Новини науки

Уже к 2026 году миллионы людей смогут жить в космическом мегаполисе.

Сегодня космические агентства и мечтательные миллиардеры как никогда прежде стремятся найти новый дом для человечества за пределами земной орбиты. Самый очевидный кандидат — Марс, поскольку он находится недалеко от нас, имеет 24-часовой суточный цикл с днем и ночью, а также богатую СО2 атмосферу. Но есть направление научной мысли, сторонники которого утверждают, что колонизация поверхности другой планеты, причем любой планеты, принесет больше проблем, чем выгод, пишет Live Science (перевод — inosmi.ru).

6 января в архиве электронных публикаций научных статей и препринтов arXiv появилась новая работа, авторы которой выступили с необычным контрпредложением: оставить мысли о заселении Красной планеты и вместо этого построить гигантскую среду обитания, парящую вокруг карликовой планеты Церера.

В своей работе, которая пока не прошла экспертную оценку, астрофизик Пекка Янхунен из Финского метеорологического института в Хельсинки излагает концепцию «мегаспутника», состоящего из тысяч цилиндрических космических кораблей. Все они связаны между собой и заключены в раму в форме диска, который постоянно обращается по орбите вокруг Цереры, являющейся самым крупным объектом в поясе астероидов между Марсом и Юпитером. Каждый из этих цилиндрических модулей сможет вместить более 50 000 человек. Там будет поддерживаться искусственная атмосфера, а благодаря возникающей в процессе вращения центробежной силе создаваться похожее на земное притяжение, пишет Янхунен. (Эта концепция, впервые предложенная в 1970-е годы, носит название цилиндр О'Нила.)

Но почему Церера? Ее среднее удаление от Земли сравнимо с расстоянием до Марса, и поэтому долететь туда будет относительно просто. Но у этой карликовой планеты есть и другое важное преимущество, пишет Янхунен. На Церере много азота, что очень важно для создания атмосферы орбитального поселения. (Земная атмосфера примерно на 79% состоит из азота.) Вместо того, чтобы создавать колонию на поверхности этой крошечной планеты, радиус которой в 13 раз меньше земного, поселенцы смогут использовать космические лифты для транспортировки сырья с Цереры прямо в свое орбитальное поселение.

Жизнь на орбите поможет решить одну из самых серьезных проблем, которая возникнет в случае колонизации Марса: последствия пониженной гравитации для здоровья человека.

«Меня беспокоит, что из детей в марсианском поселении не вырастут здоровые взрослые по причине слишком низкого притяжения Красной планеты, — написал Янхунен, имея в виду их мышечную массу и кости. — Поэтому я начал искать альтернативу, обеспечивающую земное притяжение, и в то же время создающую взаимосвязанный мир».

Но в предложении Янхунена есть свои недостатки, которые могут помешать успешному существованию колонии Цереры, о чем рассказал другой ученый.

Добро пожаловать в мир-диск

Согласно концепции Янхунена, каждый цилиндр мегаспутника Цереры будет создавать свою собственную гравитацию посредством вращения. Размер каждого цилиндрического места обитания будет составлять 10 километров в длину с радиусом один километр. Полный оборот этот цилиндр будет совершать за 66 секунд, чтобы вырабатывать центробежную силу, имитирующую земное притяжение.

В одном таком цилиндре смогут комфортно проживать примерно 57 тысяч человек. По словам Янхунена, цилиндры будут выстроены в ряд, а удерживать на месте их станут мощные магниты типа тех, что применяются в магнитных подвесках.

Такая взаимосвязанность даст и другие существенные преимущества жизни в мегаспутнике, сказал Янхунен. Жилые цилиндры можно присоединять к концам колонии бесконечно, что позволит расширять ее без ограничений.

«Площадь поверхности Марса меньше, чем Земли, и поэтому там недостаточно места для большого населения и развития экономики, — рассказал Янхунен корреспонденту сайта научных новостей Live Science. — А колонию Цереры можно будет расширять от одного цилиндрического модуля до миллиона!»

