автор: нина глущенко

Когда на Марсе зацветут яблони,
а Луна превратится в музей искусств

От безумных планов до реальных перспектив покорения космоса
Уже много лет человек мечтает о покорении космоса и колонизации других планет. Одних волнует мысль о том, чтобы стать первооткрывателем. Других – паника по поводу того, в каком состоянии пребывает наша родная Земля. Все это снова и снова подогревает интерес к космосу, в том числе и со стороны частных компаний, у которых, как минимум ради возврата инвестиций и построения нового бизнеса (а вероятно – и из-за романтичности взглядов и финансовой возможности что-то всерьез изменить в этом мире), есть большая мотивация довести планы до конца. Мы собрали в этой статье несколько интересных проектов по освоению космоса, которые в ближайшее время могут стать реальностью.
Материал опубликован в рамках спецпроекта с Noosphere

Колонизация марса

Идея колонизировать Марс – одна из самых популярных среди всех планов человека на освоение космоса. «Марсианскими» проектами занимаются NASA и частные американские компании.
Теоретическая часть
На пути к освоению Марса лежит несколько проблем (помимо таких очевидных вещей, как высокая стоимость и наукоемкость проектов, а также отсутствие привычной для нас кислородной атмосферы):
• низкие температуры, отсутствие воды в жидком виде, пока не отработанные технологии по доставке воды с астероидов;
• сложности с посадкой космических аппаратов на Марс и передвижение по нему из-за самой силы притяжения и разряженной атмосферы (впрочем, украинский проект Mars Hopper недавно предложил перспективный способ передвижения по Марсу);
• ограниченная по времени возможность запуска космических аппаратов – на самую короткую орбиту Марс и Земля выходят раз в 26 месяцев;
• отсутствие собственного магнитного поля планеты и высокая радиация, из-за которой человеку опасно находиться на поверхности планеты даже в скафандре;
• пока непонятно, откуда брать пищу на Марсе – выживут ли растения и животные в его атмосфере; также неизвестно, как поведет себя организм человека в условиях, где сила притяжения в разы меньше, чем на Земле – появятся ли проблемы как в невесомости или нет.
Нобелевский лауреат и физик-теоретик Джерард т'Хоофт, который является одним из советников проекта Mars One, предположил, что ближайшая перспектива для колонизации Марса – 100 лет. NASA, SpaceX и Mars One планируют колонизировать планету в перспективе 20-25 лет.
Mars-2030
NASA – очень амбициозный игрок в космосе, и у организации, в том числе, есть планы на Марс. NASA полагает, что они будут первыми на Красной планете. На рубеже 2015-2016 годов NASA активно рекрутировала добровольцев на проект Mars-2030 с билетом в один конец. И хоть требования к их состоянию здоровья и знаниям были высокие, заинтересовалось перспективой стать первооткрывателями большое количество людей.
Результаты отбора будут известны в 2017 году. А пока – можете полюбоваться на плакаты-агитки, которые использовались в этой кампании.
Глобальный план NASA по покорению Марса состоит из трех этапов.
1. Изучение возможности жизни на других планетах при помощи МКС и наземных научно-исследовательских институтов.
2. Испытания в космосе. Вероятно, еще одна высадка на Луне, которая даст возможность проверить существующие теории. В 2018 году NASA планирует отправить на окололунную орбиту спутник Orion (он, как и ракета-носитель, еще строится), который позволит протестировать доставку астероида на окололунную орбиту, его изучение и забор образцов грунта на Землю для дальнейшего изучения.
3. В 2020-х годах эксперименты переместятся ближе к Марсу. Возможно, первые люди и оборудование для строительства колонии будут отправлены на спутники Фобос или Деймос, и оттуда – уже на Марс. Возможно, они отправятся сразу на Марс. Для строительства колонии планируется использовать 3D-принтеры.
SpaceX
