon nemusí byť pripravený na prvé misie. Dlhší pobyt na Marse (NASA predpokladá až ~500 dní na povrchu) znamená, že habitat musí byť robustný a možno čiastočne sebestačné (energia, radiačné tienenie atď.), čo zvyšuje náklady, ale prináša väčší vedecký prínos. Riešenie týchto problémov je pre bezpečnosť kľúčové a ich efektívne riešenie odlíši nákladovo efektívnejšie plány od drahších.

- Vstup, zostup a pristátie (EDL) na Marse: Pristátie ľudí na Marse je oveľa ťažšie ako pristátie na Mesiaci alebo návrat na Zem. Marťanská atmosféra je dostatočne hustá na to, aby pri vstupe do atmosféry vytvárala intenzívne teplo, ale príliš riedka na to, aby dokázala dostatočne spomaliť ťažkú kozmickú loď len pomocou padákov. Navrhované riešenia (retropulzívne pristátie, nafukovacie spomaľovače, veľké padákové systémy alebo ich kombinácia) zahŕňajú nová technológia. Vývoj pristávacieho modulu na Marse, ktorý by bol schopný bezpečne dopraviť veľké obydlie pre posádku (možno viac ako 20 ton), je hlavným nákladovým faktorom plánu NASA. Loď Starship spoločnosti SpaceX je navrhnutá tak, aby vstúpila do atmosféry Marsu a pristála v jednom kuse, ale tento manéver (často nazývaný "nadzvukový parašutista" kvôli profilu Starshipu pri návrate do atmosféry) zostáva na Marse nevyskúšaný a je jedným z najrizikovejších prvkov ich plánu. Akékoľvek zlyhanie EDL by mohlo mať za následok stratu misie, takže redundancia a testovanie sú veľmi dôležité - ale toto testovanie (možno vrátane demonštračných pristátí bez posádky na Marse) bude nákladné. Robustná schopnosť EDL je pre misie s ľuďmi neodmysliteľná a zabezpečenie jej spoľahlivého fungovania si bude vyžadovať značné investície (či už zo strany NASA, SpaceX alebo Číny), čo ovplyvní celkové náklady.

- Rozsah operácií: Náklady na osobu sa výrazne zlepšia, ak sa doprava na Marse presunie z jednorazové misie na trvalý program s pravidelnými letmi. Program Apollo NASA bol zrušený, pretože náklady a politická vôľa klesli; aby sa tomu zabránilo, budúce plány na Mars (najmä komerčné) sa snažia o samoudržiavanie. Vízia spoločnosti SpaceX stovky osadníkov v každom štartovacom okne by amortizovali náklady a využívali úspory z rozsahu (hromadný nákup materiálov, rutinné operácie) na zníženie cien. Ak sa uskutoční len niekoľko misií, každá z nich bude niesť bremeno plných nákladov na vývoj. Preto sa spoľahlivosť vozidiel a dopytu po cestovaní na Mars rozhodne o tom, či sa dostaneme do pozitívneho cyklu častých letov (znižovanie nákladov), alebo zostaneme v režime zriedkavých experimentálnych misií (udržiavanie extrémne vysokých nákladov).

Ekonomická životaschopnosť a výhľad

V nasledujúcich desiatich rokoch ekonomická životaschopnosť prepravy ľudí na Mars sa pravdepodobne otestuje po prvýkrát. Misie pod vedením vlády (NASA, CNSA) nie sú určené na dosahovanie zisku; ich životaschopnosť sa meria politickou a verejnou podporou. NASA bude potrebovať sústavné zvyšovanie finančných prostriedkov, aby dosiahla cieľ pre Mars na rok 2030, a hoci má Mars široký záujem verejnosti, konkuruje iným prioritám. Potenciálne by mohlo zmeniť situáciu, ak by komerční poskytovatelia znižujú nákladovú bariéru, čo NASA umožňuje v podstate kúpiť prepravné služby na Mars namiesto toho, aby všetko vyvíjali vo vlastnej réžii. Tento komerčný zmluvný model (analogický tomu, ako NASA v súčasnosti nakupuje lety na ISS od SpaceX) by mohol urobiť misiu na Mars ekonomicky prijateľnejšou pre zákonodarcov tým, že by sa časť nákladov na vývoj presunula na externé firmy. Generálny inšpektor NASA výslovne varoval, že súčasná trajektória nákladov (SLS/Orion za $4B na jeden štart) je "neudržateľný" , čo núti NASA prijať lacnejšie alternatívy (ako Starship) alebo riskovať zrušenie programu.

