|
Как мы можем построить колонию в инопланетном мире
|
|
|
|
Если человечество будет еще жить в течение долгого времени, нам, вероятно, придется колонизировать другие планеты. Либо мы сами сделаем Землю непригодной для жизни, либо она просто придет к естественному концу и не сможет поддерживать жизнь – в один прекрасный день мы будем вынуждены искать новый дом.
|
|
|
|
Голливудские фильмы, такие как «Марсианин» и «Интерстеллар», дают нам представление о том, что нас может ждать. Марс, безусловно, является наиболее пригодной планетой для жизни в нашей солнечной системе. Однако есть еще тысячи экзопланет, вращающихся вокруг других звезд, которые могут быть заменой нашей Земле. Какие же технологии нам понадобятся, чтобы сделать это возможным?
|
 |
|
У нас уже есть одна космическая колония – Международная космическая станция (МКС). Однако она расположена всего в 350 км от Земли и экипажу из шести человек, который там находится, нужно постоянно осуществлять поставку ресурсов. Большая часть технологий, разработанных для МКС, такие как радиационная защита, рециркуляция воды и воздуха, сбор солнечной энергии, безусловно, будет доступна и для будущих космических поселений. Тем не менее, создание постоянной космической колонии на поверхности другой планеты или луны может вызвать много новых проблем.
|
|
|
|
Неестественная среда обитания
|
|
|
|
Основным требованием для человеческого поселения является среда обитания – изолированная среда, которая сможет поддерживать давление воздуха, его состав (количество кислорода) и температуру, и защищать жителей от радиации. Этого, вероятно, будет относительно сложно достичь.
|
|
|
|
Запуск больших и тяжелых предметов в космос – дорогостоящая и трудная процедура. Космические аппараты со времен миссий Аполлона, которые состояли из нескольких модулей, способных отделяться и стыковаться, были отправлены в космос по частям и собирались астронавтами. Однако учитывая впечатляющий прогресс в автономном управлении, части смогут собираться самостоятельно. Сегодня маневры, подобные стыковке Аполлона, выполняются полностью автоматически.
|
|
|
|
В качестве альтернативы, можно взять с собой с Земли небольшой набор инструментов и создать среду обитания с использованием локально-заготовленных ресурсов. В частности, 3D принтеры могут быть использованы для превращения минералов из местной почвы в физические структуры. Это уже, кстати, стало рассматриваться в качестве возможности. Частная фирма «Planetary Resources» продемонстрировала работу 3D-печати на примере использования обогащенного металлом астероида, который был найден на Земле в месте удара. НАСА установило 3D-принтер на МКС, чтобы показать, его можно использовать в невесомости в качестве потенциального способа для изготовления компонентов космических аппаратов в космосе.
|
|
|
|
Вода, как жизненно важный компонент
|
|
|
|
Когда среда обитания будет построена, колонии потребуются постоянные поставки воды, кислорода, энергии и продуктов питания для поддержания ее обитателей. Это будет необходимо в случае, если колония не будет построена на идиллической планете, подобной Земле в плане изобилия ресурсов. Вода, как мы знаем, является основой для жизни. Также она может быть использована для изготовления топлива или защиты от радиоактивного излучения.
|
|
|
|
Первому поселению придется взять с собой определенное количество воды, а затем проводить утилизацию всех жидких отходов. Это уже практикуется на МКС, где ни одна капля жидкости (вода после умывания, пот, слеза, или даже моча) не расходуется впустую. Также колонии, вероятно, придется добывать воду из запасов подземных вод, которые могут существовать на Марсе, или льда, который можно найти под поверхностью некоторых астероидов.
|
|
|
|
Вода также служит источником кислорода. На МКС кислород генерируется с помощью процесса, известного как электролиз, для отделения кислорода от водорода в воде. НАСА также работает над разработкой методов регенерации кислорода из атмосферы побочных продуктов, таких как углекислый газ, который мы выдыхаем при дыхании.
|
|
|
|
Производство энергии.
