Риски и ограничения проекта

TL;DR

  • Технологические: 2 технологии TRL 4-5 (подсистемы доказаны), 1 критическая проблема (иридий для анодов — решается углеродными анодами из местного сырья)
  • Бюджетные: тестирование занижено
  • Человеческие: 50,000 специалистов, конкуренция за AI-кадры
  • Политические: санкции, смена правительств, правовой статус ресурсов

Технологические риски

Технологии TRL 4-5

Требуют дополнительной проработки, но не являются принципиально новыми. Все подсистемы доказаны (TRL 9), задача — интеграция.

Технология TRL Статус Ближайший аналог
Саморепликация заводов 4-5 Подсистемы TRL 9, интеграция — инженерная задача FANUC: роботы строят роботов
Криогенный Al кабель ГВт 4-5 Физика NIST, сверхпроводящие аналоги TRL 5-6 CERN LHC криогеника

Примечание: ИИ автономных роботов повышен до TRL 7-8 благодаря Mars Perseverance, Waymo, Rio Tinto + Baidu Apollo L4, UBTECH, AgiBot. In-situ кремниевые ячейки повышены до TRL 5-6 (Blue Alchemist CDR 2025, Maana Electric ISRU панель 2024). Саморепликация и криогенный кабель повышены до TRL 4-5 (все подсистемы имеют промышленные прецеденты).

Подробности: Технологии и источники → TRL 4-5

Открытые технические проблемы

Иридий для анодов MRE (критический)

Проблема: Аноды MRE расходуются и требуют замены каждые 6 месяцев.

Параметр Значение
Масса анода ~20 кг иридия
На 1000 заводов за 10 лет ~400 тонн
Мировое производство ~7 т/год
Дефицит ~6× мирового производства

Масштаб проблемы: При полном масштабировании до 1650 заводов (20 MRE-ячеек × 4 анода × 2 кг) потребуется ~264 т иридия на начальную загрузку и ~330 т/год на замену — это ×40+ мирового производства. Импорт иридия возможен только на ранних этапах (единицы заводов), при масштабировании переход на местные аноды обязателен.

Решения (местное сырьё):

  1. Углеродные аноды — расходуемые, ~10 кг/день на завод. Углерод добывается из LRM-зон Меркурия (подробнее). Проработана полная цепочка: добыча графита → доставка мини-МД → аноды. Потребность покрывается.
  2. Cr-Fe-Co аноды — ресурс ниже (замена каждые 3 мес), но материалы есть на Меркурии. 80 т/год местного производства. TRL ~4, требует валидации.
  3. H₂ восстановление — TRL ~2, перспективная альтернатива.
  4. Добыча на астероидах (долгосрочно) — M-type астероиды содержат 5,000-15,000 ppb иридия (в 10,000× больше земной коры). Миссии AstroForge (2025-2026) и Tianwen-2 (2025-2027) прокладывают путь. TRL ~2-3, но к 2030-м станет реальной альтернативой.

Статус: Проблема решаема — углеродные аноды из местного сырья наиболее проработанный путь. Добыча иридия на Луне нецелесообразна (~3.6 ppb в реголите — только метеоритный вклад)

Хрупкость экспоненциального роста

Экспоненциальный рост от 1 до ~1650 заводов предполагает бесперебойную работу всех подсистем. На практике системные отказы могут остановить всю цепочку репликации.

Риск Механизм Последствие
Общий баг прошивки Все заводы используют единую кодовую базу Одновременная остановка ВСЕХ заводов
Каскадный отказ Пылевое загрязнение MRE → дефектные аноды → массовый простой Коллапс производственной цепочки
Задержка скорости света 4-24 мин лаг Земля-Меркурий Невозможно телеуправлять в реальном времени; нужно автономное восстановление
Ошибка сборки Заклинивший болт, несовмещение в вакууме Дни простоя на завод (без вмешательства человека)

Меры снижения:

  1. Версионирование прошивки — заводы работают на разных версиях ПО (никогда все на одном билде)
  2. Автономная диагностика — роботы обнаруживают и изолируют дефектные компоненты до каскада
  3. Стратегический буфер запчастей — каждый завод хранит запас критических компонентов на 2-4 недели
  4. Плавная деградация — завод может работать с пониженной мощностью (например, пропуская одну MRE-ячейку) вместо полной остановки

Влияние на таймлайн: Реалистичное время удвоения — 4-6 месяцев (вместо 3-4 планируемых). Это уже учтено в Консервативном сценарии Дорожной карты (18-25 лет вместо 10).

