Ціни та огляд перельотів людей на Марс

Концепція художника про астронавтів і середовище проживання на Марсі. Людські місії на Марс, хоч і давно передбачені, стикаються з величезними проблемами у вартості та логістиці. Оцінки вартості експедиції на Марс з екіпажем дуже різняться - для урядових програм, таких як НАСА, прогнози сягають сотні мільярдів доларів на одну місію. На противагу цьому, нові комерційні гравці обіцяють різко знизити ці витрати на одного мандрівника за допомогою багаторазових космічних кораблів та інноваційних підходів. У цьому звіті порівнюються очікувані витрати на транспортування людей на Марс протягом наступного десятиліття, розглядаються як публічно оголошені плани, так і спекулятивні прогнози, а також висвітлюється доцільність, надійність і потенційні моделі ціноутворення для кожного запропонованого варіанту трансферу на Марс.

Плани NASA з транспортування на Марс (фінансуються урядом)

NASA має намір відправити астронавтів на Марс у початок-середина 2030-х роківвикористовуючи Місяць як сходинку. Поточні плани націлені на пілотовану місію на Марс приблизно до 2035 року після того, як програма "Артеміда" встановить сталу людську присутність на Місяці. Підхід NASA включає в себе Система космічних запусків (SLS) мега-ракета і Оріон. екіпажну капсулу для транспортування екіпажу на місячну орбіту, станцію "Місячні ворота" як перевалочний пункт і, врешті-решт, марсохід і спусковий апарат для подорожі на поверхню Марса. Ця архітектура робить акцент на перевірених технологіях, але вимагає багаторазових запусків і складання в космосі, що призводить до зростання витрат.

- Кошторис витрат: На відміну від комерційних підприємств, NASA не продає квитки, а вартість на одну особу можна зробити висновок з бюджетів місій. Аналіз свідчить про те, що одна місія NASA на Марс може коштувати порядку $500 мільярдів доларів (півтрильйона доларів), враховуючи розробку всього необхідного обладнання та інфраструктури. Ця цифра значно перевищує вартість будь-якої місії на сьогоднішній день і підкреслює бюджетні труднощі. Навіть програма Artemis Moon, що має на меті дослідження Місяця "сходинка" на Марс - прогнозується на рівні ~$93 млрд до 2025 року, при цьому кожен запуск SLS/Orion коштуватиме близько $4.1 млрд (значною мірою через витратне обладнання). При 3-4 астронавтах на місію, це фактично понад 1ТП4Т1 млрд на одного астронавта лише до околиць Місяця. Місія на Марс, ймовірно, була б ще дорожчою в розрахунку на одну людину, якби використовувалися подібні моделі контрактів і одноразові системи.

- Фінансування та життєздатність: Місії NASA фінансуються за рахунок державних асигнувань. Такі великі витрати Це означає, що плани освоєння Марса залежать від сталої політичної підтримки та бюджетів. NASA вивчає можливості розподілу витрат і партнерства - наприклад, залучення Космічний корабель SpaceX для висадки на Місяць - щоб зменшити витрати. У випадку з Марсом НАСА може аналогічно співпрацювати з комерційними постачальниками транспортних послуг чи технологій, щоб зменшити витрати. Однак, економіка не керується прибутком; на першому місці тут стоїть обґрунтування є науковим і стратегічнима не продавати місця. Це робить фінансування крихким, якщо національні пріоритети зміняться. Забезпечення програми на Марс - це економічно стійкий протягом десятиліть є ключовим викликом для NASA.

- Технологічні виклики: Консервативний підхід NASA надає пріоритет безпеці та надійності, але технічні перешкоди є величезними. Довготривале життєзабезпечення, радіаційний захист протягом ~6-7 місяців польоту в обидва боки, а також вхід, спуск і посадка (EDL) для важких екіпажів на Марсі - все це основні фактори витрат. Кожна з них потребує нових технологій або суттєвої модернізації (наприклад, більших теплових екранів і надзвукової ретропневматичної тяги для марсіанського EDL). Складність збірки марсіанського транспортного корабля на орбіті або на космодромі Gateway і, можливо, попереднього розгортання палива для повернення на Марс також збільшує витрати і ризики. Ці виклики зумовлюють високі кошториси НАСА і тривалі терміни (перша посадка не раніше 2030-х років).

- Часові рамки та доцільність: Графік NASA (пілотований Марс до ~2035 року) є амбітним і може порушитися, якщо фінансування або розвиток технологій відставатиме. Агентство має досвід затримок з новими програмами польотів людини в космос (наприклад, розробка SLS зайняла більше десяти років). Доцільність висадки на Марс у 2030-х роках залежить від прогресу у 2020-х роках: успішних місячних місій "Артеміда", демонстрації технологій життєзабезпечення на Марсі, а також, можливо, міжнародних партнерств для розподілу витрат. Підхід НАСА полягає в наступному надійні за своєю концепцією (спираючись на досвід Apollo/ISS/Artemis), але повільно і дорогопіднімаючи питання про довгострокову стійкість. Критики відзначають, що суто урядова програма освоєння Марса за нинішнього рівня бюджету може зайняти десятиліття і трильйони доларів що багато хто вважає нестійким без нових стратегій економії коштів.

