Когда начнется колонизация космоса?
Уровень развития современных технологий позволяет предположить, что активная колонизация космоса начнется не ранее 2030-х годов. NASA заявляет, что в течение шести лет у него будет возможность создать лунную колонию. Но в настоящее время конкретных планов пока нет. Роскосмос утверждает, что к 2030 году им будет создан лунный форпост. Космические агентства Китая и Европы тоже ведут разговоры о создании лунной базы.
Основание колонии на Марсе дело намного более сложное. Небольшая голландская компания Mars One утверждает, что отправит первых людей к Марсу в 2032 году. Но мало кто из космических экспертов считает, что это возможно. Илон Маск, глава SpaceX, планирует оправить два беспилотных грузовых корабля на Красную планету в 2022 году. Еще четыре отправятся туда в 2024 году. И два из них будут укомплектованы экипажем. Маск заявляет, что хочет, чтобы Mars Base Alpha для первых колонистов была создана к 2028 году. Планы НАСА предусматривают осуществление пилотируемого полета к Марсу и обратно в 2033 году. А высадку на планету в 2039 году.
Зачем нужна колонизация космоса?
Есть много практических причин для создания лунной базы. Частные компании могли бы добывать там золото, платину, редкие металлы и гелий-3. Лунный форпост позволил бы ученым заниматься радио- и оптической астрономией вдали от земного шума и светового загрязнения. Причины колонизации Марса более романтичны, хотя некоторые провидцы утверждают, что это вопрос необходимости.
Маск и покойный астрофизик Стивен Хокинг заявляли, что колонизация космоса является обязательным условием для выживания нашего вида. Она дает нам некоторую страховку в случае массового астероидного удара, ядерной войны или экологической катастрофы. «Когда нас настигнут подобные кризисы, нам придется колонизировать космическое пространство, — говорил Хокинг.
Куда мы пойдем в первую очередь?
Луна, что очевидно, будет нашим первым объектом. Чтобы достичь ее требуется всего несколько дней. И такая близость позволяет осуществлять связь с ней в режиме реального времени. Луна имеет всего одну шестую гравитации Земли. И это может помочь тяжелым космических кораблям стартовать с ее поверхности к далеким планетам. Именно с Луны выгоднее всего запускать экспедиции в сторону Марса.
Тем не менее гораздо больший интерес вызывает колонизация Марса. Несмотря на длительные перелеты, требующие не менее семи месяцев, и другие серьезные проблемы с логистикой. Красная планета долгое время занимала особое место в человеческом воображении. «Для меня Луна такая же скучная, как шар из бетона», — сказал астрофизик НАСА Крис Маккей. «Но у нас не будет исследовательской базы на Марсе, пока мы не научимся делать это на Луне».
Могут ли люди жить на Марсе?
Теоретически да. Марс имеет много воды. Но вся она сосредоточена в полярных ледяных шапках, атмосферном паре и подземных озерах. Но проблема заключается не только в доступе к ней. Ее еще нужно сделать пригодной для питья. То же касается и кислорода. Тонкая атмосфера Марса состоит в основном из углекислого газа. И ученые разработали машины, которые могут отделять атомы кислорода от CO2. Это поможет обеспечить достаточным количеством кислорода космонавтов или колонизаторов.
Пищу можно выращивать под искусственным светом из генетически модифицированных растений. Нам также понадобятся благоприятные для человека среды обитания. NASA наняло американскую компанию Made in Space для разработки специальных трехмерных принтеров. Они могли бы построить часть того, что нам нужно, из местных ресурсов.
Сколько это будет стоить?
Много. По оценкам НАСА, строительство лунной станции обойдется примерно в 10 млрд. долларов США. Примерно столько стоит авианосец. Что касается Марса, любая цифра является чисто гипотетической. Поскольку необходимых технологии еще существует. «Прямо сейчас мы не сможем отправиться на Марс даже имея неограниченное финансирование», — говорит Маск.
Тем не менее есть один задел для снижения стоимости космических путешествий и колонизации — это многоразовые ракеты. И SpaceX добилась больших успехов на этом фронте.
Что нас ждет на Марсе и Луне?
Безвоздушная Луна не очень гостеприимна. Дневные лунные температуры достигают 127 градусов Цельсия под прямыми солнечными лучами. А ночью опускаются до минус 173. На Марсе относительно мягкий климат. Он прогревается до плюсовых температур в течение дня. И охлаждается до минус 120 градусов ночью. Марс имеет около 38 процентов земной гравитации — это лучше, чем невесомая среда космоса. Но все такие условия потенциально могут повредить мышцы, кости и мозги колонистов.