КПД энергомоста

Этап Расчётный Пессимистичный
Свет → лазер 60% 40-50%
Приёмник (PV) 50% 35-45%
Атмосфера 85% 30-60%
Итого 22-23% 10-15%

Компенсация: Избыточность 50-100× (даже при КПД 10% → 1000 ТВт = 50× мирового потребления)

Подробности: Зеркала Роя

Деградация зеркал

Параметр Расчёт Пессимистично
Срок службы 10-15 лет 5-8 лет
Потери КПД/год 2-5% 5-10%

Причины: Солнечный ветер 10×, микрометеориты (JWST показал проблему), электростатика.

Решение: Стратегия «добавляй, не заменяй» — производство 219 млн/год компенсирует деградацию.

Тепловое расширение зеркал

Параметр Значение
ΔT при вращении до 88 K
Смещение края 100 м (Al) ~20 см

Решение: Углепластиковый каркас (CTE ~1×10⁻⁶) → смещение ~1 см. Импорт ~0.5 т/завод.

Ресурсы Меркурия (данные MESSENGER)

Элемент Потребность В реголите (MESSENGER) Статус
Al 42 т/день (7%) — зеркала, обмотки ~7% (из полевых шпатов) Достаточно
Si 25 т/день (4%) — солнечные панели ~24.6% Достаточно с запасом
Fe 10 т/день (~2%) — рамы роботов 1.5-2% Достаточно (пр-во рассчитано на 2%)

Вывод: Основной материал — алюминий (~95% массы зеркал). Производственная цепочка (дистилляция) спроектирована под реальный состав реголита по MESSENGER. Дефицита базовых элементов нет.

Время сборки первого завода

Критический checkpoint: Энерго-автономия (12-24 часа)

После checkpoint время сборки НЕ критично — ограничение только ресурс Gen-1 (2-3 года).

Сценарий До checkpoint После Итого Обоснование
Оптимистичный 12 ч 6 дней 7 дней Всё идеально
Реалистичный 24 ч 10-15 дней 11-16 дней Типичные задержки
Пессимистичный 48 ч 20-30 дней 22-32 дня Проблемы с оборудованием

После развёртывания зарядной инфраструктуры (checkpoint) роботы могут работать 24/7 с перезарядкой. Даже при 30-дневной сборке проект остаётся выполнимым.

Детальный расчёт: Сборка первого завода ([Bootstrap](glossary.qmd#bootstrap-блиц-монтаж))

Механические компоненты роботов

Часть критических механических компонентов требует импорта с Земли:

Компонент На парк (60 000) Периодичность
Шарикоподшипники (440C, для моторов >1000 об/мин) 0.8-1.6 т Разово
NdFeB магниты (direct-drive суставы Кентавра-М) 20-40 т Разово
Mo для MoS₂ смазки <1 кг/год Ежегодно

Входят в состав «витаминов». Общий объём ~25-45 т — менее 1% от доставки.

При перебоях с поставкой: переход на низкооборотные режимы с MoS₂ журнальными втулками (деградация производительности, но не остановка). Подробнее: Актуаторы — Подшипники.

Бюджетные риски

Страхование миссий

Оценка Сумма
Базовая $2-4 млрд
Реалистичная (5-10% от груза) $10-20 млрд

Тестирование недооценено

Этап Базовый Реалистичный Обоснование
Прототипы заводов 3-5 итераций 5-10 итераций 3-5 наземных (Ганьсу) + 2-5 лунных
Прототипы роботов $2 млрд $5-10 млрд Сотни версий, тысячи единиц
Полигон Луна 2 года 1.5-2.5 года 3-5 итераций × 3-5 мес + развёртывание

Методология оценки

Цикл итерации на Луне (при собственных запусках, не зависим от чужих окон):

Этап цикла Оптимист. Реалист.
Анализ отказа (телеметрия) 1-2 нед 2-4 нед
Проектирование исправления 2-4 нед 4-8 нед
Изготовление компонента 2-4 нед 4-8 нед
Подготовка + полёт (3 дня) 1-2 нед 2-4 нед
Установка + повторный тест 1-2 нед 2-4 нед
Итого цикл ~2 мес ~4 мес

Итого полигон: 3-5 итераций × 3-5 мес + 3-6 мес развёртывание = 12-31 мес ≈ 1.5-2.5 года

Почему 5-10 итераций заводов, а не 10-20:

