Российские учёные рассказали о реальных проблемах проектов Илона Маска

Один и тот же человек пообещал нам марсианский город, многоуровневый подземный мир и вакуумные поезда, и всё это на электричестве, полученном от Солнца. Лайф поговорил с учёными, которые занимаются всеми этими вопросами профессионально.

Вопрос первый. Когда мы будем жить на Марсе?

Илон Маск постоянно повторяет, что хочет понимать, ради чего встаёт по утрам с постели, зачем начинается новый день, что интересного его ждёт. И его птица счастья завтрашнего дня — не в этом мире. Мечта у главы SpaceX примерно такая: построить большую-пребольшую ракету, полететь на ней на Марс и основать там колонию. Но чтобы мечта осуществилась, надо было всех заинтересовать, а с тем, что Илон Маск это умеет, пока ещё никто не спорит. И ему это удалось, причём не столько громкими словами, сколько совершенно "кричащими" цифрами:

2019 г. — первый тестовый полёт космического корабля Starship

2020–2021 гг. — вывод Starship на околоземную орбиту

2022 г. — отправка Starship с грузом на Марс

2024 г. — пилотируемый полёт Starship на Марс

2025 г. — высадка первого человека на Марсе

2028 г. — завершение строительства постоянной базы на Марсе

2030-е годы — строительство на Марсе целого города

И уже на первом пункте может начаться отставание от графика. Во всяком случае, до конца года всего месяц, а как и что в течение этого месяца может полететь, непонятно: космический корабль построили, продемонстрировали, даже "внутренности" показали, а потом залили криогенной жидкостью — и получили взрыв. Но даже если бы всё шло, вернее, летало безупречно, марсианского города лет через 15 мы бы точно не увидели, убеждены в Институте космических исследований Российской академии наук.

"Я думаю, это, конечно, фантазия. Эти сроки абсолютно не реалистичны. Я думаю, это чистая рекламная пропаганда своих усилий, своих бизнес-намерений для того, чтобы просто в обществе постоянно присутствовал интерес к этому человеку, к этому бизнесмену"

Игорь Митрофанов, глава отдела ядерной планетологии ИКИ РАН

А ведь в этом городе Илон и подумывает завершить свои хроники, то есть уйти на заслуженный отдых. Правда, опять же это не точно. С вероятностью 70%, как он сказал. При этом Международную космическую станцию проигнорировал на все 100%. Орбита — не его уровень, да? Там люди всю сознательную жизнь тренируются, готовятся к работе в невесомости. А вот Илон Маск с вероятностью 70% просто однажды сядет в Starship — и полетит на Марс.

"Можете просто сравнить: Трамп говорит, что они предполагают усилиями всего NASA вернуться на Луну в 24 году, причём многие профессионалы подвергают этот план сомнению. И параллельно Маск говорит, что люди на Марс могут полететь впервые в этом же 24-м"

По мнению учёного, в одном и том же Илоне Маске есть два разных человека. Один — серьёзный, который строит космические корабли и которому надо воздать должное — если бы не он, в Америке не было бы возвращаемых ракет. Но есть и другой Илон Маск — тот, который очень много говорит.

"Ракетоносители, которые он создаёт и испытывает, полёты в космос, которые он обеспечивает, — это одна сторона Маска, её надо всячески приветствовать, он молодец, что он этим занимается. Но многие другие его проекты — это разговоры"

Игорь Митрофанов, глава отдела ядерной планетологии ИКИ РАН

Фото © AP Photo / John Raoux

Доктор физико-математических наук Игорь Митрофанов руководил множеством экспериментов по поиску на Марсе водяного льда, исследованию грунта. Он убеждён, что колонизация Марса произойдёт, но не так скоро, как вещает Маск.

"Думаю, конечно, придётся изменить природную среду на Марсе, и это в принципе возможно, но это очень длительный процесс, такой же, как, скажем, развитие цивилизации от древней Греции до современной, то есть это сотни лет, а, может, и пара тысячелетий"

Игорь Митрофанов, глава отдела ядерной планетологии ИКИ РАН

Самая большая проблема освоения Марса — радиация, подчеркнул Митрофанов. Причём даже не то излучение, которое бомбардирует поверхность Красной планеты, — от него ещё можно укрыться под землёй. Хуже всего — доза, которую экипаж получит по дороге. А дорога дальняя, займёт несколько месяцев.

