Колонизация вселенной. Колонизация космоса — проблемы и перспективы Астероиды и малые планеты
Как колонизировать Марс?
«Заводя речь о колонизации Марса, надо иметь в виду то, что:
Марс находится очень далеко;
На Марсе ничего не добывают и не производят;
Там нет подходящей для нас атмосферы;
Еды там не найти;
Марс слабо защищён от космического и солнечного излучения.
С решением первой, транспортной, проблемы связано решение всех остальных. Колонизировать и индустриализировать Сахару гораздо проще, чем Марс, потому что полёты на другую планету обойдутся очень дорого. Доставка оборудования на Марс стоит десятки тысяч долларов: нужно быть уверенным в том, что каждый грамм груза будет полезен и что с ним ничего не случится по пути. Из-за этого стоимость R&D взлетит до небес. Получается, разобраться с остальными проблемами - та ещё задача.
Если решить вторую проблему, то это облегчит решение всех остальных. Первый шаг перед колонизацией Марса - это создание инфраструктуры, которая позволит первым поселенцам сразу начать добывать ресурсы. Необходимо налаживать производства металлов, камней, стекла и пластика. Надо обзавестись атмосферой, подходящей для жизни, а это довольно проблематично из-за её состава. Придётся перевезти кислород, аргон и азот - с последним особо сложно, потому что получить его в нужном количестве не так просто. Людям не обойтись на Марсе без промышленного комплекса: из добытых ресурсов нужно будет изготавливать солнечные батареи, теплицы, средства передвижения, лампочки, кровати, стулья, оборудование, а также построить жильё. В идеале всё это должно работать, как только первый поселенец ступит на Марс.
Первым поселенцам понадобится какая-нибудь защита, иначе они будут страдать от рака намного больше землян
Имея на планете действующую инфраструктуру, решить третью проблему - неподходящую атмосферу - будет намного проще. Конечно, можно завезти с Земли немного воздуха, но это дорого и довольно бессмысленно для колонизаторов: на всю жизнь им его попросту не хватит. Решить эту проблему - одна из главных задач миссии «Марс-2020».
Атмосфера Марса неплотная и уступает по этому показателю атмосфере Земли в 150 раз. В ней очень много углекислого газа, из-за чего она, по сути, ядовита для человека. Чтобы изменить баланс и добиться концентрации кислорода порядка 20 %, потребуются огромные затраты. Другое дело, если инфраструктура уже выстроена - тогда это не так сложно. Также необходим инертный газ, благодаря которому из-за каждой шальной искры ничего не будет взрываться. На Земле эту роль исполняет азот, но его в атмосфере Марса только 2 %. А значит, приличную часть атмосферы Марса надо перевести в жидкое состояние, а затем разделить сгущённые газы. Чтобы добиться этого, атмосферу придётся охладить. Звучит затратно? Это действительно так. Сделать Марс пригодным для жизни непросто.
На Марсе больше аргона, чем азота, и мы можем воспользоваться в первую очередь им. Но чтобы решить четвертую проблему, нехватку продовольствия, нам нужно посадить растения, а им требуется азот - или, по крайней мере, микроорганизмам, расположенным на них. Стоит решить первые две проблемы, как четвертая становится сравнительно несложной. Всё, что необходимо, - это построить много теплиц. К сожалению, Марс расположен очень далеко, там холодно, а потому возводить на его поверхности герметичные застекленные теплицы - не лучший вариант. Марс получает в два раза меньше солнечного света, чем Земля, так что, возможно, из-за пятой проблемы - излучения - лучше строить всё под землей.
Плотная атмосфера и сильное магнитное поле Земли сдерживают излучение, у Марса этого нет. Первым поселенцам понадобится какая-нибудь защита, иначе они будут страдать от рака намного больше землян. К сожалению, из-за этого жить марсианам придется под землёй. Если вы мечтаете о том, как будете выглядывать в окно и любоваться красными пейзажами, то вам придётся смириться с тем, что реальность окажется менее романтичной - хотя бы до той поры, пока терраформирование не перейдет в активную стадию».
Недавно наш сайт посетил автор масштабного труда, являющийся доктором РАЕН, академиком Международной академии авторов научных открытий и изобретений. Ныне пенсионер. Этот человек, отдавший многие годы своей жизни развитию отечественной науки, но у нас на Родине, к сожалению, почти неизвестный, подверг критике многие статьи, содержащиеся у нас на сайте, которые были нами процитированы. Надо отдать должное — большинство статей основаны на исследованиях зарубежных авторов при всём том, что наши отечественные учёные практически неизвестны. Мы решили восполнить этот пробел, тем более что у нас появилась такая замечательная возможность.
Золотухин В. А. Колонизация космоса: проблемы и перспективы. Тюмень: Издательство Тюменского государственного университета, 2003.
Из рецензии В. Д. Шантарина, (доктора технических наук, профессора, академика МАНЭБ, МААНОИ, РАЕН, РАНТ) :
«Представленная на суд читателя книга относится к научно-популярной литературе. Книга содержит информацию, представляющую интерес для специалистов, работающих в сфере освоения космоса, прежде всего, нетривиальными подходами к широкомасштабной колонизации Солнечной системы. Автор наследует и развивает идеи, некогда сформулированные К. Э. Циолковским. Предлагаемые в книге пути решения некоторых так называемых «глобальных проблем» (в том числе экологических) заслуживают пристального внимания общественности. Второе издание выгодно отличается от первого приведением аргументов и документов, подтверждающих состоятельность подходов автора. Книга может рекомендоваться студентам географической (экологической) специальности в качестве дополнительной литературы .»
Предисловие
О чем эта книга? Какие мысли выносит на суд читателя автор, что можно почерпнуть, ознакомившись с ее содержанием? Эта книга о космосе, но не о том абстрактном «космосе», из которого «подпитываются энергией» современные шаманы, а о физическом пространстве, окружающем Землю и простирающемся в бесконечность. И все же главная тема книги не космос, а ресурсное обеспечение человечества на ближнюю, среднюю и весьма отдаленную перспективу. Какими ресурсами? Это: сырье, энергия, пространство, рекриационный потенциал и многое другое. Современная цивилизация столкнулась с рядом так называемых «глобальных проблем», которые угрожают существованию человечества. В данной книге показаны пути решения проблем, хотя, конечно, далеко не всех.К сожалению, общественное сознание последних десятилетий не занято серьезными научными прогнозами будущего. Преобладают вненаучные «гадания» или же спекулятивные оценки. Этот вывод напрашивается из анализа публикаций, содержащих планы решения проблем, а не деклараций успокаивающих публику. Парадигма развития цивилизации на базе существующих или слегка усовершенствованных технологий заводит в тупик, но также бесперспективно беспочвенное фантазирование. Автор попытался пройти между двумя этими крайностями, умышленно избегая некоторых канонов научного изложения, предназначая книгу широкому кругу читателей. Вместе с тем, все идеи и изобретения, содержащиеся в книге, не противоречат законам физики. Тот, кому потребуется математическое обоснование выводов, может вооружиться справочниками и проверить результаты расчетов.Данная книга является вторым изданием и практически повторяет первое, опубликованное в сентябре 1997 г. в издательстве «Интеркузбасс» г. Новокузнецк. Во втором издании исправлены грамматические ошибки, вкравшиеся в первое издание ввиду несостоявшегося редактирования. Все существенные дополнения выделены отдельным шрифтом и включены в текст в конце глав. Такой порядок изложения дает читателю возможность оценить динамику развития идей, ранее сформулированных автором. Автор еще раз демонстрирует убежденность в правоте (основание для этого есть), отстаивая свои идеи и изобретения в первоначальной формулировке.