Pre súkromné spoločnosti, aby bola doprava na Mars ekonomicky životaschopná, je to náročná úloha. Trh s letenkami na Mars v hodnote $100k+ nie je overený - závisí od predpokladu, že dostatok ľudí chcete ísť a môžu si to dovoliť (alebo že organizácie budú sponzorovať plavby). V období 2025 - 2035 sú pravdepodobnými zákazníkmi vlády (na výskum/výsadbu vlajok) a veľmi bohatí (pre dobrodružstvo alebo filantropiu). Vesmírna turistika na nízku obežnú dráhu Zeme a na Mesiac sa práve objavuje; Mars bude pre každého platiaceho zákazníka ďalším krokom viery vzhľadom na vyššie náklady, dlhší časový záväzok (~2 roky cesty) a vyššie riziko. Znamená to, že v počiatočnom štádiu Lety na Mars môžu byť stratové pre SpaceX - viac o overenie konceptu ako o zarábanie peňazí. Elon Musk priznal, že vybudovanie mesta na Marse nebude okamžite ziskové, ale ide o dlhodobý projekt pre budúcnosť ľudstva (preto doň presúva zisky z iných podnikov). Blue Origin a ďalšie spoločnosti by čelili rovnakému problému - na Marse nie je krátkodobý zisk, takže si to vyžaduje trpezlivý, vizionársky kapitál. Pozitívom je, že mnohé technológie vyvinuté pre Mars (napr. podpora života, habitaty s uzavretou slučkou, nosné rakety s ťažkým nákladom) majú uplatnenie pre Operácie na obežnej dráhe Zeme a lunárne projekty, ktoré majú krátkodobých zákazníkov (NASA, armáda, telekomunikačné spoločnosti atď.). Spoločnosti tak môžu spočiatku získať späť časť nákladov tým, že budú slúžiť týmto trhom (ako to robí SpaceX s vypúšťaním satelitov a Starlink a Blue Origin s New Glenn) a zároveň sa pripravovať na Mars.

Pri pohľade na desaťročie dopredu očakávame:

- SpaceX pokračovať vo vedení v oblasti znižovania nákladov na štart, prípadne uskutočniť prvé pokus o prelet alebo pristátie na Marse financovaný zo súkromných zdrojov ak bude loď Starship v prevádzke. Ich cenový model sa bude vyvíjať - možno sa začne s misiami astronautov financovanými NASA (NASA by mohla uzavrieť zmluvu so SpaceX na pristátie svojich astronautov na Marse, podobne ako v prípade lunárneho kontraktu Artemis HLS) pred akýmikoľvek čisto turistickými cestami. Ak sa sľuby spoločnosti Starship o nákladoch potvrdia, koncom roka 2020 by SpaceX mohla oznámiť cenu letenky a začať prijímať zálohy na budúce cesty na Mars (podobne ako Virgin Galactic predávala suborbitálne letenky na roky dopredu).

- NASA bude pravdepodobne až do roku 2020 v prípravnej fáze, testovať hardvér v rámci lunárnych misií a zdokonaľovať plány. Stránka prvá misia na Mars s posádkou financovaná NASA by mohla byť schválená na let koncom roka 2030, prípadne s využitím hybridného prístupu (posádka NASA na komerčne dodávanom pristávacom module/loď na Marse pod dohľadom NASA). Dúfajme, že náklady na jednu misiu klesnú, ak sa využije komerčné partnerstvo - napr. použitie variantu lode SpaceX Starship namiesto vývoja úplne nového pristávacieho modulu na Marse by mohlo NASA ušetriť miliardy. Agentúra bude tiež pokračovať v medzinárodných partnerstvách s cieľom rozložiť náklady (napr. príspevky z Európy, Japonska, Kanady výmenou za miesta pre astronautov).

- Čína by mohla prekvapiť svet a urýchliť svoj časový plán letu na Mars, ak na to vyčlení dostatočné zdroje - jej cieľ na rok 2033 je ambiciózny, ale aj keby sa posunul na koniec roka 2030, Čína by mohla byť len druhou krajinou, ktorá kedy vyslala ľudí na Mars. Náklady sú absorbované v štátnom rozpočte a Čína nemusí zverejniť všetky výdavky, ale pokrok ich programu bude nepriamo tlačiť na USA, aby neotáľali (nová dynamika "vesmírnych pretekov"). Nič nenasvedčuje tomu, že by Čína ponúkala miesta komerčne; ich misie budú štátne, hoci ako diplomatické gesto by mohli prepravovať astronautov spojeneckých krajín.

