Полное интервью с главным инженером SpaceX

Это расшифровка большого Skype-интервью, которое Томас Мюллер дал читателям сабреддита /r/spacex. Один из наших подписчиков согласился перевести его, ну а мы адаптировали и дополнили некоторые моменты, позволив себе в некоторых трудных местах немного свободный перевод. В квадратных скобках указаны замечания, вопросы ведущего выделены жирным шрифтом.

Перед тем, как мы начнем, я просто хочу сказать спасибо от всех нас за то, что вы нашли в своем плотном расписании время поговорить. Мы поражены работой, которую вы делаете в SpaceX и поздравляем со всеми последними успешными пусками.

Спасибо!

Может быть вы бы хотели сперва что-нибудь нам рассказать или спросить?

Вы все видели вчерашний пуск?

Да, да.

Тот самый пуск?

Вчерашний утренний пуск.

Отлично, тогда я немного поговорю в этом ключе.

Да, если вы подготовили, что-то вроде основной темы для разговора, пожалуйста! А потом у нас будет несколько вопросов.

Хорошо, я собираюсь поговорить о доступном, недорогом космосе. Когда я был ребенком, в 60-ые, я смотрел Star Trek; мне было 8 лет, когда люди осуществили посадку на Луну. Конечно, многие из нас думали, что через 50 лет мы бы были на Марсе, возможно, путешествовали бы к другим планетам, что-то более похожее на Star Trek. Этого не случилось, не так ли?

Правильно.

Вы знаете, что изобретение и создание современной ракетной техники, которая доставила человека на Луну, заняло около 40 лет. От Годдарда до Армстронга. Прошло около 50 лет и, мы как будто бы, не достигли всего этого. Собственно, мы больше не можем доставить человека на Луну, у нас нет соответствующей техники. Почему так?

Лично я считаю, что одна из главных причин — это то, что слетать на орбиту чрезмерно дорого. А почему так? Потому что ракеты очень дорогие.

95% массы ракеты — это масса топлива, я говорю о Falcon 9. Так может быть просто топливо очень дорогое? Нет, на самом деле нет, оно стоит менее 0,5% от стоимости ракеты. Самое главное — это структура, двигатели ракеты. Они очень дорогие. Проблема в том, что мы выбрасываем ракеты. До недавнего времени считалось, что все ракеты одноразовые.

Потому что в первую очередь они были разработаны как баллистические ракеты, которые, конечно, не должны быть многоразовыми. Так что никто и не думал о том, чтобы запускать их повторно. Мне кажется, это чуть ли не единственный вид транспорта, который люди не предполагали сделать многоразовым. Можете ли вы представить что-либо еще, я говорю о транспорте, что будет выброшено после первого же использования?

Единственная вещь, которую лично я могу себе представить —это что-то вроде драгстера. Знаете, они проезжают четверть мили (0,4 км), а затем нужно перебирать двигатель. Когда вы проектируете что-то таким образом, вы можете делать невероятные вещи. Эти машины проезжают четверть мили меньше чем за 4 секунды, и они разгоняются до 480 км/ч к концу дистанции, которая фактически составляет всего несколько сотен метров. Это невероятно, когда вы создаете, проектируете что-то для того, чтобы использовать один раз. Вы можете выйти за границы и получить невероятные характеристики. То же самое и с ракетами.

Если вы делаете ракеты, которые можно повторно использовать, вы должны пожертвовать некоторыми характеристиками. Ваша семейная машина должна заводиться десятки тысяч раз и быть способной проехать сотни тысяч километров. Её производительность далека от производительности драгстера, но она доступна и может быть использована много раз. Нам в ракетной промышленности нужно нечто среднее: нужно подойти к производительности драгстера, но несколько ближе к многоразовости и практичности обычного автомобиля.

Томас Мюллер, ведущий инженер SpaceX

То, что нам нужно сделать, это спроектировать ракету, которая может быть использована повторно. И это именно то, чем мы заняты. Сначала нам нужно сделать ракеты относительно недорогими. Если ваша ракета стоит миллиард долларов, то если вы даже воспользуетесь ей 100 раз, то это всё равно будет слишком дорого. Значит, мы должны построить недорогую с самого начала ракету. Стоимость ракет в программах с государственным участием чудовищна. Мы не сравниваем наши цены с традиционными поставщиками космических услуг, с любыми поставщиками космической техники, субсидируемыми правительством. Потому что это было бы плохой стартовой позицией. То, что мы пытаемся сделать, сравнимо с коммерческими продуктами.

Даже авиакомпании дороги в сравнении с нашим ценообразованием. От Илона я часто слышу: «знаешь какая цена у Tesla Model S? Пускай машина будет исходной точкой, стройте ракеты по примеру машин, насколько это возможно».

Примерно такой был разговор, лет 5 назад о двигателе Merlin 1D, когда мы впервые разработали его. Он спросил меня: «Как думаешь, сколько стоит сделать Model S?» И я ответил : «Не знаю. Тысяч 50 долларов?» Он сказал: «Нет, около 30 тысяч долларов». Это предельные затраты для этой машины.

А потом он спросил: «Сколько эта машина весит?» Я говорю: «Около 2000 кг.» А он тогда: «А сколько весит двигатель Merlin?» «Ну, Около 500 кг». И он сказал что-то вроде: «Так, почему, блин, производство двигателя Merlin стоит четверть миллиона долларов?»

