Космонавтика, как принято говорить, прошла большой путь. Человек вышел на орбиту Земли, осуществил экспедицию на Луну, создал международную космическую станцию, запустил зонды к различным планетам солнечной системы. Однако, ничего радикального в изменении подхода к осуществлению полетов в космическом пространстве не происходит. Используются двигатели на химическом топливе, работающие в полном соответствие с 3-м законом Ньютона. Основную массу космического аппарата составляют топливо, топливные баки и сами двигатели. Системы, обеспечивающие ориентацию и движение космического аппарата, основанные на таких двигателях, быстро опустошают топливные баки, а заправки в космосе не столь часты как на Земле. Поэтому такие системы годятся только для коротких вылазок человека в космос, или запуска автоматических станций, где нет риска для жизни человека, возникающего при отказе двигателей или выработке запаса топлива. С этими системами связан и высокий процент отказов космических аппаратов. Принципиально, в части подхода к обеспечению полета в космическом пространстве, ничего не изменилось со времен Вернера фон Брауна. Да, двигатели стали немного экономичнее, надежнее, намного совершеннее стала и автоматика, обеспечивающая управление этими двигателями, но это по-прежнему огнедышащие монстры, пожирающие топливо с огромной скоростью.
    Каждый проект пилотируемой экспедиции на Марс основан на использовании старого, как мир, принципа движения: некоторая субстанция должна выбрасываться в одном направлении, чтобы вся конструкция аппарата приобретала вращение или движение в другом направлении. Иногда в проекте прорисовывается атомный двигатель, иногда электрореактивный. Вся игра основана на том, чтобы с большей скоростью выбросить единицу субстанции в одном направлении и сообщить максимальный импульс кораблю в противоположном направлении.
    Надежность двигателей, в конструкцию которых входит множество трубопроводов, клапанов, форсунок, насосов и прочих элементов конструкции не может быть высокой по определению, поскольку в длинной структурной цепочке расчета надежности все элементы выстраиваются в одну линию. Множество движущихся элементов конструкции, высокие температуры в камерах сгорания еще больше снижают надежность. Интенсивность отказов еще больше увеличивается на фоне резкого увеличения длительности экспедиции. Получается, что, чем больше срок экспедиции, тем меньше шансов на ее благополучный исход. Поэтому используемый в современных кораблях принцип построения систем, обеспечивающих ориентацию и движение космического аппарата, исчерпал себя. Крайне необходим новый подход к созданию таких систем, без которых освоение дальнего космоса невозможно.
    Системы, приводящие корабль в движение (вращательное или поступательное), разработанные на основе старых подходов к двигателям космического корабля, не дают космонавтам в дальних экспедициях ни малейшего шанса на комфортные условия. Разгон корабля и полет по инерции - это не оптимальный вариант с точки зрения минимальной длительности полета. Невесомость тоже не прибавляет оптимизма. Полдня в невесомости - уже мало не покажется, а тут разговор идет про многие месяцы. Закрутка корабля требует дополнительного расхода топлива, которого и так не хватает. А о том, что можно корабль разгонять первую половину пути, а вторую тормозить, не только минимизируя длительность полета, но и формируя искусственную силу тяжести на борту, никто и мечтает, поскольку, с точки зрения запасов топлива на борту, это нереально.
    Тем не менее, пилотируемая экспедиция на Марс все больше обсуждается в мировой печати. Президент США объявил организацию такой экспедиции в качестве одной из приоритетных направлений политики США в области освоения космоса. Об экспедиции на Марс уже начинает серьезно говорить Европейское космическое агентство. Китай высказывает свою заинтересованность. В России еще со времен СССР разрабатывались многочисленные варианты Марсианских экспедиций. Проекты рождались и умирали. Очередной виток в подготовке экспедиции на красную планету начался в новом тысячелетии. Наиболее серьезно за разработку проекта взялись в институте Келдыша (http://www.kerc.msk.ru/ipg/conference/mars.shtml), имеются определенные разработки в РКК "Энергия" (http://www.energia.ru/energia/mars/concept.html), появилась даже компания "Аэрокосмические системы" (http://cruiser.ru/rus/avanproject.php), которая обещает самый дешевый проект и наиболее сжатые сроки его осуществления.
    Однако, приходится повторяться еще раз, подход к разработке варианта осуществления такой экспедиции остается прежним. Космонавты обречены на долгий перелет, невесомость, большую зависимость от отказов в системах ориентации и движения. Риск остается крайне высоким. Хотя, встречаются энтузиасты, которые предлагают себя в качестве участников экспедиции на Марс, причем даже готовы лететь только в один конец, зная заранее, что возврата на родную планету не будет.
    Создается впечатление, что в подготовке такой экспедиции самую основную роль играет только политика. Одним надо показать свою заботу о престиже нации для поднятия собственного рейтинга, другим очень хочется получить выгодный заказ, третьим сделать из подготовки и осуществления экспедиции шоу.

