Марсиане
Сол 194
– Венк, у тебя найдётся минутка?
Венкат поднял взгляд от своего блокнота, где он рисовал цифры, графики и грубые эскизы МВМ.
– Конечно, Энни, – сказал он. – Что случилось?
Энни вошла в его кабинет, закрыв за собой дверь.
– Что заставляет тебя думать, что что-то не так?
– Ну, во-первых, ты только что сказала два грамматически верных предложения подряд без какой-либо ненормативной лексики, – заметил Венкат. – Кроме того, ты обычно приветствуешь меня каким-нибудь требованием или жалобой о том, насколько трудна твоя работа. Это, плюс тон твоего голоса, говорит мне, что у тебя есть ужасно плохие новости для меня или же ты хочешь от меня какую-то услугу.
– Чёртов Шерлок Холмс, – пробормотала Энни. – Да, ты прав. Я хочу от тебя кое-что. Есть одна репортёр, которая в прошлом оказала мне услугу, и она хочет интервью один на один с Черри Берри. Я хочу знать, когда мы сможем выделить для неё день в чате "Патфайндера".
Венкат выронил ручку.
– Энни, ты вообще понимаешь, о чем просишь? – спросил он. – Задержка сигнала уже больше двадцати минут. И это не считая времени на набор текста и тут и там. Текущая пропускная способность значительно меньше килобита в секунду. Для этого нам пришлось бы подвинуть все текущие загрузки, и то твоя репортёрша сможет рассчитывать на десять, может, одиннадцать ответов в лучшем случае. Она не может обойтись электронным письмом с последующими уточнениями и дополнениями?
– Она говорит, что хочет живое интервью, – проворчала Энни. – Я в курсе проблем, Венк, я тоже вижу метки времени в чате. Но это Беренис Макриди из лондонской "Таймс". Она практически наш самый главный рупор в Европе. Мне надо тебе напомнить о финансировании европейского космического агентства, которое идёт на спасательные работы? Потому что Берни мне об этом напомнила, Венк. Короче, выдавай мне время, и всё тут. А она сделает всё от неё зависящее, чтобы нам не пришлось вертеться, как ужам на сковородке, так что мы ей очень должны.
Венкат вздохнул, откинувшись на спинку стула и обдумывая возможности.
– Если мы это сделаем, все другие новостные агентства тоже потребуют интервью, – заметил он. – Сможешь с этим справиться?
– Я этим занимаюсь уже несколько недель, – твёрдо ответила Энни.
– НАСА не может позволять себе выбирать любимчиков, – продолжил Венкат. – А это означает, что единственный способ, которым мы сможем избежать проблем после такого, это если мы организуем всё так, словно это Черри запросила интервью. Ты должна провернуть это всё в тайне.
– Идёт.
– Твоя подруга должна быть лично или здесь, или в JPL. Учитывая хаос, который сейчас творится в Пасадене, будет лучше, если здесь. И ей придётся пробыть тут несколько дней, пока у нас не выдастся день без срочных дел. Её устроит подобное?
– Она уже является частью пресс-группы, аккредитованной здесь, – ответила Энни. – И живет в отеле в Техас-Сити. Это не будет проблемой.
– И дай ей понять, – добавил Венкат, – что её время будет крайне ограничено. – Первые два часа дня будут для наших повседневных дел. Она получит девять часов после этого, если нам не понадобится вмешаться из-за каких-нибудь чрезвычайных ситуаций. Поэтому ей лучше получить то, что она хочет, как можно быстрее, потому что второго шанса не будет.
– Я ей передам.
Венкат вздохнул.
– Тогда занимайся этим, – сказал он. – И ты, и она, и обе вы вместе взятые, мне теперь должны.
– Запиши это на мой счёт, – ответила Энни, совершенно без стыда и благодарности. Она посмотрела на стол и увидела каракули Венката. – Это чего это?
– Да так, прикидки на салфетках, – сказал Венкат. – Пытаюсь получить хоть какое-то представление о том, насколько хорошо было бы прикрутить ракетные двигатели пони к посадочной ступени МВМ.
– Разве это не работа JPL?
– Да, но мне это тоже покоя не даёт, – сказал Венкат. – Да и пройдёт ещё пара месяцев, прежде чем JPL серьёзно возьмётся за это. Они сейчас заняты "Слейпнирами". Так что я работаю с цифрами скорее для собственного удовольствия.
– И что выходит? – спросила Энни. — Мне кажется, что станет только хуже, а не лучше. В течение многих лет вы все заставляли меня объяснять журналистам, как важно сохранять МВМ и МСМ максимально лёгкими для экономии топлива.
– Как много ты знаешь о соотношениях тяги и веса?