- Ostatní hráči (Blue Origin atď.) pravdepodobne nevyslania ľudí na Mars do 10 rokov, ale môžu položiť základy. Blue Origin by napríklad mohla vyvinúť väčší druhý stupeň alebo kozmickú loď, ktorá by sa neskôr mohla vyvinúť na vozidlo na presun na Mars, najmä ak NASA prejaví záujem o financovanie takéhoto vývoja. Môžeme byť svedkami aj nových účastníkov - napr. začínajúcich podnikov alebo verejno-súkromných konzorcií -, ktorí navrhnú kreatívne prístupy (možno misie menšieho rozsahu, ako napríklad prelet dvoch ľudí okolo Marsu, ktorý kedysi navrhla spoločnosť Space Adventures/Tito). Ak sa niektorý z nich presadí, jeho náklady sa budú porovnávať s dvoma veľkými (NASA a SpaceX).

Z hľadiska uskutočniteľnosť a spoľahlivosť, každá možnosť má svoje kompromisy. Plán NASA je technologicky konzervatívny a mimoriadne nákladné, ale uprednostní bezpečnosť astronautov (postupné riskovanie). SpaceX je nákladovo náročná a mohla by dosiahnuť včasná operačná schopnosť, ale spoľahlivosť Starshipu sa bude musieť preukázať vo veľkom meradle; ide o prístup s vyšším rizikom a vyššou odmenou. Stránka spoľahlivosť flotily vesmírnych lodí, ktoré by často lietali na Mars, nie je overená, zatiaľ čo jednorazové misie NASA budú každý let považovať za veľkú expedíciu s rozsiahlym testovaním (ale s niekoľkoročnými prestávkami medzi letmi). Ak sa Starship alebo podobné systémy ukážu ako bezpečné, z dlhodobého hľadiska by sa mohli stať aj dopravným prostriedkom NASA - spojením komerčnej a vládnej cesty do jednej.

Záver

Náklady na vyslanie ľudí na Mars sú očakáva sa pokles v nadchádzajúcom desaťročí vďaka inováciám komerčných vesmírnych spoločností, ale zostane značný. Začiatkom roka 2020 sa odhady cesty na Mars pohybovali od stovky miliárd (v štýle NASA) na niekoľko stotisíc dolárov na osobu (vízia spoločnosti SpaceX) - obrovská medzera. Do roku 2035 sa pravdepodobne dočkáme prvých pokusov o presun ľudí na Mars a s nimi aj konkrétnejších cien. Vládou financovaná misia, ak sa uskutoční, bude po započítaní vývoja stáť miliardy na jedného astronauta, čo z nej urobí prestížny projekt realizovateľný len pre veľmoci alebo koalície. Na druhej strane, ak sa vesmírna loď spoločnosti SpaceX stane funkčnou, mohla by otvoriť novú éru (relatívne) cenovo dostupné medziplanetárne cestovanie, čím sa možno cena letenky na Mars dostane do sféry súkromných transakcií a trhovej ekonomiky.

Dôležité je, že technologické prekážky a neznáme sú rovnako významné ako tie finančné. Bez ohľadu na to, aký prístup sa zvolí - verejný, súkromný alebo partnerský - musí sa vysporiadať so zabezpečením prežitia posádky a úspechu misie na neľútostnej 34-miliónovej ceste. Každé riešenie týchto výziev (či už ide o lepší raketový motor, bezpečnejšiu techniku pristátia alebo prelomové riešenie podpory života) má priamy vplyv na náklady. Celkovo sa sleduje viacero ciest k Marsu: NASA a Čína s rozsiahlymi (a nákladnými) programami podporovanými štátom a SpaceX (po ktorej budú prípadne nasledovať ďalšie) so štíhlejším obchodným prístupom tolerujúcim riziko. Nasledujúcich desať rokov ukáže, či sa podarí naplniť optimistické predpovede o nízkych nákladoch, alebo či cesty na Mars zostanú spočiatku veľmi drahým podnikom. Bez ohľadu na to, ľudstvo stojí na prahu toho, aby sa Mars zmenil zo vzdialeného sna na cieľ - a cena tohto lístka, v dolároch a inováciách, určí tempo a podobu našej medziplanetárnej budúcnosti.