Введение
Идея колонизации космоса привлекала многих ученых и мыслителей, некоторые ограничивались только замечаниями и соображениями по поводу колонизации, другие основательно разрабатывали эту тему. Следует заметить, что задача колонизации космоса рассматривалась не столь широко, как просто путешествия в космическое пространство. Стоит назвать таких серьезных исследователей этой проблемы, как основоположника коcмонавтики К. Э. Циолковского, О‘Нейла, Гетланда и Дайсона.Наибольший вклад в исследование проблемы колонизации внес К. Э. Циолковский, в своих трудах еще на рубеже XIX и XXвв. он рассматривает возможность колонизации космоса. Хотя сейчас, в конце XX века, многое видится иначе, так как наука и техника продвинулись далеко вперед, появились дополнительные возможности.
Вместе с тем, исследователи последних десятилетий не могут полностью овладеть проблемой, зачастую отсутствует системный подход, многие из разработчиков являются рыцарями одной-двух идей и все. В результате получаются нереализуемые прогнозы и нереальные конструкции. Всем исследователям и энтузиастам колонизации космоса необходимо понимание того, что это колоссальная по сложности и многомерности проблема, здесь важна система, включающая массу изобретений и проектов, а не единичные предложения и идеи. Прежде, чем приступить к последовательному изложению проблемы колонизации космоса и подходов к ее решению, следует ответить на принципиальный вопрос - необходима ли колонизации вообще, есть ей альтернатива или нет.
На сегодняшний день существует противоречие между растущими потребностями все возрастающего численно населения Земли и быстро сокращающейся ресурсной базой. Думаю, многие знакомы с тревожными данными статистики по вырубке лесов, исчезновению многих видов рыб, добыче полезных ископаемых, запасы которых не бесконечны. Попытки мирового сообщества переломить эту тенденцию, в большинстве случаев, ограничиваются декларациями.
Видимо, от отчаяния перед надвигающейся угрозой гибели цивилизации многие интеллектуалы кинулись строить прогнозы и давать рекомендации, одна экзотичнее другой.
Чего стоит призыв быстро, в течение одного поколения, сбросить демографические показатели до 0,5–1 млрд. человек. Хотелось бы, чтобы авторы подобных идей внятно и честно объяснили, на каких принципах они будут реализовывать демографический сброс и какие критерии отбора «лишних людей» (по социальным, национальным или иным признакам). Не правда ли, что-то подобное в истории уже было? Любопытно то, что в некоторых влиятельных политических кругах эту идею воспринимают всерьез, и хочется предостеречь авторов, так как подобное решение проблемы приобретет неуправляемый характер. В результате кривая демографического сброса гарантированно проскочит цифру 0,5-1,0 млрд. и остановится на нуле. А моральная сторона этого вопроса вообще не соответствует принципам человеческого общежития.
Есть и еще модели развития, исключающие экспансию в космос. Например, призыв к аскетизму и возвращению к своим корням, природе. Хотя в этом есть рациональное зерно, но данная модель не решает проблему в целом и может служить как вспомогательная в комплексе с другими, например со стратегией развития экологически чистых технологий. Кроме того, таким способом можно отодвинуть и смягчить ряд глобальных кризисов, но, к сожалению, не решить их.
Отдельно стоит рассмотреть демографический взрыв в развивающихся странах. Если сохранятся существующие тенденции, то не помогут самые решительные меры по оказанию помощи и регулятором численности людей выступит голод.
Весьма существенно то, что динамика нарастания глобальных проблем явно опережает предпринимаемые меры, парирующие их тревожный рост, к тому же многие из них неэффективны.
В сложившейся ситуации требуются неординарные подходы, например:
1. Революционный переход на экологически чистые технологии, базирующиеся на использовании дешевой и чистой энергии.
2. Резкое увеличение ресурсной базы человечества по многим составляющим, в том числе контролируемого и освоенного пространства.
Обе задачи не противоречат друг другу и гармонично сочетаются в рамках стратегии космической экспансии и колонизации.
Итак, только широкомасштабная колонизация космоса в сочетании с некоторыми ограничениями потребления и экологической культурой способна радикально решить проблемы человечества и обеспечить его будущее.
Подобные подходы были осмыслены еще К. Э. Циолковским, но в последние десятилетия пассивно-паническое наблюдение за ростом глобальных проблем исказили это ясное понимание ситуации. Атмосфера безысходности, вызываемая предчувствием приближающихся катастроф без должного их парирования, деформирует общественное сознание и создает психологическую напряженность в обществе. Все эти отрицательные явления, окружающие нас в последние годы (колдуны, маги, предсказатели и пророки), имеют определенную почву - подсознательное ощущение тупика. Но тупик исчезает, как только открывается перспектива космической колонизации.
Определившись с вопросом о неизбежности и необходимости колонизации космоса, следует подумать о последовательности и очередности выполнения задачи. Программа должна быть сформирована таким образом, чтобы реализация ее не легла тяжким бременем на мировую экономику. Уже на промежуточных этапах осуществления колонизации космоса можно получить ощутимый экономический эффект за счет внедрения новых революционных технологий, способных подтолкнуть развитие мировой экономики.
Работая над заявленной проблемой, я убедился, что для ее решения необходим, в первую очередь, универсальный и мощный энергоисточник, способный стать энергетической базой программы колонизации.
И второе требование для успешного решения задачи - исключение проектов, противоречащих законам физики.
При разработке программы колонизации космоса в качестве энергетической базы выступает термоядерный реактор, работающий на синтезе гелия из тяжелых изотопов водорода. Данный способ экологически чист, исходным сырьем является вода, включающая дейтерий, конечный продукт - гелий, инертный газ и радиационнопассивный элемент.
Сырьевая база термоядерной энергетики практически не ограничена: Мировой океан Земли и кометное облако Оорта. Взорваться настоящий термоядерный реактор не может в принципе, так как в зоне реакции находится микроскопическое количество реагента. Мною предложена концепция реактора инерционного типа (первая заявка во ВНИИГПЭ от 05.06.84). Установка компактна; энергия преобразуется в электрическую наиболее эффективными методами, высокий КПД; параметры стабильны; нет проблемы неустойчивости и по реализуемости, как выясняется, превосходит «Токамак» и прочие конкурирующие схемы.
Суть концепции кратко изложена в аннотации, сопровождающей заявку на изобретение.
Инерционный термоядерный реактор Золотухина В. А. относится к термоядерной энергетике.
Целью изобретения является управляемый термоядерный синтез с высокоэффективным преобразованием энергии в электрическую.
В устройстве применяется в качестве энергии инициации ударная волна, генерируемая магнитострикционным генератором солитонов, в качестве мишени - кавитационная полость, образующаяся под воздействием ультразвука. Реакция имеет вид микровзрыва и происходит в камере, заполненной электропроводящей жидкостью.
Предусмотрено преобразование энергии в МГД-генераторе и Виллари-преобразователе, а также имеются: система охлаждения, сепаратор, клапан выпуска газов, насос, при этом все устройство компактно.