– Если тяга к весу составляет около единицы, то ты просто паришь. Если это больше, чем единица, то летишь. Если же меньше единицы, то ты либо остаёшься на стартовой площадке, либо разбиваешься, – Энни пожала плечами. – После этого я уже попадаю на территорию яйцеголовых и теряюсь.
– Сойдёт, – Венкат вытащил новый лист бумаги и начал рисовать. – Ступень приземления МВМ имеет отношение тяги к весу, – он подписал это как TWR, – 1,2 в марсианской гравитации. Это очень мало, но это всё, что нужно, чтобы замедлить МВМ со ста метров в секунду до скорости безопасной мягкой посадки менее чем за три минуты.
– Почему не сделать их помощнее? Поставить двигатели побольше, дать им дополнительное топливо?
– Чем больше веса мы изначально заложим в корабль, тем больше топлива нам нужно, чтобы запустить его с Земли, и тем труднее ему мягко приземлиться на Марс, – ответил Венкат. – Между прочим, именно этот компромисс является причиной того, что посадка МСМ является наиболее опасным этапом для астронавтов программы "Арес". Как только МСМ входит в атмосферу, сценария аварийного прерывания миссии просто не существует. Сядь или умри. Если бы мы строили его с возможностью отмены миссии и выхода на орбиту, то это сделало бы его таким же большим, как МВМ.
– Но я отвлёкся от МВМ. Посадочная ступень МВМ работает на гидразине с использованием решётки-катализатора, чтобы сделать его гиперголическим. Двигатели ориентации на МСМ используют то же топливо. Слив остатки гидразина "Арес III" в МВМ "Арес IV", мы могли бы получить заправку на одну минуту полёта его посадочной ступени. Теоретически, это дополнительное ускорение и более быстрый выход на расчётную орбиту.
– Ты употребил слово "теоретически", – ответила Энни. – Очевидно, в реальной жизни всё не так. Почему?
– При гравитации Марса TWR 1,2 означает прибавку только 0,76 метра в секунду ускорения за каждую секунду полёта. Это означает, что через одну минуту весь корабль будет двигаться со скоростью только сорок пять метров в секунду. Для снижения это нормально, потому что МВМ использует парашюты и аэродинамическое торможение, чтобы перейти от орбитальных скоростей к скорости ниже 100 метров в секунду, и реактивные двигатели с этим уже могут справиться.
– Но Марку и его друзьям нужно набрать около шести километров в секунду, и хотя сорок пять метров в секунду – это очень хорошо теоретически, на практике это самоубийство, учитывая время, необходимое для их набора. По истечении одной минуты ракета едва успеет сравняться по высоте с кольцевым валом кратера Скиапарелли. Менее чем через десять секунд она начнёт падать, а через двадцать секунд она снова рухнет на землю. Пилот МВМ должен будет вручную включить зажигание двигателей первой ступени запуска и разблокировать пусковые зажимы, соединяющие её с посадочной ступенью без малейшего рысканья или паузы, иначе они погибнут. Или, если они сделают хорошо, но слишком медленно, они закончат тем, что используют больше топлива на первой стадии, чем если бы сразу взлетали по обычной схеме.
Итак, короче говоря, повторное использование лишь только самой посадочной ступени не даёт нам достаточно скорости или высоты, чтобы это стоило риска для экипажа. Но если мы добавим к этой сборной солянке основные двигатели инопланетного корабля, цифры изменятся.
– Как так? – спросила Энни. – Это же больше веса, верно?
– Да, больше веса, – согласился Венкат, – но и чертовски мощный импульс. Наша приблизительная оценка состоит в том, что эти три двигателя на полной тяге способны поднять с Марса сорок пять тонн веса. Это означает, что они производят сорок пять марсианских тонн тяги при одинарном TWR. Но если они просто поднимаются, этот TWR будет намного лучше.
Энни покачала головой.
– Я потеряла нить твоих объяснений.
Венкат постучал пальцем по подбородку.
– Хорошо, забудь о МВМ и пони, – сказал он. – Позволь мне рассказать о захватывающих приключениях капитана Уотни Лягато на его верном космическом корабле, работающем на картошке.
Энни ухмыльнулась.
– "Картошколёт" вперёд?
Венкат ухмыльнулся в ответ.
– Что-то вроде того. При запуске "Картошколёт-1" весит пятьдесят две тонны, а двигатели его первой ступени выдают шестьдесят две с половиной тонны тяги, что составляет TWR около 1,2. Но он спешит, поэтому ему нужно несколько ускорителей, чтобы быстрее выйти в космос.
Энни кивнула.
– Хорошо, это я понимаю. Вроде как "Шаттл" с его ускорителями или «Falcon Heavy»?