Я веду к тому, что это правильный взгляд на стоимость производства. «И материалы, которые вы используете — да, это не просто алюминий, это не штамповка. Поэтому я дам тебе пятикратную фору в цене. Пускай Tesla соответствует пяти тысячам фунтов (~2200 кг) ракетного двигателя. Почему же тогда он стоит в 20 раз больше»? Это то, как мы смотрим на вещи в SpaceX, пытаясь снизить затраты при производстве ракет. И вот мы начинаем использовать их повторно. А значит реальная большая цена превратится в амортизационные затраты и расходы на топливо, которые почти такие же, как и у пассажирских самолетов.

Мы смотрим на пассажирские самолеты и их затраты около 50% и я думаю о [подсчитывает: 50% амортизационных затрат…] цене в $300 миллионов за все время эксплуатации пассажирского самолета. Это именно та модель, к которой мы стремимся, чтобы сделать космос очень доступным.

Как я сказал, мы не используем подрядчиков в космической отрасли, мы избегаем их как чуму. Когда мы начали разрабатывать Merlin, мне были нужны вентили для жидкого кислорода и керосина, которые должны были надёжно работать. Так что я пошел к подрядчикам, которые поставляют свои вентили и сказал: «Привет, можете дать устраивающую меня цену на ваш уже существующий продукт?» И нет, они не смогли. Так что я сказал: «Вы можете спроектировать вентили, которые будут стоить меньше?» Они пошли «подумать». И знаете, если подготовка ответа занимает пару недель или месяц, то это плохой подрядчик. Если нужно так много времени, чтобы просто рассчитать цену, то сколько мне нужно будет ждать, чтобы получить реальные детали?

Когда они вернулись с ценой в сотни или тысячи долларов за их вентиль и временем на разработку в 18 месяцев, я сказал, что я готов ждать только 3 месяца. В ответ они рассмеялись. И тогда мы разработали наши собственные компоненты, предварительные вентили, главные вентили. Мы уже разработали форсуночную головку, камеру сгорания: главные части двигателя. Мы надеялись, что можно будет просто пойти и купить некоторые вещи у производителей, но нет, цена и время поставки были совсем не теми, что были нам нужны. Поэтому мы сделали всё сами. Любое известное космическое предприятие, сотрудничающее с правительством, не дотягивает до того уровня, которого бы нам хотелось. Вот как мы снижаем стоимость производства. Также нам была необходима наша собственная тестовая площадка. Мы построили тестовый полигон в Техасе и провели свои собственные тесты, потому что огромные цены на разработку и тесты ракет, в основном, определяются платой за использование тестовых полигонов.

А вот случай из моего личного опыта работы. Мы были в рабочей группе по техническому надзору и запускали двигатель. Большой двигатель, на 2891 кН, но он был очень простым. И мы запускали его на государственном полигоне, на полигоне НАСА в Стеннисе. Оперативная команда составляла около 100 человек. У них было две смены по 100 человек. А потом мы со SpaceX запускали двигатель примерно той же сложности, может быть не такого размера, но двигатель на 178 кН. Это было уже на нашей площадке и оперативная команда была объемом около 5-10 человек. Вот чего я хотел добиться: когда вы запускаете двигатель, пускай даже с насосной подачей топлива, как Merlin, вам не требуется армия людей. И я думаю, что государственные подрядчики теперь тоже в этом убедились.

Так выглядел Falcon 9 до того как двигатели начали располагать октасеткой, т.е. 8 двигателей «по кругу» вокруг одного

Когда я только начинал разрабатывать Merlin, традиционным взглядом было: «Только государства могут разрабатывать ракеты. Частным компаниям не хватит ресурсов». То, что было действительно важно для SpaceX, это сломать подобную установку в головах. Нет, нам не нужно государство со своими миллиардами долларов, пускай это всё и потребовало сотен миллионов [смеётся], но всё-таки мы не дошли до порядка миллиарда. А с того момента, как снизится стоимость комплектующих, нужно браться за снижение стоимости топлива: ведь топливо становится главным компонентом цены. Поэтому нужно сжигать его эффективно. И мы создали форсуночные головки с эффективностью в 96-97%. Вы не сможете создать более эффективную форсуночную головку. И вы используете недорогое горючее. На самом деле сначала мы выбрали неправильное горючее. Это было не слишком плохо, но мы выбрали RP-1, ракетный сорт керосина, который в то время стоил по 8 долларов за галлон (3,8 л). Мы пробовали и авиационное топливо, которое стоит около 2 долларов за галлон, но оно было так себе. А недавно мы пересчитали стоимость керосина. И теперь покупаем его почти по цене авиационного топлива.

Но то, что мы обнаружили в более поздних исследованиях, так это то, что метан — природный газ — с энергетической точки зрения является самым дешевым сырьем. Это главная причина, по которой сейчас отказываются от угля, нефти и переходят на природный газ. И это самое дешевое топливо, которое вы можете найти. У него также есть замечательное свойство: вы можете легко получить его на Марсе, так что это учитывается тоже. Наша следующая ракета будет полностью метановой. Кислород… Без проблем! Он очень дешевый; мы покупаем кислород по цене около 70 долларов за тонну. Он почти бесплатный в масштабах ракеты. К чему я это: если вы посмотрите на цены, то значительную их часть составляет горючее. Хотя кислорода нужно больше. В ракете кислорода в 3 раза больше, чем метана, и в два с половиной раза больше, чем керосина. Он намного более дешевый, потому что его легко добывать прямо из воздуха, охлажденного воздуха.

