Kolonizacja Księżyca i Marsa są uważane przez ekspertów za wyjątkowy przełom technologiczny dla ludzkości. Oprócz znaczącego postępu naukowego, gwałtowny wzrost zainteresowania wynika również z faktu, że Księżyc i Mars są bezcennymi i praktycznie niewyczerpanymi źródłami minerałów.
Proroctwo geniuszy
Tuż przed śmiercią brytyjski fizyk teoretyczny Stephen Hawking zasugerował, że przełom technologiczny i zaopatrzenie Ziemian w zasoby można równie dobrze osiągnąć, skolonizując na stałe jedynego satelitę Ziemi - Księżyc i jeden z najbardziej atrakcyjnych pod względem użytkowania interesy planet ludzkości - Mars.
Rozwój projektów eksploracji Księżyca i Marsa rozpoczął się w latach 50.ubiegłego wieku, jednak naukowcy mówili o jednym z najważniejszych powodów podróżowania i zasiedlania odległych obiektów jakby w przelocie, nie zwracając na to szczególnej uwagi - ciało niebieskie najbliżej Ziemi w przyszłości mogłoby dziesięcioleci uratowania ludzkości przed wszelkimi kryzysami energetycznymi i pozwolą na realizację najbardziej pracochłonnych i złożonych projektów z zakresu przemysłu, medycyny, ochrony zdrowia i nauki.
Mowa o najlżejszym izotopie helu - helu-3, substancji, której zasoby w Ziemi są niezwykle ograniczone. To właśnie ten i inny „sąsiedni” izotop, który ludzkość może wykorzystać do produkcji energii nowego tysiąclecia - syntezy termojądrowej zdolnej do „uspokojenia” wszystkich tradycyjnych minerałów: ropy naftowej, węgla, a także radioaktywnego uranu - paliwa dla elektrowni jądrowych.
Zaledwie 0,003 grama helu-3 w reaktorze termojądrowym uwolni taką samą ilość energii, jak cała baryłka ropy, a tona helu-3 załadowana do reaktora termojądrowego da energię równoważną 15,8 milionom baryłek ropy.
Film promocyjny:
Wydobywanie izotopu helu na powierzchni Księżyca można porównać do poszukiwań węglowodorów pod wydmami na Bliskim Wschodzie: łatwo odzyskiwalna ropa dosłownie wypycha w górę potężną fontannę po pierwszych „przebiciach” powierzchni w wcześniej zbadanych miejscach. Z helem-3 na powierzchni Księżyca sytuacja jest podobna: gleba księżycowa, praktycznie „uszczelniona” przez cząsteczki emitowane przez Słońce przez setki milionów lat, zawiera miliony ton cennego izotopu, a do jego przemysłowej produkcji nie jest konieczna, jak mówią w takich przypadkach., wymyśl na nowo koło.
To prawda, aby wdrożyć pełnoprawny program wydobywania ziemi księżycowej w tej chwili, a przez następne 30, 50 i 100 lat ludzkość nie będzie w stanie - nawet ultranowoczesne technologie i supermocne pojazdy nośne zdolne dostarczyć kilka ton na orbitę Księżyca na raz nie pomogą sprawie … Głównym problemem nie jest nawet to, że odpowiednia infrastruktura energetyczna do przemysłowego zużycia helu-3 na Ziemi jest obecnie całkowicie nieobecna, ale to, jak dokładnie ludzie mogą przetrwać na Księżycu i zacząć go rozwijać.
Jednym z najważniejszych zadań współczesnej astronautyki jest wciąż stworzenie super ciężkiego i niedrogiego pojazdu startowego w tym samym czasie, chociaż obie te koncepcje na pierwszy rzut oka wykluczają się. Pomimo tego, że gotowe rozwiązania, takie jak amerykański Saturn-V i radziecka Energia, a także inne projekty tworzenia superciężkich rakiet nośnych są już gotowe lub są w końcowej fazie, głównym problemem związanym z bezpiecznym i niezawodnym pobytem osoby na powierzchni Księżyca jest nie został całkowicie rozwiązany.