– Именно так. Но допустим, что некий экс-президент продает Уотни Лягато пару ускорителей со своим именем на борту каждого, – Венкат нарисовал пару ракет рядом с штуковиной, больше смахивающей на иллюстрацию к научной фантастике. – Допустим, каждый из них весит пять тонн и производит всего четыре тонны тяги, а TWR четырёх к пяти явно меньше единицы. Это означает, что эти так называемые ракеты, запущенные сами по себе, даже не покинут стартовую площадку, пока не будет израсходована половина их топлива.
– Привязав две из них к "Картошколёту-1", получаем корабль, который весит шестьдесят две тонны и даёт тягу в семьдесят с половиной тонн на старте, при TWR 1,137.
– Который меньше 1,2, – кивнула Энни. – Поздравляю, Уотни только что потратил впустую Фонд вдов и сирот астронавтов, чтобы польстить самомнению бывшего президента.
– Правильно. А Уотни Лягато парень порядочный, честный и не идиот, – сказал Венкат, – поэтому он этого не сделает. Вместо этого он выбирает систему "Rainbow Mustang Sparkly Necklace". Система весит семь с половиной тонн, но производит колоссальные сорок тонн тяги. Это уже совсем другая история! Добавьте один из них к "Картошколёту-1", и вы получите корабль, который весит 59,5 тонны и выдает сто две с половиной тонны тяги при взлёте, при соотношении TWR около… – Венкат подтянул калькулятор и пощелкал кнопками. – …1,72.
– Что намного больше, чем 1,2, верно? – спросила Энни. – Уотни Лягато должен весьма шустро лететь с ними.
– Не так уж и шустро, – признался Венкат. – Чтобы дать тебе представление, "Saturn V" и "Space Shuttle" стартовали с перегрузками около полутора TWR. Но потребление топлива снижает нагрузку, поэтому у обоих летательных средств максимум TWR составлял в районе 3. Мы запускаем беспилотные корабли с максимальным TWR около 15 или даже выше, потому что, в отличие от людей, у зондов не бывает сломанных рёбер и внутренних кровотечений из-за слишком высоких перегрузок.
– Но, возвращаясь к реальности, – сказал Венкат, – эти цифры, которые я тебе дал, не взялись с потолка. МВМ с посадочной ступенью составляют пятьдесят две тонны веса, включая топливо. На Марсе он имеет TWR 1,2. А реактивные двигатели пони – та система "Rainbow Mustang Sparkly Necklace" – весят четыре с половиной тонны плюс ещё около трёх тонн для батарей, необходимых для питания их всех в течение примерно минуты. На Марсе они могут поднять около сорока пяти тонн. И это одна минута ускорения при 1,72 TWR, что на Марсе даст ускорение примерно три метра в секунду за секунду. В конце этой минуты МВМ будет двигаться со скоростью около двухсот метров в секунду на высоте почти шести километров – вполне безопасная скорость и высота, чтобы отстыковать посадочную ступень, запустить двигатели первой взлётной ступени и начать реальный выход на орбиту.
– Хорошо, я слежу за твоей мыслью, – сказала Энни. – Но почему бы не добавить больше батарей или больше топлива?
– Во-первых, у пони есть под рукой материалы только для примерно ста батарей, – сказал Венкат. – Помимо этого им придется воссоздавать рамы, элементы управления и соединения с нуля. С другой стороны, мы далеко не на сто процентов уверены, что они смогут произвести больше гидразина, а двигатели на ступени спуска несовместимы ни с каким другим топливом, которое они могут смешать из материалов, имеющихся у них на месте.
– Но главная причина – вес, – продолжил Венкат. – Мы не можем увеличить двигательную установку пони, чтобы она проработала в течение полного времени работы первой взлётной ступени. Это просто не вариант. И у нас нет безопасного, неразрушающего способа отсоединения этих двигателей, когда они отработают. Существует вероятность того, что детали двигателей после отделения столкнутся с кораблём, и он потерпит крушение. Так что, если мы поместим их в любое другое место, кроме спускаемой ступени, они будут мёртвым грузом в течение как минимум одной минуты подъёма, а мы не можем позволить себе никакого мёртвого груза на этом запуске.
– Итак, если мы сможем найти способ сделать это безопасно, то мы собираемся прикрепить двигатели пони к посадочной платформе, заставить их отработать минуту и сбросить всё, позволив рухнуть обратно на Марс, – Венкат вздохнул. – Это ужасная трата ресурсов, но если мы не сможем найти способ заменить какой-нибудь двигатель верхней ступени двигателем пони, это самый эффективный способ их использования.
– Угу, – сказала Энни.
