ruua

Люди можуть оселитися в поясі астероїдів у найближчі 15 років, каже астрофізик


243
243 points

Чи можемо ми побудувати «мегасупутник» для середовища проживання людини навколо карликової планети Церера? Ця ідея більш правдоподібна, ніж здається.

Зараз, більш ніж будь-коли, космічні агентства і захоплені зірками мільярдери зосереджені на пошуку нового дому для людства за межами орбіти Землі. Найбільш очевидний кандидат – Марс, з огляду на його відносно близьке розташування, 24-годинний цикл день/ніч і атмосферу, багату CO2. Проте існує школа космічної думки, яка припускає, що колонізація поверхні будь-якої іншої планети аж надто проблемна.

І нова стаття, опублікована в базі даних препринтів arXiv, пропонує креативну контрпропозицію: відмовитися від Червоної планети і замість цього побудувати гігантське середовище проживання навколо карликової планети Церера.

Люди можуть переїхати в колонію в поясі астероїдів в найближчі 15 років
На цій ілюстрації НАСА зображений циліндр О’Ніла: середовище проживання людини, що обертається навколо чужої планети. У новій статті пропонується побудувати з них мегаколонію навколо карликової планети Церера. Зображення: Rick Guidice/NASA

У статті, яка ще не пройшла рецензування, астрофізик Пекка Янхунен із Фінського метеорологічного інституту в Гельсінкі описує своє бачення «мегасупутника», що складається з тисяч циліндричних космічних апаратів, пов’язаних разом всередині дископодібної структури, яка постійно обертається навколо Церери – найбільшого об’єкта в поясі астероїдів між Марсом і Юпітером. Кожне з таких циліндричних середовищ могло б вмістити до 50 тисяч чоловік, підтримувати штучну атмосферу і створювати земну гравітацію за рахунок відцентрової сили власного обертання, пише Янхунен (ця ідея, вперше запропонована в 1970-х роках, відома як циліндр О’Ніла).

Але чому Церера? Її середня відстань від Землі порівнянна з Марсом, пише Янхунен, що робить подорож відносно легкою, але у цієї карликової планети також є велика елементна перевага. Церера багата азотом, який буде мати вирішальне значення для розвитку атмосфери орбітального поселення, каже Янхунен (атмосфера Землі приблизно на 79% складається з азоту). І замість того, щоб будувати колонію на поверхні крихітного світу – радіус Церери приблизно в 13 разів менше радіуса Землі, майбутні поселенці могли б використовувати космічні ліфти для перекидання сировини з планети прямо у місця їх проживання на орбіті.

Люди можуть переїхати в колонію в поясі астероїдів в найближчі 15 років
Ця ілюстрація НАСА показує, як може виглядати внутрішня частина циліндра О’Ніла. Кожне середовище проживання матиме штучну атмосферу, земну гравітацію і поєднання міського та сільськогосподарського простору. Зображення: Rick Guidice/NASA

Такий орбітальний спосіб життя також усуне один з найсерйозніших недоліків, які Янхунен бачить в ідеї створення колонії на поверхні Марса: вплив низької гравітації на здоров’я.

«Мене турбує, що діти в поселенні на Марсі не будуть розвиватися до здорових дорослих (з точки зору м’язів і кісток) через занадто низьку марсіанську гравітацію, – сказав Янхунен Live Science. – Тому я шукав [] альтернативу, яка забезпечила б не тільки [земну] гравітацію, але і взаємопов’язаний світ».

Ласкаво просимо в світ у диску

Люди можуть переїхати в колонію в поясі астероїдів в найближчі 15 років
Мегасупутник Янхунена включатиме в себе диск пов’язаних між собою циліндрів середовища проживання, оточений з обох сторін масивними дзеркалами, щоб направляти сонячне світло в колонію. Зображення: Пекка Янхунен

Згідно з пропозицією Янхунена, кожен циліндр мегасупутника Церери створюватиме свою власну гравітацію за рахунок обертання; кожне циліндричне середовище проживання матиме довжину близько 10 кілометрів, радіус 1 кілометр і здійснюватиме повний оберт кожні 66 секунд для створення відцентрової сили, необхідної для імітації земної гравітації.

За словами Янхунена, в одному циліндрі з комфортом зможуть розміститися близько 57 тисяч осіб, і він буде утримуватися на місці поруч з сусідніми циліндрами за допомогою потужних магнітів, подібних до тих, які використовуються в магнітній левітації.