Транспортні плани SpaceX на Марсі (комерційна реклама)

Візуалізація запуску Starship компанії SpaceX у космос. SpaceX - провідний приватний гравець з явними марсіанськими амбіціями. Компанія SpaceX має на меті Зоряний корабель космічні кораблі та Надважкий бустерна система спроектована як повністю багаторазовий транспортна система для перевезення людей (до 100 осіб одночасно) та вантажів на Марс. Засновник SpaceX Ілон Маск зробив колонізацію Марса довгостроковим баченням компанії, маючи на меті дати можливість великій кількості людей мігрувати на Марс. Зоряний корабель займає центральне місце в цьому плані: космічний корабель з нержавіючої сталі, який може запускатися на навколоземну орбіту, дозаправлятися на орбіті від кораблів-танкерів, а потім подорожувати до Марса і назад. не будучи викинутими. Цей підхід, у разі успіху, обіцяє знизити витрати на транспорт на Марс на порядки.

- Хронологія та плани: Публічно оголошена мета SpaceX - відправити перший вантажні зорельоти на Марс ще до того, як 2022-2024і перший екіпаж зорельота як тільки 2024-2026 (початково оголошені терміни - 2016-2017 роки). Насправді ці дати непевні - жоден зореліт не досягнув орбіти станом на 2023 рік, а випробування орбітального польоту в 2023 році закінчилося достроково - але розвиток йде швидкими темпами. Реалістичним прогнозом є тестовий політ на Марс з екіпажем у кінець 2020-хзалежно від технічного прогресу та схвалення регуляторних органів. SpaceX продемонструвала здатність до швидкої ітерації (наприклад, прототипи Starship, повторні випробування двигунів), а також планує політ на орбіту Місяця (проект люба Місяць. у 2024 році за допомогою Starship) як попередника. Якщо Starship досягне орбіти і дозаправки до середини 2020-х років, то спроба переходу на Марс до ~2030 року цілком можливий. На відміну від НАСА, SpaceX може вирішити запустити приватну місію на Марс, щойно технологія буде готова, навіть якщо це буде лише демонстрація з кількома астронавтами компанії або клієнтами, які платять, що робить їхній графік потенційно більш агресивним (якщо це технічно можливо).

- Витрати на одного пасажира: Стратегія SpaceX чітко спрямована на те, щоб максимізувати повторне використання та частоту польотів щоб розподілити витрати на багатьох пасажирів. Маск заявив, що операційні витрати для запуску зорельота може бути тільки ~$2 мільйони (в основному на паливо) - неймовірно низька порівняно з нинішніми ракетами - якщо система буде повністю і швидко придатна для багаторазового використання. Теоретично, один зореліт може перевозити 50-100 людей, що дає кілька десятків тисяч доларів на людину у вартості палива. Звичайно, витрати на розробку (кілька мільярд доларів) потрібно окупити, але часто цитоване бачення Маска - це майбутня ціна квитка на Марс близько $100,000 (можливо, навіть $100k)можливо. < $500k в перші роки. Він припустив, що це буде досить низький рівень, щоб "більшість людей в країнах з розвиненою економікою могли б продати свій будинок на Землі і переїхати на Марс, якби захотіли" . У 2017 році Маск оцінював початкову ціну квитка приблизно в $200k на людинупадаючи до ~$100k зі збільшенням масштабу. Ці цифри такі амбіційний - квитків насправді немає у продажу - але вони вказують на мету SpaceX: на порядки дешевше ніж традиційні програми. Важливо зазначити, що перші польоти на Марс (якщо, скажімо, в тестовій місії полетить лише десяток інженерів) не будуть продаватися на комерційній основі і коштуватимуть SpaceX сотні мільйонів; але в міру того, як система буде розвиватися, гранична вартість одного додаткового пасажира може наблизитися до мети Маска.

- Фінансування та бізнес-модель: На відміну від НАСА, SpaceX повинна враховувати економічну життєздатність. Розробка космічного корабля Starship (за оцінками $5-10 млрд ) фінансується SpaceX приватно - за рахунок доходів від запусків і масштабних інвестицій у супутникову програму Starlink (яка, за словами Маска, частково призначена для фінансування марсіанських амбіцій). SpaceX також виграла $2.9 мільярда доларів за контрактом NASA використовувати Starship як місячний посадковий модуль, забезпечуючи грошові вливання. У майбутньому SpaceX планує отримувати дохід від самих польотів на Марс: продаж місць або навіть цілих рейсів Starship клієнтам. Початковими клієнтами можуть бути НАСА (купівля транспорту для своїх астронавтів) або космічні туристи. Наприклад, фінансований мільярдером політ (аналогія з dearMoon для Марса) міг би профінансувати ранню екіпажну місію. Через 10+ років, якщо Starship досягне регулярних польотів, SpaceX може взяти на озброєння модель, подібна до авіакомпаніїБагато рейсів на рік, ціни на квитки спочатку високі (мільйони), але знижуються до шестизначного діапазону в міру зростання обсягів і конкуренції. Маск навіть висунув ідею безкоштовні квитки в обидва кінці (ви платите за політ на Марс, але повернення на Землю безкоштовне), щоб заохотити еміграцію, гарантуючи при цьому, що ніхто не опиниться в пастці через фінансові причини. Основна економічна ставка полягає в тому, що значно нижчі витрати на запуск розблокують достатній попит (з боку дослідників, шукачів пригод, емігрантів та агентств), щоб зробити подорож на Марс життєздатним комерційним напрямком бізнесу в довгостроковій перспективі.