Zegarek księżycowy
Projekty bazy księżycowej, które rozwijano od wczesnych lat 50., zakładały kilka sposobów opanowania powierzchni Księżyca. Jednym z najbardziej prawdopodobnych i ekonomicznie prostych sposobów kolonizacji Księżyca może być plan zaproponowany przez amerykańskiego fizyka Gerarda O'Neilla: w celu pomyślnego wydobycia na powierzchni Księżyca zaproponowano zbudowanie ogromnej stacji w kształcie pierścienia o średnicy 1,5 kilometra.
Stacja, zaproponowana przez O'Neilla jako baza przeładunkowa do pracy na Księżycu, miała pracować na pełnej samowystarczalności: po ostatecznym montażu i uruchomieniu ludzie musieli stworzyć coś w rodzaju produkcji przemysłowej i mini-farmy na terenie obiektu, dostarczając wszystkim dziesięciu tysiącom ludzi wszystkiego, czego potrzebowali, w tym woda pitna i żywność.
Między innymi planowali wyposażyć stację w gigantyczne lustra zdolne do przesyłania części energii słonecznej na Ziemię z niemal idealną wydajnością ponad 70%. Równolegle z planem O'Neilla pojawiły się inne pomysły na to, jak powinna działać baza księżycowa. Radzieccy naukowcy wielokrotnie wysuwali ideę budowy nie tylko „punktowych” osad na powierzchni, ale także okołoksiężycowej bazy orbitalnej, z której na małych statkach wielokrotnego użytku księżycowi „pracownicy zmianowi” chodziliby do pracy każdego „poranka”.
Pod koniec lat osiemdziesiątych teoria osadnictwa księżycowego zaczęła się rozpuszczać w argumentach naukowców, że księżycowe bazy orbitujące i zdalnie sterowane roboty górnicze, których konserwację i naprawę można przeprowadzić przy pomocy małych posterunków, wystarczyłyby do „celowego wykorzystania” bogatych zasoby satelity Ziemi.
Jednak już w 2017 roku naukowcy zdecydowali, że „księżycowe domy” nie są w ogóle potrzebne - zamiast budować i produkować małe obiekty na misje przez pięć do siedmiu dni, zaproponowano adaptację statków kosmicznych.
Gdzie i dlaczego?
Pomimo ambitnych planów rozwoju Marsa ludzkość nie ma jeszcze jasnego pojęcia, dokąd latać i dlaczego jest to potrzebne. Jednocześnie nawet naukowcy, którzy byli jednomyślni w swoich opiniach, zostali podzieleni na kilka „walczących” obozów: niektórzy uważają, że eksploracja Księżyca to strata czasu i trzeba od razu polecieć na Marsa, inni są pewni, że na Marsa można dostać się „jakoś później”, kiedy proces eksploracja Księżyca i debugowanie technologii kosmicznej zostaną zakończone. Trzecia grupa generalnie odrzuca kolonizację Marsa i Księżyca jako taką, przytaczając przekonujące dowody na to, że wszystko, co niezbędne do użycia na Ziemi, w tym metale rzadkie i inne pierwiastki chemiczne, znajduje się w wystarczających ilościach na powierzchni asteroid w przestrzeni bliskiej Ziemi.
„Wszystko to jest znacznie łatwiejsze do zorganizowania na całkiem akceptowalnych warunkach - naziemny poziom nasłonecznienia i rozwiązania techniczne, które zostały opisane 40-50 lat temu” - powiedział w rozmowie z kanałem telewizyjnym Zvezda Michaił Łapikow, ekspert w dziedzinie astronautyki.
Pod koniec lat 90. XX wieku, po analizie spektralnej fragmentów asteroid, które wyciekły przez gęste warstwy atmosfery, naukowcy doszli do wniosku, że wysłanie automatycznych lub załogowych statków do obiektów znajdujących się w pobliżu Ziemi zapewniłoby produkcję przemysłową na Ziemi wszystkich niezbędnych metali.
