Космические колонисты. Космические колонии

" 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

Вопрос о наличии жизни во вселенной волнует учёных тысячелетиями. Ещё наши предки описывали в своих наскальных рисунках и древних писаниях гигантов, которые спустились с небес для того чтобы построить пирамиды. Правда это, либо вымысел – для современного человека является тайной. В тоже время, не всегда поднятие занавесы тайны является правильным решением. Когда человек первый раз ступил на Луну, тогда уже стало ясно, что, что-то не то происходит на спутнике Земли. Здесь были явные следы присутствия иной цивилизации на планете, но что-то пошло не так, и человечество перестало осваивать Луну. Оно отправило космическую миссию на Марс.

Первый марсоход передал на Землю шокирующую информацию. На красной планете существовал кислород. Об этом говорят окисленные породы камней. Исследования показали, что кислород на Марсе существовал задолго до формирования атмосферы на нашей планете. Кроме всего прочего, на планете замечены следы воды. Это высохшие озёра, реки, даже моря. Сегодня сложно сказать, что привело планету к истощенному состоянию, в котором она находится сегодня, но точно ясно только одно – когда-то на Марсе была жизнь.

В последние годы учёные развивают теорию о том, что на Марсе действительно существовала жизнь, и она была передана на Землю с помощью метеорита. По их мнению, наша планета легко обменивается с Марсом мелкими космическими телами. Исходя из этой существующей теории, бактерии с Марса были перенесены на поверхность Земли с помощью космического тела. То ли это был метеорит, то ли астероид – учёные не знают. В тоже время, то, что Марс пострадал от столкновения с огромным метеоритом – научно доказанный факт. Кроме всего прочего, сделанные спутниками фотографии Марса доказывают наличие на его поверхности довольно странных строений, очень похожих внешне на пирамиды с Земли.

Что самое интересное, эти марсианские пирамиды построены в определённой последовательности. Они построены так, что формируют небесные созвездия, как это делают пирамиды Земли. Возможно, таким образом, они формируют посадочные полосы для космических звездолётов, приглашая, таким образом, гостей из различных созвездий на поверхность планеты.

Исследования показывают, что на Марсе располагается огромное количество довольно странных сооружений, которые внешне похожи на строения Земли. Это и стеклянные тоннели, и сооружения, похожие на жилые дома.

Необходимо отметить, что сегодня в мире существует несколько программ, целью которых является развитие космонавтики с целью посещения поверхности красной планеты. Так, например, через четыре года будет запушена программа колонизации Марса. Она предусматривает высадку на поверхность планеты групп учёных, которые должны будут дожить свою жизнь на ней, изучить её, передать на Землю определённые научные данные. Каждые пять лет на поверхность планеты будет высаживаться группа колонизаторов. Учёные будут жить в специально приготовленных отсеках, так называемых домах, которые подготовят роботы до прибытия первых колонизаторов. Так, как сегодня вокруг планеты расположено радиоактивное облако, возникшее в результате падения на её поверхность крупного небесного тела. Задачей учёных будет максимальная эффективность изучения возможности развития жизни на планете. Ведь и сегодня в недрах Марса есть источники воды. Какого она состава и качества – нужно будет изучить колонизаторам. Эта миссия способна значительно продвинуть человека вперёд в отношении освоения космоса.

Кроме возможности зарождения и развития жизни на Марсе, учёные Земли утверждают, что у нашей планеты есть двойники во вселенной. В дальних уголках нашей вселенной были обнаружены именно такие планеты, которые более чем на восемьдесят процентов похожи на Землю. Отыскав такую планету, человечество может найти подобную человеку цивилизацию.

Вот для примера, учёными было зафиксировано около пяти десятков разновидностей инопланетных гостей, которые посещали Землю в разные периоды её существования. Так, ещё древние ацтеки и шумерские племена указывали, что с неба на Землю спускаются светящиеся облака и приносят с собой странных зверей, богов, как подобных людям, так и не подобных им. Люди, вступавшие в контакт с инопланетянами, которых называют контактёрами, также указывают на наличие множества разновидностей гостей из космоса. Некоторые из них якобы прилетели с планет нашей солнечной системы, другие – из параллельных измерений. Некоторых контактёров инопланетные гости похищали. В тоже время, память практически у всех из похищенных людей, стёрта, что не дает возможности узнать больше об инопланетянах.

Сегодня многие эзотерики утверждают, что во вселенной, в другом её измерении, существует двойник Земли. На этой планете живут полные копии людей Земли. С помощью специальных методик, эзотерики предлагали связываться со своими двойниками и спрашивать у них о будущем, настоящем и прошлом человечества. Современные исследования также говорят, что на нашей планете существует множество людей, способных даже во сне вступить в контакт с инопланетными гостями. Так, например, многие поэты и художники проживают двойную жизнь. Одна часть их жизни находится в реальном измерении, но, а другая – в параллельном. Параллельное измерение, по их словам, несколько отличается от того, в котором мы живём.