- Технологічні та логістичні виклики: План SpaceX ґрунтується на кількох неперевірених технологіях, які можуть стати реальністю: швидке повторне використаннядозаправки на орбіті та життєзабезпечення впродовж тривалого часу. Гігантська конструкція Starship з нержавіючої сталі має витримати численні входи в атмосферу (на Землю і Марс), а також заправка Starship паливом на навколоземній орбіті - Необхідно продемонструвати, що для доставки достатньої маси на Марс потрібно мати достатню потужність. Крім того, безпечне перевезення 100 пасажирів через глибокий космос вимагає надійного життєзабезпечення, радіаційного захисту і, можливо, штучної гравітації (Starship не забезпечує гравітації, тому необхідно пом'якшити вплив 0g на здоров'я протягом 6-місячної подорожі). До них відносяться нетривіальні виклики над яким SpaceX активно працює, але це збільшить вартість і складність розробки. Іншим фактором вартості є необхідність Інфраструктура Марса: SpaceX планує, що перші кораблі Starships будуть нести обладнання для видобутку палива на Марсі (via використання ресурсів на місціщо виробляє метан/кисень з марсіанської води та CO₂). Хоча це дозволяє уникнути доставки зворотного палива з Землі, це вимагає надійної технології ISRU на Марсі - логістичної перешкоди, яка в разі затримки може затримати активи або людей на Марсі на довший час (збільшуючи витрати на місію). Незважаючи на ці виклики, досвід SpaceX у багаторазовому використанні ракет Falcon і швидких циклах розробки вселяє певну впевненість. Ракета-носій Falcon надійність Starship для людського життя ще належить довести; SpaceX, ймовірно, здійснить численні вантажні/випробувальні польоти, перш ніж посадити людей на борт, щоб переконатися, що безпека є прийнятною. Доцільність досягнення Марса в наступному десятилітті залежить від подолання цих перешкод. Якщо їм це вдасться, SpaceX може різко знизити вартість усіх інших варіантів, що зробить її найбільш економічний (хоча все ще експериментальний) засобів пересування людей на Марс до 2030-х років.

Blue Origin та інші приватні підприємства

Blue Origin, космічна компанія, заснована Джеффом Безосом, є ще одним комерційним гравцем, який часто згадується поряд із SpaceX. Однак, Blue Origin публічно не оголошувала жодних детальних планів щодо польоту людини на Марс на найближчі 10 років - у найближчій перспективі вона зосереджена на орбіті Місяця та Землі. Blue Origin розробляє Новий Гленн. ракета великої вантажопідйомності (очікуваний перший запуск в середині 2020-х років), яка потенційно може відправляти важкі корисні вантажі до Марса, але з екіпажем Марсіанський транспорт поки що не входить до її дорожньої карти. Натомість, великий проект Blue Origin - це Блакитний місяць на Місяць (з висадкою екіпажу на Місяць, запланованою на 2029 рік в рамках програми НАСА "Артеміда"). Тим не менш, Blue Origin довгострокове бачення це мільйони людей, які живуть і працюють у космосі, тому Марс, безумовно, знаходиться в межах її амбітних цілей. Будь-яке марсіанське підприємство компанії Blue, ймовірно, буде використовувати її багаторазові ракети і досвід висадки на Місяць, але, ймовірно за межами 10-річного горизонту.

- Хронологія та плани: У 2025-2035 роках Blue Origin буде випробовувати New Glenn (орбітальну ракету частково багаторазового використання) і здійснювати місячні місії. Передача Марса компанією Blue Origin до 2035 року виглядатиме наступним чином дуже спекулятивний. Компанія може надавати технології для НАСА або інших партнерів, які працюють на Марсі (наприклад, двигуни або конструкції спускових апаратів Blue можуть бути адаптовані для Марса). Boeing і Lockheed Martin, традиційні аерокосмічні гіганти, також не мають незалежних марсіанських транспортних програм, окрім партнерства з NASA (Boeing будує SLS; Lockheed будує Orion і запропонував Базовий табір "Марс концепція орбітальної станції для NASA). Ці концепції залишаються концептуальний без спеціального фінансування. Іншою помітною приватною концепцією була Марс-1.голландська некомерційна організація, яка в 2010-х роках пропонувала подорожі на Марс в один кінець, що фінансувалися за рахунок реаліті-шоу. За оцінками Mars One $6 мільярдів для відправки перших 4 осіб і $4 мільярдів для кожного наступного екіпажу, що означає ~$1,5 мільярда на пасажира для початкової місії - набагато дешевше, ніж підхід НАСА, але все ще надзвичайно висока і базується на багатьох неперевірених припущеннях. Зрештою, Mars One не змогла забезпечити фінансування і оголосила про банкрутство, що підкреслює складність фінансування таких проектів виключно за рахунок приватних інвестицій та медіа-прав.