    При полете на Марс экипаж не должен зависеть от того, работает какая-нибудь форсунка в двигателе или нет, жизнь экипажа не должна зависеть от возникновения течи в трубопроводе или оттого, что бак с топливом пробит крошечным микрометеоритом. Системы движения и ориентации должны быть исключительно надежными, обеспечивая гарантированное возвращение на Земную орбиту. Только такой подход к осуществлению Марсианской экспедиции обеспечит достижение конечной цели без бессмысленного риска (вариант с Apollo-13 в марсианской версии здесь не пройдет) и существенно меньшими затратами.
    Проблема, как это ни парадоксально, заключается не в создании нового подхода к системам, обеспечивающем движение и ориентацию космического аппарата, не в создании новых, революционных технологий, а в системе отношений, сложившихся между компаниями, космическим агентством и государством. Революционные (breakthrough) технологии в космосе пока никому не нужны. Для компании, занятой в секторе космических услуг, освоение новой технологии создает множество ненужных проблем. Нарушаются традиционные связи, прежде всего, с поставщиками, субподрядчиками, что приводит к созданию вокруг компании, вставшей на принципиально новый, нетрадиционный путь, некоторого вакуума, ее экономической изоляции. Этим создается высокий риск в осуществлении нового проекта. Возникает также и откровенное противодействие со стороны компаний, которые выпадают из технологической цепочки в результате освоения новой технологии. Соответственно, чем революционней реализуемый подход, тем больше компаний, принимавших ранее участие в дележе "космического пирога", выпадают из этого процесса. В этом случае, противодействие компании, рискнувшей заняться новой технологией, возрастает уже не в пропорциональном числу выпавших из космического бизнеса компаний, а существенно большем размере, поскольку "оказавшиеся за бортом" объединяют свои усилия в борьбе с "нарушителем конвенции". Поэтому, компаниям проще иметь определенный и стабильный доход, чем идти на такой риск, связанный с конфронтацией с сильными мира индустрии, которые еще тесно связанны с политическими кругами. Этот фактор человеческих отношений, определяющий политику компании, оказывается сильнее финансовой и технической выгоды, поскольку доходы от производства продукции и услуг, а также устроения шоу, получают одни, политические дивиденды другие, а непосредственно рискуют своей жизнью третьи. Первым двум большим группам, по большому счету, неинтересны проблемы третьих.
    Производство космических аппаратов для дальнего космоса еще пока не эквивалентно производству автомобилей, где есть и большой спрос и большая конкуренция. В космической сфере научный и технический прогресс идут вразрез с интересами большого бизнеса и большой политики.