К сожалению, в 1984 г. не удалось преодолеть обструкцию экспертов ВНИИГПЭ, сторонников системы «Токамак», хотя новизна идеи не оспаривалась. К 1997 г. появилось уже достаточно подтверждений моей правоты, только сейчас подошли к тому, о чем говорилось еще в 1984 г.
Первая глава настоящей книги посвящена описанию проекта инерционного термоядерного реактора и доказательствам его возможной реализации.
Решив основной вопрос по энергетической базе программы колонизации космоса, перейдем к следующему базисному изобретению, без которого немыслима широкомасштабная колонизация (кибернетическая реплицирующая субстанция на множестве унифицированных модулей).
Предполагаемые масштабы астроинженерной деятельности таковы, что с традиционными технологиями нет смысла даже пытаться их выполнить, объемы работ исчисляемые триллионами тонн в конструкциях, невыполнимы «космонавтами с паяльниками». Требуется сверхмощное средство, которое обладает соответствующей энергетикой (термоядерной) и набором механических и физических качеств. Именно таким средством призвана стать кибернетическая реплицирующая квазиорганическая субстанция на множестве унифицированных модулях (КС).
Прежде, чем приступить к изложению сути кибернетической субстанции, следует сделать ряд оговорок принципиального характера.
Во-первых, кибернетическая субстанция - мощнейшее средство астроинженерной деятельности - может стать очень серьезным оружием, намного опаснее ядерного. Поэтому вся деятельность по проектированию, созданию и эксплуатации КС должна находиться под строгим международным контролем. Если полтора-два десятилетия назад государство, тайно создавшее кибернетическую субстанцию, в целях мировой гегемонии, имело шанс на успех, то сейчас это исключено, так как современная научная мысль с разных сторон весьма близко подошла к идее КС и разработка ее в одной стране повлечет к аналогичным работам в других государствах. Подобное соперничество, ориентированное на военное применение КС, неизбежно приведет к созданию мощных свойств самозащиты КС, вплоть до неуязвимости, что очень опасно, субстанция может стать неуправляемой.
Именно по этой причине первым и важным условием использования КС является целенаправленное создание в ней нескольких уровней уязвимости для управления, а в некоторых гипотетических случаях, и для подавления вышедших из повиновения частей КС.
Нельзя допустить повторения гонки вооружения, возникшей с изобретением ядерного оружия, на этот раз все может оказаться гораздо серьезнее и опаснее.
Во-вторых, когда речь идет о международном контроле, то подразумевается контроль в интересах всего человечества. Политические конструкции в интересах «золотого миллиарда» «особо приближенных к богу» наций не отражают интересов всего человечества, и в данном вопросе подмена недопустима.
Не открою ли я «ящик пандоры», инициировав работу над КС? Несовершенное общество и предлагаемый мощнейший инструмент, потенциально способный стать оружием невиданной силы и, что еще опаснее, преследующим свои интересы, с одной стороны, и срочная необходимость найти решение спасения человечества, с другой стороны.
То обстоятельство, что человечество практически уже подошло к формулированию КС, окончательно убедило меня, что публикации идеи КС, с изъятием некоторых сторон данной проблемы, которые обнародовать пока преждевременно, будет полезна и оправдана хотя бы в качестве предупреждения и призыва к бдительности.
Вторая глава настоящей книги посвящена кибернетической субстанции: изготовление, размножение (репликация), практическое применение, особенности, свойства, техника безопасности при эксплуатации и последствия развертывания.
Следующая крупная проблема, исследуемая в книге,- космический транспорт. Наиболее узким местом транспортной системы от поверхности Земли до окраин Солнечной системы является вывод полезных грузов на орбиту. Я предлагаю магнито-плазменный способ вывода полезных грузов от Земли до геостационарной орбиты. Задача, конечно, колоссальна по своим масштабам, но с использованием технологий КС ее можно относительно быстро решить и в течение 10 лет задействовать в рабочем режиме.
Чрезвычайно важно то, что в процессе эксплуатации магнито-плазменной системы вывода полезных грузов (МПС) попутно решится:
а) регулирование глобальных климатических процессов;
б) восстановление озонового слоя атмосферы Земли, контроль и управление его состоянием;
в) уничтожение (обжигание плазменной струей и сублимация) многочисленного мусора на земных орбитах;
г) удаление с Земли радиоактивных отходов, наработанных в ядерных реакторах деления;
д) создание «водородной экономики» - массового производства водорода как химического энергоносителя на станциях электролиза, использующих некоторый энергетический избыток магнито-плазменной системы.
Магнито-плазменный способ, развернутый в систему, ресурсно обеспечен на период эксплуатации до сотен тысяч лет без вредных экологических последствий и позволяет ежегодно выводить на геостационарную орбиту несколько миллиардов пассажиров и многие сотни миллионов тонн полезных грузов.
В третьей главе книги рассматриваются многочисленные аспекты магнито-плазменного способа вывода полезных грузов на геостационарную орбиту, развернутого в глобальную систему.
В следующем разделе освещается транспортная тема в космическом варианте - межпланетные транспортные системы. Подробно показаны конструктивные особенности крупнейших транспортных средств - межпланетных лайнеров и особенности их функционирования в процессе эксплуатации.
Значительный раздел книги излагает идею Больших космических колоний: как универсальных конструкций, рассчитанных на 1–2 млн. человек, так и специализированных (эдем, океан). Массовое строительство и заселение колоний и есть процесс колонизации космоса. Как показывают расчеты, используя менее 10% материала астероидов и некоторых спутников планет-гигантов можно построить около 10 тысяч колоний, размещенных, в основном, в поясе астероидов. Гигантские колонии всех типов возможно создать только,используя основные мощности кибернетической субстанции самого высокого уровня консолидации (массоразмеров).
Приведенные в книге конструкции выгодно отличаются от прототипов (О‘Нейла, Гетланда, Дайсона) проработанностью деталей, обоснованностью выбранной концепции, соразмерностью параметров, учетом внешних факторов зоны размещения, перспективой развития, согласованностью с возможностями транспортной системы.
Конструктивные особенности колоний, в сочетании со всей инфраструктурой колонизированной Солнечной системы, позволяют обеспечить комфорт и психологическое равновесие всем их обитателям. Общий уровень комфорта и диапазон вариаций среды обитания намного превзойдет земные стандарты.
На самом деле, в одном обитаемом комплексе можно легко переместиться от нормальной эквигравитации (центробежная сила, g~1,0) до практической невесомости (малый Эдем), от предельной защищенности, практически километровой брони, до структур открытого космоса.
Большая обитаемая колония благодаря гигантским размерам своей ландшафтной зоны, 25 тыс. км2, станет объектом с естественной циркуляцией живого мира с полным набором жизнеспособных биоценозов. Конструктивное решение колоний предполагает хорошую защиту от негативного влияния космоса и исключает неконтролируемый мутагенный процесс. Таким образом, человек не только сам себе проложит путь в бесконечный космос, но и поведет за собой живой мир Земли, т. е. колонизация этически оправдана с позиции ответственности перед живым миром и жизнью как таковой.
Предлагаемые инженерные решения, положенные в основу колонизации, найдут применение не только при освоении Солнечной системы, но и в трансзвездной экспансии.