- Вартість та фінансування: Оскільки Blue Origin не представила план польоту на Марс, офіційних даних про витрати або ціни на квитки від них немає. Будь-який прогноз був би спекулятивним. Blue Origin підтримується статками Безоса (він особисто інвестує в компанію ~$1 мільярдів доларів на рік від продажу акцій Amazon) і починає отримувати дохід від суборбітального туризму (квитки на суборбітальні рейси New Shepard, як повідомляється, коштують $250k-$500k+ кожен у своїх перших польотах) і майбутніми запусками супутників. Якби Blue вирішила зайнятися транспортуванням на Марс, вона потенційно могла б фінансувати розробку так само, як SpaceX - за рахунок внутрішніх інвестицій і шляхом конкуренції за контракти НАСА. (Наприклад, Blue Origin програла SpaceX перший контракт на місячний посадковий модуль Artemis, але виграла другий контракт у 2023 році вартістю $3,4 мільярда доларів на висадку на Місяць у 2029 році). Філософія Blue Origin поступовий, поетапний розвиток ("Gradatim Ferociter") означає, що вона, швидше за все, візьметься за Марс лише після того, як освоїть орбітальні та місячні польоти людини. У довгостроковій перспективі, якщо Blue Origin побудує багаторазовий марсіанський транспортний засіб, то модель ціноутворення може нагадувати SpaceX (квитки, що продаються заможним шукачам пригод, або транспортні послуги для NASA), але на даному етапі таке ціноутворення є лише припущенням.

- Доцільність та виклики: Для будь-якого нового приватного учасника (будь то Blue Origin або інша компанія), який має намір здійснити пілотовану місію на Марс бар'єри схожі на бар'єри SpaceXЦе можливість запуску важких ракет, дозаправки або збирання в космосі, вдосконалена система життєзабезпечення і значні фінансові зобов'язання. Ракета New Glenn компанії Blue Origin буде великою, але, ймовірно, не такою великою, як Starship за корисним навантаженням; для складання марсіанської місії на орбіті може знадобитися кілька запусків New Glenn, що призведе до збільшення вартості і складності. Без повного багаторазового використання витрати на місію залишатимуться високими (перший ступінь New Glenn можна використовувати багаторазово, але другий ступінь наразі є витратним). Надійність систем Blue потрібно буде доводити поетапно (вони мали кілька успішних суборбітальних польотів екіпажуале орбітальних польотів ще не було). Підводячи підсумок, інші приватні підприємства не мають конкретних термінів освоєння Марса на наступне десятиліттяі хоча з часом вони можуть запропонувати альтернативні варіанти транспорту, SpaceX залишається головним комерційним претендентом для якнайшвидшого виведення людини на Марс завдяки своїй перевазі у відповідних технологіях.

Міжнародні плани: Китай та інші

Поза межами зусиль США, Китай активно планує освоєння Марса людиною. У 2021 році Китай оголосив дорожню карту запуску першого пілотована місія на Марс у 2033 роціз подальшими місіями у 2035, 2037, 2041 і наступних роках. Ця амбітна програма є частиною довгострокового бачення побудови постійно населена база на Марсі і використовувати марсіанські ресурси. Підхід Китаю визначається урядом через Китайське національне космічне управління (CNSA) та пов'язані з ним державні підрядники. Після успішної посадки роботів на Марс (місія "Тяньвень-1" з марсоходом "Чжурун" у 2021 році), Китай зараз розробляє важкі Довге 9 березня ракетний і, можливо, ядерний двигун, що дозволить здійснювати пілотовані перельоти на Марс. Місія з повернення зразків на Марс (роботизована) запланована приблизно на 2030 рік для відпрацювання деяких необхідних технологій.

- Вартість та фінансування: Детальний кошторис витрат на китайську програму польотів людини на Марс не є загальнодоступним. Однак, оскільки це державна програма, фінансування буде здійснюватися з державного бюджету, що виправдано стратегічними мотивами і мотивами престижу. Космічна програма Китаю відома відносно меншими витратами, ніж у НАСА в деяких сферах (завдяки меншим витратам на робочу силу і спрощеному процесу прийняття рішень), але пілотований політ на Марс все одно буде надзвичайно дорогим (ймовірно, десятки мільярдів доларів за весь час реалізації програми, якщо не більше). Оскільки Китай наразі не планує продавати "квитки" цивільним особам, прямих витрат на одне місце немає - всю вартість місії бере на себе уряд. З точки зору економічної життєздатності, Китай розглядає пілотовані місії на Марс як інвестиції в технологічну досконалість і національний престиж, а не як прибуток. Це означає, що поки центральний уряд визнає проект пріоритетним, фінансування може бути стабільним. (Примітно, що китайська програма пілотованих польотів на Місяць і майбутні модулі космічної станції свідчать про сильну прихильність до польотів людини в космос).

- Технологія та хронологія: Китайські часові рамки 2033 рік - перша висадка людини є дуже агресивним - приблизно паралельно з попереднім графіком НАСА - і вимагатиме швидкого розвитку багатьох нових технологій. Серед ключових потреб - надважка ракета, яку можна порівняти з SLS/Starship, життєзабезпечення для тривалих місій (досі китайські космічні польоти людей перебували на низькій навколоземній орбіті від кількох днів до кількох місяців), а також рішення для безпечної посадки на Марс і повернення назад. Китай досліджує ядерний тепловий двигун скоротити час транзиту (потенційно скоротивши подорож до кількох місяців), що може зменшити деякі витрати (менше витратних матеріалів, менше радіаційного опромінення), але ця технологія може бути не готова до 2030-х років. Надійність китайських ракет-носіїв є високою для існуючих ракет Long March, але нові мега-ракети і пілотовані системи далекого космосу спочатку будуть неперевіреними. Існують також розмови про міжнародне співробітництво: Китай запросив міжнародних партнерів (а з огляду на космічні амбіції Росії та нинішню ізоляцію від США/Європи, а також Китайсько-російське партнерство на Марсі можуть з'явитися спільні підприємства, які поділятимуть витрати та досвід). Загалом, китайський план освоєння Марса виглядає так здійсненним з огляду на ресурси країни та досвід досягнення амбітних космічних цілей (космічна станція, висадка на зворотному боці Місяця тощо), але графік може зазнати затримок. Якщо його буде реалізовано, це дасть змогу запропонувати альтернативну систему людського транспорту на Марс (державну, не відкриту для приватних пасажирів) і потенційно дешевшу, ніж у НАСА (хоча все ще далеку від сподівань SpaceX на низькі витрати).

