Томас Мюллер: Космос стає доступним уже сьогодні

Пропонуємо вашій увазі розшифровку великого Skype-інтерв'ю головного інженера SpaceX Томаса Мюллера, яке він дав читачам сабреддіт spacex після останнього запуску Falcon 9.

Інтерв'ю нагадує сучасне пригодницьке науково-популярне кіно про космос. Така собі суміш фільмів «Інтерстеллар», «Марсіанин» та «Життя». При цьому Томас Мюллер розповідає про абсолютно реальні речі, які відбуваються тепер.

* * *

— Перед тим, як ми почнемо, я просто хочу сказати спасибі від усіх нас за те, що ви знайшли в своєму щільному розкладі час поговорити. Ми вражені роботою, яку ви робите в SpaceX і вітаємо з усіма останніми успішними пусками.

— Дякую!

— Можливо ви б хотіли спершу що-небудь нам розповісти або запитати?

— Ви всі бачили вчорашній пуск?

— Так.

— Відмінно, тоді я трохи поговорю в цьому ключі.

— Так, якщо ви підготували, щось на зразок основної теми для розмови, будь ласка! А потім у нас буде кілька питань.

— Добре, я збираюся поговорити про доступне, про недорогий космос. Коли я був дитиною, в 60-ті, я дивився Star Trek; мені було 8 років, коли люди здійснили посадку на Місяць. Звичайно, багато хто з нас гадали, що через 50 років ми будемо на Марсі, можливо, подорожувати до інших планет... Цього не сталося, чи не так?

Ви знаєте, що на створення сучасної ракетної техніки, яка доставила людину на Місяць, пішло близько 40-ка років. Від Годдарда до Армстронга. Пройшло ще скільки ж років і, власне, ми більше не можемо доставити людину на Місяць, у нас немає відповідної техніки. Чому так?

Особисто я вважаю, що одна з головних причин — це те, що космос занадто дорогий. А чому так? Тому що ракети дуже дорогі.

95% маси ракети — це маса палива, я говорю про Falcon 9. Можливо просто паливо дуже дороге? Ні, насправді ні, воно коштує менше 0,5% від вартості ракети. Найголовніше — це структура, двигуни ракети. Вони дуже дорогі. Проблема в тому, що ми викидаємо ракети. До недавнього часу вважалося, що всі ракети одноразові.

Тому що в першу чергу вони були розроблені як балістичні ракети, які не повинні бути багаторазовими. Так що ніхто і не думав про те, щоб запускати їх повторно. Мені здається, це чи не єдиний вид транспорту, який люди і не думали зробити багаторазовим. Чи можете ви уявити що-небудь ще, я говорю про транспорт, що буде викинуте після першого ж використання?

Єдина річ, яку особисто я можу собі уявити це щось на зразок драгстера. Знаєте, вони проїжджають чверть милі (0,4 км), а потім потрібно перебирати двигун. Коли ви проектуєте щось таким чином, ви можете робити неймовірні речі. Ці машини проїжджають чверть милі менше ніж за 4 секунди, і вони розганяються до 480 км/год до кінця дистанції, яка фактично становить всього кілька сотень метрів. Це неймовірно, коли ви створюєте, проектуєте щось для того, щоб використовувати один раз. Ви можете вийти за межі і отримати неймовірні характеристики. Те ж саме і з ракетами.

Якщо ви робите ракети, які можна повторно використовувати, ви повинні пожертвувати деякими характеристиками. Ваш сімейний автомобіль має заводитися десятки тисяч разів і бути здатний проїхати сотні тисяч кілометрів. Його продуктивність далека від продуктивності драгстера, але він доступний і може бути використаний багато разів. Нам в ракетній промисловості потрібно щось середнє: потрібно підійти до продуктивності драгстера, але трохи ближче до багаторазовості і практичності звичайного автомобіля.

Томас Мюллер, провідний інженер SpaceX

Те, що нам потрібно зробити, це спроектувати ракету, яка може бути використана повторно. І це саме те, чим ми зайняті. Спочатку нам потрібно зробити ракети відносно недорогими. Якщо ваша ракета коштує мільярд доларів і якщо ви навіть скористаєтеся нею 100 разів, то це все одно буде занадто дорого. Значить, ми повинні побудувати недорогу з самого початку ракету. Вартість ракет в програмах з державною участю величезна. Ми не порівнюємо наші ціни з постачальниками космічних послуг субсидованими урядом. Тому що це було б поганою стартовою позицією. Те, що ми намагаємося зробити, можна порівняти з комерційними продуктами.

Навіть авіакомпанії дорогі в порівнянні з нашим ціноутворенням. Від Ілона я часто чую: «знаєш яка ціна у Tesla Model S? Нехай машина буде вихідною точкою, будуйте ракети за прикладом машин, наскільки це можливо».

Приблизно така була розмова, років 5 тому про двигун Merlin 1D, коли ми вперше розробили його. Він запитав мене: «Як думаєш, скільки коштує зробити Model S?» І я відповів: «Не знаю. Тисяч 50 доларів?» Він сказав: «Ні, близько 30 тисяч доларів». Це граничні витрати для цієї машини.

