Через 15 лет люди могут жить на гигантских шарах, плавающих в поясе астероидов между Марсом и Юпитером, - Live Science
Сейчас, более чем когда-либо, космические агентства и миллиардеры сосредоточены на поиске нового места для проживания человечества за пределами орбиты Земли.
Марс — очевидный кандидат, учитывая его относительно близкое расположение, 24-часовой цикл день/ночь и богатую СО2 атмосферу. Но есть направление научной мысли, сторонники которого утверждают, что колонизация поверхности другой планеты, причем любой планеты, принесет больше проблем, чем выгод. Об этом пишет научный новостной портал Live Science.
6 января в архиве электронных публикаций научных статей и препринтов arXiv появилась новая работа, авторы которой выступили с необычным контрпредложением: оставить мысли о заселении Красной планеты и вместо этого построить гигантскую среду обитания, парящую вокруг карликовой планеты Церера.
В статье, которая еще не прошла рецензирование, астрофизик Пекка Янхунен из Финского метеорологического института в Хельсинки описывает свое видение «мегаспутника», состоящего из тысяч цилиндрических космических аппаратов, связанных внутри дискообразной рамы, постоянно вращающейся вокруг Цереры — самый крупный объект в поясе астероидов между Марсом и Юпитером.
Каждый из этих цилиндрических модулей может вместить до 50 000 человек, поддерживать искусственную атмосферу и создавать земную гравитацию за счет центробежной силы собственного вращения, пишет Янхунен. (Эта идея, впервые предложенная в 1970-годах, известна как цилиндр О'Нила).
Но почему Церера? Ее среднее удаление от Земли сравнимо с Марсом, писал Янхунен, что делает путешествие относительно легким, но карликовая планета также имеет другое важное преимущество. По словам астрофизика, Церера богата азотом, который будет иметь решающее значение для развития атмосферы орбитального поселения. Вместо того, чтобы создавать колонию на поверхности этой крошечной планеты, радиус которой в 13 раз меньше земного, поселенцы смогут использовать космические лифты для транспортировки сырья с Цереры прямо в свое орбитальное поселение.
Жизнь на орбите поможет решить одну из самых серьезных проблем, которая возникнет в случае колонизации Марса: последствия пониженной гравитации для здоровья человека.
«Меня беспокоит, что дети в поселении на Марсе не будут физически развиваться (с точки зрения мускулов и костей) из-за слишком низкой гравитации», - сказал Янхунен Live Science в электронном письме. «Поэтому я искал альтернативу, которая обеспечила бы [земную] гравитацию, но также и взаимосвязанный мир».
Предложение Янхунена имеет свои собственные предостережения, которые могут сработать против успешной колонии Цереры, отметил другой исследователь.
Добро пожаловать в мир-диск
Согласно концепции Янхунена, каждый цилиндр мегаспутника Цереры будет создавать свою собственную гравитацию посредством вращения. Размер каждого цилиндрического места обитания будет составлять 10 километров в длину с радиусом один километр. Полный оборот этот цилиндр будет совершать за 66 секунд, чтобы вырабатывать центробежную силу, имитирующую земное притяжение.
По словам Янхунена, в одном цилиндре комфортно могут разместиться около 57 000 человек, и он будет удерживаться на месте рядом с соседними цилиндрами с помощью мощных магнитов, подобных тем, которые используются в магнитной левитации».
Такая взаимосвязанность даст и другие существенные преимущества жизни в мегаспутнике, сказал Янхунен. Жилые цилиндры можно присоединять к концам колонии бесконечно, что позволит расширять ее без ограничений.
«Площадь поверхности Марса меньше, чем Земли, и поэтому там недостаточно места для большого населения и развития экономики. А колонию Цереры можно будет расширять от одного цилиндрического модуля до миллиона!» - рассказал Янхунен Live Science.
Освещение
По бокам цилиндров в массивной дисковой раме будут размещены два гигантских стеклянных зеркала под углом 45 градусов к диску. Они будут отражать достаточное количество естественного солнечного света, направляя его на обитаемые цилиндры. Часть территории каждого цилиндра будет выделена для выращивания зерна и деревьев, которые будут сажать в слой почвы глубиной полтора метра. Почву будут брать с Цереры. Естественный солнечный свет будет содействовать их росту. («Городская» часть цилиндра будет освещаться искусственным светом в режиме «день-ночь», как на Земле. Янхунен ничего не рассказывает о том, откуда поселенцы будут брать кислород.)
Идея общества, живущего в парящей на орбите цилиндрической утопии, может показаться странной, но у нее есть сторонники. В 2019 году Джефф Безос (руководитель фирмы «Амазон» и учредитель частной космической компании «Блу Ориджин»), выступая на одном мероприятии в Вашингтоне, рассказал о преимуществах строительства «колоний О'Нила» типа тех, которые описывает Янхунен. Безос выразил сомнение относительно того, что такие колонии возникнут еще при нашей жизни, задав аудитории вопрос: «Как мы будем строить колонии О'Нила? Я не знаю, и никто в этом зале не знает».
Однако Янхунен настроен более оптимистично. В письме на сайт Live Science он отметил, что первые поселенцы смогут отправиться на Марс в ближайшие 15 лет.
В будущем году на Церере?
Доцент астробиологии из Флоридского технологического института Манасви Лингман, исследующий проблемы пригодности планет для проживания людей, сказал, что предложение о колонизации Цереры является «разумной альтернативой» заселению поверхности Марса или Луны. Но при этом в нем не учтены многие факторы.
«Я бы сказал, что здесь есть три важных оговорки: первая — это вопрос о других важных элементах, кроме азота», - сказал Лингман.
В исследовании ничего не говорится о таком ключевом элементе как фосфор, говорит он. Человеческий организм создает из фосфора ДНК, РНК и аденозинтрифосфат (это важнейший источник энергии в клетках). Все земные организмы, включая растения, которые колонистам предстоит выращивать на орбитальных платформах, так или иначе нуждаются в фосфоре, однако Янхунен в своем предложении обходит стороной вопрос о том, откуда можно будет получить этот важнейший элемент.
Вторая важная оговорка — это техника и технологии, сказал Лингман. Чтобы получать на Церере азот и прочие сырьевые материалы, нужно будет вести их добычу на ее поверхности, извлекая эти важные элементы из недр. Вести добычу без роботизированной горнодобывающей техники будет невозможно. Но ее надо будет доставить на Цереру. Плюс к этому понадобятся спутники, чтобы вести дистанционную разведку и направлять технику в районы самых богатых месторождений. По словам Лингмана, такое теоретически возможно, но пока у нас нет соответствующей техники и технологий. Совсем недавно (15 января) НАСА объявила о гибели своего марсохода, который не сумел достаточно глубоко (на пять метров) зарыться в поверхность Марса. Так закончилась его двухгодичная миссия.
Такие технические ограничения приводят нас к третьей оговорке Лингмана. Речь идет о предложенных временных рамках. Янхунен полагает, что первый кластер обитаемых орбитальных цилиндров можно будет построить через 22 года с начала добычи полезных ископаемых на Церере. Но это предполагает, что доступное поселению количество энергии каждый год будет многократно увеличиваться, начиная прямо с данного момента, и что в процессе этого не будет никаких перебоев из-за технологических или логистических проблем. «Такой прогноз нельзя назвать немыслимым. Но мы не можем воспринимать его как нечто само собой разумеющееся», - сказал Лингман.
«22 года — это может быть минимальным сроком при оптимальных условиях, но я бы сказал, что времени пройдет намного больше», - заявил Лингман.