Будущее космических колоний

Нужна ли нам колонизация других планет? Причем не когда-нибудь, а в самом обозримом будущем – лет, скажем, через 30-50.

Ведь на Земле достаточно других проблем; чего стоит хотя бы глобальное потепление или пандемия коронавируса. Именно на борьбу с ними нужно бросить материальные и интеллектуальные ресурсы – да и с нестабильной политической ситуацией следует как можно скорее разобраться. Таков разумный, взвешенный и обоснованный взгляд на вещи.

Но все же есть люди, и их немало (не один Илон Маек!), которые именно сейчас думают о космических колониях. И не просто думают, а создают реальные проекты с подробной финансовой выкладкой.

Колонизация Марса: «за» и «против»

С марсианского проекта Илона Маска и начнем. Оставим «за бортом» сами трудности перелета к Красной планете, связанные, к примеру, с безопасностью людей при пересечении радиационных поясов Земли. Предположим, путешествие прошло благополучно и колонисты начали освоение нового мира.

Подумать только, целый новый мир, который за какую-нибудь сотню лет можно сделать пригодным для человека! На Марсе в достаточном количестве есть вода (лед полярных шапок и подземные резервуары); есть атмосфера – правда, слабая и с мизерным содержанием кислорода; есть необходимый для растений азот.

А у людей есть технические возможности переделать Красную планету под себя. Хотя бы так, как в рассказе Рэя Брэдбери «Зеленое утро» – посадить растения и с их помощью насытить атмосферу кислородом…

И тогда в распоряжении внуков нынешних колонистов окажутся целых 150 млн квадратных километров покрытой растительностью суши под чистым голубым небом! Это примерно такая же территория, на которой обитает современное нам человечество в количестве 7,8 млрд человек.

А колонистов-то к тому времени будет всего несколько десятков тысяч! Какой простор, какие ослепительные перспективы откроются для внуков и правнуков первых поселенцев!

Если они, конечно, появятся на свет… В этом-то и проблема, в этом-то и главный недостаток плана колонизации Марса – в рождаемости.

В 2016 году на китайской космической станции «Ши Цзянь-10» был проведен эксперимент с эмбрионами мышей. Он закончился неудачей – вполне жизнеспособные на Земле эмбрионы в космосе не желали развиваться. Последующие эксперименты с крысами дали тот же результат. Сначала ученые решили, что все дело в радиации, но после выяснилось, что виной всему гравитация. Точнее, ее отсутствие – невесомость. От радиации можно защититься, а от невесомости? В земных лабораториях воссоздали условия пониженной гравитации, и – увы! – мыши и крысы отказались в них размножаться.

На Марсе, конечно, не невесомость. Но гравитация там составляет всего 39 процентов от земной. Конечно, колонисты могут использовать утяжеляющие костюмы или спать в центрифугах, создающих за счет вращения дополнительную силу тяжести. А как быть беременным? Для нормального развития плода женщине нужно много двигаться и иметь приятные и разнообразные занятия, а не созерцать изнутри стенки центрифуги.

Возить женщин для зачатия и родов на Землю – тоже не вариант: слишком долго, дорого и сложно. Кроме того, после жизни на «легком» Марсе им понадобится долгий период привыкания к земному тяготению.

Вокруг Луны

В 1973 году вышел в свет один из самых известных романов Артура Кларка – «Свидание с Рамой». Помимо прочих фантастических приспособлений Кларк описал там инопланетный корабль в виде гигантского вращающегося цилиндра.

Ну почему же фантастических, задался вопросом физик Джерард О’Нил. Цилиндр Кларка – прекрасная и вполне осуществимая модель космической станции. Вращение цилиндра обеспечивает искусственное тяготение, а цилиндрическая форма – возможность выбора нужного уровня гравитации. Хотите земную силу тяжести – располагайтесь (вследствие центробежной силы) ближе к стенкам цилиндра; хотите полетать в невесомости – отправляйтесь в центр, где эта самая центробежная сила равна нулю.

Но лучше всего на роль космической станции подойдут два цилиндра, рассудил ученый. Диаметром в несколько километров и длиной в десятки километров, соединенные друг с другом чем-то вроде магнитных подшипников – чтобы они были ориентированы на Солнце и не «кувыркались» беспорядочно в пространстве.

