Константин Циолковский говорил, что «Земля — это колыбель разума, но нельзя вечно жить в колыбели». Человек давно смотрел на звезды и мечтал разгадать тайны Вселенной, найти новые миры. Благодаря этому вперед шли наука и технологии, меняя представления людей о других объектах солнечной системы. К примеру, на Венере не оказалось цветущих садов, а песок на Марсе может быть черным, зеленым и коричневым.
Предшественники заложили фундамент для исследования космоса. Сейчас не только государство, но и частные компании, стартапы прокладывают дорогу в будущее. Помогают им в этом технологические конкурсы и смелые эксперименты ученых.
Идея колонизации других планет относилась недавно к научной фантастике, а сейчас вошла в стратегические цели на уровне стран. В статье рассмотрим, как космическая экспансия может проходить на разных планетах, где она возможна в теории, а куда человеку лучше даже не смотреть. В будущем, возможно, именно новые заселенные планеты позволят сохранить нас как вид.
Меркурий
Внешне Меркурий похож на Луну. Однако попасть на эту планету сложно из-за гравитационного поля Солнца, так как он ближе всех к светилу. Если лететь в его сторону, топливо придется расходовать в первую очередь на торможение. К тому же прямой перелет невозможен — потребуются сложные гравитационные маневры, на которые уйдет около четырех лет. Поэтому к Меркурию запускали всего три аппарата.
Первым был «Маринер-10». Его отправили для изучения Венеры и Меркурия с пролетной траектории в 1973 году. Трижды он пролетел мимо Меркурия и собрал данные для картирования до 45% его поверхности.
Вторым в 2004 году стал «Мессенджер» — ему понадобилось несколько лет, чтобы выйти на орбиту планеты в 2011 году. В 2015-м аппарат упал на Меркурий.
Третья миссия, BepiColombo, отправилась в 2018 году. Аппарат должен добраться к планете к концу 2025 года.
На этой планете встречают кратеры вечной тьмы, в которых хранится лед. Его можно использовать для добычи кислорода и водорода, необходимых для дыхания и топлива. Солнце из-за отсутствия атмосферы покажется белым и очень ярким. Есть и польза от этого — на Меркурии можно развернуть солнечные станции, и энергии будет больше, чем на Земле или на Луне.
Сутки здесь длятся 176 земных дней. Гравитация составляет 38% от земной. Температура днем в районе экватора достигает 427 градусов, ночью опускается до 173 градусов ниже нуля. Теоретически жизнь возможна на полюсах, где изменения температуры не так ощутимы.
Будущим колонистам нужно будет заниматься сельским хозяйством, так как доставка с Земли будет работать неэффективно. Воду они будут добывать изо льда, а для строительства использовать местные материалы.
Также важно понять, как справиться с солнечной радиацией, и привезти на эту планету первые модули для базы. Вроде тех, что предлагали Bigelow Aerospace для установки на Луне.
Венера
Кратчайшее расстояние до Венеры — 38 млн километров. Долететь до этой планеты проще, поэтому информацию с нее собрали 30 аппаратов. Экспедиция с людьми на борту может занять 440 дней — сначала 110 дней в одну сторону, месяц на орбите или поверхности планеты и 300 дней на обратный путь. Это почти в полтора раза быстрее, чем может занять экспедиция к Марсу.
На Венере основные проблемы будут связаны с приземлением и погодой. Средняя температура на поверхности — 460 градусов, что на 40 градусов выше температуры плавления цинка и на 30 — свинца.
Атмосфера состоит из углекислого газа, а на высоте 50 км над поверхностью проплывают облака из серной кислоты. Давление атмосферы в 90 раз превышает земное. Дополняют эту картину сильные ураганы.
Несмотря на это, периодически ученые говорят о возможной колонизации этой планеты. Одна из идей – это создание летающих островов, то есть применение дирижаблей. Таковым был проект HAVOC 2014-го года от NASA.
Концепция получила название High Altitude Venus Operational Concept (HAVOC). Для этого придется решить вопрос с облаками. С энергией проблем не должно возникать благодаря достаточному количеству солнечного света.
Другим вариантом может стать терраформирование. Например, с помощью массового наполнения планеты микроорганизмами. А для появления атмосферы планету гипотетически можно раскрутить.
Сходство Венеры с Землей делает ее вероятным новым домом для людей.
Марс
Возможно, это одна из наиболее часто посещаемых планет в научно-фантастических книгах и фильмах: его описывают и в книгах о Джоне Картере, написанных Эдгаром Райсом Берроузом, и в «Аэлите» Алексея Толстого. Одним из самых ярких для старшего поколения может быть образ персонажа Арнольда Шварценеггера из фильма «Вспомнить все», а из свежих историй можно вспомнить выращивающего картофель агронома, отлично сыгранного Мэттом Дэймоном.
Первым на Марс сел в 1971 году советский спускаемый аппарат межпланетной станции «Марс-3», в который входил ПрОП-М («Прибор оценки проходимости — Марс»).
В СССР в 1960-е годы прорабатывали отправку экспедиции с космонавтами на аппаратах Максимова и Феоктистова. Второй нужно было собирать на орбите. Тогда слишком много сил ушло на работу с Луной, поэтому про Марс на долгое время забыли.
В 21 веке появилось множество проектов, в том числе частных, связанных с полетами на Марс. Запущенный в 2012 году Mars One был признан банкротом в 2019 году, после того как привлек 14 млн долларов и собрал более 200 тыс. добровольцев, готовых на путешествие в один конец.
Более приближенной к реальности можно назвать программу колонизации Марса, над которым работает SpaceX. К полетам на Марс Илон Маск проявлял интерес еще до основания своей космической компании, он входил в совет директоров Mars Society.
Гравитация на Марсе в 2,6 раза ниже земной. Радиация накладывает свои ограничения на возможность жизни человека. Атмосфера на Марсе есть, но она более чем на 95% (этот показатель в 23 раза выше, чем на Земле), что может стать подспорьем для сельского хозяйства.
Один из вариантов для жизни человека на Марсе может быть создание подземных городов из лавовых трубок и камер. Под поверхностью планеты есть сложная сеть из таких структур.
Другой вариант — надувные модули. Если удастся терраформировать планету, для чего Илон Маск предлагал сбрасывать на ее поверхность ядерные бомбы, строения могут быть похожими на обычные земные.
Юпитер, Сатурн, Уран и Нептун
Землю, Марс, Меркурий и Венеру принято называть «земными» планетами. На них теоретически возможна колонизация. С другой стороны, Юпитер, Сатурн, Уран и Нептун — планеты-гиганты.
В атмосфере Юпитера и Сатурна находятся водород и гелий, также на этих планетах отсутствует твердая поверхность. На ледяных гигантах, Уране и Нептуне, человека ожидают вода, аммиак и метан, а также ветер со скоростью 900 км/ч в первом случае и 2100 км/ч во втором. Температуры будут экстремально низкими из-за отдаленности от Солнца.
Возможно освоение спутника Нептуна — Тритона. Для этого нужно будет справиться с постоянными изменениями рельефа и извергающими азот криовулканами.
Многие исследователи считают Луну оптимальным претендентом для колонизации.
Луна
«Космическая гонка» между СССР и США привела к колоссальным успехам в освоении космоса, и частью этого процесса называют «Лунную гонку». На поверхности спутника Земли ступала и нога человека, и колесо робота.
В 1959 году аппарат «Луна-1» пролетел мимо спутника, а «Луна-2» достиг его поверхности. Американская ракета «Сатурн-5» в декабре 1968 года совершила 10 витков вокруг Луны. 21 июля 1969 года Нил Армстронг в составе экспедиции «Аполлон-11» совершил «маленький шаг для человека, но гигантский скачок для всего человечества».
С 1964 по 1974 год в СССР разрабатывали первый в мире детальный проект долговременной лунной базы — «Звезда». Неофициально проект называли «Барминград» по имени Владимира Бармина. Он руководил ГСКБ «Спецмаш» — предприятием, которому Сергей Королёв поручил работу над базой.
Изначально на поверхности спутника планировали разместить 9 модулей, включая лабораторный, складской, жилой и другие. Жить и проводить исследования на Луне должны были 9 космонавтов. К сожалению, проект так и остался на бумаге.
Всего на Луну отправляли около 100 беспилотных и пилотируемых экспедиций. На ее поверхности побывали 12 человек. Этот список в будущем обязательно пополнится.
В 2023 году глава НАСА сообщал, что новая высадка астронавтов на спутник планируется в 2025 или 2026 году. Российская программа по освоению Луны, подготовленная РАН, рассчитана на период до 2050 года. Китай готовит пилотируемый облет Луны на 2028 год и на 2030 год — посадку.
Развитие талантов и поиск технологий
Специалистов, работающих в государственных организациях и корпорациях, не всегда достаточно для совершения технологических прорывов или запуска новых отраслей. Для этих целей проводят технологические конкурсы и иные состязания. К примеру, появление рынка беспилотных автомобилей связано с конкурсами DARPA Grand Challenge.
В 2004 году задание не выполнил никто, поэтому приз никому не дали. В 2005 было уже три победителя. Все помнят компанию Waymo — основатель проекта, Себастьян Трун, в 2005 году одержал победу в DARPA Grand Challenge с автомобилем Stanley.
Частную космонавтику в США запустили благодаря фонду X Prize, основанному в 1995 году, в частности конкурсу Ansari X Prize. Задачей было создать аппарат для подъема трех пассажиров на высоту 100 км и совершить еще один такой полет в течение двух недель. Победу в 2004 году одержал SpaceShipOne. Лицензию на конструкцию после этого купил Ричард Брэнсон для Virgin Galactic.
В 2007 году стартовал конкурс Google Lunar X PRIZE на создание лунохода с призовым фондом 30 млн долларов, который уменьшился до 15 млн долларов после того, как в 2013 году Китай успешно отправил на Луну ровер «Юйту». Одной из команд, участвовавших в состязаниях, была российская «Селеноход». В числе участников проекта были люди, причастные к созданию в СССР «Лунохода-1» и «Лунохода-2». Макет аппарата представили в 2013 году в США, на базе Mars Desert Research Station, но проект закрылся в декабре того же года.
Каждый подобный конкурс приводит к созданию новых бизнесов и продвижению конкретных специалистов. Если для Сергея Смирнова это был промежуточный этап, так как своей студией SmirnovDesign он управлял с середины 1990-х, то для Сергея Мальцева, впоследствии ставшего производить складских роботов RoboCV, и для Илья Чеха, который в 2015 году основал компанию по производству протезов «Моторика», это был огромный опыт, повлиявший на карьеру.
В планах Ильи Чеха — запуск проектов, связанных с освоением космоса. Он открыл «Научно-техническую гильдию “Рубежи Науки”» и вместе с платформой Braim сейчас проводит «Космический кубок: Миссия «Луна». Задача проекта состоит в том, чтобы создать web-решение для планирования строительства базы на Южном полюсе Луны и дальнейшего управления этой базой и ресурсами. К участию в конкурсе (заявки принимаются до 20 марта 2025 года) приглашены только молодые люди — студенты, аспиранты и другие желающие в возрасте от 16 до 27 лет.
Заключение
Колонизация Солнечной системы, а затем и полеты к другим звездам — это неизбежный этап эволюции. Люди должны стать межпланетной цивилизацией. История неоднократно доказала, что фантастика в итоге становится реальностью — когда Юрий Гагарин первым облетел Землю, Алексей Леонов вышел в открытый космос, а Нил Армстронг ступил на Луну.
Меркурий с его ледяными кратерами, Венера с сернокислыми облаками и Марс с лавовыми пещерами — это места, полные сложностей и загадок для нас. Луна, в свою очередь, благодаря удачному расположению открывает возможность наработать необходимые для дальних перелетов технологии.
Важно объединить силы множества людей — ученых, предпринимателей, инженеров — чтобы воплотить в жизнь идею колонизации новых объектов, научиться выращивать еду, строить дома, избегать солнечной радиации. А для этого — воспитывать новые поколения в понимании вероятности подобных проектов.