Солнечная радиация — вот основная проблема на Марсе. Без защитного одеяла плотной атмосферы Земли космонавты получат там дозу облучения в 100 раз больше земной. И ученые пока не знают как решить эту проблему.
Также не стоит сбрасывать со счетов человеческий фактор. Длительное пребывание вдали от дома может вызвать депрессию и конфликт между колонистами.
Другая порода людей
Если колонизация космоса когда — нибудь успешно начнется, есть шанс, что ее будут осуществлять существа, отличные от людей. Кэмерон Смит, антрополог из Университета Портленда, предположил, что изолированные колонии смогут развить уникальные языки и культуры — и, возможно, новые биологические черты — всего за 300 лет. Он считает, что в конечном итоге популяция марсианских колонистов может эволюционировать в существа, адаптированные к микрогравитации, высокой радиации и другим условиям. Также существует вероятность того, что они смогут даже генетически разрабатывать новые органы. Это позволит им соответствовать условиям окружающей среды.
Колонизация космоса — это неизбежное следствие непрерывного развития нашей цивилизации. Нам придется осваивать космос, чтобы обеспечить собственное выживание. Ведь ресурсы Земли не безграничны. И когда — нибудь, может через 50 или 100 лет на Марсе появятся первые марсиане…
Источник
Будущее космической колонизации — терраформирование или орбитальные космические поселения?
Если люди решат колонизировать Солнечную систему, что будет лучшим способом сделать это? Поселиться на планетах, где требуется работа изменением окружающей среды, или строить гигантские станции в космосе, способные удовлетворить все наши потребности?
По некоторым данным, будущее человечества находится в космосе. В дополнение к предложениям таких стран, как Китай, которые объявили о планах создания аванпоста на Луне уже в следующем десятилетии, некоторые частные аэрокосмические компании заявили о намерении совершать регулярные рейсы на Луну и за ее пределы.
В течение нескольких поколений люди фантазировали о времени, когда люди могли бы жить на Луне или Марсе. А со всеми событиями, которые произошли в последние десятилетия, мы приближаемся к точке, когда некоторые из этих идей могут стать реальностью.
Возникает вопрос: как люди будут жить в космосе в течение длительного времени? Должны ли мы «пускать корни» на других планетах и изменять их и/или самих себя, чтобы обеспечить наше выживание там? Или мы должны стремиться к созданию орбитальных космических поселений с микроклиматом и искусственной гравитацией?
Во время семинара Planetary Science Vision 2050, который состоялся в феврале 2017 года в штаб-квартире НАСА в Вашингтоне, ученые со всего мира собрались, чтобы поделиться исследованиями и идеями о будущем человечества в космосе.
Именно здесь Валерий Яковлев — астрофизик и гидрогеолог из Лаборатории качества воды в Харькове, Украина, представил доклад под названием «Терраформирование Марса — неправильный путь».
Он утверждал, что вместо того, чтобы колонизировать и трансформировать различные объекты Солнечной системы, человечество должно создавать космические поселения.
Рассматривая идею создания постоянной колонии на Марсе, он заявил, что:
«Радикальным препятствием для этого является то, что люди не могут жить в условиях пониженной гравитации Луны и Марса, находясь в своих земных телах, по крайней мере, в ближайшие десятилетия.
Если путь освоения космоса заключается в создании колонии на Марсе и, более того, в последующих попытках терраформировать планету, это приведет к неоправданной потере времени и денег и увеличит известные риски человеческой цивилизации».
Причина этого, по словам Яковлева, заключается в том, что поверхностные места обитания и терраформирование не решают основных проблем колонизации космоса.
Опасности жизни в космосе
Посмотрим правде в глаза, есть множество опасностей, когда речь идет о жизни в космосе. Помимо необходимости жить в запечатанной жестяной банке, которая является единственной преградой между её обитателями и вакуумом космоса, есть также множество вещей, способных вас убить.
Микрометеороиды представляют собой одну из опасностей. Эти мелкие частицы космического мусора могут представлять угрозу для работы космического корабля на орбите Земли. Хотя они крошечные и весят менее грамма, они могут достигать огромных скоростей и создавать значительную силу удара.
Средняя скорость микрометеороидов относительно космического корабля на орбите составляет около 10 км/с, что составляет 36 000 км/ч. В то время как отдельные удары вряд ли повредят скафандр или корпус космического корабля, длительное воздействие может вызвать значительный износ.
Также опасность представляет радиация в космосе. Благодаря атмосфере Земли и ее защитному магнитному полю, люди защищены от неё.