Ну, вот, цены на топливо падают, а затем вы собираетесь сделать ракету почти многоразовой, над чем мы всё ещё работаем. Когда эта ракета возвращается, как вчера [с NROL-76], она закопченная, она садится закопченная, мы сжигаем на ней много аблатива [термозащиты]; нам приходится отсоединять посадочные опоры, чтобы опустить её, а затем устанавливаем их снова. А это небыстрый процесс.

Мы хотим, чтобы ракета была как самолет. Вы знаете как это происходит, он прибывает в аэропорт, люди выходят, затем заправляют, пока люди заходят, проводятся некоторые проверки. И, если все хорошо, вы летите снова. Это именно то, к чему мы бы хотели придти.

Falcon в версии Block 5, которую мы запустим позже в этом году, получит, скажем так, многоразовую термозащиту. Так что мы не будем сжигать термозащиту на ней. И будут улучшенные посадочные опоры, которые будут складываться внутрь. Просто положите ракету горизонтально, сложите опоры — и перевозите её. Разложите ноги, когда она садится. Обслуживание после посадки не займет много времени. Это как раз основная наша цель. Илон просил нас довести послеполетное обслуживание до 12-ти часов. Мы подумали и сказали, что без серьезного перепроектирования ракеты, только в версии Block 5, мы можем обещать, что этот процесс займет примерно 24 часа. И это не значит, что мы хотим запускать по ракете в день, хотя в целом могли бы, если бы это действительно было нужно. Главный лимит — это то, как много рабочих мы можем выделить на это. Если ракету смогут обслужить всего несколько человек за 24 часа, то вы с ума сойдете от открывающихся возможностей. Учитывая низкие цены, будет очень легко сделать так, чтобы ракета полетела снова.

Вот такие вещи мы сделали. Вот что мы делаем, чтобы упростить доступ в космос. Надеюсь, в 100 раз, если речь идёт о систему марсианского транспорта. Мы не можем этого сделать сейчас с Falcon’ом, потому что вторая ступень всё ещё одноразовая. Сейчас уже треть цены ракеты — это вторая ступень. У неё всего один двигатель (Merlin), но это очень сложная версия этого двигателя. Также там установлен бортовой управляющий компьютер и множество сложной авионики. То есть это значительная часть ракеты, с точки зрения цены, к тому же обладающая предельной производительностью. Тем не менее, при выведении больших спутников она уходит очень далеко. Мы не можем в текущей конструкции ракеты возвращать вторую ступень. Мы собираемся попробовать сделать это в ближайшие годы, но мы совершенно точно не сможем возвращать её в каждом полете. Хотя даже частичное повторное использование поможет ещё немного уменьшить цены.

Марсианская ракета должна быть полностью многоразовой. Обе ступени и корабль смогут поднимать сотни тонн за один полет, она сможет слетать к Марсу и обратно. И вам придется заправить её на Марсе. Нам нужно производить около 1000 тонн горючего на Марсе за двухгодичный цикл, чтобы вернуть её обратно, а это уже серьезно. Вам понадобится половина мегаватта для того, чтобы на месте добыть столько горючего.

Это будет ракета, которая в корне поменяет правила игры. Я бы сказал, что Falcon 9 — это эволюция, многоразовая ракета, которая значительно уменьшает стоимость вывода на орбиту. Может быть, вы можете достичь десятикратного уменьшения стоимости, в сравнении с ULA, или русскими, или китайцами. Но мы хотим чего-то вроде стократного или даже большего уменьшения цены: и это то, что позволит сделать марсианская ракета. Это будет не эволюция, а революция.

Когда мы совершим первый полёт, все остальные ракеты сразу устареют [смеётся]. Благо, Blue Origin работает над полностью многоразовой ракетой уже сейчас. Но мы действительно изменили индустрию, так, что всем остальным ребятам теперь приходится выкарабкиваться. Довольно весело наблюдать за этим всем, потому что мы основали компанию аж 15 лет назад, к слову, моя пятнадцатилетняя годовщина была 1 мая [аплодисменты]. Спасибо!

Мы начали работать 1 мая 2002 года. Ну, я начал тогда: я думаю, Илон учредил компанию в феврале, но у него не было еще сотрудников. Скорее всего, он нанял первых людей уже после основания компании. Но в любом случае, за эти пятнадцать лет мы достигли так много. И когда я впервые слушал людей из отрасли, когда я слышал их оценку необходимых средств для разработки ракеты… Мы создали Falcon 1, с одним двигателем Merlin, смогли отправить 450 кг на низкую орбиту, но они говорили «вы, ребята, можете сделать маленькую ракету. Но вы никогда не сможете сделать ракету государственного класса, доставляющую военные спутники». И мы создали Falcon 9 и стали запускать её. Тогда они сказали «вы никогда не сможете использовать её второй раз; вы никогда не сможете слетать к космической станции». И вот в этот момент мы перестали их слушать. Я полагаю, это здорово: если люди думают что вы занимаетесь чем-то невозможным, то вы на правильном пути. Вы даже можете найти видео на YouTube, где пользователи критикуют наши посадки и операции восстановления ракеты, говоря, что это всё фотошоп и компьютерная графика. Это довольно высокая оценка, когда люди на полном серьёзе не верят в осуществимость того, что вы делаете [смеётся].