На самом деле вероятность нахождения планет с благоприятными для человека условиями очень мала. Если все же удастся найти вблизи какой-либо удаленной звезды планету с подходящими параметрами, то она, скорее всего, будет «занята» аборигенами любого гипотетического уровня развития, и даже при весьма примитивном уровне развития местной жизни человечеству вряд ли будет позволительно замещать эту местную флору-фауну. Другое дело, множество звездных систем с подходящим сырьем для развития кибернетической субстанции от зародыша и до строительства колоний.
Перестраивать целые планеты? В отдельных случаях это может быть оправдано, однако в большинстве случаев значительно проще будет формировать среду обитания по модели строительства колоний, тем более, что спектр центральной звезды практически всегда будет отличен от спектра Солнца (как и другие характеристики).
Самым важным вновь приобретенным качеством человеческой цивилизации эпохи колонизируемого космоса будет устойчивость, снимается угроза гибели человечества от каких-либо глобальных катаклизмов. Например, в результате вспышки сверхновой звезды вблизи Солнечной системы.
Во-первых, это явится следствием диверсификации среды обитания. Во-вторых, в руках у людей появятся могучие средства, способные предупредить ряд потенциальных угроз. Например, появится возможность отклонения астероида, опасно направляющегося на «встречу» с Землей. Диверсификация среды обитания на множестве колоний (до 10 тысяч) позволит, в некоторых случаях, обеспечить жесткий биологический карантин при возникновении смертельно опасной пандемии. Человечество как вид становится практически неуязвимым, бессмертным.
В пятой главе идет изложение многих аспектов колоний и колонизации.
Далее рассматриваются вопросы ресурсного обеспечения цивилизации уровня колонизированной Солнечной системы, что характеризуется огромным ростом годовой кратности по жизненно важным составляющим. Этот эффект обусловлен переходом на качественно новые технологии, ресурсное обеспечение которых на много порядков больше ранее используемых (даже с учетом роста ежегодных количественных показателей). Современное обеспечение земной цивилизации по ряду показателей (нефть, газ, медь) не превышает нескольких десятилетий. Ресурсное обеспечение нашей цивилизации на стадии колонизации Солнечной системы превысит миллион лет, а с учетом трансзвездной экспансии ресурсное обеспечение стремится к бесконечности. Таким образом, можно ликвидировать важнейшую из глобальных проблем человечества.
Последней темой книги являются социальные, экономические и политические проблемы, связанные с колонизацией космоса:
Анализ факторов, которые могут оказать влияние на подходы к реализации программы;
Философское обобщение тенденций, делающих экспансию человечества в космос неизбежной;
Футурологический прогноз развития цивилизации по важнейшим характеристикам;
Варианты дальнейшей эволюции человечества.
" title="Биосфера">
Биосфера под куполом - первый шаг к заселению безжизненных миров. Картина немецкого художника Карла Рёрига «Биосфера». Фото: AKG/EAST NEWS
Мы вступили в космическую эру, твердо веря в обещанные фантастами яблони на марсе. Но космос встретил нас негостеприимными, непригодными для жизни ландшафтами. Можно ли приспособить для человека чужие миры и сделать их хоть немного похожими на землю?
20 лет назад вышел в прокат фантастический боевик Пола Верховена «Вспомнить все» с Арнольдом Шварценеггером в главной роли. Динамичный (пусть и незамысловатый) сюжет развивается в основном на Марсе. «Плохие парни» заставляют жителей Красной планеты платить за воздух. В решающей схватке героя Шварценеггера выбрасывают без скафандра под открытое небо на неминуемую гибель. Но в последний момент он исхитряется запустить чудовищных размеров реактор, оставленный будущим жителям Марса таинственными, но очень добрыми инопланетянами. В считанные секунды атмосфера насыщается кислородом, давление стремительно растет, красноватое небо становится голубым, и на нем появляются облака. Герой спасен, враги повержены, а освобожденные жители Красной планеты могут совершенно бесплатно дышать воздухом почти земного состава. Хеппи-энд!
Этот эпизод, пусть и в несколько карикатурной форме, иллюстрирует основную идею терраформирования - преобразования целой планеты с целью создания условий для жизни человека и других земных существ. Само слово «терраформирование» (по-английски - terraforming) впервые использовал писательфантаст Джек Уильямсон в 1942 году, хотя идея «подстройки» небесных тел под человека выдвигалась и ранее.
В идеале, конечно, хотелось бы отыскать планету, идентичную Земле. В Солнечной системе таких нет. Но даже если сходный мир найдется у другой звезды, он наверняка окажется обитаемым. Достаточно сказать, что кислородная атмосфера может быть только там, где есть растительность. Иначе кислород, будучи очень активным веществом, быстро перейдет в химически связанное состояние.
Колонизация обитаемых планет - вопрос весьма сложный как в техническом, так и в этическом плане. Фантасты нередко начинают терраформирование обитаемых планет с полной стерилизации, чтобы устранить биологическую угрозу для будущих колонистов. Это крайне сложная операция, поскольку жизнь обладает колоссальной приспособляемостью, и то, что гибельно для одних видов, обещает процветание другим. Стерилизация может потребовать применения таких мер, после которых планета надолго станет непригодной для человека. А главное - вправе ли мы вообще столь грубо вмешиваться в чужую жизнь, пусть даже она принадлежит микробам?
Можно, конечно, попробовать самим изменить свою природу и путем направленных мутаций приспособиться к новой среде обитания. Но возможности и последствия подобных изменений пока совершенно не поддаются прогнозу. Людям, не готовым пойти на риск подобного «гомоформинга» и которым в не меньшей степени претит мысль о стерилизации обитаемых планет, придется использовать необитаемые и заняться их приспособлением под свои нужды.
Title="Здравствуй, родная планета">
«Здравствуй, родная планета!»
Незадолго до высадки человека на Луне
художник-фантаст Андрей Соколов
так представлял себе оглядывающихся
назад покорителей космоса.
Фото: РИА «НОВОСТИ»
Выбираем планету
Первым делом сформулируем требования к преобразованной планете. Очевидно, она должна иметь твердую поверхность и силу тяжести, ненамного отличающуюся от земной. Планета радиусом в 1,5 раза больше нашей окажется в 5 раз массивнее, а ваш вес на ней вырастет вдвое. Так что более крупные небесные тела нам не подходят, во всяком случае, пока мы не научимся управлять гравитацией.
С другой стороны, планета должна своим тяготением удерживать атмосферу, пригодную для дыхания, а также защищающую от метеорных частиц и жесткого излучения. В Солнечной системе самое маленькое тело с плотной атмосферой - спутник Сатурна Титан. Его масса - всего 2% земной. Но это очень холодный мир, и если подогреть его с –175 °С до привычных нам +15 °С, атмосфера быстро улетучится. Пример тому - Меркурий, который в 2,5 раза массивнее Титана, но не удержал атмосферу в лучах жаркого Солнца. Марс еще вдвое массивнее и находится в более прохладной зоне, но даже он сохранил лишь очень скромную атмосферу, на два порядка менее плотную, чем земная.
Выбрав планету с подходящей гравитацией, можно заказывать атмосферу: ее химический состав и температура должны быть как можно ближе к земным. Желательно также наличие у планеты магнитного поля, отклоняющего потоки заряженных частиц, а также присутствие на поверхности жидкой воды. Земной период суточного вращения и привычную смену времен года можно считать показателями повышенного комфорта.