– Помимо этого, Брюс займется другой стороной этого уравнения, – продолжил Венкат. – Это означает отказ от всего, без чего смогут прожить Марк и его друзья, чтобы облегчить корабль. Любой вес, который мы можем снять с МВМ, увеличит его TWR и сделает все двигатели более эффективными. Вот где лежит наша реальная надежда на их спасение… и на Спаркл-двигателе, – он покачал головой и добавил: – Боги, надеюсь, нам не потребуется его использовать.
– Угу, – повторила Энни.
– Ты снова потеряла нить рассуждений, Энни?
– Нет, нет, – ухмыляясь, сказала Энни. – Мне просто интересно, как отреагирует Уотни, когда я скажу ему, что мы меняем название МВМ на "Картошколёт-1".
– Что? – Венкат посмотрел на Энни. – Нет. Нет-нет-нет-нет-нет. Ты же не собираешься…
– Увидимся позже, Венк, – сказала Энни, – У меня пресс-конференция через семь минут.
– Я имею в виду, не смей ему говорить, Энни! – заорал Венкат. – Ты меня слышишь? А ну, вернулась сюда!
Внутри кристаллической пещеры, простирающейся под зоной "Эпсилон", на планете Марс, медленно росла температура.
Корни люцерны, возвышающейся над почвой примерно на тридцать сантиметров, углубились вниз на несколько метров – много глубже культивируемого верхнего слоя, кропотливо обрабатываемого потерпевшими кораблекрушение, в почти девственный марсианский грунт, проталкиваясь и продавливаясь в постепенно таявшую вечную мерзлоту. Корни принесли вместе с собой и бактерий с верхних уровней – в основном полезных, но были среди них и несколько иных.
Недавно укреплённые воздухонепроницаемым диоксидом кремния стены пещеры действовали как превосходный теплоизолятор, позволяя теплу, что выделяли система солнечного освещения, трубы с горячей водой и обогреватели, оставаться в пещере. Тепло согревало воздух, согревало растения и постепенно прогревало почву до таких глубин, о существовании которых не подозревал ни один из потерпевших крушение.
Потерпевшие считали, что лавовая труба была симметрична и, наклоняясь вниз, постепенно приближалась к своему источнику в центре древнего и мёртвого вулкана. Они были не правы. Да, пыль и грунт, проникшие с поверхности, имели уклон вниз, но скала под ними на самом деле отклонялась вверх по мере приближения к задней части пещеры. Иными словами, грунт возле входа был глубже, много глубже, чем на огромном пространстве дальше.
А в его глубинах, под покровом вечной мерзлоты, было ещё больше древних отложений воды и других вещей, которые попали туда из глубин планеты, а не из тонкой прослойки марсианских скал и песка.
В этих месторождениях, остававшихся нетронутыми бесчисленные миллионы лет, находились и полости гидрата метана – льда, который содержал огромное количество метана в своей кристаллической решётке.
Корни люцерны достигли глубин, принеся с собой тепло и бактерии.
Первый из метановых карманов начал оттаивать.
Крошечные струйки газообразного метана начали очень медленно просачиваться через корневую систему, вытесняя из почвы кислород. Полезные бактерии начали погибать.
Менее полезные бактерии попробовали метан и нашли его вкус подходящим.
Они были плодовиты и быстро размножились.
Примечания:
Это примерно максимально близко, как я собираюсь показать текущую политику в этой истории.
В любом случае, да, понячьи двигатели, установленные на посадочную ступень, ещё не окончательное решение, но оно кажется лучшим вариантом для них на данный момент. Эта глава изначально должна была быть объяснением того, почему ставить понячьи двигатели на МВМ вообще имело смысл, в ответ на комментарий к предыдущей главе, но я потратил так много времени на ответ, что сказал: "К чёрту, это будет сегодняшней главой."
Что касается остального... мы знаем, что Марс периодически выпускает небольшие выбросы метана. Сочетание следов водяного пара и кислорода в атмосфере, плюс ничем не неэкранированное ультрафиолетовое излучение означает, что метан не должен задерживаться надолго, и это значит, что след марсианского атмосферного метана должен постоянно откуда-то пополняться. Одна из теорий о том, откуда он появляется – это глубокие подземные очаги древних марсианских бактерий, борющихся за выживание после того, как их первоначальный биом вымер, выделяя метан. Другая теория, более вероятная, заключается в том, что метан связан в залежах гидрата/клатрата вечной мерзлоты, которые время от времени оттаивают или испаряются, когда попадают на поверхность. Уточнением этого момента занимается Curiosity, но у нас пока нет окончательного ответа.
Но для этой истории вполне нормально, если я воткну эту бомбу замедленного действия в пещеру.
Звук, который вы слышите – это смех космического гуля.
Дополнение: Венкат что-то забыл в своих вычислениях. Я оставляю эту ошибку, чтобы её обнаружил Брюс Энг позже.