"На это нельзя пойти, это будет противоречить, условно говоря, нормам охраны труда, поскольку это не военная обстановка, то отправлять людей на такой риск просто никто не разрешит. Если Маск отправит людей, их родственники смогут подать на него в суд"

Игорь Митрофанов, глава отдела ядерной планетологии ИКИ РАН

Вопрос второй. Как не вылететь в трубу?

Что характерно. Может быть, не все знают, так что давайте сразу проясним: лампочку Ильича изобрёл не Ильич, а вакуумные поезда придумал не Илон Маск. Начнём сначала. А сначала был, если уж на то пошло, Генри Пинкус — английский учёный. Надо сказать, такую идею ещё и до него высказывали, но он, по крайней мере, первым её запатентовал. В 1835 году, между прочим. И эта была как раз та самая концепция, о которой мы с вами говорим, — собственно говоря, труба с разреженным воздухом, в которой едет поезд. Позже это назвали атмосферной железной дорогой.

Осторожно, двери закрываются, следующая станция — Томский технологический институт. То есть теперь он университет, а в 1913 году был институтом.

Борис Вейнберг. Фото © Wikipedia

Справа — Борис Петрович Вейнберг. И это его опыт, первый в мире опыт по перемещению тела в вакуумной трубе. В ней происходит примерно следующее: изнутри по всей длине намотана металлическая спираль, через которую идёт ток. Такая штука называется соленоидом. Она создаёт магнитное поле, которое движет тело вдоль этого тоннеля. А тело — это капсула в форме сигары.

"Почему все кричат "Маск, Маск, Маск"? Да Маска ещё в проекте не было, когда русский физик опубликовал свои исследования, расчёты"

Анатолий Зайцев, профессор ПГУПС императора Александра I

А потом началась Первая мировая. И потребовалась ещё сотня лет для того, чтобы у нас появился Илон Маск. Он прочитал много книг, заработал много денег, и теперь его SpaceX и ещё две компании — Virgin Hyperloop One и Hyperloop HTT — наперегонки возводят трубы и откачивают из них воздух.

"Я лично ни одного реального расчёта не видел. С позиции инженерной практики, я уж не говорю с позиции науки, это попахивает каким-то блефом. Ни доказательств, ни расчётов, огульно заявляют, но им это выгодно — они собирают колоссальные деньги"

Анатолий Зайцев, профессор ПГУПС императора Александра I

Кстати, насчёт начитанности идейного вдохновителя Hyperloop и его последователей у профессора Зайцева имеются некоторые сомнения.

"Они пишут, что им не нужен электромагнитный подвес, они на воздушной подушке. Видимо, книжек не читали. В 1972 году во Франции на испытаниях не удалось отладить систему стабилизации. Мы знаем, что нельзя на воздушной подушке управлять стабилизацией"

Анатолий Зайцев, профессор ПГУПС императора Александра I

Справедливости ради надо сказать, что впоследствии хайперлуперы поняли, что поторопились с воздушной подушкой, и обратились на путь магнитной левитации. Если вкратце, то в маглеве взаимодействуют магниты, а у них, как известно, одинаковые полюса друг от друга отталкиваются, а разные — притягиваются. И эти магниты расположены таким образом, чтобы эти две силы и тянули/толкали поезд в нужном направлении. А для пущей скорости и придумали трубу с безвоздушным пространством, потому как если не придётся преодолевать сопротивление воздуха, то и ехать, в смысле лететь, можно наравне с самолётами. 1220 километров в час, как заявляют в Hyperloop TT. Притом пионерам нового транспорта оказался не обязателен даже полный вакуум, вполне хватит и форвакуума, то есть удаления большей части воздуха.

"Вы, наверное, в курсе, что наши братья Магомедовы вложили в эти игрушки, как я читал в газетах, где-то около 200 млн долларов? Но на российские проекты не вложили ни копейки, ни рубля! Почему такая притягательная сила всё валить за рубеж?"