О’Нил подробно описал эту конструкцию в своей книге «Высокий рубеж». Книга вышла 8 1976 году – всего тремя годами позже утопии Кларка. Ученый счел, что соединенные друг с другом цилиндры (их стали называть «цилиндрами О’Нила») – идеальное место жизни будущих космических колонистов. В просторных цилиндрах можно запасти огромное количество воды; она будет храниться ближе всего к стенкам, обеспечивая, помимо всего прочего, защиту от космической радиации. На берегах искусственных водоемов в условиях привычной, земной, гравитации будут жить люди. На том же уровне или немного выше будут располагаться фермы с гидропоникой, дающей еду и кислород и поглощающей углекислый газ. Ну а выше, ближе к центру цилиндра, можно расположить научные лаборатории, мастерские, спортивные залы и т.п. Люди смогут при желании менять уровни гравитации так же легко, как земляне поднимаются с этажа на этаж. Соответственно, не будет никаких проблем и с рождением детей.

О’Нил предлагал строить цилиндры из лунных материалов. И вращаться они должны будут вокруг Луны – если что, всегда можно слетать туда. Жить постоянно на самой Луне не стоит – лунная сила тяжести еще меньше марсианской, всего 16 процентов от земной.

…В общем, по выражению О’Нила, это будет настоящий -рай на орбите-.

К новым мирам

Всем известно, что идеи О’Нила не были реализованы – как, впрочем, и следующие, после 1972 года, полеты человека на Луну. Цилиндры О’Нила были «сданы в архив- почти на полвека.

До тех пор, пока финский ученый Пекка Янхунен не выступил оппонентом Илона Маска и не предложил свой проект космической колонии. Он тщательно доработал концепцию цилиндров О’Нила (вплоть до конструкции магнитных подшипников), все рассчитал и предложил основать космическую колонию… в поясе астероидов. Точнее, в окрестностях крупного астероида Цереры. На Церере есть вода, соли, металлы и очень низкая гравитация, так что слетать туда за всем необходимым – пара пустяков. Да и вообще в поясе астероидов металлов, необходимых для строительства и других жизненно важных целей, сколько угодно; ведь многие астероиды состоят в основном из металлов – в том числе драгоценных.

Янхунен учел и недостатки Цереры. Во-первых, далеко от Солнца, значит, понадобится дополнительное освещение с помощью системы космических зеркал.

Во-вторых, у Цереры нет собственного магнитного поля – следовательно, понадобится серьезная защита от радиации.

Но даже со всеми затратами организация космической колонии на орбите Цереры будет значительно проще и экономичнее, чем проект Маска. Не говоря уже о том, что более жизнеспособной – из-за искусственной гравитации в цилиндрах.

Экономически – возможно, согласился Илон Маск. А психологически? Что будут делать люди в поясе астероидов, далеко от Солнца и Земли? Когда все вокруг искусственное, а пространство хоть и большое, но ограниченное? Чем они будут заниматься кроме научных исследований, присмотра за гидропонными фермами и рождения детей?

Тогда как я предлагаю землянам новую планету, целый новый мир, освоение которого станет глобальной целью на многие сотни лет. Для людей мало иметь комфортные условия жизни, даже если это «рай на орбите». Им нужна Цель.

…Но что если объединить проекты Маска и Янхунена? Что если цилиндры разместить на орбите Марса? И не только для того, чтобы туда отправлялись беременные женщины, а как место, где все колонисты могли бы отдохнуть, подлечиться, вспомнить о земной силе тяжести… И как «запасной аэродром- (точнее, космодром), если на Красной планете что-то пойдет не так?

Кстати, о космодромах. Космическим кораблям стартовать с орбитальной станции будет несравненно проще и удобнее, чем с поверхности планеты – будь то Земля, Марс или Луна.

Но и это еще не все. Цилиндры, как в романе Кларка, сами могут стать космическими кораблями «дальнего плавания». Всего-то и нужно – заменить солнечные батареи, дающие колонистам энергию на орбите, автономными атомными двигателями – и в путь, к другим звездным системам!

Пусть скорость таких цилиндров будет далека от световой. Не страшно. У людей на борту будет все необходимое для комфортной жизни. У них будут занятия. У них будет Цель. И если не они сами, то их дети и внуки обязательно доберутся до новых миров.

Для начала – до звезды Проксима Центавра, вокруг которой вращается вполне землеподобная планета Проксима b, до которой лететь на современных нам двигателях всего 40 лет. А там…

…Только не подумайте, что мы предлагаем вам сюжет очередного фантастического романа. Цилиндры Кларка – О’Нила – Янхунена – вполне реальный и обсуждаемый проект. И как орбитальная станция, и как дальний космический транспорт.

Во всяком случае так утверждается в одном из последних выпусков американского научно-популярного издания Naked Science.