А потім він запитав: «Скільки ця машина важить?» Я кажу: «Близько 2000 кг» А він тоді: «А скільки важить двигун Merlin?» «Ну, Близько 500 кг». І він сказав щось на кшталт: «Так, чому виробництво двигуна Merlin коштує чверть мільйона доларів?»

Я веду до того, що це правильний погляд на вартість виробництва. «І матеріали, які ви використовуєте — так, це не просто алюміній, це не штамповка. Тому я дам тобі п'ятикратну фору в ціні. Нехай Tesla відповідає п'яти тисячам фунтів (~ 2200 кг) ракетного двигуна. Чому ж тоді він коштує в 20 разів більше»? Це те, як ми дивимося на речі в SpaceX, намагаючись знизити витрати при виробництві ракет. І ось ми починаємо використовувати їх повторно. А значить реальна велика ціна перетвориться в амортизаційні витрати і витрати на паливо, які майже такі ж, як і у пасажирських літаків.

Ми дивимося на пасажирські літаки і їх витрати близько 50% і я думаю про ціну в $ 300 мільйонів за весь час експлуатації пасажирського літака. Це саме та модель, до якої ми прагнемо, щоб зробити космос дуже доступним.

Як я сказав, ми не використовуємо підрядників в космічній галузі, ми уникаємо їх як чуму. Коли ми почали розробляти Merlin, мені були потрібні вентилі для рідкого кисню і гасу, які повинні були надійно працювати. Я пішов до підрядників, які постачають свої вентилі і сказав: «Привіт, можете продати мені за таку-то ціну ваш вентиль?» Вони не змогли. Тоді я сказав: «Ви можете спроектувати вентилі, які будуть коштувати менше?» Вони пішли «подумати». І знаєте, якщо підготовка відповіді займає місяць, то це поганий підрядник. Якщо потрібно так багато часу, щоб просто розрахувати ціну, то скільки мені потрібно буде чекати, щоб отримати реальні деталі?

Коли вони повернулися з ціною в тисячі доларів за їх вентиль і часом на розробку 18 місяців, я сказав, що я готовий чекати тільки 3 місяці. У відповідь вони розсміялися. І тоді ми розробили наші власні компоненти. Ми вже розробили форсункову головку, камеру згоряння: головні частини двигуна. Ми сподівалися, що можна буде просто піти і купити деякі речі у виробників, але ні, ціна і час постачання були зовсім не тими, які були нам потрібні. Тому ми зробили все самі. Будь-яке відоме космічне підприємство, яке співпрацює з урядом, не дотягує до того рівня, якого б нам хотілося. Ось як ми знижуємо вартість виробництва. Також нам був необхідний наш власний тестовий майданчик. Ми побудували тестовий полігон в Техасі і провели свої власні тести, тому що величезні ціни на розробку і випробування ракет, в основному, визначаються платою за використання тестових полігонів.

А ось випадок з мого особистого досвіду роботи. Ми були в робочій групі з технічного нагляду і запускали двигун. Великий двигун, на 2891 кН, але він був дуже простим. І ми запускали його на державному полігоні НАСА в Стеннісі. Оперативна команда становила близько 100 чоловік. У них було дві зміни по 100 чоловік. А потім ми з SpaceX запускали двигун приблизно тієї ж складності, не такого великого розміру, на 178 кН. Це було вже на нашому майданчику і до оперативної команди входило 7 чоловік. Ось чого я хотів добитися: коли ви запускаєте двигун, нехай навіть з насосною подачею палива, як Merlin, вам не потрібно армію людей. І я думаю, що державні підрядники тепер теж в цьому переконалися.

Так виглядав Falcon 9 до того як двигуни почали розташовувати октасіткою, тобто 8 двигунів «по колу» навколо одного

Коли я тільки починав розробляти Merlin, традиційним поглядом було: «Тільки держави можуть розробляти ракети. Приватним компаніям не вистачить ресурсів». Те, що було дійсно важливо для SpaceX, це зламати подібну установку в головах. Ні, нам не потрібна держава зі своїми мільярдами доларів, нехай це все і вимагало сотень мільйонів [сміється], але все-таки ми не дійшли до мільярда. А з того моменту, як знизиться вартість комплектуючих, потрібно братися за зниження вартості палива: адже паливо стає головним компонентом ціни. Тому потрібно спалювати його ефективно. І ми створили форсункові головки з ефективністю 97%. Ви не зможете створити більш ефективну форсункову головку. При цьому ми використовуємо недороге пальне. Насправді спочатку ми вибрали неправильне пальне. Це було не дуже погано, але ми вибрали RP-1, ракетний сорт гасу, який в той час коштував по 8 доларів за галон (3,8 л). Ми пробували і авіаційне паливо, яке коштує близько 2 доларів за галон, але воно було таким собі. А недавно ми перерахували вартість гасу. І тепер купуємо його майже за ціною авіаційного палива.