Według prognoz astrofizyków duży obiekt o średnicy od 1,5 do dwóch kilometrów może zawierać zarówno metale pospolite - żelazo i nikiel, jak i metale szlachetne - złoto, pallad, a nawet platynę, a średni koszt rudy wydobywanej na asteroidach może wynosić od 100 mln dol. dziesięć miliardów, w zależności od ilości wydobywanej rudy.
„W przestrzeni bliskiej Ziemi są tysiące takich obiektów. Budowa statków „górniczych” do pracy na asteroidach może pozwolić, jeśli nie całkowicie zrezygnować z wydobycia metali na Ziemi, to w każdym razie ograniczyć zagospodarowanie wnętrza Ziemi o 40-50% już na początkowym etapie - powiedział w rozmowie z kanałem telewizyjnym „Zvezda”. astrofizyk Boris Raevsky.
Rozwój minerałów na asteroidach może z powodzeniem „zamknąć” wydobycie minerałów na Ziemi, ale nie stanie się to, zanim dziesiątki wiodących światowych gospodarek zjednoczą się, aby stworzyć system transportu i produkcji oraz uzgodnić sprawiedliwy podział zasobów między wszystkich uczestników.
Ekstremalnie niebezpieczne
Czerwona planeta, którą naukowcy aktywnie badają od późnych lat 60., stanowi zarówno wyjątkowy interes gospodarczy, jak i niewiarygodne zagrożenie dla kosmicznych podróżników i kolonistów. Jeżeli w przypadku pracy na zasadzie „rotacyjnej” przy bazach księżycowych i okołoksiężycowych można wykorzystać istniejące technologie (skorygowane o czas pobytu), to w przypadku aranżacji życia na Marsie potrzeba będzie dużo więcej wysiłku i prawdopodobnie uda się osiągnąć sukces kosztem pierwszego koloniści.
Główny sekret Marsa jest ukryty w jego głębi: w glebie Czerwonej Planety, która miliony lat temu mogła być kopią Ziemi, przechowywany jest praktycznie cały układ okresowy. Słowo „praktycznie” należy rozumieć dosłownie: słaba atmosfera i niskie ciśnienie spełniają swoje zadanie przez miliony lat, więc na Marsie nie może być ropy, gazu ani innych węglowodorów. Z wyjątkiem minerałów lądowych, naukowcy odkryli zwiększoną zawartość żelaza, magnezu, wapnia, siarki i innych cennych substancji w glebie Marsa, które prawdopodobnie będą przydatne na Ziemi.
Wydobycie minerałów z powierzchni Marsa, ze względu na jego oddalenie i specyfikę, jest możliwe tylko przy budowie dużej bazy, a nawet miasta. Jednak przed budową długoterminowej bazy na Marsie pierwsi koloniści jeszcze nie przeżyli: lot na trasie Ziemia-Mars nie będzie w stanie przetrwać bez specjalnych środków ochrony.
Zmiany w ludzkim ciele wynikające z długiego pobytu w kosmosie zostały naukowo udowodnione: astronauta Scott Kelly, który powrócił po rocznym pobycie na ISS, jest żywym przykładem tego, że ludzkie DNA zmienia swoją strukturę po długim pobycie poza Ziemią. Jak to się może okazać nawet podczas lotu lub zaraz po wylądowaniu, naukowcy wciąż nie mogą odpowiedzieć.
W science fiction Mars zawsze działał jako planeta absolutnie dostępna do osiedlenia i użytkowania, ale w rzeczywistości jest to skarbnica, której nikt nie może otworzyć i zabrać jego zawartości w najbliższej przyszłości.