В 2002-м году Илон Маск озадачился целью сократить расходы на космические полеты в 10 раз и создал для этого частную космическую компанию SpaceX. В SpaceX вложили деньги и другие компании, в том числе Google.
Компания разработала несколько ракет-носителей серии Falcon, занимается коммерческой доставкой оборудования на МКС и земную орбиту, а также космический аппарат Dragon и его грузовую версию. В следующем году SpaceX планирует запустить пилотируемую миссию к МКС и израильский посадочный аппарат SpaceIL к Луне. В случае успеха это будет первая частная миссия к спутнику Земли. В 2018 году Маск планирует отправить свой первый беспилотный космический корабль на Марс, над которым компания работает в данный момент.
Первый человек должен отправиться на Марс на корабле SpaceX примерно в 2025-27 годах. Хотя Маск признается, что в отправке людей на Красную планету пока остается слишком много «белых» пятен даже для него. Маск считает эту затею опасной и полагает, что многие из первых колонистов быстро погибнут, как было и при освоении новых территорий на Земле.
Линейка ракет Falcon, созданных компанией SpaceX
До полета первых колонистов на Марс SpaceX планирует отправить туда оборудование на грузовых беспилотниках, которое позволит людям построить космический город. Получается, что это должно произойти примерно в 2020, 2022 и 2024 годах – когда орбиты наших планет будут близки.
Mars One
Коммерческий проект Mars One, основанный нидерландцем Басом Лансдорпом, – одна из самых скандальных историй в сфере космоса и, возможно, одна из первых межпланетных афер. Компания состоит из 8 человек, которые стремятся привлечь к проекту финансирование.
Первый этап отбора колонистов закончился в 2013 году. По данным компании, заявки подали более 200 тыс. человек (по данным одного из участников – менее 3 тыс.). На данный момент закончился уже третий тур, по результатам которого было отобрано 100 участников. Их разделят на группы и, если проекту все-таки суждено реализоваться, отправят жить и работать в трудных условиях, попутно проверяя их на пригодность к проекту и транслируя все в формате реалити-шоу. Но с тех пор, как один из финалистов Mars One рассказал, что из-за несерьезных процедур отбора кандидатов и отсутствия технологий для жизни на Марсе он считает этот проект аферой, спонсоры (даже потенциальные) стали от него отворачиваться.
В 2020 году будет отправлена первая миссия Mars One, которая должна будет проверить все критически важные для выживаемости людей теории и запустить первый коммуникационный спутник. Он позволит поддерживать связь между нашими планетами в режиме 24/7, за исключением тех периодов, когда на пути будет становиться Солнце.
Миссии с модулями, необходимыми для жизнеобеспечения (солнечными батареями, посадочным модулем, еще одним спутником связи, транспортными средствами, устройствами для добычи воды из марсианского грунта, блоками для жизни, хозяйственными блоками и прочим) будут отправляться на Марс, начиная с 2022 года. В 2025 году они совершат посадку, и марсоход возьмется за строительство инфраструктуры для поселенцев.
Переселенцы улетят на Марс не ранее 2026 года. Первая команда будет состоять из четырех человек. Вторая команда отправится к Марсу через два года. А к 2035 году ожидается, что население колонии составит 20 человек.
Inspiration Mars Foundation
Inspiration Mars Foundation – это некоммерческая организация, которая планирует осуществить первый пилотируемый полет на Марс в 2018 году. Надо полагать, что ее старт совпадет со стартами других «марсианских» программ, в частности, Маска и NASA, потому что именно тогда Земля и Марс будут находиться ближе всего друг к другу. Также, примерно в это время солнечная радиация достигнет минимума, и пилоты смогут перенести полет с минимальным ударом по здоровью. В качестве астронавтов планируется взять двух человек – семейную пару, мужчину и женщину.
Но в последнее время новостей о проекте негусто, вполне вероятно, он уже обречен. Если нет, то следить за стартом надо 5 января 2018. За финишем – через полтора года.