Але те, що ми виявили в більш пізніх дослідженнях, так це те, що метан — природний газ — з енергетичної точки зору є найдешевшою сировиною. Це головна причина, через яку зараз відмовляються від вугілля, нафти і переходять на природний газ. І це найдешевше пальне, яке ви можете знайти. У нього також є чудова властивість: ви можете легко отримати його на Марсі, так що це враховується теж. Наша наступна ракета буде повністю метановою. Кисень... Без проблем! Він дуже дешевий; ми купуємо кисень за ціною близько 70 доларів за тонну. Він майже безкоштовний в масштабах ракети. До чого я це: якщо ви подивитеся на ціни, то значну їх частину становить пальне. Хоча кисню потрібно більше. У ракеті кисню в 3 рази більше, ніж метану, і в два з половиною рази більше, ніж гасу. Він набагато дешевший, тому що його легко добувати прямо з охолодженого повітря.

Ну, ось, ціни на паливо падають, а потім ви збираєтеся зробити ракету майже багаторазовою, над чим ми все ще працюємо. Коли ця ракета повертається, як вчора [з NROL-76], вона закопчена, вона сідає закопчена, ми спалюємо на ній багато термозахисту; нам доводиться від'єднувати посадкові опори, щоб опустити її, а потім встановлюємо їх знову. А це нешвидкий процес.

Ми хочемо, щоб ракета була як літак. Ви знаєте як це відбувається, він прибуває в аеропорт, люди виходять, люди заходять, паралельно літак заправляють, проводяться деякі перевірки. І, якщо все добре, ви летите знову. Це саме те, до чого ми б хотіли прийти.

Falcon в версії Block 5, яку ми запустимо пізніше в цьому році, отримає, скажімо так, багаторазовий термозахист. Так що ми не будемо спалювати термозахист на ній. І будуть поліпшені посадкові опори, які будуть складатися всередину. Просто покладіть ракету горизонтально, складіть опори — і перевозьте її. Обслуговування після посадки не займе багато часу. Це основна наша мета. Ілон просив нас довести післяполітне обслуговування до 12-ї години. Ми подумали і сказали, що без серйозного перепроектування ракети, тільки у версії Block 5, ми можемо обіцяти, що цей процес займе приблизно 24 години. І це не означає, що ми хочемо запускати по ракеті в день, хоча в цілому могли б, якби це дійсно було потрібно. Головний ліміт — це те, як багато робочих ми можемо виділити на це. Якщо ракету зможуть обслужити лише кілька людей за 24 години, то ви з розуму зійдете від можливостей, що відкриваються. З огляду на низькі ціни, буде дуже легко зробити так, щоб ракета полетіла знову.

Ось такі речі ми зробили. Ось що ми робимо, щоб спростити доступ до космосу. Сподіваюся, в 100 разів, якщо мова йде про систему марсіанського транспорту. Ми не можемо цього зробити зараз з Falcon'ом, тому що друга ступінь все ще одноразова. Вже зараз третина ціни ракети - це другий ступінь. У неї всього один двигун (Merlin), але це дуже складна версія цього двигуна. Також там встановлений бортовий комп'ютер і безліч складної авіоніки. Тобто це значна частина ракети, з точки зору ціни. Проте, при виведенні великих супутників вона відлітає дуже далеко, тому ми не можемо в поточній конструкції ракети повертати її. Ми збираємося спробувати зробити це в найближчі роки, але ми абсолютно точно не зможемо повертати її в кожному польоті. Хоча навіть часткове повторне використання допоможе ще трохи зменшити ціну.

Марсіанська ракета повинна бути повністю багаторазовою. Обидві ступені і корабель зможуть піднімати сотні тонн за один політ, вона зможе злітати до Марса і назад. І вам доведеться заправити її на Марсі. Нам потрібно виробляти близько 1000 тонн пального на Марсі за дворічний цикл, щоб повернути її назад, а це вже серйозно. Вам знадобиться половина мегавата для того, щоб на місці добути стільки пального.

Це буде ракета, яка в повністю змінить правила гри. Я б сказав, що Falcon 9 - це еволюція, багаторазова ракета, яка значно зменшує вартість виведення на орбіту. Можливо, ви можете досягти десятикратного зменшення вартості, в порівнянні з ULA, або росіянами, або китайцями. Але ми хочемо чогось на кшталт стократного або навіть більшого зменшення ціни: і це те, що дозволить зробити марсіанська ракета. Це буде не еволюція, а революція.

Коли ми зробимо перший політ, всі інші ракети відразу втратять актуальність [сміється]. Добре що, Blue Origin працює над повністю багаторазовою ракетою вже зараз. Але ми дійсно змінили індустрію, так, що всім іншим хлопцям тепер доводиться якось викручуватися. Досить весело спостерігати за цим всім, тому що ми заснували компанію аж 15 років тому, до речі, моя п'ятнадцятирічна річниця була 1 травня [оплески]. Дякую!

Ми почали працювати 1 травня 2002 року. Ілон заснував компанію в лютому, але у нього не було ще співробітників. Швидше за все, він найняв перших людей вже після заснування компанії. Але в будь-якому випадку, за ці п'ятнадцять років ми досягли дуже багато. І коли я вперше слухав людей з галузі, коли я чув їхню оцінку необхідних коштів для розробки ракети... Ми створили Falcon 1, з одним двигуном Merlin, змогли відправити 450 кг на низьку орбіту, але вони говорили «ви, хлопці, можете зробити маленьку ракету. Але ви ніколи не зможете зробити ракету державного класу, що виводить військові супутники». І ми створили Falcon 9 і почали запускати її. Тоді вони сказали «ви ніколи не зможете використовувати її вдруге; ви ніколи не зможете злітати до космічної станції». І ось в цей момент ми перестали їх слухати. Я вважаю, це добре: якщо люди думають що ви займаєтеся чимось неможливим, то ви на правильному шляху. Ви навіть можете знайти відео на YouTube, де користувачі критикують наші посадки і операції відновлення ракети, кажучи, що це все фотошоп і комп'ютерна графіка. Це досить висока оцінка, коли люди на повному серйозі не вірять у здійсненність того, що ви робите [сміється].