|
|
|
|
Производство энергии – это, вероятно, тот технологический аспект создания колонии, к которому мы лучше всего подготовлены благодаря фотовольтаическим панелям (солнечные батареи). Однако в зависимости от расположения колонии на планете, нам, возможно, придется усовершенствовать эту технологию. На расстоянии Земли мы можем получить около 470В электроэнергии за каждый квадратный метр солнечных батарей. Это число будет ниже на поверхности Марса, потому что он расположен на 50% дальше от Солнца, чем Земля, и имеет толстую атмосферу, которая частично экранирует солнечный свет.
|
|
|
|
В частности, в атмосфере Марса периодически случаются песчаные бури, которые, как известно, проблематичны. Песок дополнительно ограничивает количество получаемого света, а также может скапливаться на панелях и покрывать их. Однако решением этой проблемы уже занимаются путем модернизации имеющихся марсоходов, которые отправляются на Марс. Например, два марсохода НАСА «Спирит» и «Оппортьюнити» были рассчитаны на 90 дней работы, однако, спустя уже более 12 лет, они все еще находятся в рабочем состоянии. Также было обнаружено, что марсианский ветер периодически очищает пыль с панелей.
|
|
|
|
Гидропоника.
|
|
|
|
Колония должна быть самоподдерживающейся, чтобы даже без репликатора «Star Trek», сельское хозяйство имело большое значение для производства продуктов питания. Посевы также могут быть использованы для преобразования двуокиси углерода в воздухе в дышащий кислород. Выращивать растения на Земле не так уж трудно, потому что они в течение тысяч лет адаптировались к этой окружающей среде. Однако выращивать фрукты и овощи в космосе или на другой планете не так уж просто.
|
|
|
|
Температура, давление, влажность, уровень углекислого газа, состав почвы и гравитация – все это влияет на выживание и рост растений, в разной степени на разнообразные виды. В настоящее время проводятся несколько исследований и экспериментов по выращиванию растений в контролируемых камерах, имитирующих среду космической колонии. Гидропоника – одно из возможных решений этой проблемы, что было продемонстрировано на Земле на примере редьки, салата и зеленого лука. Гидропоника включает в себя выращивание растений в богатой питательной жидкости без какой-либо почвы.
|
|
|
|
Изменение климата
|
|
|
|
Последним требованием для космической колонии является климат пригодный для жизни. Состав атмосферы и климат на других небесных телах, очень сильно отличается от Земли. На Луне или астероидах нет атмосферы, а на Марсе атмосфера, в основном, состоит из углекислого газа. Здесь температура поверхности колеблется от 20°C вплоть до -153 °C на полюсах во время зимы, а давление воздуха составляет только 0,6% от того, что на Земле. В таких условиях, поселенцы будут вынуждены жить в изолированных средах обитания, прогулки за пределами которых, будут возможны только при использовании скафандров.
|
|
|
|
Можем ли мы создать жизнь на Марсе?
|
|
|
|
В качестве альтернативного решения, мы можем изменить климат планеты в больших масштабах. Сейчас уже изучается «геоинженерия», как способ реагирования на изменение климата Земли. Это требует огромных усилий, но подобные методы могут быть расширены и применены, например, для других планет, таких как Марс.
|
|
|
|
Возможными решениями также являются организмы биоинженерии, которые смогут превращать диоксид углерода в атмосфере в кислород, или потемнение полярных шапок Марса для уменьшения количества солнечного света, который они отражают и, тем самым, повышают температуру поверхности. Кроме того, создание большого орбитального солнечного зеркала поможет отражать свет солнца на конкретные регионы, например, полюса, для локального повышения температуры. Некоторые полагают, что такие относительно небольшие изменения температуры могут повлиять на изменение климата, создав гораздо более высокое давление воздуха. Это может стать первым шагом на пути к терраформированию Марса.
|
|
|
|
http://obzor.press/press/17065-vot-kak-myi-mozhem-postroit-koloniyu-v-inoplanetnom-mire
|