Колонизация Луны

За всеми разговорами об освоении Марса и поиска других планет во Вселенной, пригодных для жизни, мы часто забываем, что наш ближайший сосед и спутник, Луна, тоже может стать нашим домом, хотя в данный момент серьезных планов по ее колонизации нет ни у кого.
Google обещает выделить средства для частного проекта, который высадится на Луне. В Российской академии наук разработали теорию по колонизации спутника Земли. Есть компании, которые планируют отправлять коммерческие космические аппараты на ее поверхность.
Moon Express
По информации The Verge, этим летом правительство США впервые выдало лицензию на высадку на Луну частной компании. На данный момент об этом не заявляется публично, так как фактически законодательной базы, которая могла бы регулировать частные миссии на Луну, нет.
Moon Express – это молодая компания, которая в долгосрочной перспективе планирует заниматься добычей полезных ископаемых на Луне. В краткосрочной – ей надо попасть туда как можно раньше. Компания разработала 20-фунтовый (примерно 9 килограммов) луноход MX-1, который участвует в соревновании Google Lunar X Prize за ощутимое финансирование. Чтобы получить его, компании нужно иметь частный капитал и высадиться на Луну до 31 декабря 2017 года. В качестве доказательства пребывания на поверхности луноход должен будет преодолеть 500 метров и сделать фотографии округи. Для легкого, перемещающегося прыжками по спокойной Луне устройства это не должно составить труда. Moon Express планирует использовать для доставки MX-1 экспериментальную ракету Electron, создаваемую американской компанией Rocket Lab.
Планы РАН по колонизации Луны
Ученые из Российской академии наук разработали детальный теоретический план по колонизации Луны. Для его реализации на данный момент нет технологий и средств. Ученые полагают, что к реализации их проекта можно будет приступить лет через 50-60. Об этом рассказал ведущий научный сотрудник института астрономии РАН Александр Багров в эфире передачи «Эврика».
Луна хороша для колонизации по нескольким причинам. Она находится близко к Земле. Она «мертвая», то есть стабильная, без вулканов, штормов и ветров, землетрясений, изменений климата. И плотный базальтовый материал, из которого состоит Луна, позволит прорывать тоннели в глубину до 1000 километров, состоящие из сотен этажей, а этажи – делать высотой в сотни метров. Благодаря плотности материалов тут можно будет строить целые ландшафтные парки, да что там, высадить леса, поля и организовать море – это все возможно! Газонепроницаемый базальт позволит создавать в тоннелях любую атмосферу и климат. Прочный материал и огромные неосвоенные территории дадут возможность воспроизвести в тоннелях точные копии лучших памятников архитектуры, скульптуры и так далее, один в один с оригиналом. Строительством тоннелей на Луне будут заниматься 3D-роботы. Освещение в тоннелях на Луне планируется обеспечивать при помощи световодов. Они будут забирать с поверхности небесного тела солнечное излучение и приводить в тоннели. Доставлять воду – при помощи астероидов.
Концепт космического лифта, который с РАН не имеет ничего общего
Для поездок на Луну планируют использовать не ракеты-носители с космическими аппаратами, а… лифт. Луна всегда обращена к Земле одной стороной. Из середины этой стороны можно выпустить трос практически до Земли. Под действием притяжения он вытянется по струнке. Но поскольку Земля все время крутится вокруг своей оси, фиксировать его на ней не надо, стоит остановиться примерно в 50 километрах и с этого расстояния доставлять грузы к лифту при помощи стратопланов. Чтобы ускорить движение лифта, предлагается покрыть трос сверхпроводниковой пленкой и опираться на него как на магнитные рельсы. Кабина будет перемещаться без трения, и ей можно будет придать ускорение. Если преодолевать половину пути с ускорением, а другую с торможением, равным 1G, то путь до Луны займет 3,5 часа.