Однако космонавты подвергаются воздействию гораздо более высоких уровней солнечной радиации и галактических космических лучей. Согласно исследованиям НАСА, космонавты на борту Международной космической станции (МКС) в течение шести месяцев подвергаются воздействию доз ионизирующего излучения в диапазоне от 50 до 2000 мЗв. Эти и другие исследования установили верхний предел в 500 мЗв в год для космонавтов, что является самой высокой годовой дозой, при которой не наблюдалось увеличения частоты возникновения рака у людей.
Однако длительное воздействие значительно увеличивает риск острой лучевой болезни, рака, повреждения центральной нервной системы, повышенного риска дегенеративных заболеваний, генетических повреждений и даже смерти.
Долгосрочные эффекты низкой гравитации
На Земле сила тяжести равна 9,8 метра в секунду. Это означает, что любой объект, находящийся в свободном падении к поверхности, ускоряется со скоростью 9,8 метра за каждую секунду падения.
Длительное воздействие микрогравитации, которое космонавты испытывают на орбите или более низкие уровни гравитации могут оказать пагубное воздействие на все живые существа, эволюционировавшие в гравитации Земли.
Помимо потери плотности мышц и костей, исследования показали, что длительные полеты в космос приводят к снижению функции органов, зрения и даже генетическим изменениям. В настоящее время совершенно неизвестно, сможет ли медицина противодействовать этим эффектам.
Возникает вопрос, почему бы просто не создать среду обитания, способную создавать привычную земную гравитацию? Мало того, что её обитатели не будут нуждаться в медицинском вмешательстве для предотвращения физиологических изменений, они также смогут иметь детей в космосе, не беспокоясь о влиянии на них микрогравитации.
Преимущества над поверхностными колониями
Космические колонии имеют свои плюсы и минусы. Но по сравнению с созданием колоний на поверхности планет есть ряд действительно выгодных преимуществ.
Вращающиеся космические станции смогут имитировать гравитацию Земли. Это устранило бы беспокойство по поводу долгосрочных последствий для здоровья низкого уровня силы тяжести и дало бы колонизаторам больше шансов иметь детей без необходимости полагаться на медицину или искусственные методы.
Радиационная защита также может быть обеспечена путем усиления внешних стен станции радиационно-стойким материалом. Дополнительное экранирование может быть обеспечено путем создания магнитного поля.
Орбитальные космические поселения могут также обеспечить большую гибкость, когда дело доходит до места расположения колонии. Они могут быть построены на орбите вокруг Земли, Луны, Марса или, возможно, даже иных объектов Солнечной системы.
Проблемы создания орбитальных космических поселений
Конечно, ни одно обсуждение орбитальных космических поселений не будет полным без упоминания множества проблем, с которыми они столкнутся. Как и любое мероприятие по колонизации пространства за пределами Земли, наиболее очевидным является стоимость.
Чтобы построить орбитальное космическое поселение на орбите вокруг Земли, потребовалось бы значительное количество строительных материалов, топлива и строительных роботов. В то время как разработка повторно используемых транспортных средств привела бы к значительному сокращению затрат на запуск, отправка всех необходимых материалов и оборудования на орбиту все равно обойдется в гигантские суммы.
Возможным решением было бы использовать материалы с Луны или иных объектов, применяя роботизированные зонды. Затем они могут быть доставлены на околоземную орбиту для переработки в строительные материалы и сборки с использованием строительных роботов. Но для создания этих роботов все также потребуется отправка материалов и оборудования в космос. Затраты становятся тем более запредельными, чем дальше эти места обитания будут расположены.
Дорога в будущее?
Однако есть еще одно преимущество создания орбитальных космических поселений. Хотя первоначальные инвестиции для их создания были бы огромными, эти места обитания могли бы служить ступеньками для путешествия к более отдаленным местам.
По сути, наличие подобных поселений между Землей и Луной будет означать, что космический корабль может быть создан на орбите с использованием материалов, собранных в космосе. Стартовать корабли смогут также с поверхности этих поселений, вместо того чтобы взлетать с Земли. Это будет означать значительное сокращение количества запусков с Земли, не говоря уже о количестве топлива, необходимого для выполнения миссий в дальнем космосе.
С орбиты роботизированные космические корабли и экипажи могут быть потенциально отправлены на Марс, в Пояс Астероидов, и даже во внешнюю Солнечную систему для создания дополнительных мест обитания с использованием материалов, собираемых на месте.
Чем больше мест мы «заселим» орбитальными космическими поселениями, тем легче будет расширить присутствие человечества в Солнечной системе. Однако маловероятно, что будущие поколения предпочтут один вариант другому.
В конце концов, представляется более реалистичным предположить, что места обитания в космосе могут способствовать распространению людей во Вселенной, что включает в себя, в том числе и поселения на других планетах.
Источник