Анатолий Зайцев, профессор ПГУПС императора Александра I

Как же, как же: в 2016 году были разговоры насчёт 65-километровой трубы из китайского Хуньчуня в российский порт Зарубино. Потом и на Москву — Петербург замахнулись, и в Сочи собрались по трубе лететь. Даже были такие данные, что Hyperloop можно построить дешевле, чем российскую высокоскоростную магистраль (ВСМ). Но пока что дальше красивых видеороликов с компьютерной графикой дело не продвигается. И слава богу, убеждён профессор Зайцев. И дело даже не в том, что билет в один конец, как посчитали, будет стоить 16 тысяч рублей. Дело в том, что за такие деньги хотелось бы, конечно, живыми доехать. А у учёных накопились десятки, ДЕСЯТКИ оснований об этом беспокоиться. К примеру, в этой трубе малейшее повреждение — и ударная волна мгновенно убивает всех, кто внутри.

"Это риск номер один, который сегодня просто не поддаётся измерению, и он непозволителен"

Анатолий Зайцев, профессор ПГУПС императора Александра I

И с устойчивостью большие проблемы, поскольку всё это дело при движении будет понемногу разогреваться, а значит, деформироваться. Как следствие — нарастающая вибрация, которая опять-таки может вытрясти нам всю душу.

"Труба нагревается при таких скоростях, в том числе при форвакууме. Мы выписали 27 рисков, которые надо учитывать при проектировании подобных систем. Если в трубе, то на первом месте это потеря прочности самой трубы, на втором — тепловые явления"

Анатолий Зайцев, профессор ПГУПС императора Александра I

Резюме от профессора Зайцева выглядит примерно так: вместо того чтобы трубить в трубы, лучше бы такие баснословные деньги отдали российским технарям, и у нас уже давно были бы нормальные надёжные поезда на магнитной левитации.

"Я не перестаю удивляться тупости и ограниченности людей, которые проникают наверх"

Анатолий Зайцев, профессор ПГУПС императора Александра I

Вопрос третий. Как избежать провала?

Стоять в пробке в Лос-Анджелесе — это ужасно. Но скоро это закончится. Уже даже не показался свет в конце тоннеля, а горит разноцветная подсветка по всей протяжённости. Ожидания выглядят так.

В реальности любимый город на сегодняшний день, вот уже почти год, имеет примерно следующее: тоннель длиной в 1 километр 830 метров, который пробурили на глубине от 6 до 12 метров. На сайте то ли "бурильной", то ли "скучной" компании написано, что переделанные Tesla Model X и Tesla Model S с новыми большими шасси будут возить по 16 пассажиров. Но пока что мы имеем только то, что написано на заборе.

Ни капсул, ни платформы, машина едет сама, а чтобы она чётко следовала в заданном направлении и не уходила ни вправо, ни влево, её нужно оснастить специальными выдвижными колёсами (300 долларов комплект). Правда, на презентации тоннеля в декабре 2018-го некоторые журналисты заметили, что на "тесле", на которой их катали, эти колёса почему-то обратно не задвигались. И насчёт скорости испытали некоторое разочарование — обещали 240 километров в час, а получилось примерно 55, судя по тому, что до конца тоннеля доехали за две минуты. Впрочем, это всё равно вдвое быстрее, чем по загруженной трассе.

Ну ничего, долго скучать не придётся: только что начался новый подкоп — в Лас-Вегасе. Подземный ход должен соединить здания огромного конференц-центра, которые разделяют три километра. Там и воплотится компьютерная симуляция. Наверное. А далее бурильные установки проследуют с остановками: ещё один тоннель под Городом ангелов, подземные "маршрутки" из аэропорта О'Хара до центра Чикаго, из Вашингтона до Балтимора. И всё это только в обозримой вселенной. А в перспективе нас всех ждёт многоуровневый дивный новый подземный мир.