Важно учесть и астероидную обстановку в окрестностях выбранной планеты. Постоянная бомбардировка крупными метеоритами может свести на нет все труды по терраформированию. Не легче добиться устойчивых результатов и на планете c сильно вытянутой орбитой (или принадлежащей к системе с двойной звездой).
Ближайшие окрестности
Впрочем, как добраться до других звезд, пока неясно, а откладывать подготовку запасных планет в долгий ящик было бы опрометчиво. Нельзя ли обустроиться на соседних планетах? Сразу отбросим планеты-гиганты - огромные газовые пузыри без твердой поверхности и с сильнейшей гравитацией. Меркурий чересчур мал и близок к Солнцу. Он практически не защищен магнитным полем и неспособен долго удерживать атмосферу - ее сдувает солнечным ветром. До Плутона и других транснептуновых объектов руки дойдут нескоро - слишком они далекие и холодные. А вот с Луной, Марсом, Венерой, некоторыми крупными астероидами и спутниками в системах Юпитера и Сатурна можно поработать.
Луна - самый близкий и одновременно довольно сложный объект для терраформирования. Расчеты показывают, что если создать на Луне кислородную атмосферу, она может продержаться там миллионы лет при условии, что температура не будет подниматься выше +20–50 °С. Однако сейчас на безвоздушной Луне суточный перепад температуры на экваторе достигает 300 градусов: от –180 °С перед рассветом до +120 °С в полдень. Дневная жара значительно ускорит рассеивание атмосферы в космосе, но без воздуха амплитуду тепловых колебаний не уменьшить. Так что, если уж создавать атмосферу на Луне, делать это надо быстро, скачком.
В принципе, из реголита (лунного грунта) можно электролизом в неограниченных количествах добывать кислород - его там более 40% по массе. Но объемы необходимого производства поражают воображение: потребуется переработать порядка 100 триллионов тонн реголита. Всей горной промышленности Земли надо трудиться тысячу лет, чтобы только извлечь такое количество породы. И даже такими колоссальными усилиями лунную атмосферу не сделать теплой - в реголите нет водорода и углерода, входящих в состав углекислого газа, водяного пара и метана - основных соединений, дающих парниковый эффект. Правда, в полярных областях нашего спутника, на дне кратеров, куда никогда не заглядывает Солнце, могут быть небольшие запасы воды. Но им найдется более полезное применение, чем утепление Луны, тем более что вода из-за своей малой молекулярной массы улетучится из атмосферы всего за несколько тысяч лет. Так что лунный климат даже с атмосферой останется весьма суровым - по расчетам, температура будет довольно сильно колебаться где-то вокруг отметки –20 °С.
Добавьте к этому отсутствие магнитного поля, защищающего от солнечных вспышек, и станет ясно, что в качестве перевалочной базы Луна еще годится, но на роль второй Земли никак не тянет.
Яблони на Марсе?
Следующий кандидат на звание «запасной планеты», несомненно, Марс. Считается, что в прошлом он напоминал Землю, обладая более плотной атмосферой и водяными океанами. Климат планеты мягче лунного и немного напоминает антарктический: днем на экваторе температура достигает +20 °C, а ночью падает до –80 °С. Сегодня вода здесь существует в виде льда, а атмосфера состоит в основном из углекислоты. Это бы полбеды, но ее давление в 160 раз меньше земного, так что человеку здесь не обойтись кислородной маской, а требуется полноценный скафандр. Еще один недостаток - слабое магнитное поле, плохо защищающее от космической радиации. Тем не менее многие считают Марс самой пригодной для терраформирования планетой Солнечной системы.
Казалось бы, начать надо с некоторого подогрева планеты, чтобы растопить полярные шапки, высвободить имеющиеся в них запасы воды и подготовиться ко второму, биологическому этапу терраформирования. Однако на самом деле первейшей целью должно стать повышение атмосферного давления как минимум в несколько десятков раз. В противном случае вода просто не сможет существовать в жидком виде и будет переходить из твердой фазы сразу в пар. Кроме того, разреженная атмосфера Марса практически не задерживает солнечный ультрафиолет, губительный для любой жизни на поверхности.
Впрочем, на первых порах повысить давление можно как раз за счет испарения полярных шапок. Для этого нужно покрыть их тончайшей темной пленкой или даже просто пылью, снизив долю отражаемого солнечного тепла. Если сыпать угольную пыль слоем толщиной 0,1 миллиметра, то на всю операцию ее потребуется примерно 400 миллионов тонн. Столько перевозит вся земная авиация лет за пять. Или можно использовать терморасширенный графит, плотность которого в десятки раз меньше. Если бы стояла задача растопить на Земле гренландский ледник, сравнимый по площади с марсианскими полярными шапками, с этим, в принципе, можно было бы справиться. На Марсе же для этого потребуется создать целую индустрию. Другой способ - попытаться растопить марсианские льды с помощью орбитальных зеркал - концентраторов солнечного излучения. Правда, их сборка на орбите Марса - задача, не уступающая по сложности первой.
Но даже в случае выполнения этой первоочередной задачи успех надо будет весьма оперативно закрепить. Испарившихся полярных шапок, скорее всего, не хватит, чтобы в должной мере согреть планету и предотвратить новое оледенение. Необходимо, не откладывая, продолжать пополнение атмосферы другими газами, в первую очередь кислородом. Часто предлагают использовать для этой цели микроорганизмы или растения. Но они будут добывать кислород из атмосферной углекислоты, а значит, не увеличат, а, наоборот, уменьшат плотность воздуха. К тому же никакая жизнь не сможет развиваться на Марсе, пока не обеспечена защита от солнечного ультрафиолета. Так что задачу насыщения атмосферы кислородом на микробов не переложишь. На Марсе, как и на Луне, кислород можно вырабатывать из грунта, только масштабы производства должны быть на порядок больше. Одна из стратегий состоит в том, чтобы использовать для этого кислородные микрозаводы, самореплицирующиеся на молекулярном уровне. В этом случае всю работу можно провернуть за несколько сотен лет. С появлением кислорода солнечное излучение само станет нарабатывать в атмосфере защитный озон, и появится возможность заселить Марс живыми организмами, хотя на планете по-прежнему будет еще слишком холодно для комфортного проживания человека.
Title="Затмение на Луне">
Алексей Леонов и Андрей Соколов «Затмение на Луне». Яркое кольцо вокруг Земли - ее атмосфера, преломляющая лучи скрытого позади Солнца. Хотя на атмосферу приходится всего миллионная доля массы Земли, именно воздух - первое условие пригодности планеты для жизни. Чтобы ходить по Луне без скафандра, вполне достаточно извлечь кислород из метрового слоя грунта по всей ее поверхности. Фото: AKG/EAST NEWS
Тушение адского огня
Венера с ее ужасающими пятьюстами градусами Цельсия на поверхности и давлением в сотню атмосфер на первый взгляд мало подходит для терраформинга, тем не менее по размерам и силе тяжести она очень близка Земле. Чтобы приспособить ее для человека, надо остудить поверхность, разогретую мощнейшим парниковым эффектом, а значит, предстоит преобразовать атмосферу: избавить ее от углекислого газа с диоксидом серы и наполнить кислородом.