- Інші національні зусилля: Інші космічні агентства (європейське ЄКА, російський Роскосмос, індійська ІСРО тощо) наразі не мають незалежних програм польотів людини на Марс, запланованих на 2020-ті або початок 2030-х років, здебільшого через величезну вартість. Європа надає технології для планів NASA (наприклад, компоненти для Orion і Gateway) і може відправити європейських астронавтів у місію на Марс під керівництвом NASA, але не має власного корабля для польоту на Марс. Росія Росія періодично заявляє про свій інтерес до Марса (і має на папері концепції далекого космічного середовища проживання та ядерної енергетики), але бюджетні обмеження та геополітичні чинники роблять очолювану Росією пілотовану місію на Марс малоймовірною в наступному десятилітті. Індія, Японія, ОАЕ а інші поки що зосереджуються на роботизованому дослідженні Марса. The ОАЕнаприклад, має дуже довгострокове бачення марсіанського міста до 2117 року, але не планує запуску людини в найближчому майбутньому. Таким чином, будь-яке неамериканське, некитайське перевезення людей на Марс у найближчі 10 років майже напевно буде здійснюватися у співпраці - наприклад, іноземні астронавти під'їжджатимуть до місій НАСА або SpaceX - а не за допомогою окремої системи трансферу для порівняння.

Порівняльний аналіз варіантів передачі Марса

У таблиці нижче наведені ключові гравці та плани щодо транспортування людей на Марс, порівнюючи їхні часові рамки, кошторис витрат на особу та моделі фінансування:

Програма / Транспортний засіб	Організатор	Перша ціль для людини на Марсі	Est. Витрати на одного пасажира	Модель фінансування та ціноутворення
NASA (SLS/Orion & partners)	Уряд США (NASA)	~2035 (місія в обидва кінці)	Без квитків; вартість місії ≈ $500+ мільярдів всього (мільярди на одного астронавта)	Фінансується урядом (платниками податків). Немає прямої ціни за місце; витрати виправдовуються науковими/національними інтересами. Надзвичайно висока вартість розробки та експлуатації, низька частота польотів.
Космічний корабель SpaceX	SpaceX (приватна)	~2028-2030 (оптимістичний)	$100k-$500k (бажаний квиток на майбутнє). Перші польоти ефективно дорогими (сотні $M для тестової місії; публічного продажу квитків поки що немає). Довгострокові граничні витрати можуть становити <$100k з повним повторним використанням (~$2M/запуск для 100 осіб).	Приватна розробка (SpaceX/Ілон Маск, плюс контракти з NASA). Планує продавати місця агентствам і приватним клієнтам. Покладається на великі обсяги та повторне використання для отримання прибутку; ранні місії можуть фінансуватися інвесторами або спонсорами, поки продаж квитків не стане життєздатним.
Blue Origin (новий марсіанський апарат на базі "Гленна") [спекулятивно]	Blue Origin (приватна компанія)	Немає чіткого плану (ймовірно після 2035 року)	Н/Д - Ціни на транспорт на Марс не оголошені. Потенційні витрати високі без повного повторного використання (New Glenn витрачає другий ступінь). Можна було б прагнути до конкурентного ціноутворення, якщо буде досягнуто повторного використання.	Фінансується мільярдером (Джеффом Безосом) та державними контрактами. Ймовірно, звернеться за підтримкою до НАСА. Модель ціноутворення ще не визначена; можливо, подібна до SpaceX (продаж транспортних послуг), якщо буде розроблено транспортний засіб для Марса.
Китайська місія на Марс	CNSA (уряд Китаю)	2033 перша посадка (з екіпажем)	Н/Д (урядова місія). Загальна вартість програми не розголошується; очікувана десятки мільярдів. Вартість одного астронавта, що не продається на ринку (екіпаж, що фінансується державою).	Фінансується державою як національна програма. Ніяких комерційних квитків. Економія на масштабах не є основним фактором; витрачатиметься стільки, скільки потрібно для досягнення цілей місії. Потенційно нижчі виробничі витрати, ніж у США, але високі загальні інвестиції.
Марс-1. [не існує]	Mars One (приватний)	~2026 (в один бік) (так і не реалізовано)	$1,5 млрд на людину (односторонній) - $6B для перших 4 осіб . Подальші дослідження $4B на 4 (~$1B кожне).	Заплановане фінансування реаліті-шоу (не вдалося). Немає життєздатного фінансування; витрати були спекулятивними. Продемонстрована складність суто приватного фінансування в таких масштабах.

Стіл: Порівняння основних транспортних планів польотів людини на Марс, включно з очікуваними термінами, приблизними витратами на особу або цінами на квитки (якщо такі є), а також способами їхнього фінансування. (Зауважте: Сценарій Blue Origin щодо Марса є гіпотетичним, оскільки компанія ще не оголосила про програму пілотованих польотів на Марс; її заявка включена для порівняння з огляду на її популярність у сфері польотів людини в космос. Аналогічно, Mars One показаний як приклад розрекламованого приватного плану, хоча він більше не діє).

