|
Мы приближаемся к строительству городов на астероидах
|
|
|
|
Любимый роман школьных учителей английского языка — «Маленький принц» французского писателя и военного летчика Антуана де Сент-Экзюпери. В нем рассказывается история молодого принца, который посещает Землю и другие планеты из своего дома на астероиде. Темы новеллы об одиночестве, дружбе, любви, утрате и человеческой природе долгое время помещали ее в литературный класс, но сегодня она могла бы так же хорошо бороться в программе по естественным наукам или физике. Почему? Исследовательская группа из Нью-Йорка из Университета Рочестера опубликовала документ, в котором рассказывается, как некоторые астероиды можно легко модифицировать, чтобы они имели гравитацию, подобную земной, для людей, занимающихся добычей полезных ископаемых, защитный радиационный экран для безопасных жилых помещений и даже поворачивали астероиды. в космические корабли. Если бы Антуан де Сент-Экзюпери был жив сегодня, продолжение «Маленького принца» могло бы быть в порядке с менее мрачным, более научным тоном… и более счастливым концом.
|
|
|
«Наша газета живет на грани науки и научной фантастики. Мы берем научно-фантастическую идею, которая была очень популярна в последнее время — в таких телешоу, как The Expanse от Amazon, — и предлагаем новый способ использования астероида для строительства города в космосе». Адам Франк, профессор физики и астрономии Хелен Ф. и Фред Х. Гоуэн, объясняет в пресс-релизе Университета Рочестера, в котором сообщается о публикации в журнале «Среда обитания Бенну: концепции дизайна вращающихся сред обитания, построенных из кучи щебня околоземных астероидов». Frontiers in Astronomy and Space Sciences, как его команда начала с, казалось бы, теоретической идеи из научной фантастики и «Маленького принца» и быстро обнаружила, что космическая наука развивается гораздо быстрее, чем предполагали авторы. Проект начался во время изоляции от пандемии COVID-19, когда Фрэнк и возможный соавтор Питер Миклавчич, кандидат технических наук в области машиностроения, начали вести себя как скучающие ученые без лаборатории и пинать возможные приложения для цилиндров О'Нила. Это изобретение физика Джерарда О’Нила, которому НАСА поручило спроектировать космические среды обитания. Так как это был 1972 год, О’Нил придумал два цилиндра, вращающихся в противоположных направлениях, со стержнем, соединяющим их на каждом конце. Вращение обеспечивало безопасную искусственную гравитацию внутри — концепция, которую мы видели много раз с тех пор, но так и не была успешно реализована. Франк и Миклавчич решили, что основным препятствием является стоимость транспортировки деталей и строительства среды обитания в космосе, и начали искать более дешевую альтернативу.
|
|
|
|
«Все эти летающие горы, вращающиеся вокруг солнца, могут обеспечить более быстрый, дешевый и эффективный путь к космическим городам». Одной из задач Маленького принца на его домашнем (и по совпадению размером с дом) астероиде «B 612» была очистка вулканов. Фрэнк смотрел на астероиды как на летающие горы и поручил исследовательской группе студентов превратить астероидную гору в среду обитания. В отличие от B 612, большинство астероидов представляют собой просто груды щебня и имеют часть гравитации Земли. Вращение как цилиндр О'Нила не сработает, поэтому они придумали альтернативу.
|
|
|
|
«Вместо этого в этой работе предлагается воспользоваться составом обломков и намеренно разрушить астероид с подавляющим вращением, чтобы захватить его в более крупную цилиндрическую внешнюю защитную конструкцию. При этом вдоль внутренней поверхности этой конструкции создается толстый слой реголита, который образует экранированный внутренний объем, который можно использовать для проживания людей. Кроме того, с помощью более прочного внешнего каркаса цилиндрическую среду обитания можно вращать вокруг своей центральной оси, создавая внутри искусственное гравитационное поле».