Освещение

По бокам цилиндров в массивной дисковой раме будут размещены два гигантских стеклянных зеркала под углом 45 градусов к диску. Они будут отражать достаточное количество естественного солнечного света, направляя его на обитаемые цилиндры. Часть территории каждого цилиндра будет выделена для выращивания зерна и деревьев, которые будут сажать в слой почвы глубиной полтора метра. Почву будут брать с Цереры. Естественный солнечный свет будет содействовать их росту. («Городская» часть цилиндра будет освещаться искусственным светом в режиме «день-ночь», как на Земле. Янхунен ничего не рассказывает о том, откуда поселенцы будут брать кислород.)

Идея общества, живущего в парящей на орбите цилиндрической утопии, может показаться странной, но у нее есть сторонники. В 2019 году Джефф Безос (Jeff Bezos) (руководитель фирмы «Амазон» и учредитель частной космической компании «Блу Ориджин» (Blue Origin)), выступая на одном мероприятии в Вашингтоне, рассказал о преимуществах строительства «колоний О'Нила» типа тех, которые описывает Янхунен. Безос выразил сомнение относительно того, что такие колонии возникнут еще при нашей жизни, задав аудитории вопрос: «Как мы будем строить колонии О'Нила? Я не знаю, и никто в этом зале не знает».

Однако Янхунен настроен более оптимистично. В письме на сайт Live Science он отметил, что первые поселенцы смогут отправиться на Марс в ближайшие 15 лет.

В будущем году на Церере?

Доцент астробиологии из Флоридского технологического института Манасви Лингман (Manasvi Lingam), исследующий проблемы пригодности планет для проживания людей, сказал, что предложение о колонизации Цереры является «разумной альтернативой» заселению поверхности Марса или Луны. Но при этом в нем не учтены многие факторы.

«Я бы сказал, что здесь есть три важных оговорки, — заявил Лингман, который не участвовал в исследовании о строительстве колонии вокруг Цереры. — Первая — это вопрос о других важных элементах, кроме азота».

В исследовании ничего не говорится о таком ключевом элементе как фосфор, сказал Лингман. Человеческий организм создает из фосфора ДНК, РНК и аденозинтрифосфат (это важнейший источник энергии в клетках). Все земные организмы, включая растения, которые колонистам предстоит выращивать на орбитальных платформах, так или иначе нуждаются в фосфоре, однако Янхунен в своем предложении обходит стороной вопрос о том, откуда можно будет получить этот важнейший элемент.

Вторая важная оговорка — это техника и технологии, сказал Лингман. Чтобы получать на Церере азот и прочие сырьевые материалы, нужно будет вести их добычу на ее поверхности, извлекая эти важные элементы из недр. Вести добычу без роботизированной горнодобывающей техники будет невозможно. Но ее надо будет доставить на Цереру. Плюс к этому понадобятся спутники, чтобы вести дистанционную разведку и направлять технику в районы самых богатых месторождений. По словам Лингмана, такое теоретически возможно, но пока у нас нет соответствующей техники и технологий. Совсем недавно (15 января) НАСА объявила о гибели своего марсохода, который не сумел достаточно глубоко (на пять метров) зарыться в поверхность Марса. Так закончилась его двухгодичная миссия.

Такие технические ограничения приводят нас к третьей оговорке Лингмана. Речь идет о предложенных временных рамках. Янхунен полагает, что первый кластер обитаемых орбитальных цилиндров можно будет построить через 22 года с начала добычи полезных ископаемых на Церере. Но это предполагает, что доступное поселению количество энергии каждый год будет многократно увеличиваться, начиная прямо с данного момента, и что в процессе этого не будет никаких перебоев из-за технологических или логистических проблем. «Такой прогноз нельзя назвать немыслимым, — сказал Лингман, — но мы не можем воспринимать его как нечто само собой разумеющееся».

«22 года — это может быть минимальным сроком при оптимальных условиях, но я бы сказал, что времени пройдет намного больше», — заявил Лингман.