Луна – кандидат номер один?
Нога человека впервые ступила на естественный спутник Земли в далеком 1969-м, когда «Аполлон-11» сел на его поверхность. Потом было еще пять успешных высадок астронавтов. В трех последних американцы даже прихватили с собой «джип», а вернее, большой четырехколесный ровер, на котором разъезжали по Луне.
Прошло полвека, но земляне парадоксальным образом почти не продвинулись в освоении спутника. Появились новые данные о его строении, новые планы относительно полетов, но это, пожалуй, все. Причин тому несколько. Во-первых, закончилась холодная война, и соперничество двух сверхдержав (а лунная гонка была его частью) сошло на нет. Во-вторых, а это, наверное, даже более важно, Луну «отодвинули» на второй план амбициозные марсианские проекты.
Марс богаче ресурсами и перспективней, если говорить о «втором доме для землян». Но на Луне, кстати, тоже есть, чем поживиться. Например, гелий-3 – более легкий из двух стабильных изотопов гелия. Стоит он примерно 1200 долларов США за литр, а нужен в ядерной энергетике для запуска термоядерной реакции. На Луне количество гелия-3 оценивают в 500 тысяч тонн, и это по самым скромным оценкам. Беда в том, что нужды в больших объемах гелия-3 нет: ученые еще не смогли достичь требуемого уровня контроля над термоядерной реакцией.
И все же у Луны перед Марсом есть неоспоримое преимущество. Она находится от нас на расстоянии «всего лишь» 384 тыс. км. Это в среднем. До Марса среднее расстояние – 55 млн км. Получается, если лететь к Луне придется 3 дня, то полет на Марс растянется минимум на 150 дней, а может быть, и все 300. Хотя Марс и является более предпочтительным вариантом на роль «второй Земли», Луна выглядит более реальным убежищем, если на Земле что-то случится в самом ближайшем будущем.
Именно поэтому в 1989 году сотрудники NASA Майкл Дьюк и Джон Ньехофф предложили десятилетний проект лунного поселения Lunar Oasis. Удивительно, но и по сей день он считается чуть ли не самым реалистичным и проработанным, если говорить об идеях такого рода. Колонистов и оборудование должны доставить за тридцать полетов, из которых половина – пилотируемые. Каждый пилотируемый запуск доставлял бы по плану до 14 тонн грузов, а беспилотный – до 20 тонн. Всего авторы предложили отправить на Луну 594 тонны груза в три этапа.
На первом этапе из девяти запусков ракеты доставят сначала системы жизнеобеспечения, потом – людей. На финальной стадии к спутнику планировали направить огромный надувной купол, где смогли бы жить десять астронавтов. Стены жилого модуля хотели наполнить водородом: его можно добывать из лунного реголита, используя электролиз – разложение вещества на составные части при прохождении через его раствор электрического тока. Модуль-гигант для защиты от солнечной и космической радиации должен был разместиться в кратере: то есть большая часть конструкции находилась бы ниже уровня лунной «почвы». Постоянной команды не планировали. Астронавты могли прилетать, выполнять эксперименты и возвращаться обратно на Землю. Чередование по примеру экипажей МКС. В рамках второго и третьего этапов на Луну доставили бы оставшееся оборудование, солнечные батареи, две атомные электростанции, еще два надувных жилых модуля и несколько смен астронавтов.
Озвучили и цену космического поселения – она, кстати, очень хорошо иллюстрирует «реалистичность» таких проектов. Lunar Oasis, по расчетам, стоил бы как четыре программы «Аполлон»: в ценах 2011 года это примерно 550 млрд долларов. Чтобы было понятно, весь бюджет NASA за 2016 год был немногим выше 19 млрд долларов. А ведь Lunar Oasis в общем-то даже не город, а, скорее, база или небольшое поселение. Иными словами, никакой мегаполис на Луне или Марсе нам явно «не грозит»: на это просто нет денег. Только одно заставит человека ринуться осваивать другие миры – глобальная катастрофа на Земле, которая сделает жизнь на планете полностью невозможной.
Марсианские хроники Маска
Марс чаще, чем Луну, рассматривают в качестве объекта колонизации: Красная планета больше похоже на Землю. Площадь поверхности Марса составляет 28,4% от земной, то есть немногим меньше площади суши на нашей планете. Марсианский грунт во многом похож на земной. Там можно выращивать растения, в отличие, скажем, от Луны с ее абразивной пылью. У Марса есть атмосфера, плотность которой всего лишь 0,007 земной, но даже это дает хоть какую-то защиту от солнечной и космической радиации. В довесок ко всему атмосфера Марса неплохо послужит для аэродинамического торможения космических аппаратов.