Одна из первых программ терраформирования Венеры принадлежит американскому астробиологу Карлу Сагану. В 1961 году он предложил заселить облака Венеры генетически модифицированными бактериями, которые будут поглощать углекислый газ, выделять кислород, а углерод фиксировать в виде органических соединений, постепенно выпадающих на поверхность планеты. Однако спустя более 20 лет Саган вынужден был признать, что его метод не сработает: атмосфера Венеры оказалась значительно плотнее, чем он предполагал, и в ней очень мало водорода, необходимого для жизнедеятельности бактерий.
В модифицированных вариантах плана Сагана предлагается использовать высокотехнологичные самовоспроизводящиеся аэростаты. Однако эта технология еще менее реалистична, чем размножающиеся марсианские кислородные заводы - тем, по крайней мере, доступны все химические элементы, имеющиеся на поверхности планеты. Аэростатам же предстоит производить «потомство» практически из одного только углерода.
Даже если таким способом удастся сократить количество углекислоты в атмосфере и ослабить парниковый эффект, этого будет недостаточно для охлаждения планеты. Поэтому вдобавок предлагается экранировать часть поверхности Венеры от солнечного излучения огромным космическим щитом, разместив его в точке Лагранжа между Венерой и Солнцем. Постройка в космосе сооружения размером в тысячи километров выходит далеко за пределы современных возможностей человечества, но и этого будет недостаточно для превращения планеты в обитель жизни. Ведь нужно еще сформировать на Венере гидросферу.
Просто добавь воды
Энтузиасты терраформирования предлагают добывать водород на периферии планетной системы, где обретаются транснептуновые астероиды и кометы, богатые, как предполагается, водяным, аммиачным и метановым льдом. Корректируя орбиты, можно сбрасывать их на засушливые планеты для восполнения недостатка водорода. Согласно современным космогоническим теориям, нечто подобное происходило под воздействием тяготения планет-гигантов в первые миллионы лет эволюции Солнечной системы. Именно так вода появилась на Земле и соседних планетах. Но Марс почти потерял ее из-за своей слабой гравитации, а Венера - из-за высокой температуры. «Строительный мусор», оставшийся на холодных окраинах планетной системы, должен был сохранить большое количество водородсодержащих соединений. Однако, обсуждая план их использования, надо четко представлять себе его масштабы.
Объем земных океанов составляет около 1360 миллионов кубических километров. Если эту воду превратить в один ледяной астероид, он имел бы диаметр 1400 километров. А с учетом неизбежных примесей потребуется планетоид размером более 1500 километров. Столкновений с такими объектами не случалось в Солнечной системе миллиарды лет. Удар изувечит планету до неузнаваемости: расплавит значительную часть коры и разворотит мантию до глубины в сотни километров. Тысячи лет придется ждать восстановления твердой поверхности, и еще миллионы лет ее будут сотрясать колоссальные землетрясения и извержения вулканов. Часть вещества при ударе вышвырнет в межпланетное пространство, отчего резко возрастет метеоритная опасность во всей внутренней части Солнечной системы. А из-за разогрева в космос станет утекать атмосфера, и в первую очередь доставленная такой страшной ценой вода.
Вряд ли эту затею можно назвать терраформированием. К тому же нет полной уверенности, что в составе транснептуновых объектов пояса Койпера действительно так много водорода. Наконец, непонятно, какой силой можно изменить орбиту малой планеты полуторатысячекилометрового размера. Поэтому апологеты бомбардировок обычно предпочитают говорить не об астероидах, а о кометных ядрах из облака Оорта. За ними, правда, придется лететь дальше, но зато они имеют размеры от сотен метров до десятков километров и, судя по спектрам кометных хвостов, водорода в них много.
Кометная косметика
Для создания на Венере океанов, сравнимых с земными, нужно около нескольких миллионов 10-километровых кометных ядер, таких примерно, как у кометы Галлея. Впрочем, для полноценной колонизации планеты вполне хватило бы десятой или даже сотой доли этого числа. Столкновения с такими объектами Земля испытывает раз в 100–200 миллионов лет. Случись такое в наши дни, это вызвало бы колоссальные разрушения. Однако на необитаемой Венере ущерб ограничится корректировкой карт: после каждого удара на поверхности будет появляться кратер размером в десятки километров. И такие коррективы придется вносить на протяжении тысячи лет практически ежедневно - после каждого падения.
Хотя отдельное столкновение с кометой не оказывает глобального воздействия на планету, частое повторение таких событий на протяжении долгого времени может иметь серьезные последствия. Каждый раз в воздух выбрасывается огромное количество пыли и аэрозолей, что может вызвать непредсказуемые изменения химического и теплового режима атмосферы. Другим итогом продолжительной интенсивной бомбардировки станет постепенное полное переплавление коры. Планета, словно после серьезной косметической операции, внешне помолодеет и станет выглядеть так, будто недавно образовалась. При этом резко усилившаяся тектоническая активность сделает ее весьма неуютным жилищем. Конечно, эффект омоложения не будет долгосрочным, ведь глубинные слои мантии и ядро планеты не затрагиваются поверхностными воздействиями. Но это кратковременное по геологическим меркам омоложение человеку может показаться едва ли не вечностью.
Пройдут еще многие тысячи лет, прежде чем планета, пережившая такую кометно-косметическую бомбардировку из космоса, станет пригодна для колонизации. Чтобы правильно ориентироваться в перспективах кометной технологии, полезно сравнить ее с подходами к защите от астероидной опасности. Самые радикальные средства, находящиеся на грани современных технических возможностей, позволяют изменить скорость стометрового астероида на жалкие сантиметры в секунду, чтобы спустя годы он отклонился от своей прежней опасной орбиты на тысячи километров и прошел мимо Земли. Километровый «камушек» будет в тысячу раз массивнее, и сколько-нибудь заметно повлиять на его движение сейчас практически невозможно. Что уж говорить о кометных ядрах, которые еще на 2–3 порядка массивнее и находятся в далеком облаке Оорта, до которого современным аппаратам лететь не меньше 30 лет без шансов вернуться назад.
Цивилизации второго типа
При всей трудности преобразования атмосферы и гидросферы эти задачи затрагивают лишь ничтожную долю массы планеты. Иное дело - изменение периода ее суточного вращения или орбиты вокруг звезды. Кинетическая энергия, запасенная в этих движениях, огромна. И все же планету можно немного раскрутить, направляя удары кометных ядер почти по касательной к ее поверхности. Миллиона таких ударов хватит, чтобы укоротить сутки на Венере до земной недели (сейчас они длятся четыре месяца).
Скорректировать орбиту планеты намного труднее. В первом приближении можно сказать так: на сколько процентов хочется изменить орбитальную скорость планеты, столько же процентов от ее массы надо на нее сбросить. То есть столкновение Земли с Луной не изменит скорость движения нашей планеты вокруг Солнца больше, чем на процент. Впрочем, если бы в нашем распоряжении был аннигиляционный реактивный двигатель со скоростью истечения, близкой к световой, для этой операции хватило бы скромного 30-километрового астероида из антивещества. Неясно, правда, зачем цивилизации с такими ресурсами и технологиями менять орбиту планеты на один процент. Разве что для свое образно понимаемой красоты.