Ракета SpaceX Falcon 9 в ангаре

Знаете, нас осмеивали большие компании в отрасли. Вначале они не замечали нас, а затем они сражались с нами. Затем они — это поняли и мы и они — обнаружили, что на самом деле не могут победить в честной гонке, потому что мы уже достигли успеха. Мы предлагали услуги в 2 или 3, или даже 5 раз дешевле, чем они могли себе позволить. Так что они начали действовать иначе, они пытаются помешать нам при помощи политических рычагов, использовать другие средства. И вот в этот момент они осознали, что им придётся, так или иначе, идти по нашим стопам. Так что сейчас идет много разговоров в этих компаниях, как они будут делать многоразовые ракеты, восстанавливать двигатели, восстанавливаться ступени, выплывать на более дешёвых ракетах, которые они могут создать в будущем. На тот момент никто и не мог себе представить, чтобы ситуация вышла на сегодняшний уровень, чтобы ULA рассматривала бы покупку двигателей у Blue Origin. Этого бы не было, если бы не давление, которое SpaceX оказывает на них. Франция бы не забросила Ariane 5 и не начала бы проектировать Ariane 6, если бы не давление с нашей стороны.

Так что мы действительно меняем мир. Русские говорят, что они сделают ракету, которая побьёт SpaceX, это забавно [смеётся]. Это забавно, потому что они работали над Ангарой 22 года и запустили её один раз. И тут внезапно они собираются выйти с дешёвой ракетой.

Как бы то ни было, это здорово, что мы меняем парадигму и заставляем всех остальных в той или иной степени мыслить иначе. Так что однажды космос станет многоразовым, все остальные подтянутся, и что дальше? Я думаю, транспортная проблема будет решена и затем появятся сногсшибательные предложения использования космоса. И мы сейчас не можем знать, что это будет: это как развитие интернета. Люди думали «что же в этом хорошего?» Люди не могли себе представить, как мы будем его использовать. Я думаю мы можем представить множество вещей, для которых будут использоваться многоразовые ракеты и самые простые применения очевидны: космический туризм, конечно, гостиницы в космосе. Bigelow делает свои надувные гостиницы! Облеты вокруг Луны, люди уже подписали с нами бумаги, чтобы совершить это. Курорт на Луне? Вполне возможно.

Непременно Марс, одно из наших основных направлений, ведь мы собираемся колонизировать Марс. Добыча полезных ископаемых в космосе, это все уже знают, металлические астероиды могут стоить триллионы долларов. Ресурсы на Луне. Там есть вода, есть Гелий-3. Конечно, сначала придётся разобраться с технологией термоядерного синтеза. Но если вы это сделаете, Гелий-3 будет очень полезен. И, конечно, добыча металлов на Луне. Спутники, целые группировки, выводимые дешёвыми ракетами. Я думаю, в космосе будет сделано множество всего, если стоимость полёта упадёт в сотни раз.

К чему, собственно, мы и идём: разрабатываем группировку спутников, чтобы запустить космический интернет. В конце концов, мы хотим создать там полосу пропускания, соответствующую земному уровню, например оптоволокну. Представьте, в теории в космосе мы можем в конечном итоге удвоить пропускную способность интернета! Это будет везде: в первую очередь это будет ощутимо в труднодоступных местах на планете. Если бы вы находились где-нибудь на севере Аляски, или в Вайоминге, или в пустыне Сахара, у вас был бы отличный интернет, потому что прямо над вами были бы спутники. А вот если вы находитесь в Лос-Анджелесе, вряд ли вы ощутите разницу. Потому что здесь будет 11 миллионов пользователей. Но зато люди в малонаселённых районах оценят такой способ связи.

Google очень загорелся этой идеей, вот почему они инвестировали около $900 миллионов, почти миллиард, в SpaceX: потому что мы в скором времени сможем предоставить то, что они называют основополагающим элементом сети. Я думаю, 70-80% информации о себе вы храните на компьютере. Если вы находитесь здесь, в Лос-Анджелесе, и вы смотрите какое-то вирусное видео, то возможно оно хранится где-то недалеко; вы его не загружаете оттуда, где оно было снято напрямую. И перемещать информацию от города к городу и от места к месту значит обеспечивать основополагающий элемент сети. В примере с вирусным видео, который я привёл, информация проходит огромный путь через несколько ключевых узлов, прежде чем попадёт к конечному пользователю. С сетью наших спутников, благодаря лазерной связи, пересылка информации будет проходить практически напрямую, от спутника — в ваш роутер. Это то, над чем мы работаем.

А представьте, если бы у вас была ракета, которая могла бы доставить сотни тонн спутников всего за несколько миллионов долларов. Это полностью меняет правила игры. Затем вы начинаете думать о запуске сотен больших спутников, вы будете способны обслуживать их. Это действительно динамически меняет весь рынок. Это то, над чем мы уже работаем.

Таким образом, доставка грузов с Земли подобна развитию западной части США. В самом начале у них были крытые повозки, но по-настоящему западная часть США не развивалась, пока не появилась железная дорога. Сейчас вы можете доставлять тонны оборудования и тонны людей за небольшие деньги. Это то, что нужно построить нам: по сути, железную дорогу в космос. Это то, над чем мы работаем. Мы всего лишь обеспечим транспортировку. Например колонизация Марса: нам нужна серьезная помощь в колонизации Марса. Мы хотим предложить людям билеты на Марс, но кто-то другой должен предложить прокат автомобилей, дома, еду, обеспечить местное производство. Когда Илон сказал, что мы собираемся предложить лёгкий доступ на Марс, это означает, что мы собираемся доставить вас туда, но помимо нас на месте должны быть и другие компании! Чтобы это всё действительно осуществилось, должна быть проделана огромная совместная работа.