    Здесь, в качестве примера, будет вполне уместно вспомнить о Николе Тесла. Его автомобиль с генератором, черпавшем энергию из окружающего пространства, далеко опередил свое время и был никому не нужен. Поэтому революционная технология умерла еще при родах. Реанимировать ее никто до сих пор не может, да, наверное, и не собирается. Сейчас точно такое же время в смысле невостребованности революционных технологий в освоении дальнего космического пространства, как и во времена начала автомобилестроения. Нет пока еще ни одной компании, которая была бы заинтересована в крупных изобретениях и революционных технологиях на их основе. Пока что компаниям и организациям гораздо лучше и спокойнее заниматься производством и модернизацией старого. Поэтому, когда в космической отрасли возникает новое революционное решение ряда проблем и связанных с ними чисто технических задач, то неожиданно выясняется, что проблемы никто решать и не собираются. С проблемами обычно предполагают бороться, чем успешно и занимаются много лет. Полное решение технической проблемы означает, что целые вспомогательные отрасли с большими группами людей становятся ненужными, а такое уже недопустимо с точки зрения последних. Начинаться борьба за выживание, борьба не за технический прогресс, а с техническим прогрессом, в результате которой революционные технологии давятся в зародыше.

    С концептуальной же точки зрения, задача освоения Солнечной системы решается довольно просто. Единственным видом энергии, который можно длительное время вырабатывать в космосе, является электрическая энергия. На орбитах до Марса включительно, достаточно эффективно работают солнечные батареи, на более далеких орбитах энергией может обеспечить атомный реактор. Располагая достаточными энергетическими ресурсами, остается только осуществить прямое преобразование одного вида энергии в другой. В данном случае речь идет о прямом преобразовании электрической энергии в энергии вращательного или прямолинейного движения космического аппарата.
    Настоящая статья не ставит целью обосновать реальность таких двигателей, а только подтвердить вышеизложенное, что время появления этих двигателей в промышленном масштабе еще не настало.

    Рассмотрим на примере двигателей для системы ориентации космического аппарата невозможность их появления в космической индустрии. Краткое описание такого двигателя можно найти по ссылке: el_motor 03r.

    Если взглянуть на графу "Преимущества предложенной системы", то ставятся очевидными и ее уязвимые места. Здесь все очень тесно связано. Пройдемся кратко хотя бы по некоторым пунктам таблицы 1.
    Смотрим пункт 9 - " Производство". Сложное производство (горючее и окислитель - химическая промышленность, конструкция реактивных двигателей - точное машиностроение) и сборка существующих систем никогда не допустит покушения на свою исключительность. Короли топливной индустрии зорко стоят на страже своих интересов и не допустят, чтобы их просто так вытеснили с космического рынка за отсутствием потребности в топливе. Простота производства новой системы уже является смертным приговором для новой системы.
    Идем дальше. Пункт 11 - Обслуживание. Кому нужно, чтобы проверка сложной системы продолжалась минуту? Когда, например, вокруг системы "порхают" специалисты только для контроля герметичности трубопроводов и баков, то сразу "видна" долговременная и напряженная работа. Есть за что требовать деньги с заказчика.
    Пункт 12. Материальные затраты на изготовление. Если они высокие, то при изготовлении системы космического аппарата компания получает высокие дивиденды. Если же система оказывается простой в изготовлении, а производство единичным, то зачем такая система нужна производителю, да еще при неизбежном риске крупно поссориться со своими коллегами. Космические агентства не могут требовать увеличения бюджета. Да и национальная программа освоения дальнего космоса начинает выглядеть как-то несерьезно, если для ее осуществления не потребуется гигантских затрат, а можно обойтись существенно меньшими суммами.

    Таким образом, достоинства новой технологии оказываются против появления этой технологии. Если бы предлагаемая технология только бы улучшала параметры существующих систем, например, на 5-10-15 процентов, не изменяя самого подхода к системе, то такая технология вполне могла бы претендовать на свое место в истории техники. Если же появляющаяся технология подразумевает качественный переворот в технике, то сразу возникает конфликт между бессловесной техникой и интересами больших групп людей. Победа остается за последними. Для того, чтобы новая технология имела право на жизнь, необходимы соответствующие условия, которых пока нет. Пока это так, Марс остается и будет по-прежнему далеким, хотя и кажется близким.