„Jeśli odrzucimy wszystkie teorie na temat terraformowania Marsa za pomocą eksplozji termojądrowych lub ogrzewania chemicznego, to najskuteczniejszą metodą modyfikacji planety„ dla siebie”może być tzw. Obróbka bakteryjna, w ramach której próbki najbardziej„ wytrwałych”bakterii będą sprowadzane na Marsa np. Z Ziemi, jako ekstremofile”- powiedział analityk Alexander Lobanenkov w wywiadzie dla kanału Zvezda TV.
Obecnie (i za 50-70 lat) fakt, że „jabłonie zakwitną na Marsie” nie może zostać osiągnięty przez współczesną naukę: zdaniem naukowców nawet podgrzanie atmosfery Marsa i nasycenie jej tlenem nie pomoże w normalizacji warunków. Niska grawitacja, atrofia mięśni i ciągły ruch w skafandrze kosmicznym dodadzą kolejny problem - promieniowanie, którego poziom na Marsie jest kilkakrotnie wyższy od maksymalnego dopuszczalnego dla człowieka. I to nie licząc dawki, jaką członkowie załogi statku kosmicznego otrzymają podczas podróży.
„Ostatecznie koloniści, a przynajmniej ci, którzy mogą przeżyć podróż i przeżyć, nieuchronnie zaczną mieć mutacje genetyczne po kilku latach. Trudno powiedzieć, do czego to doprowadzi, ale istnieje możliwość, że albo pojawią się problemy z potomstwem, albo w ogóle nie będzie potomstwa na Marsie, albo zaczną się inne poważne zmiany i choroby”- wyjaśnił genetyk Vladimir Zachharov w wywiadzie dla telewizji Zvezda.
Naukowcy uważają, że najlepszym rozwiązaniem w tym zakresie będzie hodowanie pierwszych kolonistów: nawet na Ziemi, kilkadziesiąt lat przed lotem, na podstawie ludzkiego DNA, wykorzystując technologię edycji genomu CRISRP / Cas9, naukowcy będą w stanie stworzyć „nadludzi”, którzy mogą przetrwać 210-dniową podróż, „podróż służbową” »Do wydobywania minerałów na planecie lub stałego pobytu na planecie.
Dlaczego ludzie potrzebują przestrzeni?
Wydobycie na Księżycu, asteroidach, Marsie i innych planetach Układu Słonecznego pozwoli ziemianom odetchnąć z ulgą. Większość cennych metali i substancji wydobywanych z gleby będzie „importowana” z innych planet, a Ziemi można przypisać rolę dużego zakładu przetwórczego. Rozwój planet i innych ciał niebieskich może dać głównym graczom na rynku międzyplanetarnego wydobycia surowców prawdziwą carte blanche, po której na niezamieszkanych planetach można zastosować nie do końca przyjazne dla środowiska, ale dość tanie metody wydobywania skamieniałości.
Jednak bez względu na to, jak różowa może się wydawać perspektywa przekroczenia Ziemi i wkroczenia w kosmos, pierwsze próby wprowadzenia czegoś podobnego ludzkość podejmie dopiero za 100-200 lat. Naukowcy i eksperci w dziedzinie kosmonautyki zauważają, że niektóre rozwiązania, takie jak rozwój superciężkich rakiet nośnych i tworzenie eksperymentalnych instalacji termojądrowych już mają miejsce, ale krajowe programy wydobywania zasobów na innych planetach, nie wspominając o pełnoprawnym rozmieszczaniu osad, po prostu nie mogą zostać wdrożone z - ze względu na koszt i intensywność zasobów.
W dziedzinie eksploracji kosmosu, zdaniem naukowców, ważne nie są strategiczne interesy poszczególnych państw, ale wspólne zrozumienie wagi i konieczności rozwijania tego kierunku. Eksperci uważają, że bez podpisania odpowiednich umów za około 200-300 lat, z dużym prawdopodobieństwem, ludzkość ponownie znajdzie się na skraju wojny o zasoby, jednak takie wojny będą musiały być prowadzone miliony kilometrów od Ziemi.
Dmitry Yurov