ruua

Люди могут поселиться в поясе астероидов в ближайшие 15 лет, говорит астрофизик


245
245 points

Можем ли мы построить «мегаспутник» для среды обитания человека вокруг карликовой планеты Церера? Эта идея более правдоподобна, чем кажется.

Сейчас более чем когда-либо космические агентства и устремленные к звездам миллиардеры сосредоточены на поиске нового дома для человечества за пределами орбиты Земли. Самый очевидный кандидат — Марс, учитывая его относительно близкое расположение, 24-часовой цикл день/ночь и атмосферу, богатую CO2. Тем не менее, существует школа космической мысли, которая предполагает, что колонизация поверхности любой другой планеты уж слишком проблемна.

И новая статья, опубликованная в базе данных препринтов arXiv, предлагает креативное контрпредложение: отказаться от Красной планеты и вместо этого построить гигантскую среду обитания вокруг карликовой планеты Церера.

Люди могут переехать в колонию в поясе астероидов в ближайшие 15 лет
На этой иллюстрации НАСА изображен цилиндр О’Нила: среда обитания человека, вращающаяся вокруг чужой планеты. В новой статье предлагается построить из них мегаколонию вокруг карликовой планеты Церера. Изображение: Rick Guidice/NASA

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 вместе внутри дискообразной структуры, постоянно вращающейся вокруг Цереры — самого крупного объекта в поясе астероидов между Марсом и Юпитером. Каждая из таких цилиндрических сред могла бы вместить до 50 тысяч человек, поддерживать искусственную атмосферу и создавать земную гравитацию за счет центробежной силы собственного вращения, пишет Янхунен (эта идея, впервые предложенная в 1970-х годах, известна как цилиндр О’Нила).

Но почему Церера? Её среднее расстояние от Земли сравнимо с Марсом, пишет Янхунен, что делает путешествие относительно легким, но эта карликовая планета также имеет большое элементное преимущество. Церера богата азотом, который будет иметь решающее значение для развития атмосферы орбитального поселения, говорит Янхунен (атмосфера Земли примерно на 79% состоит из азота). И вместо того, чтобы строить колонию на поверхности крошечного мира — радиус Цереры примерно в 13 раз меньше радиуса Земли, будущие поселенцы могли бы использовать космические лифты для переброски сырья с планеты прямо в места их обитания на орбите.

Люди могут переехать в колонию в поясе астероидов в ближайшие 15 лет
Эта иллюстрация НАСА показывает, как может выглядеть внутренняя часть цилиндра О’Нила. Каждая среда обитания будет иметь искусственную атмосферу, земную гравитацию и сочетание городского и сельскохозяйственного пространства. Изображение: Rick Guidice/NASA

Такой орбитальный образ жизни также устранит один из самых серьезных недостатков, которые Янхунен видит в идее создания колонии на поверхности Марса: воздействие низкой гравитации на здоровье.

«Меня беспокоит, что дети в поселении на Марсе не будут развиваться до здоровых взрослых (с точки зрения мускулов и костей) из-за слишком низкой марсианской гравитации, — сказал Янхунен Live Science. — Поэтому я искал [] альтернативу, которая обеспечила бы не только [земную] гравитацию, но и взаимосвязанный мир».

Добро пожаловать в мир в диске

Люди могут переехать в колонию в поясе астероидов в ближайшие 15 лет
Мегаспутник Янхунена будет включать в себя диск связанных между собой цилиндров среды обитания, окруженный с обеих сторон массивными зеркалами, чтобы направлять солнечный свет в колонию. Изображение: Пекка Янхунен

Согласно предложению Янхунена, каждый цилиндр мегаспутника Цереры будет создавать свою собственную гравитацию за счет вращения; каждая цилиндрическая среда обитания будет иметь длину около 10 километров, радиус 1 километр и совершать полный оборот каждые 66 секунд для создания центробежной силы, необходимой для имитации земной гравитации.

По словам Янхунена, в одном цилиндре с комфортом смогут разместиться около 57 тысяч человек, и он будет удерживаться на месте рядом с соседними цилиндрами с помощью мощных магнитов, подобных тем, которые используются в магнитной левитации.

Такая взаимосвязь указывает на другое большое преимущество жизни на мегаспутниках, сказал Янхунен: на края колонии можно постоянно добавлять новые цилиндры среды обитания, что позволит ей практически неограниченно расширяться.