Ракета SpaceX Falcon 9 в ангарі

Знаєте, нас висміювали великі компанії. Спочатку вони не помічали нас, а потім вони билися з нами. Потім вони зрозуміли, що насправді не можуть перемогти в чесній гонці, тому що ми вже досягли успіху. Ми пропонували наші послуги за ціною, яка в 2, 3, або навіть 5 разів дешевше, ніж вони могли собі дозволити. Так що вони почали діяти інакше, вони намагаються перешкодити нам за допомогою політичних важелів, використовувати інші засоби. І ось в цей момент вони усвідомили, що їм доведеться, так чи інакше, йти нашими слідами. Так що зараз йде багато розмов в цих компаніях, як вони будуть робити багаторазові ракети, відновлювати двигуни, відновлюватися ступені, виживати на більш дешевих ракетах, які вони можуть створити в майбутньому. На той момент ніхто й не міг собі уявити, щоб ситуація вийшла на сьогоднішній рівень, щоб ULA розглядала б покупку двигунів у Blue Origin. Цього б не було, якби не прорив SpaceX. Франція б не закинула Ariane 5 і не почала б проектувати Ariane 6, якби не тиск з нашого боку.

Так що ми дійсно міняємо світ. Росіяни говорять, що вони зроблять ракету, яка поб'є SpaceX, це забавно [сміється]. Це забавно, тому що вони працювали над Ангарою 22 роки і запустили її один раз. І тут раптово вони збираються вийти з дешевою ракетою.

Як би там не було, це добре, що ми міняємо парадигму і змушуємо всіх інших в тій чи іншій мірі мислити інакше. Так що одного разу космос стане багаторазовим, але що далі? Я думаю, транспортна проблема буде вирішена і потім з'являться неймовірні пропозиції використання космосу. І ми зараз не можемо знати, що це буде: це як розвиток інтернету. Люди думали «що ж в цьому хорошого?» Люди не могли собі уявити, як ми будемо його використовувати. Я думаю ми можемо уявити безліч речей, для яких будуть використовуватися багаторазові ракети і найпростіші застосування очевидні: космічний туризм, звичайно, готелі в космосі. Bigelow робить свої надувні готелі! Обльоти навколо Місяця, люди вже підписали з нами папери, щоб зробити це. Курорт на Місяці? Цілком можливо.

Неодмінно Марс, один з наших основних напрямків, адже ми збираємося колонізувати Марс. Видобуток корисних копалин в космосі — металеві астероїди можуть коштувати трильйони доларів. Ресурси на Місяці. Там є вода, є Гелій-3. Звичайно, спочатку доведеться розібратися з технологією термоядерного синтезу. Але якщо це буде зроблено, Гелій-3 буде дуже корисним. І, звичайно, видобуток металів на Місяці. Супутники, цілі угруповання, що виводяться дешевими ракетами. Я думаю, в космосі буде зроблено безліч усього, якщо вартість польоту впаде в сотні разів.

До чого, власне, ми і йдемо: розробляємо угруповання супутників, щоб запустити космічний інтернет. Зрештою, ми хочемо створити там смугу пропускання, приблизно оптоволоконного рівня. Уявіть, в теорії в космосі ми можемо в кінцевому підсумку подвоїти пропускну здатність інтернету! Це буде всюди: в першу чергу це буде відчутно в важкодоступних місцях на планеті. Якби ви знаходилися десь на півночі Аляски, або у Вайомінгу, або в пустелі Сахара, у вас був би чудовий інтернет, тому що прямо над вами були б супутники. А ось якщо ви перебуваєте в Лос-Анджелесі, навряд чи ви відчуєте різницю. Зате люди в малонаселених районах оцінять такий спосіб зв'язку.

Google дуже загорівся цією ідеєю, ось чому вони інвестували $ 900 мільйонів в SpaceX: тому що ми незабаром зможемо надати те, що вони називають основним елементом мережі.

Уявіть, якби у вас була ракета, яка могла б вивести на орбіту сотні тонн супутників всього за кілька мільйонів доларів. Це повністю змінює правила гри. Потім ви починаєте думати про запуск сотень великих супутників, ви будете здатні обслуговувати їх. Це дійсно динамічно змінює весь ринок. Це те, над чим ми вже працюємо.