  • Наземный полигон (Ганьсу) — вакуумные камеры, термальные симуляторы (-180°C…+430°C) — позволяет отработать 3-5 итераций до выхода на Луну (TRL 4→6)
  • На Луне остаётся валидация в реальной среде (TRL 6→7-8): 2-5 итераций
  • Референс: JPL Mars Rover — 7+ прототипов Rocky до Sojourner, но без наземного полигона с аналогичными условиями

Почему 1.5-2.5 года на Луне, а не 3-5 лет:

  • Полёт Земля-Луна: ~3 дня (не месяцы как для дальнего космоса)
  • Собственные запуски: не зависим от чужих пусковых окон (для сравнения: NASA CLPS — ~2 полёта/год)
  • Наземный НИОКР (годы 3-4) снижает число лунных итераций — на Луну уезжает уже отработанная система

Источники методологии:

Подробности: Бюджет → Известные ограничения

Человеческие риски

Кадры

Параметр Значение
Всего специалистов ~50,000 человек
AI/ML инженеры ~4,000
Операторы ЦУП ~10,000
Время подготовки 5 лет

Конкуренция за AI-специалистов

  • Зарплаты OpenAI: медиана $875K/год
  • Топ-исследователи: $10-20M/год
  • Проект конкурирует с Google, Meta, OpenAI за тех же людей

Международные команды

  • Языковой барьер: Китай, Россия, Индия, США, ЕС
  • Часовые пояса: Координация 24/7
  • Культурные различия: Стили управления, принятие решений
  • Визовые ограничения: Перемещение специалистов

Удержание кадров

  • 10+ лет проект — люди уходят
  • Уникальные навыки — мало аналогов на рынке
  • Выгорание на длинных проектах

Политические риски

Санкции и международная напряжённость

Сценарий Последствие
Санкции США-Китай расширяются Разрыв кооперации по электронике
Санкции против России Потеря ракетных мощностей
Экспортный контроль чипов Дефицит компонентов

Смена правительств

  • 10+ лет проект — минимум 2-3 избирательных цикла
  • Новые администрации могут пересмотреть приоритеты
  • Референс: Artemis отменяла/восстанавливала программы

Конкуренция вместо кооперации

Кооперация Конкуренция
1 проект, общий бюджет 2-3 параллельных проекта
~$500-700 млрд ~$1.5-2 трлн суммарно

Правовой статус ресурсов

  • Договор о космосе 1967: Небесные тела не подлежат присвоению
  • Artemis Accords (2020): США признают право на добычу
  • Китай/Россия: Не подписали Artemis Accords
  • Риск: Споры о праве на ресурсы Меркурия

Общественное мнение

  • «Почему не решаем земные проблемы?»
  • Экологические протесты против rectenna-станций
  • NIMBYизм при размещении приёмников

Перебои с поставками «витаминов»

«Витамины» (электроника, редкоземы, оптика) составляют 1-3% массы роботов/заводов, но обеспечивают 100% управляющей функциональности. Вся цепочка репликации зависит от непрерывного импорта с Земли.

Сценарий Длительность Последствие
Региональный конфликт срывает запуски 6-12 месяцев Рост замедляется, существующие заводы работают на запасах
Крупный геополитический кризис (война, санкции) 1-3 года Строительство новых заводов останавливается; существующий Рой продолжает работать
Полная изоляция от Земли 3+ лет Репликация прекращается; Рой доставляет энергию, но не может расти

Ключевое отличие от других мегапроектов: Когда Рой достигает критической массы (~100+ заводов, ~1000+ зеркал на орбите), доставка энергии продолжается даже без импорта с Земли. Перебои замедляют рост, но не уничтожают результат.

Меры снижения:

  1. Стратегический запас витаминов на Меркурии (на 2+ года) — ~50-100 т на пике
  2. Диверсификация поставщиков — чипы, редкоземы и оптика из США, Китая, Европы, Индии, Японии (без зависимости от одной страны)
  3. R&D по местной электронике (долгосрочно) — простые управляющие схемы из меркурианского кремния (TRL 2-3; Blue Alchemist демонстрирует очистку Si из реголита до >99.999%)
  4. Модульная деградация — заводы могут извлекать витамины из списанных роботов Gen-1 и использовать в новых Gen-2

Неопределённости

Требуют дополнительных исследований:

  1. Влияние гравитации Венеры на орбиты роя — не смоделировано
  2. Алюмотермия в вакууме — лабораторные данные, промышленный масштаб не доказан

См. также