И тут начинается самое интересное. Кто же полетит на Марс? Мы говорим даже не об исследовательской миссии, а о создании города на постоянной основе. Самый правдоподобный вариант предложил американский инженер и предприниматель Илон Маск – живая легенда нашего времени. Еще в сентябре 2016 года он анонсировал Interplanetary Transport System (ITS). По сути, речь идет об огромном космическом корабле на 100 (или даже больше) человек, выводимом на орбиту гигантской ракетой-носителем.
Проект Interplanetary Transport System (ITS) состоит из трех основных компонентов. Ракеты-носителя (мощнейшей из всех, когда-либо существовавших), космического корабля, способного транспортировать грузы и людей, и беспилотного топливозаправщика, построенного на базе корабля и внешне очень на него похожего. Танкер будет проводить заправку в космосе, после чего возвращаться на Землю за новой «партией» горючего.
Interplanetary Transport System Маск рассматривает как главный инструмент для покорения Красной планеты. «Сегодня полет на Марс и жизнь там кажутся нам невозможными, однако мы должны сделать эту мечту реальностью за время нашей жизни. Любой человек, который пожелает отправиться на Марс, должен иметь такую возможность. Не хочу быть “плохим пророком в своем Отечестве”, но в будущем Земля, вероятно, переживет катастрофу, и мы вымрем. Альтернатива этому – человечество должно стать “космическим” видом», – заявил сам Илон. Его конечная цель – создать на Марсе город-миллионник. Для этого корабли должны будут совершить несколько тысяч полетов к Марсу в ближайшие 40–100 лет. В будущем такой город станет полностью самообеспечиваемым.
Планы не лишены здравого смысла. Например, воды на Марсе действительно много. Собранные учеными данные говорят, что сейчас ее запасы во всем объеме криолитосферы Красной планеты составляют примерно 7,7 × 1022 граммов (77 млн км³). В относительном выражении это примерно в несколько раз меньше земного. Речь идет о водном льде в полярных шапках планеты, льде под ее поверхностью, сезонных ручьях из жидкой воды и гипотетических резервуарах жидкой воды и водных растворов солей в верхних слоях литосферы. Так или иначе, но для поддержания жизни колонии ее должно хватить. Топливо для кораблей, кстати, Илон тоже хочет добывать на Марсе.
Интересно, что создание на Красной планете города на миллион человек – это тоже далеко не конечная цель Маска. Еще раньше, в 2016 году, он предложил сбросить на полюса Красной планеты термоядерные бомбы. Согласно задумке, это поможет согреть атмосферу Марса и сделает планету более «гостеприимной». Взгляд на этот вопрос Маск выразил во время ток-шоу Late Show со Стивеном Кольбером. «Это планета (Марс, – NS), которой требуется ремонт. Сначала придется жить под прозрачными куполами, но впоследствии его можно будет трансформировать в планету, подобную Земле», – заявил Илон. Конечно, никаких конкретных сроков и четкого плана действий предприниматель не озвучил. Вообще, технических проблем на пути к созданию самообеспечиваемых поселений на Марсе столько, что мало кто говорит о деталях. Но есть и такие.
Мнение игрового мира
Эксперты NASA недавно обратились к канадской студии Blackbird Interactive, известной, в частности, разработкой научно-фантастической стратегической игры Homeworld: Deserts of Kharak. В NASA попросили создать интерактивную модель крупного поселения на Марсе. Заметим, что действие самой игры происходит на пустынной планете, похожей на Марс. Возможно, именно поэтому специалисты из Blackbird Interactive справились блестяще. Творение назвали Project Eagle. По задумке колония находится в кратере Гейла у подножия горы Шарпа. Виртуальную модель создали по информации о поверхности планеты, которую собрала межпланетная станция Mars Reconnaissance Orbite.
Согласно плану, проект будет реализован в начале XXII века. Интерактивная модель показывает нам транспортные средства, теплицы, специальные «марсианские» водохранилища и солнечные панели. В центре поселения – огромный прозрачный купол, дом для «марсиан». От него в разных направлениях отходят несколько освещенных магистралей, по которым можно будет перемещаться с помощью специальных шестиколесных марсоходов. Всего на территории Project Eagle будут жить примерно 6 тыс. человек. Колонисты смогут попасть на планету с помощью специального шаттла, модели которого также представили игроделы из Blackbird Interactive. Нужно полагать, город задумывается как самообеспечивающееся поселение. Здесь, впрочем, следует вспомнить слова Стивена Хокинга о том, что технологии еще очень нескоро позволят сделать колонию на Марсе или Луне полностью независимой от «материнской» планеты.