Команда инженеров SpaceX около двигателя Merlin 1D

Так что я действительно в восторге от того, что мы делаем; мы подходим к границам возможности химических ракетных технологий; двигатели, которые мы разрабатываем для марсианского корабля, будут развивать очень высокое давление в камере сгорания.

И вся эта энергия получается из природного топлива. Э 99% эффективности сгорания, свыше 270 атмосфер давления в камере, настоящая полная тяга. Всё топливо поступает в главную камеру сгорания. Это не двигатель открытого цикла: это закрытый цикл. То есть вся энергия, получаемая из топлива, создаёт тягу. Вы физически не можете получить больше энергии из природного топлива. Вы можете получить немного больше, если перейдете на водород и кислород, но тогда сама ракета становится значительно крупнее и дорожает, так что золотая середина — это не водород и кислород. Хотя множество людей, я в том числе, считали именно так. Изначально Raptor был водородным, ракета получалась более лёгкой, но горючее значительно более дорогое, его сложнее производить на другой планете (это требует больше энергии) и ракета должна быть больше: более крупные двигатели, масштаб самой ракеты уже другой. Так что снижение массы не даёт положительного эффекта, так как очень сильно возрастает итоговая стоимость.

Вы можете сравнить ракеты Delta и Atlas. Delta водородная. И она больше, у неё диаметр 5 метров, сравните с Atlas, у которого диаметр 3 метра, но она легче и, к слову, тяга меньше — 2891 кН, тогда как у Atlas 4226 кН. И Atlas может вывести больше полезной нагрузки. Посмотрите на Falcon 9, это небольшая ракета, 3,66 м в диаметре, но она может вывести намного больше, чем стандартная версия Atlas. И использование сверхохлаждённого топлива не является главным фактором. Так что мы сделали всё возможное, что выжать максимум из химических двигателей.

Мы рассматриваем вариант использования электроракетных двигателей для спутников, общаемся с людьми по поводу термоядерной энергии. Вы знаете, в центарах NASA работают над ядерной энергией: это запретительно дорого тестировать, потому что сейчас у нас время такое, это не 60-ые, когда вы могли выбрасывать продукты деления из ракеты где-нибудь в пустыне. Теперь вам нужно избавиться от негативных последствий, собрать эти продукты, что невероятно дорого. Я не думаю, что SpaceX может действительно себе позволить разрабатывать такую ракету самостоятельно. Если NASA когда-нибудь соберется сделать тестовые стенды для этого, то мы бы, возможно, присоединились. Вы можете удвоить эффективность марсианской ракеты, если сравнивать что-нибудь эффективное, например Raptor, химические двигатели с термоядерными. Теоретически, термоядерный двигатель может быть в 10 раз лучше, а двигатель на антиматерии может быть в тысячи раз лучше, но я думаю, этого всего точно не случится за время моей жизни. Может быть, вы застанете эту новую эру.

WARP-двигатель случится не скоро [смеётся]. Так что мы застряли в эру химических двигателей, по крайней мере, на какое-то время.

Чего-то я заговорился; это то, о чем я хотел поговорить сегодня. Так что мы можем начать отвечать на вопросы.

Огромное спасибо! Теперь перейдём к вопросам!

Первый вопрос: Как далеко можно улететь на ракете? Марсианский колониальный транспорт был переименован в Межпланетную транспортную систему потому, что предполагалось, что на этом корабле можно путешествовать дальше Марса; как вы думаете, возможно ли путешествия в дальний космос или мы ограничены расстоянием?

О, да. Я считаю, что некоторые вещи находятся слишком далеко, чтобы вы могли туда попасть — вы не можете добраться до Марса на нашем корабле в любое время, чисто из соображения дистанции на это потребуется 24-26 месяцев. Марс может находиться с другой стороны, за Солнцем. Мы вынуждены лететь на Марс когда он проходит рядом с нами. Очевидно, мы можем летать к внешним планетам, также как и автоматические межпланетные станции, используя гравитационные манёвры. И это занимает несколько лет. Если мы хотим полететь к Юпитеру напрямую, мы можем это сделать с помощью нашей Межпланетной системы, но мы не сможем туда доставить большую суммарную массу. Вероятно, мы сможем доставить сотню тонн на Марс. Может быть сможем, я не знаю точно, я предполагаю около 20 тонн доставки напрямую к Юпитеру. А ведь это займет заметно больше времени, Юпитер значительно дальше Марса. Вы не сможете запустить такую пилотируемую миссию, потому что вы не сможете отправить достаточно кислорода, еды, воды, и всего остального, что требуется для поддержания жизни людей. Так что я думаю, что Межпланетная система, над которой мы работаем для полётов к Марсу, не сможет летать напрямую к внешним планетам. Но если бы у вас была система складов, перевалочных баз, по пути, вы могли совершить такой полёт. Вам нужны какие-то космические заправки на этом маршруте. Я не думаю, что вы сможете слетать дальше Юпитера. Сатурн вдвое дальше и там значительно холоднее. У Юпитера есть множество лун с твердой поверхностью, так что я думаю, что это определенно то место, куда стоит отправиться.

Но что касается отправки зондов к внешним планетам… Да, мы можем послать огромные роботизированные миссии к внешним планетам. Чего я жду, так это того, что кто-то вроде SpaceX придёт и сделает их доступными. Вы, ребята, увлечены астрономией, и я уверен: вы все фанаты Хаббла, который стоил сколько? Пару миллиардов? Я полагаю 3 миллиарда? И сейчас есть Webb, телескоп имени Джеймса Уэбба, который должны запустить через 1,5 года и он стоит 8 миллиардов долларов. Это не дело. Его можно было бы разработать за десятую часть стоимости. Так что нам нужен подрядчик вроде SpaceX, чтобы дать возможность соответствовать нашим недорогим ракетам. Мы уменьшили стоимость доступа в космос в 3-4 раза, стремимся к 10-ти кратному уменьшению. Кто-то должен уменьшить стоимость научного оборудования, чтобы сравниться с тем, что делаем мы. Я бы хотел, чтобы это случилось.