Таким чином, доставка вантажів з Землі подібна розвитку західної частини США. На самому початку у них були криті вози, але по-справжньому західна частина США не розвивалася, поки не з'явилася залізниця. Зараз ви можете доставляти тонни обладнання і тонни людей за невеликі гроші. Це те, що потрібно побудувати нам: по суті, залізницю в космос. Це те, над чим ми працюємо. Ми всього лише забезпечимо транспортування. Наприклад колонізація Марсу: нам потрібна серйозна допомога в колонізації Марсу. Ми хочемо запропонувати людям квитки на Марс, але хтось інший повинен запропонувати прокат автомобілів, будинки, їжу, забезпечити місцеве виробництво. Коли Ілон сказав, що ми збираємося запропонувати легкий доступ на Марс, це означає, що ми збираємося доставити вас туди, але крім нас на місці повинні бути і інші компанії! Щоб це все дійсно здійснилося, повинна бути виконана величезна спільна робота.

Команда інженерів SpaceX близько двигуна Merlin 1D

Так що я дійсно в захопленні від того, що ми робимо; ми підходимо до кордонів можливості хімічних ракетних технологій; двигуни, які ми розробляємо для марсіанського корабля, розвиватимуть дуже високий тиск в камері згоряння. І вся ця енергія виходить з природного палива. 99% ефективності згорання, понад 270 атмосфер тиску в камері, справжня повна тяга. Все паливо надходить до головної камери згоряння. Це не двигун відкритого циклу: це закритий цикл. Тобто вся енергія, що отримується з палива, створює тягу. Ви фізично не можете отримати більше енергії з природного палива. Ви можете отримати трохи більше, якщо перейдете на водень і кисень, але тоді сама ракета стає значно більшою і дорожчає, так що золота середина — це не водень і кисень. Хоча безліч людей, я в тому числі, вважали саме так. Спочатку Raptor був водневим, ракета виходила легшою, але пальне значно дорожчим, його складніше виробляти на іншій планеті (це вимагає більше енергії) і ракета повинна бути більшою: більші двигуни, масштаб самої ракети вже інший. Так що зниження маси не дає позитивного ефекту, так як дуже сильно зростає підсумкова вартість.

Ви можете порівняти ракети Delta і Atlas. Delta воднева. І вона більша, у неї діаметр 5 метрів, порівняйте з Atlas, у якого діаметр 3 метри, але вона легша і, до речі, тяга менше - 2891 кН, тоді як у Atlas 4226 кН. І Atlas може вивести більше корисного навантаження. Подивіться на Falcon 9, це невелика ракета, 3,66 м в діаметрі, але вона може вивести набагато більше, ніж стандартна версія Atlas. І використання надохолодженого палива не є головним чинником. Так що ми зробили все можливе, щоб вичавити максимум з хімічних двигунів.

Ми розглядаємо варіант використання електроракетних двигунів для супутників, спілкуємося з людьми з приводу термоядерної енергії. Ви знаєте, в NASA працюють над ядерною енергією: але з тестуванням є проблеми, бо зараз у нас час такий, це не 60-ті, коли ви могли викидати продукти розпаду з ракети де-небудь в пустелі. Тепер вам потрібно позбутися від негативних наслідків, зібрати ці продукти, що неймовірно дорого. Я не думаю, що SpaceX може дійсно собі дозволити розробляти таку ракету самостійно. Якщо NASA коли-небудь збереться зробити тестові стенди для цього, то ми б, можливо, приєдналися. Теоретично, термоядерний двигун може бути в 10 разів ефективнішим, а двигун на антиматерії можливо і в тисячі разів, але я думаю, цього всього точно не трапиться за час мого життя. Можливо, ви застанете цю нову еру.

Так що ми застрягли в еру хімічних двигунів, у всякому разі, на якийсь час.

Чогось я заговорився; це те, про що я хотів поговорити сьогодні. Так що ми можемо почати відповідати на питання.

— Величезне спасибі! Тепер перейдемо до питань!

Перше питання: Як далеко можна відлетіти на ракеті? Марсіанський колоніальний транспорт був перейменований в міжпланетному транспортну систему тому, що передбачалося, що на цьому кораблі можна подорожувати далі Марса; як ви думаєте, чи можливі подорожі в дальній космос?

— Я вважаю, що деякі речі знаходяться дуже далеко, щоб ми могли туди потрапити - ви не можете дістатися до Марса на нашому кораблі в будь-який час. Марс може перебувати з іншого боку, за Сонцем. Ми змушені летіти на Марс коли він проходить поруч з нами. Очевидно, ми можемо літати до зовнішніх планет, так як і автоматичні міжпланетні станції, використовуючи гравітаційні маневри. І це займає кілька років. Якщо ми хочемо полетіти до Юпітера безпосередньо, ми можемо це зробити за допомогою нашої Міжпланетної системи, але ми не зможемо туди доставити велику сумарну масу. Ймовірно, ми зможемо доставити сотню тонн на Марс. Може зможемо, близько 20 тонн доставити безпосередньо до Юпітера. Ви не зможете запустити таку пілотовану місію, тому що ви не зможете відправити достатньо кисню, їжі, води, і всього іншого, що потрібно для підтримання життя людей. Так що я думаю, що Міжпланетна система, над якою ми працюємо для польотів на Марс, не зможе літати безпосередньо до зовнішніх планет. Але якби у вас була система складів, перевалочних баз, уздовж шляху, ми могли б здійснити такий політ. Нам потрібні якісь космічні заправки на цьому маршруті. У Юпітера є безліч супутників із твердою поверхнею, так що я думаю, що це безперечно те місце, куди варто відправитися.