|
|
|
|
Чтобы снизить стоимость, «защитная структура» будет представлять собой гигантский гибкий сетчатый мешок из сверхлегких и высокопрочных углеродных нановолокон, который будет окружать и поддерживать вращающийся астероид. Щебень будет захвачен сеткой и сформирует защитный экран от радиации, в то время как астероид будет твердым, чтобы поддерживать среду обитания, и иметь гравитацию, чтобы удерживать людей. «Астероид диаметром 300 метров шириной всего в несколько футбольных полей может быть расширен до цилиндрической космической среды обитания с жилой площадью около 22 квадратных миль», которая будет «примерно размером с Манхэттен», по словам Фрэнка. В то время как на астероиде Маленького принца был только один дом, новый спиннер Фрэнка мог поддерживать миллион человек.
|
|
|
|
В некотором смысле, это реконструированный полый астероид, обломки которого отделяются от исходной поверхности скалы, образуя оболочку, сформированную цилиндрическим сетчатым мешком. Обломков, найденных на поверхности большинства астероидов, недостаточно, чтобы создать полноценный защитный щит, поэтому команде пришла в голову идея установить пушки в сетке, нацелить их на астероид и обстрелять его снарядами, чтобы создать больше щебня. Хотя Маленький принц может возражать, это кажется приемлемым решением.
|
|
|
|
Исследовательская группа также рассматривала возможность выдолбления астероида, чтобы создать защищенную от радиации внутреннюю среду обитания. Это неприемлемо для астероидов, покрытых щебнем, потому что рыхлые скалы не могут обеспечить адекватную защиту. К сожалению, более редкие твердые астероиды тоже не сработали. Хотя они могут быть выдолблены, вращение под действием гравитации вызовет слишком большую нагрузку на внешний слой и приведет к его разрушению. Для тех, кто может их понять, в документе прекрасно изложены математические расчеты, которые исследователи использовали для определения допусков, которые астероиды могут выдержать, прежде чем раскрутиться на части. Это поднимает важный момент:
|
|
|
|
«Очевидно, что в ближайшее время никто не будет строить города на астероидах, но технологии, необходимые для выполнения такого рода инженерных работ, не нарушают никаких законов физики». По словам Франка и Миклавчича, вращающийся мешок астероида не нарушает законов физики и может быть спущен с помощью существующих материалов и технологий. В заключение Франк приводит пример, который может иметь отношение к пилоту Антуану де Сент-Экзюпери, написавшему «Маленького принца» на основе собственного опыта после крушения самолета в пустыне Сахара в 1935 году при попытке установить рекорд скорости. «Идея астероидных городов может показаться слишком далекой, пока вы не поймете, что в 1900 году никто никогда не летал на самолете, но прямо сейчас тысячи людей удобно сидят в креслах, преодолевая барьеры со скоростью сотни миль в час, на мили выше земля. Космические города сейчас могут показаться фантастикой, но история показывает, что примерно столетие технического прогресса может сделать невозможное возможным».
|
|
|
|
Придется ли нам ждать столетие, чтобы жить на астероиде внутри гигантского вращающегося мешка? Возможно нет. Японские ученые уже отправили миссию к астероиду Бенну и вернулись с образцом его обломков, и НАСА и китайская космическая программа не отстают. Большой бизнес уже увидел большой потенциал добычи полезных ископаемых на астероидах, содержащих редкие минералы и металлы. Деньги движут прогрессом, и они могут легко подтолкнуть заселение астероидов к основанию марсианской или лунной колонии. Маленькому принцу может не нравиться этот аспект человеческой натуры, но это почти 2023 год, а не 1943 год, когда была написана книга. Самолет Антуана де Сент-Экзюпери исчез над Средиземным морем в июле 1944 года, когда он пытался продвинуть то, что еще было новой наукой о полетах, и «Маленький принц» был опубликован посмертно. Город на астероиде может стать идеальной данью уважения ему и его книге.
|
|
|
|
Источник
|