Такий взаємозв’язок вказує на іншу велику перевагу життя на мегасупутниках, сказав Янхунен: на краю колонії можна постійно додавати нові циліндри середовища проживання, що дозволить їй практично необмежено розширюватися.

«Площа поверхні Марса менше, ніж Землі, і, отже, він не може забезпечити можливості для значного зростання населення та економічного зростання», – сказав Янхунен.

А колонія навколо Церери «може розширюватися від одного до мільйона середовищ проживання».

Світле майбутнє

Люди можуть переїхати в колонію в поясі астероїдів в найближчі 15 років
Світле майбутнє в циліндрі середовища проживання в мільйонах кілометрів від Землі. Зображення: Don Davis/NASA

Крім циліндрів і гігантської дискової структури, основними особливостями колонії будуть два величезних скляні дзеркала, розташованих під кутом 45 градусів відносно диска, щоб відбивати достатньо природного сонячного світла в середовище проживання. Частина кожного циліндра буде виділена для вирощування сільськогосподарських культур і дерев, посаджених у грунт товщиною 1,5 метра, отриманий з сировини з Церери. Природне сонячне світло повинне підтримувати їх ріст. У той же час «міська» частина кожного циліндра буде покладатися на штучне освітлення для імітації земного циклу день/ніч. При цьому Янхунен не каже, звідки в поселення надходить кисень.

Така спільнота циліндричних утопій може здатися трохи дивовижнию, але у неї є свої прихильники. У 2019 Джефф Безос (глава Amazon і засновник приватної космічної компанії Blue Origin) говорив на заході у Вашингтоні, округ Колумбія, про достоїнства будівництва «колоній О’Ніла», подібних до тих, які описує Янхунен. Безос скептично ставився до того, що така колонія могла б існувати при нашому житті, запитуючи аудиторію: «Як ми збираємося будувати колонії О’Ніла? Я не знаю, і ніхто в цій кімнаті не знає».

Однак Янхунен налаштований більш оптимістично. Він заявив, що перші люди-поселенці можуть відправитися на Цереру протягом наступних 15 років.

У наступному році на Церері?

У той же час Манасві Лінгам, доцент астробіології в Технологічному інституті Флориди, який вивчає населеність планет, сказав, що пропозиція про заселення орбіти Церери є «правдоподібною альтернативою» колонізації поверхні Марса чи Місяця, але все ж не враховує деякі ключові міркування.

«Я б сказав, що є три основних застереження, – сказав Live Science Лінгам, не пов’язаний зі статтею Янхунена. – Перший – це питання про інші важливі елементи, крім азоту».

За словами Лінгама, один з ключових елементів, який не згадується в статті – фосфор. Людське тіло використовує фосфор для створення ДНК, РНК і АТФ (життєво важлива форма зберігання енергії в клітинах). Так чи інакше його потребують всі організми на Землі, включаючи будь-які рослини, які колоністи можуть сподіватися виростити в своїх середовищах існування, але в пропозиції Янхунена нема ані слова про те, де і як можна було б отримати цей найважливіший елемент.

За словами Лінгама, другий нюанс – технології. Збір азоту та іншої сировини на Церері потребують розробки поверхні планети і вилучення цих найважливіших елементів з гірських порід. Така операція неможлива без парку автономних гірничодобувних машин, готових до розгортання на Церері, а також супутників, які направлять їх до найбільш життєздатних родовищ, багатих необхідними речовинами. Ідея правдоподібна, сказав Лінгам, але поки технологічно недосяжна. І підтвердженням цьому є те, що зовсім недавно, 15 січня, марсіанський робот НАСА був оголошений «мертвим» після того, як йому не вдалося заритися в поверхню Марса всього на 5 метрів, що завершило його 2-річну місію.

Ці технологічні обмеження вказують на третє застереження Лінгама, а саме на пропоновані часові рамки. Пропозиція Янхунена передбачає, що перший кластер орбітальних середовищ існування мегасупутника може бути створений через 22 роки після початку видобутку на Церері. Але така оцінка означає, що доступне енергопостачання поселення зростає в геометричній прогресії щороку, починаючи негайно, і ніколи не припиняється через технологічні або логістичні проблеми. Така можливість «не є неймовірною», – сказав Лінгам, але не повинна сприйматися як належне.

«Ця шкала часу в 22 роки може бути нижньою межею при оптимальних умовах, але я б сказав, що реальна шкала часу може бути набагато більшою», – заявив Лінгам.


Сподобалося? Поділіться з друзями!

243
243 points
Василь Вдовиченко
Південна науково-дослідна лабораторія