Але що стосується відправки зондів до зовнішніх планет... Так, ми можемо послати величезні роботизовані місії до зовнішніх планет. Чого я чекаю, так це того, що хтось на кшталт SpaceX прийде і зробить їх доступними. Ви, хлопці, захоплені астрономією, і я впевнений: ви всі фанати Хаббла, який коштував скільки? 3 мільярди? І зараз є Webb, телескоп імені Джеймса Вебба, який повинні запустити через 1,5 роки і він коштує 8 мільярдів доларів. Це занадто дорого. Його можна було б розробити за десяту частину вартості. Так що нам потрібен підрядник на кшталт SpaceX, щоб дати можливість відповідати нашим недорогим ракетам. Ми зменшили вартість доступу в космос у 3—4 рази, прагнемо до 10-кратного зменшення. Хтось повинен зменшити вартість наукового обладнання, щоб зрівнятися з тим, що робимо ми. Я б хотів, щоб це сталося.

SpaceX хотіли б зробити це, але ми трохи зайняті. [Сміється]

— Один з наших передплатників запитує: «Як ви будете почуватися працювати з Ілоною Маском? Який він начальник і як він виходить з офісу? »

— Працювати на Ілона, це як подорожувати. Це завжди по-різному, тому що це залежить від його настрою [сміється]. Ви знаєте, він останнім часом в гарному настрої: ми дуже успішні і Tesla відчуває себе добре. Але він все ще дуже вимогливий. Одна річ, яку я часто говорю людям, я бачив, як це траплялося досить багато разів за п'ятнадцять років, що я працюю на нього. Уявіть собі, група людей сидить в кімнаті, всі шукають рішення певного завдання. І всі говорять (образно): «Нам треба наліво». А Ілон скаже: «Ні, нам треба направо». Ось так він мислить. Він каже: «Хлопці ви вибираєте легкий шлях, а нам потрібен важкий».

Так, інколи це вибиває землю з-під ніг, але я також пам'ятаю, що навіть коли робота велася всупереч загальній недовірі, результат виправдовував очікування Ілона. Цей спосіб був більш важким, але в кінці, ставало зрозуміло, що він і був правильним рішенням. Одним із прикладів є двигун Merlin 1D. Я сказав: «Єдиний спосіб досягти цього - позбутися від усіх цих вентилів. Тому що через них двигун виходить дуже складним і дорогим». І як це можна зробити? І я сказав: «Ну, в маленьких двигунах ми б використовували форсунку з вбудованим відсічним клапаном, але ніхто не робив цього у великих двигунах. Це дуже складно». А він у відповідь: «Значить ми повинні використовувати форсунку з вбудованим відсічним клапаном. Поясни як це працює». Я зробив кілька ескізів, і він заявив: «Ось те, що нам потрібно, ось що ми повинні зробити». І я порадив йому відмовитися від цього. Я сказав, що це буде занадто складно, це не допоможе знизити вартість до необхідного рівня. Але він твердо вирішив зробити форсунку з вбудованим відсічним клапаном.

Ілон Маск

Так що ми взяли і розробили цей двигун. Це було складно. Ми зіпсували багато обладнання, пробували сотні різних комбінацій, щоб змусити його працювати, але ми зробили так, щоб все запрацювало. Використавши форсунку з вбудованим відсічним клапаном ми відмовилися від головних вентилів: простіше кажучи, ви обертаєте насоси і тиск зростає, під тиском відкриваються паливні форсунки, дозволяючи вийти кисню першим, а потім виходить пальне. Все, що вам потрібно, це «підпалювати» суміш. Це позбавило від проблеми, яка була у нас, коли ми використовували два вентиля: вентиль кисню дуже холодний і дуже тугий, він важко рухається. А це той самий вентиль, який потрібно відкрити першим. У нас є стара приказка: «коли ви запускаєте ракетний двигун, запуск може піти за тисячі сценаріями і тільки один з них правильний», і якщо послідовність дій проходить за правильним сценарієм, то ви рятуєтеся від 900 неправильних сценаріїв. Ми зробили цей двигун дуже надійним, знизили масу і вартість. І все це завдяки правильному підходу.

Тепер у нас є найдешевший і найнадійніший двигун у світі. Це один із прикладів того, як поводиться Ілон — він завжди говорить, що ми повинні прагнути до фізичних меж. Наприклад, як те про що я говорив, про фабрику автомобілів. Ви знаєте, машина просувається по звичайному цеху збірки, вона рухається на конвеєрі зі швидкістю декількох сантиметрів на секунду. Це трохи менше середньої швидкості, з якою йде людина. Ілон хоче, щоб роботи на конвеєрі, рухалися настільки швидко, наскільки це можливо. Маск розмірковує так: «Які фізичні межі швидкості виробництва машин?» Він дивиться на відео, де виробляються банки для коли: погугліть самі, там все просто змазано від швидкості. Шайба з алюмінію вирізається певної форми, наповнюється колою і опечатується. Це відбувається дуже швидко, без участі людини. І Ілон хоче виробляти машини так само.