Сегодня уже доказан факт блуждания тонких тел человека где-то во вселенной во время медитации, либо сна. Возможно, это просто не до конца обоснованная теория, но как объяснить факт присутствия на нашей планете людей, способных увидеть будущее, изменить прошлое, переписать настоящее? Эзотерики утверждают, что такие люди блуждают между реальностями. Им подвластны пространственные прыжки, им присуща способность останавливать на долю секунды время, для того чтобы изменить реальное положение вещей…

Как бы мистически это не звучало, но исходя из рассказов контактёров – такое возможно. Нет ничего не подвластного человеческому разуму.

Наука говорит, что раньше в Солнечной системе, к которой относится Земля, было намного больше планет. От них сегодня практически ничего не осталось, только пояса из метеоритов. Наша вселенная живёт своей жизнью, главное, чтобы человечество не мешало ей это делать.

Экология познания.В научно-фантастических фильмах и книгах колонизация других планет кажется простой. Все, что вам нужно, это

В научно-фантастических фильмах и книгах колонизация других планет кажется простой. Все, что вам нужно, это совершить прыжок в «гиперпространство» на вашем звездном крейсере, и - вуаля - вы пробиваете сложенное пространство-время и мгновенно прибываете в пункт назначения. На самом деле, мы будем колонизировать космос не крупными прыжками, а серией небольших шагов, начиная с успешного проживания на низкой околоземной орбите.

Сегодня это трудно представить, но в первые дни после запуска «Спутника» ученые даже не подозревали, что люди смогут выживать в течение длительных периодов времени в космосе. Первые полеты в космос осуществлялись силами животных, а не астронавтов, и только в 1961 году Юрий Гагарин взмыл на пылающей ракете в космос. Исторический полет Гагарина длился всего 108 минут, но заложил основу для более длительных миссий.

К середине 1970-х годов астронавты успешно осели в орбитальных космических станциях. Первыми стали «Салют» и «Скайлэб», затем появилась «Мир». На станции «Мир» космонавты продолжали бить рекорды проживания в космосе. Муса Манаров и Владимир Титов провели год на борту советской станции в конце 80-х годов, а в 1995 году Валерий Поляков преодолел их рекорд, завершив 438-дневное дежурство в космосе.

Сегодня Международная космическая станция (МКС) выступает в качестве четкого свидетельства того, что люди могут бесконечно долго жить на низкой околоземной орбите. С тех пор, как первый экипаж МКС прибыл на станцию в 2000 году, МКС стала постоянным плацдармом для проведения экспериментов, наблюдения за космосом и в целом жизни космонавтов и астронавтов в космосе.

От низкой околоземной орбите нам просто нужно сделать прыжок и достичь Луны (условно говоря). Она должна стать нашим следующим пунктом назначения. Должна, но может и не стать.

Освоение Луны

С тех пор как программа «Аполлон» поместила Луну в пределах нашей досягаемости, создание базы на Луне казалось следующим логическим шагом. Естественный спутник Земли имеет ряд преимуществ по сравнению с более экзотическими лунами вроде Титана, спутника Сатурна. Во-первых, он находится относительно близко, а значит, экипажи могут сменяться в течение нескольких дней. Также это подразумевает хорошую связь между колонистами и командирами миссии на Земле, то есть без существенных задержек. Луна могла бы стать идеальным космопортом, потому что ракеты могли бы покидать ее низкую гравитацию без особых затрат энергии. Наконец, лунная обсерватория существенно облегчила бы изучение Вселенной и поиск мест, куда можно было бы отправиться в дальнейшем.

Правда, жизнь на Луне будет непростой. В отсутствие атмосферы можно добавить существенные перепады температур, от 134 градусов по Цельсию в полдень до минус 170 градусов по Цельсию в ночь. Поверхность Луны постоянно шлифуется микрометеоритами и космическими лучами. Чтобы пережить это, колонистам придется обустраивать свои жилища под лунной почвой или в лунных кратерах.

Также возникает вопрос касательно еды и воды. Ученые знают, что на Луне имеется довольно много воды, но нужны специальные устройства, чтобы ее извлечь. И выращивание растений в течение длинных лунных ночей, не имея насекомых для опыления, будет весьма сложным.

Несмотря на эти трудности, некоторые страны разрабатывают возможности освоения Луны. Не так давно стало известно о планах России по созданию лунной базы. Также в 2010 году была приостановлена американская программа Constellation, в рамках которой на Луну должны были отправиться космические аппараты нового поколения. В любом случае можно констатировать, что внимание общественности сейчас обращено по большей части на Марс.

Колонизация Марса

Некоторые ученые считают, что нам нужно пропустить Луну и отправиться прямо на Марс. Одним из самых горячих сторонников этой стратегии является Роберт Субрин, основатель и президент Mars Society. В 1996 году он изложил подробности миссии Mars Direct, которую можно назвать образцовым планом для пилотируемых поездок на Красную планету.