SpaceX хотели бы сделать это, но мы несколько заняты. [смеётся]

Один из наших подписчиков спрашивает: «Каково это работать с Илоном Маском? Какой он начальник и как он выходит из офиса?»

Работать на Илона [смеётся] это как путешествовать где-нибудь. Это всегда по-разному [смеётся], потому что это зависит от его настроения [смеётся]. Вы знаете, он в последнее время в хорошем настроении: мы очень успешны и Tesla чувствует себя хорошо. По крайней мере так было недавно. Он всё ещё очень требовательный. Одна вещь, которую я часто говорю людям, я видел, как это случалось довольно много раз за пятнадцать лет, что я работаю на него. Представьте себе, группа людей сидит в комнате, все ищут решение определённой задачи. И все говорят (образно): «Нам надо налево». А Илон скажет: «Нет, нам надо направо». Вот так он мыслит. Он говорит: «Ребята вы выбираете лёгкий путь, а нам нужен трудный путь».

Да, я видел как нас это ранило раньше, как у нас от этого «подгорало», но я также помню, что даже когда работа велась вопреки всеобщему недоверию, результат оправдывал ожидания Илона. Этот способ был более трудным, но в конце, становилось понятно, что он и был правильным решением. Одной из таких вещей был двигатель Merlin 1D. Илон был недоволен ценой, ранее я говорил, каким дорогим двигателем он получался. [Я сказал,] «Единственный способ достичь этого – избавиться от всех этих вентилей. Потому что из-за них двигатель получается очень сложным и дорогим». И как это можно сделать? И я сказал: «Ну, в маленьких двигателях мы бы использовали форсунку с встроенным отсечным клапаном, но никто не делал этого в больших двигателях. Это очень сложно». А он в ответ: «Значит мы должны использовать форсунку с встроенным отсечным клапаном. Объясни как это работает». Я сделал несколько эскизов, и он заявил: «Вот то, что нам нужно, вот что мы должны сделать». И я посоветовал ему отказаться от этого. Я сказал, что это будет слишком сложно, это не поможет снизить стоимость до требуемого уровня. Но он твёрдо принял решение сделать форсунку с встроенным отсечным клапаном.

Илон Маск

Так что мы взяли и разработали этот двигатель. И это было сложно. Мы взорвали много оборудования. И мы пробовали сотни различных комбинаций, чтобы заставить его работать, но мы сделали так, чтобы всё заработало. У меня всё ещё есть тот начальный эскиз, который я делал. Это было пугающим для меня, понимание того, как это работает! Но использовав форсунку с встроенным отсечным клапаном мы отказались от главных вентилей: проще говоря, вы вращаете насосы и давление растет, под давлением открываются топливные форсунки, позволяя выйти кислороду первым, а затем выходит горючее. Всё, что вам нужно, это «поджигающая» смесь. И если она у вас есть, она запустит реакцию. И это не будет тяжёлым стартом. Это избавило от проблемы, которая была у нас, когда мы использовали два вентиля: вентиль кислорода очень холодный и очень тугой, он не хочет двигаться. А это тот самый вентиль, который нужно открыть первым. И если вы стравливаете топливо это называется тяжелым стартом. У нас есть старая поговорка: «когда вы запускаете ракетный двигатель, запуск может пойти по тысяче сценариев и только один из них правильный», и если последовательность действий проходит по правильному сценарию, то вы избавляетесь от 900 неправильных сценариев. Мы сделали этот двигатель очень надёжным, снизили массу и стоимость. И всё это благодаря правильному подходу.

Теперь у нас есть самый дешёвый, самый надёжный двигатель в мире. Это один из примеров того, как ведёт себя Илон – он всегда говорит, что мы должны стремиться к физическим пределам. Например, как то о чём я говорил, о фабрике машин. Вы знаете, машина продвигается по обычному цеху сборки, как у Тойоты или Шевроле, она движется там со скоростью нескольких сантиметров в секунду. Это немного меньше средней скорости, с которой идёт человек. Илон хочет, чтобы машины, роботы двигались настолько быстро, насколько это возможно. Они должны двигаться настолько быстро, чтобы вы не могли даже увидеть их. Вот почему там не должно быть людей, потому что роботы бы их просто расшибли. Маск размышляет так: «каковы физические пределы скорости производства машин?» Он смотрит на видео, где производятся банки для колы: погуглите сами, там всё просто смазано от скорости. Шайба из алюминия вырезается в определённой форме, наполняется колой и запечатывается. Это происходит очень быстро, без участия человека. И Илон хочет производить машины так же.

Вот как он думает. Никто так не подходит к делу. И вот почему он собирается уничтожить индустрию, автомобильную в том числе. Потому что таким способом можно делать в десять раз больше машин на той же фабрике. И основная часть цены автомобиля — это не стоимость материалов, а фабрика, которая их производит. Вот как он мыслит. Он подходит к этому с самых простых вопросов, например, «почему произвести одну машину стоит именно столько?» Ну, у вас есть огромный объект недвижимости, все эти сотрудники в гигантском здании. В нём вы можете производить только определённое количество автомобилей. Идея состоит в том, что вам нужно производить больше автомобилей в том же здании, с тем же количеством персонала. И это то, над чем они работают в Tesla.