Як видно з таблиці, Космічний корабель SpaceX виділяється своїми радикально знизити цільові показники витрат на пасажира, завдяки багаторазовому використанню та високій місткості. Якщо Starship буде успішним, це може знизити ціну подорожі на Марс до діапазону, який, хоч і залишається дорогим, але знаходиться в межах досяжності для урядів і навіть приватних осіб (сотні тисяч доларів, подібно до вартості будинку). На відміну від цього, урядові місії НАСА і Китаю, принаймні на початковому етапі, будуть не продавати місця взагалі - це дослідницькі місії з відібраними екіпажами астронавтів, з неявними витратами на людину в сотні мільйонів або мільярди, коли розподіляються бюджети програм. Надійність і безпека також, ймовірно, відрізнятимуться: NASA матиме надзвичайно суворі вимоги до безпеки (а отже, вищі витрати і тривалішу розробку), тоді як SpaceX може піти на більший ризик на початковому етапі, щоб швидко повторювати ітерації і зменшити витрати (зрештою, прагнучи досягти рівня безпеки, подібного до авіалайнерів, завдяки великому досвіду польотів). Перші пілотовані місії на Марс - чи то НАСА, чи то SpaceX - за своєю суттю будуть пов'язані зі значним ризиком просто тому, що жодна людина ніколи раніше не здійснювала таких польотів.

Ключові фактори, що впливають на вартість та доцільність

Кілька технологічні та логістичні фактори сильно вплине на вартість транспортування людей на Марс у всіх цих планах:

- Багаторазовість проти витратності: Багаторазові апарати (такі як Starship і потенційно майбутні системи інших виробників) розподіляють величезні витрати на розробку на багато польотів і усувають необхідність будувати нову ракету для кожної місії. Це і є наріжний камінь низьковитратної стратегії SpaceX. На противагу цьому, SLS НАСА наразі є одноразовою - кожна ракета $4B викидається - що призводить до захмарних витрат на одну місію. Досягнення багаторазового використання (особливо великих прискорювачів і космічних апаратів) є технічно складним завданням, але пропонує величезна економія коштів у разі успіху. Це компроміс: багаторазові системи можуть бути менш перевірено спочатку (потрібно багато тестових польотів для встановлення надійності), але обіцяють менші довгострокові витрати.

- Запуск маси та збірка/заправка на орбіті: Досягнення Марса за допомогою космічного корабля, придатного для польоту людини, ймовірно, потребуватиме або дуже великої ракети, або декількох запусків середніх ракет. План НАСА може передбачати кілька запусків SLS для складання марсіанського корабля або відправки вантажу, тоді як SpaceX заправлятиме Starship на навколоземній орбіті, щоб відправити один повністю завантажений корабель. Орбітальна заправка і збірка додають складності і потенційних точок відмови, але можуть зменшити розмір (і вартість) необхідних ракет. Проте, створення паливних складів або здійснення декількох запусків за одну місію може збільшити операційні витрати, якщо їх не оптимізувати. Здатність нести більше людей за один запуск також впливає на вартість на людину: SpaceX, відправляючи 100 осіб на одному кораблі, різко знижує вартість на одну людину (але водночас підвищує ставки на один запуск). Метод NASA дозволяє відправляти менше 10 астронавтів за раз, а це означає, що всі витрати на запуск розподіляються між меншою кількістю людей.

- Життєзабезпечення та тривалість місії: Люди, які подорожують на Марс, потребуватимуть їжі, води, повітря та захисту протягом подорожі, яка триватиме приблизно 6-9 місяців в обидва бокиплюс час перебування на Марсі. Системи життєзабезпечення повинні бути високонадійними і, ймовірно, регенеративними (рециркуляція повітря і води) - їх розробка коштує дорого (за оцінками НАСА, лише вартість життєзабезпечення марсіанської місії становить $2+ млрд ). Якби вдосконалений двигун (наприклад, ядерний тепловий) міг скоротити час подорожі до кількох місяців, це зменшило б кількість необхідних витратних матеріалів (і вплив шкідливої радіації), що потенційно знизило б деякі витрати, але такий двигун може бути не готовим для початкових місій. Довше перебування на Марсі (НАСА очікує до ~500 днів на поверхні) означає, що середовище проживання має бути міцним і, можливо, частково самодостатні (потужність, радіаційний захист тощо), що збільшує вартість, але дає більшу наукову віддачу. Вирішення цих проблем має вирішальне значення для безпеки, і ефективне вирішення цих проблем дозволить відокремити більш економічно ефективні плани від більш дорогих.