"У них эти тоннели неглубокого заложения, то есть строиться они будут открытым способом, скорее всего. И там ширины четыре метра за глаза достаточно для того, чтобы разместить электричку, к примеру"

Дмитрий Петров, доцент Петербургского горного университета

Открытым способом — это значит вырыть траншею, оборудовать там всё необходимое для транспортного тоннеля и засыпать обратно. В Москве, к примеру, это чаще всего нереально, потому что у нас кругом болота, почва рыхлая, влажная. Поэтому у нас, к примеру, станция "Парк Победы " аж на глубине 84 метров обосновалась. И строили её, как и большинство других станций, закрытым способом, то есть бурили, бурили и бурили. Это намного труднее и дороже. А в Америке им в этом плане больше повезло.

"В этих странах такая геологическая особенность, в этом грунте они могут себе позволить строить открытым способом, потому что сами грунты довольно-таки прочные, и нет необходимости уходить на такую глубину"

Дмитрий Петров, доцент Петербургского горного университета

Землетрясений геолог опасаться не велит, поскольку в случае чего глубина в общем-то значения не имеет. А вот если подземелье и впрямь будет многоэтажное, то стоит всё-таки немножко подумать.

"Смысла располагать двадцать тоннелей один под другим нет, потому что это сложно с точки зрения обеспечения устойчивости, а если это решается как какой-то многофункциональный пересадочный комплекс, то это сейчас развивается и у нас, и за границей"

Дмитрий Петров, доцент Петербургского горного университета

Вопрос четвёртый. Какое электричество считать экологически чистым?

В вышеозначенном фантастическом мире будущего должно быть так: машина ездит на аккумуляторе, аккумулятор заряжается бесплатно (разумеется, для владельцев "тесел"), зарядка работает на солнечных панелях, а солнечные панели работают всегда и везде. И это прекрасно.

"В электромобилях важно понимать одно: они помогают снять проблему так называемого точечного загрязнения. В городах, где большая концентрация транспорта, где из труб валит выхлопной дым, вот здесь электромобили, безусловно, могут быть благом"

Дмитрий Грушевенко, научный сотрудник ИнЭИ РАН

А вот насколько великое благодеяние нам оказывает добыча электричества для "теслы", на которую мы когда-нибудь, "с вероятностью 70%", заработаем, — ещё неизвестно.

"Нельзя забывать о выбросах от производства элементов для солнечных электростанций и лопастей ветрогенераторов, которые выплавляются из стали, а сталь — это тоже достаточно грязное производство. Оно тоже оставляет за собой углеродный след"

Дмитрий Грушевенко, научный сотрудник ИнЭИ РАН

Солнечная электростанция. Фото © AP Photo / Chris O'Meara

И хотя Маск и проповедует, что нам нужно только солнце, на деле новые разработки в гелиоэнергетике пока не поспевают за растущим спросом на электрокары. Так что, по мнению многих экспертов, электричество будет на зарядках ни разу не "веганское", то есть добытое не вполне милосердным способом. К примеру, в России большую часть электроэнергии производят теплоэлектроцентрали (ТЭЦ), а они, как известно, с аппетитом "кушают" давно не модное ископаемое топливо.

"Если это угольная или мазутная ТЭЦ, то это не очень хорошо, а если газовая, то это хорошо по большей части, потому что у нас газ оставляет меньший углеродный след, чем производство солнечной кремниевой панели или ветряка"

Дмитрий Грушевенко, научный сотрудник ИнЭИ РАН

Наконец, ещё одна проблема, весьма далёкая от высоконравственных забот о концентрации углекислого газа. Зато самая что ни на есть насущная.

"У нас холодно, а батарея на холоде очень сильно теряет ёмкость. При выезде из тёплого паркинга или гаража зимой у них очень сильно падает ёмкость аккумулятора. У нас в России это центральная проблема"

Дмитрий Грушевенко, научный сотрудник ИнЭИ РАН

И в заключение

@Elonmusk, где мы пообедаем? Это, между прочим, не предложение, а вопрос, причём, можно сказать, философский. Насчёт этапов развития цивилизаций. Это из его любимой книги. Он поймёт.

"Если не случаются неудачи, значит, вы недостаточно инновационны"

Илон Маск, глава SpaceX и Tesla

"Быть предпринимателем — это как есть стекло и смотреть в пропасть"

Илон Маск, глава SpaceX и Tesla

"Я хотел бы умереть на Марсе, лишь бы не во время приземления"

Илон Маск, глава SpaceX и Tesla