Так что работать на Илона это довольно мозговзрывательно [смеётся], правда, очень напряжённо, но это также приносит глубокое внутреннее удовлетворение. Я очень горжусь тем, чего мы достигли. Я всегда чувствовал, что мы отстаем от графика, находимся в безвыходном положении, потому что мы никогда не делали всё вовремя,  никогда не были настолько хороши, насколько это возможно. Но это всё равно лучше, чем если бы этим занимался кто-то другой: они бы точно не были более эффективны. Так что мы действительно гордимся нашими достижениями.

Невероятно! Вот ещё один вопрос.

Распространено неправильное представление о начале ракетостроения, что люди не понимали третий закон Ньютона и думали, что ракетному топливу нужно от чего-то отталкиваться. Таким образом, считалось, что ничто не может двигаться в космическом вакууме. Это всего лишь распространённое заблуждение и есть ли другие подобные распространённые заблуждения, о которых вы бы хотели рассказать?

Да. [смеётся] Но это весело, мы живём в эпоху дезинформации. Вы можете найти людей, которые думают, что Земля плоская. И нет ничего, что могло бы убедить их. И это те люди, на которых не хотелось бы тратить время. Но я видел ответы некоторых людей на Quora, они всё ещё говорят о том, что ракетные двигатели не могут работать в космосе, потому что это невозможно из-за того, что им не от чего отталкиваться. Но ведь это так просто проверить [смеётся]! Это… вы знаете, это нелепо. Я бы объяснил всё это вот каким образом. Если вы сидите в вагоне поезда со множеством кирпичей и вы берёте кирпич и бросаете его из вагона назад. Вы знаете, что это подвинет вас. Правильно? Вы можете двигаться, выбрасывая кирпичи из вагона. Так что вы не опираетесь ни на что; вы опираетесь на кирпич. Вот что делает ракетный двигатель.

Я приведу пример. Двигатель Merlin, в текущей версии, выбрасывает 360 кг кирпичей в секунду на скорости примерно 3200 м/с.
Так что, если вы выбрасываете из вагона 360 кг кирпичей в секунду на скорости в 10 Махов, то появится достаточный импульс. Вот как работает ракетный двигатель.

И перемещая эту массу, вы превращаете давление в скорость. Это делается при помощи сопла. Чем выше соотношение давлений вы можете создать, тем большее сопло вам нужно, тем больше скорости вы можете получить. Так что когда вы находитесь в космическом вакууме, вы можете использовать настолько большое сопло, какое хотите, потому что отношение давлений бесконечное. Всё что ограничивает размер сопла — это ракета, на которую его можно поставить.

Когда вы в космосе вы можете повысить соотношение давлений, чтобы увеличить скорость. Вы выбрасываете кирпичи быстрее, проще говоря. Вот такое простое объяснение, как работает ракетный двигатель, но люди всё ещё думают, что вам необходим воздух или что-то подобное для опоры, но на самом деле он не нужен. Нет там никакого воздуха.

Хорошо, вот один весёлый вопрос от анонима. Она или он интересуется, откуда вы берёте метан.

Ну, на Земле его добывают из довольно чистых скважин, несколько есть в Техасе, ну и в других штатах тоже есть скважины. И затем мы просто переохлаждаем его, чтобы он почти конденсировался. Более тяжёлые углеводороды конденсируются, так что вы избавляетесь от пропана и бутана и получаете чистый метан. Так его очищают.

На Марсе все ещё проще. Всё что вам нужно, это вода и CO2. Сперва вы должны найти лёд на Марсе, а его там полно, это подповерхностный лёд. Там есть ледники, насколько известно, толщиной в несколько километров. И они простираются на десятки километров. Так что если бы вы осуществили посадку в какое-нибудь такое место, то у вас было бы достаточно воды для огромного города на сотни лет. И марсианская атмосфера. Хотя она очень лёгкая, там 95% CO2. Так что вы берёте многостадийные компрессоры, чтобы сжать марсианскую атмосферу до какого-то удобного для работы давления, что-нибудь вроде трёх или пяти атмосфер. И вы берёте воду и производите электролиз. Вы просто выполняете реакцию обратную горению. Вода — это продукт горения водорода в кислороде. Да, нужно много энергии, чтобы просто выполнить реакцию обратную горению. Это называется электролиз. Около половины, или немного более половины энергии, которая нужна для производства топлива, будет тратиться на получение водорода и кислорода из воды. Затем нужно потратить много энергии на то, чтобы всё это сделать жидким. Какая-то часть энергии потратится на сжатие марсианской атмосферы, но большая её часть — на электролиз воды. 

Испытание двигателя Raptor

Ну и теперь у вас есть газообразный кислород, очень чистый и газообразный водород, тоже очень чистый. Кислород вы сжижаете и храните в резервуаре; водород, реагирует с CO2 на катализаторе. И эта реакция, она экзотермическая: вы получаете энергию. В результате у вас появляется метан и ещё больше воды. Так что вода отправляется на электролиз, водород возвращается в реакцию получения метана. И кислород сжижается.