- В'їзд, спуск і посадка (EDL) на Марс: Висадити людей на Марс набагато складніше, ніж висадитися на Місяць або повернутися на Землю. Марсіанська атмосфера досить щільна, щоб генерувати інтенсивне тепло під час входу, але занадто розріджена, щоб уповільнити важкий космічний корабель за допомогою одних лише парашутів. Запропоновані рішення (ретропропульсивна посадка, надувні сповільнювачі, великі парашутні системи або якась комбінація) передбачають нова технологія. Розробка марсіанського посадкового модуля, здатного безпечно доставити на Марс великий екіпаж (можливо, понад 20 тонн), є основним чинником витрат у планах НАСА. Starship компанії SpaceX спроектований так, щоб входити в атмосферу Марса і приземлятися цілим і неушкодженим, але цей маневр (який часто називають "висадкою на Марс") не є простим.надзвуковий парашутист" через профіль входу Starship в атмосферу "догори ногами") залишається неперевіреним на Марсі і є одним з найризикованіших елементів їхнього плану. Будь-який збій в EDL може призвести до втрати місії, тому резервування і тестування є критично важливими - але це тестування (можливо, включаючи демонстраційні посадки без екіпажу на Марс) буде дорогим. Надійна система EDL не підлягає обговоренню для пілотованих місій, і забезпечення її надійної роботи вимагатиме значних інвестицій (як з боку НАСА, так і з боку SpaceX або Китаю), що вплине на загальну вартість.

- Масштаб операцій: Витрати на людину різко зростуть, якщо/коли марсіанський транспорт перейде з разові місії до сталої програми з регулярними польотами. Програму НАСА "Аполлон" було скасовано, оскільки витрати і політична воля зменшилися; щоб уникнути цього, майбутні плани на Марс (особливо комерційні) прагнуть до самопідтримуваної каденції. Бачення SpaceX щодо сотні поселенців кожне вікно запуску амортизуватиме витрати і використовуватиме економію від масштабу (закупівля матеріалів оптом, рутинні операції), щоб знизити ціни. Якщо ж місій буде лише кілька, то кожна з них нестиме тягар повної вартості розробки. Таким чином, у випадку з надійність Від того, наскільки зростатиме кількість транспортних засобів і попит на польоти на Марс, залежатиме, чи потрапимо ми в доброчесний цикл частих польотів (знижуючи витрати), чи залишимося в режимі рідкісних експериментальних місій (утримуючи витрати на надзвичайно високому рівні).

Економічна життєздатність та перспективи

У найближчі десять років, на думку експертів економічна життєздатність людського марсіанського транспорту, ймовірно, буде випробувано вперше. Місії на чолі з урядом (NASA, CNSA) не мають на меті отримання прибутку; їхня життєздатність вимірюється політичною та громадською підтримкою. NASA потребуватиме постійного збільшення фінансування, щоб досягти мети з освоєння Марса у 2030-х роках, і хоча Марс має широкий суспільний інтерес, він конкурує з іншими пріоритетами. Потенційно все може змінитися, якщо комерційні провайдери знижують вартісний бар'єрщо дозволило NASA по суті купити транспортні послуги на Марс, а не розробляти все власними силами. Ця комерційно-контрактна модель (аналогічно до того, як НАСА зараз купує квитки на МКС у SpaceX) може зробити місію на Марс більш економічно прийнятною для законодавців за рахунок аутсорсингу частини витрат на розробку. Генеральний інспектор НАСА чітко попередив, що поточна траєкторія витрат (SLS/Orion за ціною $4B за запуск) "нестійкий" що змушує НАСА шукати дешевші альтернативи (наприклад, Starship) або ризикувати скасуванням програми.

Для приватні компаніїзробити марсіанський транспорт економічно життєздатним - завдання не з легких. Ринок квитків на $100k+ на Марс не доведений - він базується на припущенні, що достатня кількість людей хочу подорожувати і можуть собі це дозволити (або що організації будуть спонсорувати подорожі). У період 2025-2035 років ймовірними клієнтами будуть уряди (для проведення досліджень/встановлення прапорів) і надзаможні (заради пригод або благодійності). Космічний туризм на низьку навколоземну орбіту і Місяць тільки зароджується; Марс стане стрибком віри наступного рівня для будь-якого платоспроможного клієнта, зважаючи на вищу вартість, триваліші часові зобов'язання (~2 роки подорожі) і вищий ризик. Це означає, що рано чи пізно Польоти на Марс можуть бути збитковими для SpaceX - більше про доведення концепції, ніж про заробляння грошей. Ілон Маск визнав, що будівництво міста на Марсі не принесе негайного прибутку, але є довгостроковою справою для майбутнього людства (саме тому він спрямовує на це прибутки від інших проектів). Blue Origin та інші зіткнуться з тією ж проблемою - на Марсі немає короткострокового прибутку, тому потрібен терплячий, далекоглядний капітал. Срібна сторона медалі полягає в тому, що багато технологій, розроблених для Марса (наприклад, життєзабезпечення, замкнуті середовища проживання, важкі ракети-носії), можуть бути застосовані для Операції на навколоземній орбіті та місячні проектиякі мають короткострокових клієнтів (NASA, військові, телекомунікаційні компанії тощо). Таким чином, компанії можуть спочатку окупити деякі витрати, обслуговуючи ці ринки (як це робить SpaceX із запуском супутників і Starlink, а Blue Origin сподівається зробити з New Glenn), поки вони готуються до польотів на Марс.

Заглядаючи на десятиліття вперед, ми очікуємо:

- SpaceX продовжувати лідирувати у зниженні витрат на запуск, можливо, провести перший приватний політ або спроба посадки на Марс якщо Starship запрацює. Їхня цінова модель розвиватиметься - можливо, починаючи з місій астронавтів, що фінансуються НАСА (НАСА може укласти зі SpaceX контракт на висадку своїх астронавтів на Марс, подібно до місячного контракту з Artemis HLS), перш ніж запускати суто туристичні подорожі. Якщо обіцянки щодо вартості Starship виправдаються, до кінця 2020-х років SpaceX може оголосити ціну квитка і почати приймати депозити на майбутні подорожі на Марс (подібно до того, як Virgin Galactic продавала квитки на суборбітальні польоти за кілька років наперед).