«Площадь поверхности Марса меньше, чем Земли, и, следовательно, он не может обеспечить возможности для значительного роста населения и экономического роста», — сказал Янхунен.

А колония вокруг Цереры «может расширяться от одной до миллиона сред обитания».

Светлое будущее

Люди могут переехать в колонию в поясе астероидов в ближайшие 15 лет
Светлое будущее в цилиндре среды обитания в миллионах километров от Земли. Изображение: Don Davis/NASA

Помимо цилиндров и гигантской дисковой структуры, основными особенностями колонии будут два огромных стеклянных зеркала, расположенных под углом 45 градусов относительно диска, чтобы отражать достаточно естественного солнечного света в каждую среду обитания. Часть каждого цилиндра будет выделена для выращивания сельскохозяйственных культур и деревьев, посаженных на почве толщиной 1,5 метра, полученной из сырья с Цереры. Естественный солнечный свет должен поддерживать их рост. В то же время «городская» часть каждого цилиндра будет полагаться на искусственное освещение для имитации земного цикла день/ночь. При этом Янхунен не оговаривает, откуда в поселения поступает кислород.

Такое сообщество цилиндрических утопий может показаться немного диковинным, но у него есть свои сторонники. В 2019 году Джефф Безос (глава Amazon и основатель частной космической компании Blue Origin) говорил на мероприятии в Вашингтоне, округ Колумбия, о достоинствах строительства «колоний О’Нила», подобных тем, которые описывает Янхунен. Безос скептически относился к тому, что такая колония могла бы существовать при нашей жизни, спрашивая аудиторию: «Как мы собираемся строить колонии О’Нила? Я не знаю, и никто в этой комнате не знает».

Однако Янхунен настроен более оптимистично. Он заявил, что первые люди-поселенцы могут отправиться на Цереру в течение следующих 15 лет.

В следующем году на Церере?

В то же время Манасви Лингам, доцент астробиологии в Технологическом институте Флориды, изучающий обитаемость планет, сказал, что предложение о заселении орбиты Цереры представляет собой «правдоподобную альтернативу» колонизации поверхности Марса или Луны, но все же не учитывает некоторые ключевые соображения.

«Я бы сказал, что есть три основных предостережения, — сказал Live Science Лингам, не связанный со статьей Янхунена. — Первый — это вопрос о других важных элементах, помимо азота».

По словам Лингама, один из ключевых элементов, который не упоминается в статье — фосфор. Человеческое тело использует фосфор для создания ДНК, РНК и АТФ (жизненно важная форма хранения энергии в клетках). Так или иначе в нем нуждаются все организмы на Земле, включая любые растения, которые колонисты могут надеяться вырастить в своих вращающихся средах обитания, но в предложении Янхунена не говорится о том, где и как можно было бы получить этот важнейший элемент.

По словам Лингама, второй нюанс — технологии. Сбор азота и другого сырья на Церере потребует разработки поверхности планеты и извлечения этих важнейших элементов из горных пород. Такая операция невозможна без парка автономных горнодобывающих машин, готовых к развертыванию на Церере, а также спутников, которые направят их к наиболее жизнеспособным месторождениям, богатым питательными веществами. Идея правдоподобна, сказал Лингам, но пока технологически недостижима. И подтверждением этому являются то, что совсем недавно, 15 января, марсианский робот НАСА был объявлен «мертвым» после того, как ему не удалось зарыться в поверхность Марса всего на 5 метров, что завершило его 2-летнюю миссию.

Эти технологические ограничения указывают на третью оговорку Лингама, а именно на предлагаемые временные рамки. Предложение Янхунена предполагает, что первый кластер орбитальных сред обитания мегаспутника может быть создан через 22 года после начала добычи на Церере. Но такая оценка значит, что доступное энергоснабжение поселения растет в геометрической прогрессии каждый год, начиная немедленно, и никогда не прекращается из-за технологических или логистических проблем. Такая возможность «не является невероятной», — сказал Лингам, но не должна восприниматься как должное.

«Эта шкала времени в 22 года может быть нижней границей при оптимальных условиях, но я бы сказал, что реальная шкала времени может быть намного больше», — заявил Лингам.


Понравилось? Поделитесь с друзьями!

245
245 points
Василий Вдовиченко
Южная научно-исследовательская лаборатория