ТЕРРАМОРФИРОВАНИЕ ВЕНЕРЫ

Венера – вторая планета Солнечной системы, которая находится ближе всего к Земле и при этом гораздо ближе, чем мы, к Солнцу. Она сравнима по размерам с Землей и похожа на нее тем, что имеет железное ядро, силикатную оболочку вокруг него и атмосферу.
Есть мнение, что несмотря на ее некомфортность для человека из-за больших суток (в венерианских сутках 117 наших, а день длится больше 58 наших суток), отсутствия магнитного поля, высокой температуры (465° Цельсия), сильнейших ветров, плотной атмосферы из углекислого газа, она гораздо более уютна, чем наш второй сосед – Марс. По некоторым версиям, жизнь в целом могла зародиться именно на Венере и со временем перекочевать на Землю, так как в те времена, о которых размышляют ученые, Солнце было холоднее на 70%, чем сейчас. Еще существует мнение, что жизнь могла появиться одновременно на обеих планетах. Ученые также не исключают, что и до сих пор на Венере есть углеродные формы жизни (вот в этих жутких почти 500 градусах?). В общем, она выглядит более «обжитой», чем наш красный сосед.
Теоретическая часть
В атмосфере Венеры преобладает углекислый газ (96%), виновный в возникновении парникового эффекта. Ученые предполагают, что терраморфирование планеты, в результате которого планируется насытить атмосферу планеты кислородом и сделать ее максимально похожей на земную, позволит уменьшить температуру на ее поверхности до 26° градусов в среднем, что на 11 градусов больше, чем на Земле.
На данный момент есть несколько идей по тому, как сделать Венеру пригодной для жизни.
1. Установка экранов между Солнцем и Венерой в точке Лагра́нжа. Они позволят сократить солнечное излучение, которое достается планете, и таким образом понизить ее температуру. По плану, атмосфера вымерзнет и выпадет на поверхность Венеры в виде твердого льда.
2. Бомбардировка поверхности Венеры кометами или водно-аммиачными астероидами, которые принесут достаточное количество воды. По данным Википедии, потребность Венеры в воде составляет 1017 тонн. Самый простой способ доставить воду из космоса на планету – это направить на нее другое небесное тело, на котором этой воды есть в избытке. Другая проблема, которую ученые думают решить бомбардировкой – это сместить Венеру с орбиты и таким образом сократить длинные венерианские сутки. Но это уже весьма рисковое мероприятие, которое может и поставить под угрозу орбиту Земли, разрушить кору Венеры, и нанести планете прочий вред. И все это делать бесполезно до тех пор, пока поверхность Венеры не остынет, потому что это только приведет к увеличению количества воды в атмосфере и появлению облаков, которые усилят «парниковый эффект».
3. Доставка на Венеру водорослей или других микроорганизмов, которые смогут прижиться и сократить количество углекислого газа в атмосфере. Этот проект наиболее прост технически, и даже реализуем на существующем уровне развития технологий. Проблема в том, что водорослям или любым другим микроорганизмам будет нужна вода. А вот доставлять воду кометами человечество пока умеет только в теориях ученых. Кроме того, есть опасения, что даже если водоросли смогут насытить атмосферу Венеры кислородом, то из-за специфического химического состава это будет кислая среда, непригодная для жизни.
4. Введение специальных химических элементов в атмосферу, которые вступят в реакцию с тем, что есть на Венере. Если ввести аэрозоль из водорода и железа, то в соединении с углекислородом получится вода и графит. Если кальций и магний, которые есть в мантии планеты, то вследствие химической реакции получатся карбониты кальция и магния, которые также выпадут на поверхность.
5. Самый фантастический вариант – использование электромагнитных катапульт и лифтов, которые позволят частично «вытянуть» слишком тяжелую атмосферу в космос.
Как и колонизация Луны, этот проект пока прорабатывается только в теории. Все названные выше способы терраморфирования были описаны в научных изданиях по астрономии. Большинство публикаций пришлось на 2000-е годы. Но первым предложил терраморфирование Венеры астронавт Карл Саган в 1961 году. Недавно NASA заявили, что моделирование климата на Венере показало, что в случае успеха терраморфирования она будет пригодна для жизни. Идея терраморфирования активно исследовалась советскими учеными, затем – российскими. В NASA подумывали о том, что на Венере можно жить в гигантских воздушных шарах, висящих над плотной атмосферой планеты на высоте 50 км над поверхностью. Но для терраморфирования Венеры на данный момент не существует технологий. Это значит, что даже если ученым какого-то государства эта планета покажется привлекательной, к реальным действиям приступить смогут как минимум в перспективе полувека.