Арабские марсианские сказки
В феврале 2017 года во время Всемирного правительственного саммита, проходившего в Дубае, вице-президент, премьер-министр ОАЭ и эмир Дубая шейх Мохаммед бин Рашид Аль Мактума заявил, что страна планирует построить «мини-государство и своего рода коммуну» на Марсе. Проект назвали «Марс 2117»: сразу понятно, что он будет реализован (если и будет) еще очень нескоро. «Проект “Марс-2117” – это росток будущих научных достижений и знаний, который мы сажаем сегодня для будущих поколений, движимые жаждой познания», – подчеркнул эмир Дубая. Население города составит 600 тыс. человек, то есть будет сравнимо с Вашингтоном, столицей США. Сам город должен состоять из основного огромного купола и четырех поменьше, соединенных между собой «коридорами». Таким образом создатели хотят построить искусственную экосистему, а также защитить людей от радиации и марсианских пылевых бурь. В городе будет все: жилые здания, развлекательные учреждения, научно-исследовательские объекты.
Сейчас запущена первая, самая ранняя, стадия проекта. В рамках нее планируют подготовить кадры, способные добиться технического прорыва в освоении других планет. Прежде всего, речь идет о специалистах из Арабских Эмиратов, однако затем, как предполагают, их дополнят высококвалифицированные эксперты из других стран.
В целом, у специалистов из ОАЭ есть деньги и энтузиазм. Но это, в общем-то, все, что у них имеется. Свое собственное космическое агентство Арабские Эмираты создали только в 2014 году. В этом году с индийского космодрома Satish Dhahwan Space Centre при помощи ракеты-носителя PSLV-C37 был осуществлен запуск созданного ОАЭ наноспутника. А в 2021-м Арабские Эмираты хотят отправить к Марсу орбитальный аппарат Hope. С другой стороны, нужно понимать, что ОАЭ не имеют ни собственных ракет-носителей, ни космических кораблей, ни опыта создания чего-то из вышеперечисленного. Поэтому вероятность осуществления «арабской сказки» ничтожно мала.
Летающий город на Венере
Одну из самых невероятных идей в истории пару лет назад предложили ученые NASA. Они пришли к выводу, что новым домом для землян может стать Венера. Вот только строить что-либо на ее поверхности было бы, мягко говоря, тяжело. Вспомним хотя бы то, что температура поверхности планеты может достигать 530 °C. А еще атмосферное давление на Венере примерно в 90 раз больше, чем на Земле. Геологическая активность там тоже не сильно располагает к созданию постоянного поселения: частые извержения вулканов, землетрясения, молнии.
Кроме Луны, Венеры и Марса на роль гипотетического дома для землян претендуют и некоторые естественные спутники газовых гигантов, такие как Европа или Энцелад. Но здесь проблем еще больше. Достаточно сказать, что минимальное расстояние до Юпитера – 588 млн км, что примерно в 10 раз больше расстояния до Марса. А температура на поверхности уже упомянутой Европы составляет –170 °C.
Но списывать Венеру со счетов окончательно никто не спешит хотя бы потому, что она к нам более чем на треть ближе, чем Марс. В рамках проекта HAVOC (High Altitude Venus Operational Concept) во избежание взаимодействия с атмосферой Венеры ученые предлагают сконструировать огромные дирижабли, которые подвесят в густых облаках на высоте 50 км над венерианской поверхностью. Условия относительно комфортные: 85% земной гравитации и температурный пик не более 80 °C.
Проект разбит на пять этапов: роботизированная разведка, одномесячная орбитальная миссия, одномесячная атмосферная миссия, годичная атмосферная миссия, строительство и заселение венерианского города.
Разберем более деятельно. После прибытия к планете экипаж из двух человек месяц проведет на ее орбите, а затем спустится к поверхности. С помощью огромного дирижабля обитаемый модуль зависнет над поверхностью. Условия на нем будут похожи на условия МКС: стесненно, но жить можно. Через год можно будет начинать создание «полноценного» города из множества надувных модулей, парящих на орбите. Конечно, переселить в одночасье тысячи людей на Венеру не выйдет, но проект HAVOC может быть полезен с исследовательской точки зрения. К тому же, из-за близкого расположения к Солнцу (Венера – вторая от нашего светила), миссия позволит эффективно добывать солнечную энергию после установки солнечных панелей. Затем энергию можно будет перенаправлять к Земле.
В общем, шансы на реализацию проекта HAVOC, несмотря на всю его невероятность, намного более высоки, чем шансы на создание города на Марсе или Луне с населением в сотни тысяч человек. Не факт, что последнее вообще кто-либо начнет реализовывать в ближайшие столетия.
Вообще, для простого человека жизнь на другой планете будет похожа не на жизнь в классическом смысле, а на выживание. Со множеством ограничений. Так что, как уже говорилось, покинуть родной мир людей может заставить только глобальная катастрофа, например, падение крупного астероида или ядерная война.
Источник: