Колонизация космоса

Колонизация космоса — гипотетическое создание автономных человеческих поселений вне Земли.

Проект орбитальной колонии «Стэнфордский тор» — тор диаметром 1,6 км при диаметре поперечного сечения порядка 150 м

Колонизация космоса является одной из основных тем научной фантастики.

Исследователи этой проблемы считают, что на Луне и ближайших к Земле планетах достаточно ресурсов для создания такого поселения. Солнечная энергия там довольно легко доступна в больших количествах. Достижений современной науки вполне достаточно для начала колонизации, но необходимо огромное количество инженерной работы.

Средства

Жизнеобеспечение

Для постоянного пребывания человека вне Земли поселение должно поддерживать параметры окружающей среды в пригодных для жизни пределах, т. е. создавать так называемый гомеостаз. Также в нём должно существовать множество видов животных, микроорганизмов и растений.

Может быть несколько видов взаимодействия между внеземной окружающей средой и средой человеческого поселения:

• Человеческое поселение полностью изолировано от окружающей среды (искусственная биосфера).
• Изменение окружающей среды до состояния, пригодного для жизни земных организмов (терраформирование).
• Изменение земных организмов и приспособление их к новой среде обитания.

Также возможны комбинации перечисленных вариантов. Но нельзя забывать и о гравитации, так как при отсутствии земного притяжения тело человека очень быстро изнашивается (в основном очень быстро изнашиваются мышцы, органы и сердечная ткань - сердечная мышца)

Самообеспечение

Самообеспечение — необязательный атрибут внеземного поселения, но оно может являться конечной целью колонизации космоса, потому что позволит во много раз увеличить скорость роста колонии и сильно уменьшит её зависимость от Земли. Промежуточными этапами могут быть колонии, которые требуют только информации с Земли (научной, инженерной и т. п.) и колонии, требующие периодических поставок с Земли некоторых видов продукции (электроники, медикаментов и прочих).

Создание самообеспечиваемых колоний может в перспективе привести к появлению враждебных Земле колоний.

Численность населения

В 2002 году антрополог Джон Мур предположил, что поселение численностью 150—200 человек сможет нормально существовать на протяжении 6—8 поколений (около 200 лет).

Расположение колонии

Наилучшее расположение колонии является одним из основных предметов спора сторонников космической колонизации.

Колонии могут располагаться в следующих местах:

• планета, спутник планеты или астероид;
• орбита вокруг Земли, Солнца или другого космического тела;
• точка Лагранжа.

Планеты, спутники и астероиды

Луна

Луна является наиболее естественным и сравнительно доступным местом внеземной колонизации. В эпоху «лунной гонки» у СССР даже существовал конкретный проект создания лунных баз-поселений «Звезда».

Марс

Марс рассматривается как один из наиболее вероятных кандидатов на роль места первого внеземного поселения после Луны. Его общая площадь приблизительно равна площади земной суши. На Марсе существуют большие запасы воды, а также присутствует углерод (в виде двуокиси углерода в атмосфере). Вероятно, Марс подвергался тем же геологическим и гидрологическим процессам, что и Земля, и может содержать запасы минеральных руд (хотя это не доказано). Существующего оборудования было бы достаточно, чтобы получать необходимые для жизни ресурсы (воду, кислород и т. п.) из марсианского грунта и атмосферы. Атмосфера Марса достаточно тонкая (всего 800 Па, или около 0,8 % земного давления на уровне моря), а климат холоднее. Сила тяжести на Марсе составляет около трети земной.

Обсуждается возможность как создания марсианских баз-поселений, так и глобального терраформирования Марса (атмосферы) с целью сделать всю или часть его поверхности пригодной для жизни. Колонизация и терраформирование Марса должна учитывать возможное наличие органических соединений и даже жизни.

Меркурий

Колонизация Меркурия осложняется сложными температурными условиями, ввиду близости планеты к Солнцу.

Венера

Колонизация Венеры сопряжена с глобальной задачей её терраформирования, имеющей высочайшую организационную сложность ввиду наличия на планете крайне неприемлемых для деятельности человека и даже техники тяжёлых температурных условий и атмосферы.

Астероиды и малые планеты

Преимущество небольших астероидов в том, что они могут несколько раз в десятилетие проходить достаточно близко от Земли. В интервалах между этими проходами астероид может удаляться на 350 млн км от Солнца (афелий) и до 500 млн км от Земли. Но у мелких астероидов есть и недостатки. Во-первых, это очень маленькая гравитация, а во-вторых, всегда будет опасность того, что астероид с колонией столкнётся с каким-либо массивным небесным телом. Часто оценивается возможность колонизации астероидов с целью промышленного освоения их ресурсов - рудных полезных ископаемых (рубидий, цезий, иридий, прочие редкие металлы), а также кислорода (для обеспечения колоний воздухом) и водорода (для ракетного топлива и энергообеспечения колоний) с Цереры и других объектов пояса астероидов.

Спутники Юпитера и Сатурна и прочие внешние объекты Солнечной системы

Колонизация спутников Юпитера и Сатурна и внешних объектов Солнечной системы является трудной проблемой ввиду их большой удалённости от Земли, а также должна учитывать возможное наличие органических соединений и даже жизни (Европе, Титане, Энцеладе и т.д.).

Орбитальные колонии

Орбитальные колонии — конструкции, по сути, представляющие собой увеличеные в размерах и усовершенствованые орбитальные станции (см. Космические города-бублики).

Колонизация космоса: за и против

Мнение скептиков

Некоторые специалисты высказывают скептическое мнение по поводу колонизации космоса. К их числу относятся, в частности, первый американский астронавт, совершивший орбитальный полёт, Джон Гленн и космонавт и конструктор космических кораблей Константин Феоктистов. Согласно этой точке зрения, поддержание жизнедеятельности человека в космосе обходится слишком дорого, а необходимости в этом нет, так как всю необходимую работу может делать автоматика. По словам К. Феоктистова, деятельность космонавтов на всех орбитальных станциях дала гораздо меньше результатов, чем один автоматический телескоп «Хаббл». На Земле не освоены Антарктика и морское дно, так как это пока неэффективно — освоение космоса было бы ещё дороже и неэффективнее. В долгосрочной перспективе, с появлением искусственного интеллекта, не уступающего человеческому, посылка в космос приспособленных исключительно к земным условиям людей может оказаться заведомо нецелесообразной. Об этом, например, говорит физик Олег Доброчеев.

Контраргументы сторонников

Стоимость: многие люди сильно преувеличивают затраты на космос, при этом недооценивая затраты на оборону или здравоохранение. Например, по состоянию на 13 июня 2006 года, Конгресс США направил 320 млрд долларов на войну с Ираком, тогда как создание космического телескопа «Хаббл» обошлось всего в 2 млрд долларов, а средний годовой бюджет НАСА равен всего лишь 15 млрд долларов. Другими словами, при нынешнем уровне финансирования НАСА, денег, затраченных на войну с Ираком, хватило бы примерно на 21 год работы на освоение космоса. Люди также часто недооценивают, насколько космические технологии — такие как спутниковая связь и метеорологические спутники — помогают им в их обыденной жизни, не говоря уже о повышении производительности в сельском хозяйстве, снижении рисков от природных катаклизмов и т. п. Аргумент «затратности космоса» также неявно предполагает, что деньги, не потраченные на космос, автоматически пойдут туда, где они принесут пользу человечеству — но это не является строгим фактом.

Земля: освоение Антарктики, морского дна и других неосвоенных территорий сдерживается не столько недружественностью окружающей среды, сколько отсутствием поблизости доступных источников энергии и материалов, нужных для организации производства. Затраты на жизнеобеспечение космонавтов (как и подводников, покорителей Антарктики и др.) обусловлены стоимостью доставки всего необходимого с Земли. При наличии же достаточно мощных и безопасных энергетических установок и локального производства, враждебная среда может быть превращена в пригодную для жизни с меньшими затратами. Сторонники колонизации космоса считают, что произвести массовый перенос производства энергии и материалов в космос будет проще, чем сделать то же самое в Антарктике или на морском дне. Проблему с колонизацией неосвоенных территорий Земли они видят в непредсказуемом и чаще всего негативном влиянии массового производства на местную экологию, а также в истощении топливных ресурсов планеты при неуклонном росте энергопотребления. Альтернативные источники, использующие энергию ветра, Солнца и т. п., в свою очередь сами требуют немалых энергозатрат на производство и эксплуатацию, нуждаются в отчужденной территории для сбора рассеянной энергии, и их выработка существенно зависит от погодных условий. Доступ к термоядерной энергии может снизить энергетический кризис, но с ростом энергопотребления и заселённости территорий проблемы загрязнения окружающей среды не снимаются.

В то же время, солнечные электростанции, развёрнутые в космосе, принципиально не могут зависеть ни от смены времён суток/года (нет таковых), ни от состояния атмосферы (она отсутствует), ни от наличия свободной территории (её несоизмеримо больше, чем на Земле). Зеркала/батареи всегда можно сориентировать наиболее выгодным образом, чтобы получать максимальный поток энергии. Космические фабрики, выпускающие полупроводниковые фотоэлементы, а также другие виды продукции, будут работать в стабильных условиях, при широком и лёгком контроле над локальной гравитацией и вакуумом.

Безопасность: если все человечество будет оставаться на Земле, есть угроза его полного уничтожения (например, падение метеорита, глобальная война, эпидемия мирового масштаба или стихийное бедствие).

Роботы: Применение автоматических космических станций отлично решает исследовательские задачи, но совершенно не решает проблемы роста населения Земли и постепенного истощения её невозобновляемых ресурсов.

С другой стороны, развитие систем искусственного интеллекта «не уступающего человеческому» поднимает вопрос о сосуществовании с такой новой формой «жизни».

И, наконец, сторонники трансгуманизма считают, что прогресс в области микробиологии, генетики и нанотехнологии позволит преодолеть биологические ограничения и приспособить человеческий организм к длительной и комфортной жизни в условиях невесомости, повышенной радиации и других факторов жизни в космосе. При наличии возможности изменять собственную биологическую природу, адаптироваться к широкому диапазону внешних условий и, возможно, искусственно усиливать способности мозга, необходимость создавать роботов с искусственным интеллектом может стать не столь острой.

Подробное рассмотрение вариантов колонизации космоса изложено например в книге Золотухина В. А.[1]: «Колонизация космоса: проблемы и перспективы», Издательство Тюменского государственного университета, 2003 [2].

Ссылки

• "Люди в космосе" - цикл статей и интервью по теме

См. также

• Колонизация Солнечной системы
• Терраформирование планет
• Города под куполами
• Космические города-бублики