Ось як він думає. Ніхто так не підходить до справи. І ось чому він збирається знищити індустрію, автомобільну в тому числі. Тому що таким способом можна робити в десять разів більше машин на тій же фабриці. І основна частина ціни автомобіля — це не вартість матеріалів, а фабрика, яка їх виробляє. Ось як він мислить. Він підходить до цього з найпростіших питань, наприклад, «чому зробити одну машину коштує саме стільки?» Ну, у вас є величезний об'єкт нерухомості, всі ці співробітники в гігантській будівлі. У ній ви можете робити тільки певну кількість автомобілів. Ідея полягає в тому, що вам потрібно виробляти більше автомобілів в тій же будівлі, з тією ж кількістю персоналу. І це те, над чим вони працюють в Tesla.

Я дуже пишаюся тим, чого ми досягли. Я завжди відчував, що ми відстаємо від графіка, знаходимося в безвихідному становищі, тому що ми ніколи не робили все вчасно, ніколи не робили все настільки добре, наскільки це можливо. Але це все одно краще, ніж якби цим займався хтось інший: вони б точно не були більш ефективними. Так що ми дійсно пишаємося нашими досягненнями.

— Ось ще одне питання.

Є неправильне уявлення початку ракетобудування, коли люди не розуміли третій закон Ньютона і думали, що ракетному паливу потрібно від чогось відштовхуватися. Таким чином, вважалося, що ніщо не може рухатися в космічному вакуумі. Це всього лише поширена помилка і чи є інші подібні поширені помилки, про які ви б хотіли розповісти?

— Так. [Сміється] Але це весело, ми живемо в епоху дезінформації. Ви можете знайти людей, які думають, що Земля пласка. І немає нічого, що могло б їх переконати. Але це ті люди, на яких не хотілося б витрачати час. Я бачив відповіді деяких людей на Quora, вони все ще говорять про те, що ракетні двигуни не можуть працювати в космосі, тому що це неможливо через те, що їм немає від чого відштовхуватися. Але ж це так просто перевірити [сміється]! Це... ви знаєте, це безглуздо. Я б пояснив все це ось яким чином. Якщо ви сидите в вагоні поїзда з безліччю цегли і ви берете цеглу і кидаєте її з вагона назад. Ви знаєте, що це посуне вас. Правильно? Ви можете рухатися, викидаючи цеглини з вагона. Так що ви не спираєтесь ні на що; ви спираєтесь на цеглу. Ось що робить ракетний двигун.

Я наведу приклад. Двигун Merlin, в поточній версії, викидає 360 кг цегли в секунду на швидкості приблизно 3200 м/с.

Так що, якщо ви викидаєте з вагона 360 кг цегли в секунду на швидкості в 10 Махів, то з'явиться достатній імпульс. Ось як працює ракетний двигун.

І переміщаючи цю масу, ви перетворюєте тиск на швидкість. Це робиться за допомогою сопла. Чим більшу різницю тисків ви можете створити, тим більше сопло вам потрібне, тим більше швидкості ви можете отримати. Так що коли ви перебуваєте в космічному вакуумі, ви можете використовувати таке велике сопло, яке хочете, тому що різниця тисків нескінченна. Все що обмежує розмір сопла — це ракета, на яку його можна поставити.

Коли ви в космосі ви можете підвищити співвідношення тисків, щоб збільшити швидкість. Ви викидаєте цеглини швидше, простіше кажучи. Ось таке просте пояснення, як працює ракетний двигун, але люди все ще думають, що вам необхідне повітря або щось подібне для опори...

— Добре, ось одне веселе питання від аноніма. Вона або він цікавиться, звідки ви берете метан.

— Ну, на Землі його добувають з досить чистих свердловин, кілька є в Техасі, ну і в інших штатах теж є свердловини. І потім ми просто переохолоджуємо його, щоб він майже конденсувався. Більш важкі вуглеводні конденсуються раніше і в такому стані відокремлюються. Так його очищають.

На Марсі все ще простіше. Все що вам потрібно, це вода і CO2. Спершу ви повинні знайти лід на Марсі, а його там повно, це підповерхневий лід. Там є льодовики, наскільки відомо, товщиною в кілька кілометрів. І вони простягаються на десятки кілометрів. Так що якщо б ви здійснили посадку в яке-небудь таке місце, то у вас було б достатньо води для величезного міста на сотні років. Джерелом CO2 слугуватиме марсіанська атмосфера. І хоча вона розріджена, вуглекислоти там 95%. Так що ви берете багатостадійні компресори, щоб стиснути марсіанську атмосферу до якогось зручного для роботи тиску, що-небудь на зразок трьох або п'яти атмосфер. Берете воду і робите електроліз. Ви просто виконуєте реакцію зворотну горінню. Вода — це продукт горіння водню в кисні. Так, потрібно багато енергії, щоб просто виконати зворотну реакцію. Це називається електроліз. Близько половини, або трохи більше половини енергії, яка потрібна для виробництва палива, буде витрачатися на отримання водню і кисню з води. Потім потрібно витратити енергію на те, щоб все це зробити рідким. Якась частина енергії витратиться на стискання марсіанської атмосфери, але велика її частина — на електроліз води.

Випробування двигуна Raptor

Ну і тепер у вас є чистий газоподібний кисень і водень. Кисень ви зріджуєте і зберігайте в резервуарі; водень, реагує з CO2 на каталізаторі. Ця реакція екзотермічна: ви отримуєте енергію. В результаті у вас з'являється метан і ще більше води. Вода йде на електроліз, водень повертається в реакцію отримання метану. І кисень зріджується.