Академик Николай Кардашев в свое время разделил возможные космические цивилизации на три типа: первые овладели энергией в масштабах планеты, вторые - в масштабах своей звезды, третьи - целой галактики. Так вот, способность перемещать планеты, пожалуй, можно считать входным билетом в сообщество цивилизаций второго типа, которые могут вовсе не нуждаться в терраформировании. Планета - это крайне неэффективное использование ценных запасов вещества. Огромное количество железа, никеля, кремния, кислорода и других редких во Вселенной тяжелых элементов помещено в нее лишь для того, чтобы создавать силу тяжести, а для жизни используется ничтожной толщины поверхностный слой.
Гораздо более эффективное астроинженерное сооружение придумал профессор Принстонского университета Фримен Дайсон (впрочем, поговаривают, что он «подсмотрел» идею у фантаста Олафа Стэплдона). В простейшем виде это сравнительно тонкая сферическая оболочка радиусом того же порядка, что и орбиты планет. Она окружает звезду, давая возможность использовать всю ее энергию, а по площади в миллиарды раз превосходит обитаемую поверхность Земли. Если пустить вещество нашей планеты на создание сферы Дайсона, ее толщина составит всего несколько миллиметров.
Вряд ли этого будет достаточно при любых допущениях о прогрессе инженерной мысли. Чтобы под ногами и над головой у обитателей сферы было хотя бы несколько метров вещества, на строительство придется пустить планеты-гиганты. Впрочем, сооружение сферы Дайсона выходит далеко за пределы скромных задач терраформирования.
Игорь Афанасьев, Дмитрий Воронцов
Журнал «Вокруг Света»:
Что такое колонизация космоса? Это расселение жителей Земли на других планетах и спутниках как в Солнечной системе, так и за её пределами. Но есть ли смысл покидать голубую планету и, используя передовые технологии, обустраиваться в непригодных для жизни местах? Тут существуют два абсолютно противоположных мнения. Одна группа учёных ратует за колонизацию, чтобы обезопасить человеческую цивилизацию от катастроф на планетарном уровне. Другая группа, наоборот, категорически выступает против, мотивируя это усилением могущества экономических и военных институтов, что будет способствовать ещё большем экономическому неравенству и экологической деградации.
Так кто же прав в этой полемике? В настоящее время трудно делать какие-либо выводы. Чтобы ситуация прояснилась, необходимо построить хотя бы одну космическую колонию. Но для этого нужно решить огромное количество технологических и экономических задач. Космическое поселение должно автономно обеспечивать биологические и материальные потребности тысяч людей в среде, которая является враждебной для человеческой жизни.
Ситуация примечательна тем, что пока ещё нет конкретных планов по созданию колоний в космосе. Этим не занимаются ни правительственные, ни частные организации. Существуют лишь предложения, спекуляции и фантастические проекты космических поселений. Но всё это не имеет никакой связи с реальной жизнью, в которой основополагающими являются финансовая заинтересованность и затраты. То есть всё упирается в два вопроса: сколько это будет стоить и когда окупится?
В то же время надо понимать, что если грянет глобальная катастрофа, то все затраты уйдут на десятый план, а на первый выйдет сохранение человеческих жизней. Вот поэтому основным аргументом колонизации космоса и является долгосрочное выживание человеческой цивилизации. Многие лучшие умы человечества, в частности физик и космолог Стивен Хокинг, ещё в 2001 году утверждали, что человеческая раса вымрет в течение ближайшей тысячи лет, если не будут созданы колонии в космосе.
Люди уже в середине XXI века столкнутся с двумя вариантами: либо человек выживает, колонизируя космическое пространство в ближайшие 200 лет, либо смиряется с перспективой медленного и необратимого исчезновения. В 2005 году один из руководителей НАСА Майкл Гриффин охарактеризовал космическую колонизацию как конечную цель всех текущих программ изучения космоса.
Отсюда можно сделать вывод, что НАСА изучает космос не только ради науки, но рассматривает перспективу расширения ареала обитания землян. Чтобы жить в этом мире в течение сотен тысяч и миллионов лет, необходимо заселять другие планеты. Но на сегодняшний день технология в этом направлении находится в зачаточном состоянии. Поэтому пока не по силам расселить людей на Луне, на спутниках Юпитера, на Марсе, на других планетах и астероидах.
Что касается энергетических ресурсов, то в космосе их запасы огромны. Только в Солнечной системе достаточно энергии для поддержания жизни многих миллиардов людей. Если же брать масштабы Млечного пути, то там ресурсы вообще неисчерпаемые. Но колонизация космоса возможна лишь с использованием кораблей поколений или новых методов передвижения, быстрее скорости света.
В последнее время НАСА ввела такой термин как «Оптическая горная промышленность». Под ним подразумевается установка горных и топливных станций на астероидах. Именно они должны стать ключевыми объектами в космической колонизации, так как на них есть вода и большие запасы различных химических элементов.
Сторонники космических поселений утверждают, что технический прогресс и увеличение численности людей всегда приводили к разрушению экосистем и вытеснению коренных народов из мест проживания. А на космических объектах нет жизни и нет соответствующих экосистем. А поэтому не будет ни разрушения окружающей среды, ни геноцида.
Масштабное освоение космоса сулит огромные прибыли. На небольших астероидах можно добыть в 30 раз больше металла, чем люди добыли на протяжении всей своей истории. Один небольшой астероид стоит по рыночным ценам 2001 года примерно 20 триллионов долларов. То есть можно смело говорить о коммерциализации космоса. А это новые рабочие места и высокая зарплата. Уже подсчитано, что если сейчас заняться разработкой необходимых технологий, то отдача наступит через 50 лет.
На Земле существует аналогия автономной космической жизни. Это атомная подводная лодка. На ней применяются системы жизнеобеспечения, рассчитанные на поддержание жизней людей в течение нескольких месяцев без всплытия. Такая базовая технология может быть использована при разработке космических поселений. В их основу лягут закрытые экологические системы, в которых внутренняя среда обитания будет полностью изолирована от внешней окружающей среды.
Для жизни и работы в космосе большое значение будет иметь психологический настрой. Монотонность труда, закрытые пространства, одни и те же лица вокруг могут вызвать определённые психологические проблемы. Поэтому космическая колонизация создаёт огромное поле деятельность для психологов, психиатров и психоаналитиков.
Уже подсчитано, что население в 150-180 человек способно создать стабильное общество на 60-80 поколений, что эквивалентно двум тысячам лет. При начальной же популяции 8-10 женщин возможно использование банков спермы с Земли. Что же касается генетического разнообразия, то для его поддержания необходимо 50 человек с разными генами. А для глобальной генетической изменчивости требуется 500 человек.
Специалисты постоянно спорят, какие космические объекты лучше всего подходят для колонизации космоса. Большинство склоняется к мысли, что подобную практику нужно вначале отрепетировать на Луне. Набравшись опыта, можно осваивать ближайшие планеты, карликовые планеты, естественные спутники и астероиды. Большой интерес вызывает Марс, не исключаются также Венера и Меркурий, хотя условия на них чрезвычайно суровые. Ну и, конечно, спутники возле газовых гигантов, которых очень много.
В заключении следует сказать, что хотим мы этого или нет, но во второй половине XXI века колонизация космоса станет необходимой мерой. Население Земли стремительно растёт, вместе с ним увеличивается и объём промышленного производства. Как результат, ухудшается экологическая обстановка и сокращаются земные ресурсы. Так что как ни крути, а спасением человеческого вида может быть только космос. А поэтому будем готовиться к межзвёздным путешествиям и жизни на других планетах. Другого выхода просто нет .