И если вы это сделаете, то стехиометрическое соотношение воды и CO2 получается из соотношения кислорода к горючему, там соотношение около четырёх к одному. Так что на каждый килограмм метана получится четыре килограмма кислорода. Что превосходно, так как ракетному двигателю нужно соотношение 3,6 к одному. Три с половиной, или 3,6. У вас появились излишки кислорода, который люди могут использовать для дыхания, а всё остальное используется для топлива. Это всё требует много энергии. Если вы попытаетесь использовать только солнечную энергию для этого процесса, это будет очень сложно, но выполнимо. Чтобы один корабль мог вернуться на Землю, вам понадобится заполнить на Марсе площадь 8 футбольных полей солнечными батареями. И вы должны очищать их от местной пыли. Так что это довольно мудрёно. Намного лучше использовать ядерный реактор, он компактный, вы получите намного больше энергии с каждого килограмма реактора, чем с того же килограмма солнечных батарей, так что это более эффективно. То есть если вы берёте всё это на Марс, то гораздо эффективнее доставить туда реактор, чем солнечные батареи. Просто ещё никто не разрабатывал ядерный реактор для космоса. Мы работаем с NASA над этим, надеемся, что они профинансируют его разработку. У них есть программа, называемая Kilopower, целью которой является создание реактора на десять тысяч ватт или 10 кВт. Нам нужен мегаватт, но нужно ведь с чего-то начинать.

В конечном счёте, правильный путь получения энергии на Марсе — это ядерный реактор. Но в начале это, видимо, будут солнечные батареи. Чтобы возвращать ракеты домой, нам потребуется очень много энергии.

Вот другой весёлый вопрос: У SpaceX есть правила на случай обнаружения признаков прежней жизни на Марсе?

О! [смеётся] эм… ну, у NASA есть протокол… [смех из зала], которому мы будем следовать [смеётся]. Да, мы хотели бы попасть туда, провести исследования и найти следы жизни. Очень вероятно, что там есть жизнь в том или ином виде: возможно микробы в грязи, возможно, было что-то большее, когда Марс не был высушен. Так что там должны быть следы прежней жизни. Я думаю, Роберт Зубрин объяснит это лучше. Раздутый призыв «не смешивайте земную биологию с инопланетной» — неправильный. Сейчас вы можете узнать источник любого заражения сибирской язвой, просто посмотрев на гены: будет понятно, из какой лаборатории она распространилась. Так что если вы попытаетесь выдать земную жизнь за марсианскую, учёные посмотрят на гены и это будет очень легко определить. Да, я считаю, что это очень раздутая проблема. Но мы в любом случае, эти исследования нужно провести до начала колонизации. В это время у людей будет больше шансов и возможности хорошенько покопаться и поискать, где же там жизнь. Вы знаете, если она существует там, или существовала, я думаю лучший способ узнать это – отправить туда людей.

В настоящее время им стоит отправлять туда побольше роботизированных миссий. Я думаю, стоило бы отправлять в 10 раз больше роботизированных миссий, чем запущено на данный момент. И сильнее фокусироваться на поисках жизни. Потому что это огромный, очень важный фундаментальный [вопрос], на который стоит ответить. И я очень хочу застать экспедицию на Энцелад, в поиске жизни в его океане. Ведь действительно, планеты-океаны, луны-океаны… они могут поддерживать жизнь! А наша задача — отправиться и узнать это. Это возможно, вполне. И гораздо проще проводить удалённые исследования при помощи роботов. Мне кажется, что жизнь на спутниках Сатурна и Юпитера предстоит искать роботам.

Спасибо, теперь последний вопрос: многие смотрят на вас как на образец для подражания. Что вас вдохновляет?

«Что вас вдохновляет?» Хмм. Илон, конечно [зал смеётся]. Он оказывает огромное влияние на меня. Когда я покинул TRW, я думал: «Что если мы потерпим неудачу?» – я думал что очень высокая вероятность такого развития событий, потому что никто раньше не делал ничего подобного. «Придётся вернуться обратно в TRW». Так что я не сжигал мостов. Но однажды я увидел, как он думает и как действует, и он заразил меня. Он очень сильно влияет на меня, вы знаете, так что я бы ни за что не вернулся работать в большую забюрократизированную компанию, такую как Northrop Grumman. Это довольно сильные впечатления. И то, как я отношусь к жизни, я мыслю сейчас иначе, просто благодаря влиянию Илона. И знаете, я даже живу полнее. Я принимаю более смелые решения, иду на большие риски, я уже не тот консервативный инженер из TRW, которым был, когда впервые встретил Илона. Теперь я предприниматель. Так что, пожалуй, самое большое влияние на меня имеет именно Илон.

Очень мило. Все мы очень впечатлены тем, что вы рассказали и всё что мы хотим сказать это слова благодарности [все аплодируют].

Большое спасибо! Я всегда рад поговорить с энтузиастами. Вы знаете, я член астрономического сообщества Лос-Анджелеса. Я очень люблю астрономию. Я всегда был как ребёнок… Я всегда думал — ну, никто не может постигнуть, насколько огромен космос. Но сейчас я один из тех людей, которые могут выяснить, насколько космос непостижим. И одна из вещей, о которой я постоянно думаю: у каждой планеты и каждого спутника, куда мы попадали в Солнечной системе, было что-то ошеломляющее. Там столько всего! Вспомните недавний пролёт у Плутона: гораздо больше открытий, чем мы себе представляли. А теперь просто представьте себе, что там, во Вселенной, в других звёздных системах, других галактиках. Это невероятно и непостижимо. И мне больно от того, как мы привязаны к Земле. Я приложу все усилия, чтобы исправить это!

Большое спасибо и удачи всем вам.

Желаем удачных запусков и отправить всех на Марс. Спасибо и берегите себя! Мы отключаемся.