Космические путешествия

Без новых наработок в области космического транспорта человечество не сможет продвинуться в колонизации космоса. В данный момент и в этом направлении ведутся работы.
Главная проблема космических путешествий на большие расстояния – это отсутствие средств на масштабные и дорогостоящие исследования, которые принесут ощутимые результаты только в перспективе нескольких поколений. Поэтому в контексте космических путешествий можно выделить два направления работы – организация бизнес-процессов в этой сфере, которые не стухнут со сменой правительства в каждой отдельной стране, и собственно разработки. В первом старается преуспеть NASA, во втором – ученые и бизнесмены.
Теоретическая часть
Есть один тип энергии, которого в космосе невероятно много – солнечная. Ее достаточно для того, чтобы привести в движение космический аппарат (под действием потока фотонов), если он будет обладать для этого достаточной поверхностью. Именно такой способ межзвездных путешествий в данный момент считается самым перспективным.
Космические аппараты типа «парусник» запускаются в космос с 1993 года. Первым был «Прогресс М-15». В 2010-м в космос устремилась японская ракета-носитель с парусником IKAROS. На его примере изучались особенности движения аппаратов в космосе под действием солнечной энергии. Аппарат обошелся Японскому космическому агентству в 16 млн долларов. В 2015 году в небо устремился LightSail-1, идеологический наследник «Космос-1». На осень этого года запланирован запуск LightSail-2. Весь проект обойдется в 4,5 млн долларов, финансируется он из частных средств. У технологии есть некоторые недостатки: отсутствие системы торможения и маневренности, возможность лететь под действием направления движения фотонов только в одну сторону и слабое ускорение ближе к границам Солнечной системы. Исследования в данной области пытаются найти пути их решения.
В ближайшей перспективе NASA видит в солнечных парусниках инструменты для исследования космической погоды и изучения астероидов в окрестностях Земли. Межзвездные полеты – это пока отдаленная перспектива, требующая новых технологий для строительства в космосе и быстрого преодоления больших расстояний.
Breakthrough Starshot
В этом году совладелец Mail.ru Group Юрий Мильнер и физик Стивен Хокинг объявили об инвестициях 100 млн. долларов в проект Breakthrough Starshot (позднее к нему присоединился и Марк Цукерберг). Миссией проекта будет создание компактных космических парусников, которые за 20 лет смогут долететь до Альфа Центавры на скорости 20% от скорости света (Альфа Центавра находится на расстоянии 25 трлн. миль или 4,37 световых лет от нас и является ближайшей к Земле солнечной системой).
О том, когда проект приблизительно будет готов к запуску, пока неизвестно, поскольку даже для начала исследований необходимо строительство огромной инфраструктуры. В частности, мощнейших лазеров, которые на начальном этапе будут придавать ускорение парусникам с Земли. На этом видео показано, каким образом будет происходить запуск. Вы можете себе представить, сколько всего предстоит рассчитать исследователям – начиная от поиска места для лазеров (высокое, открытое, с сухим климатом) и анализа их влияния на экосистему с перспективой поиска решения для его нейтрализации, до траектории полета (ведь Земля-то постоянно находится в движении) и траектории полета других небесных тел.
«Через 100 лет к звездам»
В 2010 году NASA совместно с DARPA запустили проект под названием «Через 100 лет к звездам» – 100 Year Starship. Его цель – разработка бизнес-модели, которая позволит финансировать исследование и строительство объектов для пилотируемого полета к другим звездным системам. А он, в свою очередь, должен произойти в перспективе 100 лет. По задумке NASA (а в биографии NASA зияет большое количество финансовых дыр, которые привели к отмене проектов), в проект покорения космоса должны инвестировать частные компании, а не государство, чтобы избежать в дальнейшем изменения планов.
ЭПИЛОГ
Несмотря на то, что в теории все звучит очень ладно и складно, в ученом мире нет до сих пор единого мнения относительного того, когда, каким образом и с какой целью стоит создавать колонии в космосе. Пока единого мнения не будет, ни один подобный проект, исходящих от Академий наук и космических организаций, не начнет претворяться в жизнь даже в формате разработки нужных типов транспорта или строительных роботов. Это с одной стороны отдаляет момент, когда человек попадет в космос, а с другой – повышает шансы на успех коммерческих организаций, которые заинтересованы в космосе ничуть не меньше. Как мы уже писали, у Украины тоже есть возможность принимать участие в освоении космоса. Украинские ракеты-носители регулярно отправляют на орбиту космические аппараты. Молодые украинские ребята разработали универсальный способ перемещения по Марсу, который заинтересовал NASA. А международная компания Noosphere, у которой есть представительство в Украине, инвестирует сразу в несколько космических проектов – в области больших данных, в разработку спутниковой платформы и создание высокопроизводительных электрических двигателей для космических кораблей. Кроме того – в конкурсы технических стартапов и образовательные курсы, связанные в том числе с космосом.
Материал опубликован при поддержке Noosphere
© 1999—2016 AIN.UA
adv@ain.ua
Made on
Tilda