І якщо ви це зробите, то стехіометричне співвідношення води і CO2 виходить із співвідношення кисню до пального — близько чотирьох до одного. Так що на кожен кілограм метану вийде чотири кілограми кисню. Що нам підходить, так як ракетному двигуну потрібно співвідношення 3,6 до одного. У вас з'явилися надлишки кисню, який люди можуть використовувати для дихання, а все інше використовується для палива. Це все вимагає багато енергії. Якщо ви спробуєте використовувати тільки сонячну енергію для цього процесу, це буде дуже складно, хоча і реально. Щоб один корабель міг повернутися на Землю, вам знадобиться заповнити на Марсі площу у 8 футбольних полів сонячними батареями. І ви повинні очищати їх від місцевого пилу. Набагато краще використовувати ядерний реактор, він компактний, ви отримаєте набагато більше енергії з кожного кілограма реактора, ніж з того ж кілограма сонячних батарей, так що це більш ефективно. Тобто якщо ви берете все це на Марс, то набагато ефективніше доставити туди реактор, ніж сонячні батареї. Просто ще ніхто не розробляв ядерний реактор для космосу. Ми працюємо з NASA над цим, сподіваємося, що вони профінансують його розробку. У них є програма, яка називається Kilopower, метою якої є створення реактора потужністю 10 кВт/год. Нам потрібен мегават, але треба ж з чогось починати.

В остаточному підсумку, правильний шлях отримання енергії на Марсі — це ядерний реактор. Але на початку це, мабуть, будуть сонячні батареї. Щоб повертати ракети додому, нам буде потрібно дуже багато енергії.

— Ось інший веселе питання: У SpaceX є правила на випадок виявлення ознак життя на Марсі?

— О! [Сміється] ем ... ну, у NASA є протокол ... [сміх із залу], якому ми будемо слідувати [сміється]. Так, ми хотіли б потрапити туди, провести дослідження і знайти сліди життя. Дуже ймовірно, що там є життя в тому чи іншому вигляді: можливо мікроби, можливо лише сліди їхнього існування, коли Марс ще не був таким висушеним. Я гадаю, там повинні бути сліди життя. Ви знаєте, якщо воно там існувало, я думаю кращий спосіб дізнатися - відправити туди людей.

Наразі варто відправляти на Марс побільше роботизованих місій. Я думаю, варто було б відправляти в 10 разів більше роботизованих місій, ніж запущено на даний момент. І сильніше фокусуватися на пошуках життя. Тому що це дуже важливе фундаментальне питання, на яке варто відповісти. І я дуже хочу застати експедицію на Енцелад, в пошуку життя в його океані. Адже планети-океани, супутники-океани можуть підтримувати життя! А наше завдання — відправитися і дізнатися це. Це цілком можливо. І набагато простіше проводити віддалені дослідження за допомогою роботів. Мені здається, що життя на супутниках Сатурна і Юпітера належить шукати роботам.

— Спасибі, тепер останнє запитання: багато хто дивиться на вас як на зразок для наслідування. Що вас надихає?

— «Що вас надихає?» Хмм. Ілон, звичайно [зал сміється]. Він має великий вплив на мене. Коли я покинув TRW, я думав: «Що якщо ми зазнаємо невдачі?» — я вважав, що існує дуже висока ймовірність такого розвитку подій, тому що ніхто раніше не робив нічого подібного. «Доведеться повернутися назад в TRW». Так що я не спалював мостів. Але одного разу я побачив, як він думає і як діє, і він заразив мене. Він дуже сильно впливає на мене, ви знаєте, так що я б нізащо не повернувся працювати в якусь забюрократизовану компанію, таку як Northrop Grumman. Це досить сильні враження. І те, як я ставлюся до життя, як зараз мислю — завдяки впливу Ілона. І знаєте, я навіть живу повніше. Я приймаю сміливіші рішення, йду на великі ризики, я вже не той консервативний інженер з TRW, яким був, коли вперше зустрів Ілона. Тепер я підприємець. Так що, мабуть, найбільший вплив на мене має саме Ілон.

— Всі ми дуже вражені тим, що ви розповіли і все що ми хочемо сказати це слова подяки [всі аплодують].

— Щиро Дякую! Я завжди радий поговорити з ентузіастами. Ви знаєте, я член астрономічної спільноти Лос-Анджелеса. Я дуже люблю астрономію. Я завжди думав — ніхто не може осягнути, наскільки величезний космос. Але зараз я один з тих людей, які можуть з'ясувати, наскільки космос незбагненний. І одна з речей, про яку я постійно думаю: у кожної планети і кожного супутника, куди ми потрапляли в Сонячній системі, було щось приголомшливе. Там стільки всього! Згадайте нещодавній проліт поблизу Плутона: набагато більше відкриттів, ніж ми собі уявляли. А тепер просто уявіть собі, що там, у Всесвіті, в інших зоряних системах, інших галактиках. Це неймовірно і незбагненно. І мені боляче від того, як ми прив'язані до Землі. Я докладу всіх зусиль, щоб виправити це!