- НАСА ймовірно, все ще перебуватиме на стадії підготовки до 2020-х років, випробовуючи обладнання в місячних місіях і вдосконалюючи плани. The перша пілотована місія NASA на Марс може бути схвалений для польоту наприкінці 2030-х років, потенційно з використанням гібридного підходу (екіпаж НАСА на комерційному посадковому апараті/кораблі під наглядом НАСА). Сподіваємося, що вартість місії знизиться, якщо будуть використані комерційні партнерства - наприклад, використання варіанту космічного корабля SpaceX Starship замість розробки абсолютно нового марсохода може заощадити НАСА мільярди доларів. Агентство також продовжить міжнародне партнерство, щоб розподілити витрати (наприклад, внески від Європи, Японії, Канади в обмін на місця астронавтів).

- Китай може здивувати світ, прискоривши графік польотів на Марс, якщо виділить достатньо ресурсів - їхня мета на 2033 рік є амбітною, але навіть якщо вона відсунеться на кінець 2030-х років, Китай все одно може стати лише другою країною, яка коли-небудь відправляла людей на Марс. Витрати будуть поглинуті державним бюджетом, і Китай може не розголошувати повну суму витрат, але прогрес їхньої програми буде опосередковано тиснути на США, щоб не зволікати (нова динаміка "космічних перегонів"). Немає жодних ознак того, що Китай пропонуватиме місця на комерційній основі; їхні місії будуть державними, хоча в якості дипломатичного жесту вони можуть взяти з собою астронавтів країн-союзників.

- Інші гравці (Blue Origin та ін.), швидше за все, не доставлять людей на Марс протягом 10 років, але можуть закласти основу для цього. Наприклад, Blue Origin може розробити більший другий ступінь або космічний корабель, який згодом може перетворитися на транспортний засіб для пересадки на Марс, особливо якщо НАСА виявить зацікавленість у фінансуванні таких розробок. Ми також можемо побачити нових учасників - наприклад, стартапи або державно-приватні консорціуми, які пропонують креативні підходи (можливо, менші за масштабом місії, як, наприклад, політ на Марс двох осіб, який колись пропонувала компанія Space Adventures/Tito). Якщо хтось із них отримає підтримку, їхні витрати будуть порівнюватися з витратами двох великих компаній (NASA і SpaceX).

З точки зору доцільність та надійністькожен варіант має компроміси. План НАСА такий технологічно консервативні і надзвичайно дорогий, але пріоритетом буде безпека астронавтів (поступове прийняття ризику). SpaceX є економічно вигідною і може досягти оперативна готовність на ранній стадіїале надійність Starship потрібно буде продемонструвати в масштабі; це більш ризикований підхід, але з більшою винагородою. The надійність Якщо безпека флоту зорельотів, що часто літають на Марс, не доведена, то разові місії NASA розглядатимуть кожен політ як велику експедицію з ретельними випробуваннями (але з роками між польотами). У довгостроковій перспективі, якщо Starship або подібні системи доведуть свою безпеку, вони також можуть стати транспортним методом NASA, об'єднавши комерційний і державний шляхи в один.

Висновок

Вартість відправки людей на Марс становить очікується зниження у найближче десятиліття завдяки інноваціям комерційних космічних компаній, але він залишатиметься значним. На початку 2020-х років оцінки вартості подорожі на Марс коливалися від сотні мільярдів (у стилі NASA) з кількома сто тисяч доларів на людину (бачення SpaceX) - величезний розрив. До 2035 року ми, ймовірно, побачимо перші спроби перельоту людини на Марс, а разом з ними і більш конкретні ціни. Фінансована урядом місія, якщо вона відбудеться, фактично коштуватиме мільярди доларів на одного астронавта з урахуванням витрат на розробку, що робить її престижним проектом, життєздатним лише для наддержав або коаліцій. З іншого боку, якщо космічний корабель SpaceX почне працювати, він може відкрити нову еру (відносно) доступні міжпланетні подорожіможливо, виводячи ціну квитка на Марс у сферу приватних угод і ринкової економіки.

Важливо те, що технологічні перешкоди і невідомі не менш важливі, ніж фінансові. Який би підхід не був обраний - державний, приватний чи партнерський - він має забезпечити виживання екіпажу та успіх місії у невблаганній 34-мільйонній подорожі. Кожне рішення цих проблем (чи то кращий ракетний двигун, чи то безпечніша техніка посадки, чи то прорив у системі життєзабезпечення) має прямий вплив на вартість. Таким чином, існує багато шляхів на Марс: НАСА та Китай з експансивними (і дорогими) державними програмами, а також SpaceX (а за ними, можливо, й інші) з більш ощадливим, толерантним до ризиків комерційним підходом. Наступні десять років покажуть, чи справдяться оптимістичні прогнози щодо низької вартості польотів, чи подорож на Марс так і залишиться наддорогою справою. Незалежно від цього, людство стоїть на порозі перетворення Марса з далекої мрії на пункт призначення - і вартість цього квиткау доларах та інноваціях визначатимуть темпи та форму нашого міжпланетного майбутнього.