Владислав Иванов
Правообладатель иллюстрации Thinkstock
21 октября на организованном Би-би-си "Саммите идей, способных изменить мир" будут обсуждаться интересные и спорные вопросы, которые встают перед человечеством в сферах науки, новых технологий и медицины. В преддверии саммита сайт будет писать об идеях, предложенных к дискуссии - и начинает с концепции внеземных поселений человека.
Почему мы должны воспринимать всерьез идею колонизации космоса человеком?
Население Земли неуклонно растет, и вместе с этим обостряется борьба за территорию и ресурсы нашей планеты. Широко мыслящие умы считают, что для выживания человечеству необходимо обратить взоры за пределы Земли. Элон Маск, предприниматель, основавший космотуристическую компанию SpaceX, недавно сформулировал это так: "Думаю, есть серьезные причины разнести жизнь по нескольким планетам - чтобы обеспечить выживание человечества в случае какой-нибудь глобальной катастрофы".
Возможно, вы не разделяете столь пессимистичный взгляд. Но есть и еще один важный фактор: вечная тяга человека открывать неизведанное, которая вполне способна заставить смельчаков покинуть Землю. А препятствий к этому может оказаться меньше, чем кажется.
"Уровень развития наших технологий таков, что мы вполне способны задуматься о поселении на ближайших объектах Солнечной системы, - поделился с Би-би-си бывший астронавт Джеффри Хоффман, который тоже примет участие в саммите. - Луна совсем рядом, да и Марс не очень далеко. У нас есть возможность еще при жизни нашего поколения сделать хотя бы первые шаги в этих путешествиях".
Как может выглядеть космическая колония?
Одна из концепций появилась еще в 1920-х годах. Австро-венгерский пионер ракетостроения Герман Поточник вообразил, что люди могут жить на круглой космической станции, похожей на летающую тарелку. Она должна была вращаться для создания искусственного тяготения, а энергию предполагалось добывать с помощью гигантского зеркала, фокусирующего солнечные лучи. На первый взгляд не самое практичное решение, но эта идея выдержала испытание временем: в 1970-х ее продвигал физик из Принстонского университета в США Джерард О"Нил, а потом - исследовательская организация Британское межпланетное общество. А к ее мнению, возможно, стоит прислушаться: она предсказала полет человека на Луну за три десятилетия до того, как он произошел.
Как насчет жизни на Марсе или другой планете?
Другие специалисты предпочитают скорее концепцию проживания на поверхности какой-нибудь планеты или ее спутника - с созданием искусственной биосферы, которая поставляла бы все необходимое для поддержания жизни. В первую очередь взоры исследователей обращены к Марсу, и уже даже разрабатываются планы по созданию там новой цивилизации: начальные шаги к этой цели планируется сделать в срок до 2025 года.
Правообладатель иллюстрации Thinkstock Image caption Что может подтолкнуть человечество к колонизации космоса?Голландский проект под названием "Марс-1" стартовал в 2012 году, и для участия в нем отобраны 40 добровольцев из 200 тысяч претендентов. Сейчас должна начаться их подготовка в рамках телевизионного реалити-шоу, помогающего финансировать проект. Само собой, у него есть немало критиков, но он, по крайней мере, демонстрирует, что тема колонизации космоса вызывает у публики большой интерес.
Компания Элона Маска SpaceX тоже, по слухам, собирается покорять Марс - при помощи колоссального корабля под названием "Марсианский колониальный транспорт". Если удастся сделать его многоразовым, то это существенно снизит стоимость полетов. В недавнем интервью сетевому журналу Aeon Маск заявил, что это только начало: "Если мы сможем основать колонию на Марсе, то почти наверняка сможем колонизировать и всю Солнечную систему - потому что уже появится мощный экономический стимул для совершенствования технологии космических перелетов. Мы отправимся к спутникам Юпитера, по крайней мере, к дальним от планеты, и, возможно, к Титану у Сатурна и к астероидам".
Но даже Маск не готов прогнозировать полеты к другим звездам: "Альфа Центавра находится от нас в четырех световых годах, то есть если развить скорость в 10% скорости света, то на путешествие уйдет 40 лет - и это если предполагать, что такая скорость достигается мгновенно, чего, конечно, не будет. Мне интересно было бы знать, как будет выглядеть человечество, когда станет готово взяться за подобное".
Ладно, про звезды пока забудем. Но готов ли человек к жизни в космосе - или хотя бы к полетам туда? Опыт проживания на борту Международной космической станции дает представление о некоторых серьезных задачах, которые придется решать. Только лишь на доставку необходимого количества воды для шестерых обитателей МКС уходит около 2 млрд долларов в год. Не говоря уж о сложностях с доставкой еды и кислорода. В идеале космическая колония должна быть самодостаточной и способной автономно производить все необходимое или же, возможно, добывать припасы на ближайших астероидах.
Правообладатель иллюстрации Thinkstock Image caption У фантастов колонии на других планетах часто выглядят весьма привлекательно...Следует помнить и об опасностях для здоровья: пониженное тяготение может привести к потере костной и мышечной массы и нежелательному повышению внутричерепного давления - а это, в свою очередь, грозит временными или хроническими проблемами со зрением. Космическая радиация провоцирует катаракту и повышает риск онкологических заболеваний. Бессонница и одиночество повышают психологический дискомфорт. Каждой космической колонии придется решать и эти проблемы, и многие другие, в том числе и не самые очевидные: к примеру, некоторые материалы (в том числе, кстати, и волосы на человеческом лице!) легче воспламеняются при пониженной гравитации.
Легко воспламеняемыми могут стать и отношения между собратьями-колонистами. В попытке имитировать длительный полет на Марс организаторы проекта "Марс-500" заперли шестерых добровольцев в небольшом (меньше 80 квадратных метров) помещении в Москве на 520 дней. У одного из участников так сильно сместился цикл сна, что он редко бодрствовал в то же время, что другие члены "команды". Еще у одного появились признаки депрессии, а третий начал страдать от когнитивных нарушений.
Есть и вопросы о том, какая система управления должна быть в таких изолированных группах и как избежать внутренних конфликтов. Эта проблема может показаться не самой насущной, но ученые и философы уже начали разрабатывать проекты "конституций" для будущих цивилизаций.
Допустим, мы добьемся успеха. Будут ли люди, живущие или рожденные в космосе, отличаться от нас сегодняшних? Если люди способны размножаться в космосе (учитывая известные проблемы со здоровьем у космонавтов, таких гарантий нет), то в изолированных колониях вскоре появится уникальная культура. Возможно, их жители придумают новые языки или даже изменятся внешне.
По мнению Кэмерона Смита из Портлендского университета в США, поведение и внешность обитателей колонии изначальной численностью в 2000 жителей изменится примерно через 300 лет. Мутации дадут новый цвет волос, тип кожи и осанку: наши коренастые фигуры сменятся более подходящими для условий низкого тяготения.
Смит даже предполагает, что эти жители могут прибегнуть к генной инженерии для создания принципиально новых органов - к примеру, защищающих от космической радиации или позволяющих добывать кислород из углекислого газа. И тогда марсиане смогут покинуть искусственную биосферу и по-настоящему освоить свой новый дом.