Вот как это будет выглядеть. Первый запуск будет включать беспилотный Earth Return Vehicle, или ERV, который отправится на Марс. ERV должен быть оснащен ядерным реактором, с помощью которого можно будет изготовить топливо, используя элементы марсианской атмосферы. Двумя годами спустя будет запущен второй беспилотный ERV, который отправится в новое место для посадки. В то же время будет отправлен пилотируемый космический корабль, который должен будет приземлиться рядом с первым ERV. Экипаж будет находиться на Марсе в течение 18 месяцев, исследуя планету и проводя эксперименты, пока не наступит время возвращаться на Землю, используя топливо, добытое прямо на Марсе. После того как первая команда отправится на Землю, прибудет вторая группа исследователей, и весь процесс повторится.

Долгосрочное проживание в марсианских колониях, однако, потребует преобразования планеты, так называемого терраформирования. Терраформирование включает подъем температуры на Марсе до земных условий. Единственный реалистичный способ сделать это - построить блоки обработки почвы, которые будут накачивать сверхпарниковые газы вроде метана и аммиака в атмосферу Марса. Эти газы будут абсорбировать солнечную энергию и согревать планету, запуская выброс диоксида углерода из почвы и полярных ледяных шапок. По мере того как диоксид углерода будет увеличиваться в атмосфере, давление будет падать, обеспечивая дополнительное тепло и образование океанов. В конце концов колонисты начнут обходиться без скафандров, хотя будут вынуждены носить кислородные баллоны.

После нескольких десятилетий терраформирования, Красная планета будет выглядеть практически так же, как и наша родная. Спустя еще несколько десятилетий она будет практически неотличима от Земли. Если это произойдет, Марс может стать вторым домом для людей.

Колонии за пределами Марса

Астероиды - эти скалистые объекты, которые вращаются вокруг Солнца в широком диапазоне между Марсом и Юпитером - могли бы стать ступенью к внешним планетам. Существует только около сотни астероидов шириной более 200 километров, но общее число их превышает миллиарды, а это хороший ресурс для использования в Солнечной системе. Среди самых больших астероидов царит Церера (или карликовая планета, с какой стороны посмотреть), и после ее тщательного исследования она вполне может стать вариантом для форпоста. С одной стороны, сам факт существования жидкой воды под ее поверхностью может быть определяющим.

Как люди могут колонизировать астероид? Один из вариантов - превратить его в город. Это потребует существенных усилий по «выдалбливанию» внутренностей этого камешка. Другой вариант - построить «город в небе», космическую станцию, которая будет вращаться вокруг астероида. Такая идея витает в воздухе уже много лет.

В 1975 году группа профессоров, технических директоров и студентов собралась на 10 недель в Стэнфордском университете и Научно-исследовательском центре Эймса, чтобы разработать проект космических поселений. Они предложили создать колесоподобное жилище диаметром 1,6 километра. Колонисты жили бы в трубе по периметру колеса, который соединялся бы с помощью шести «спиц» с центральным доком. Вся структура вращалась бы, имитируя гравитацию Земли, и с помощью зеркал собирала бы солнечный свет для использования в производстве электроэнергии и сельском хозяйстве.

В любом случае сейчас активно прорабатываются варианты с освоением Марса. Правда, не все они выглядят одинаково привлекательными. А вы готовы возглавить путешествие за пределы Солнечной системы?

Курс на планету в другой системе

Если мы собираемся колонизировать планету в другой звездной системе, нам нужно ответить на два вопроса. Во-первых, существует ли подходящая планета для нашего вида за пределами Солнечной системы? Ответ: конечно, да. Телескоп Кеплер уже нашел сотни планет, которые могут нам подойти.

Второй вопрос чисто логистический: как добраться до планеты, расположенной за триллионы километров от нас? Чтобы ответить на этот вопрос, нам нужно переосмыслить космические путешествия. Возможно, провести несколько революций в сфере освоения космоса. К примеру, мысль о том, что один экипаж долетит до далекой планеты, весьма сомнительна. Скорее понадобится «корабль поколений», на котором успеет родиться и умереть несколько поколений людей.

Возможно, мы найдем червоточину или освоим двигатель на эффекте Казимира. Есть и более реалистичные варианты вроде солнечного паруса. Ионные двигатели используют солнечные батареи для выработки электрического поля, которое ускоряет заряженные атомы ксенона. Такой двигатель в настоящее время питает миссию зонда Dawn, исследующего Цереру. Ракеты на антивеществе могут быть чрезвычайно эффективны и достигать высоких скоростей, но эта технология пока скорее гипотетическая.

В конце концов, хорошим решением может быть сочетание всех этих технологий. И это в очередной раз доказывает, что освоение глубокого космоса потребует сотрудничества и взаимодействия между учеными разных стран и направленностей. Как ни крути, космос объединяет.опубликовано

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.

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.

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.