Колонизация солнечной системы кратко

Обновлено: 30.06.2024

Колонизация космоса — гипотетическое создание автономных человеческих поселений вне Земли.

Энтузиасты колонизации считают, что на Луне и ближайших к Земле планетах и астероидах достаточно ресурсов для создания такого поселения, например, с применением технологий роботизированной 3д-печати. Солнечная энергия там довольно легко доступна. Достижений современной науки в целом достаточно для постройки научно-исследовательских баз за пределами Земли, тогда как создание автономных поселений — на порядки более сложная задача, которая на настоящий момент решается для континентальной Антарктиды на Земле (такое решение для Арктики Россией частично реализовано). Автономные поселения могут быть собраны или автоматически напечатаны не только на планетах, но и в открытом космосе, при решении учеными задач противорадиационной и противометеоритной защиты.

Проблема перенаселения Земли на дальнейшую перспективу также может быть компенсирована созданием таких поселений в космосе. Например, космическая программа Китая бурно и активно развивается: впервые за сорок с лишним лет на Земле оказались лунные камни, исследовательский зонд уже летит на Марс, страна проводит запуски чаще всех в мире, при этом планы у Пекина грандиозные.

В популяризацию освоения космического пространства человечеством внес огромный вклад К. Э. Циолковский, основоположник теоретической космонавтики. Он предвидел ракеты, искусственные спутники, орбитальные станции и выход в открытый космос задолго до того, как они стали реальностью.

Колонизация космоса также является одной из основных тем научной фантастики.

Главнейшими стимулами колонизационного движения являются:

отсутствие свободной земли в государстве или стране,
перенаселение, обусловленное недостаточной интенсивностью производства или же скоплением земельной собственности в руках немногих лиц,
политические или религиозные гонения,
желание найти более выгодное вложение капитала,
другие причины.

Близким понятием является

Экспа́нсия (от лат. expansio — распространение, расширение) — территориальное, географическое или иное расширение зоны обитания, или зоны влияния отдельного государства, народа, культуры или биологического вида.

В русском языке понятие "экспансия" тесно связано с представлением о росте, свойственном для живых объектов, и с потребностями в пространстве и в ресурсах для такого роста (расширения, распространения).

Во многих известных из истории случаях активной экспансии интересным является вопрос о её источниках и движущих силах. Далеко не всегда экспансия была связана с нехваткой территории для проживания, с избытком населения, с очевидным экономическим превосходством над окружающими народами. В наибольшей степени это проявляется на примере завоеваний монголов Чингисхана и завоеваний других степных этносов. В данном случае нехватка рациональных объяснений их экспансионизму привела Л. Н. Гумилёва к выдвижению теории пассионарности.

Когда в какой-то группе людей возникает много пассионариев, эта группа начинает разрастаться, активно захватывая новые ареалы обитания и утверждая на них свою культуру.

Итак, каковы могут быть причины для колонизации людьми других планет и спутников Солнечной системы?

Этого нет. Люди распространены по поверхности Земли очень неравномерно. В Москве плотность населения составляет 15 тысяч человек на квадратный километр, и даже больше в некоторых районах. С другой стороны - средняя плотность населения Сибири всего 6 человек на квадратный километр.

Очевидно, что причина перенаселения городов не в недостатке площади как таковой, а в наличии других факторов, являющихся притягательными для людей.

Колонизация других планет даст территорию, но это будут не райские луга, а суровые места, выживание в которых будет зависеть от технологий. Подобные места можно найти на Земле - арктические регионы, океанический шельф.

Политические и религиозные гонения могут быть весомым поводом "уйти".

Как показывает практика, несмотря на возросшую терпимость современного общества, религиозные общины или экологические поселения с удовольствием отдаляются от мира. Однако на современном этапе технологического развития небольшая группа единомышленников вряд ли может колонизировать другое небесное тело. Проще найти участок в той же Сибири или другом малонаселенном регионе планеты.

Вложение капитала, скопление собственности в руках немногих "избранных".

Вот это выглядит многообещающим. Мелким компаниям сложно бороться с монополистами, имущественное неравенство в мире очень высоко, а неосвоенных рынков осталось мало. Как только появятся ясные перспективы заработка на других планетах - можно ожидать всплеска деятельности со стороны бизнеса, и мелкого, и крупного. Уже сейчас мы видим нечто подобное на орбите - коммуникационные спутники, интернет, частные запуски.

Когда реально потребуется гелий-3 с Луны или какие-то другие ресурсы - будет и активная колонизация. Или когда надо будет снабжать ресурсами и вывозить добытое с колоний - тоже.

Пожалуй, основной фактор, который смог бы вывести человечество в новые миры. Люди пойдут туда просто потому, что они - люди. Это в нашей крови, стремиться к новым горизонтам. Любопытство, жажда нового, тяга к неизвестному, пренебрегая комфортом.

Пусть сейчас в обществе нет такого выраженного мотива, но он может появиться в будущем. По теории пассионарности, подобное как раз происходит волнами. Всегда есть желающие нового, и когда их наберется достаточно много - произойдет движение.

Еще одной очевидной целью космических работ является добыча ресурсов.

Особенно это касается редких металлов, вроде платины. Разумеется, при таких объемах цена на эти металлы упадет, из-за устранения редкости, но мы ведь их не ради прямой выгоды ищем. Эти металлы найдут свое применение в высокотехнологичных устройствах - от аккумуляторов до транзисторов. Уменьшение цены электроники и "зеленой" энергетики приведет к еще большему их распространению, и тем самым - к повышению общего уровня жизни человечества.

Иными словами, добыча тысяч тонн платины даст нам не "сокровищницу дракона" в виде подвалов, забитых слитками, которые вроде бы и стоят дорого, но в то же время просто мертвый груз. Эти тонны пойдут в дело и сделают мир более комфортным местом для жизни.

Ну и может быть главный фактор, для чего надо колонизировать другие миры - автономные колонии на других планетах сохранят человечество как вид в случае планетарной катастрофы.

Рассмотрим пригодные для колонизации объекты Солнечной системы.

Самый близкий кандидат. Естественный спутник Земли. Единственное на данный момент космическое тело, на котором побывали люди.

Такой вот забавный факт - на данный момент лететь на Луну просто не на чем.

А зачем туда лететь вообще?

Для учёных лунная база была бы уникальным местом для проведения научных исследований в планетологии, астрономии, космологии, космической биологии и других дисциплин. Изучение лунной коры может дать ответы на вопросы об образовании и дальнейшей эволюции Солнечной системы, системы Земля — Луна, появлении жизни. Отсутствие атмосферы и более низкая гравитация позволяют строить на лунной поверхности обсерватории, оснащённые оптическими и радиотелескопами, способными получить намного более детальные и чёткие изображения удалённых областей Вселенной, чем это возможно на Земле, а обслуживать и модернизировать такие телескопы гораздо проще, чем орбитальные обсерватории.

На Луне есть запасы воды в виде льда. Возможно добыча кислорода из горных пород. Некоторые места освещаются Солнцем постоянно, так что являются отличным местом для установки солнечных панелей. Вода, кислород и энергия - важные элементы для колонии. То, что их можно добыть на месте, очень хорошо.

Луна обладает и разнообразными полезными ископаемыми, в том числе и ценными для промышленности металлами — железом, алюминием, титаном; кроме этого, в поверхностном слое лунного грунта, реголите, накоплен редкий на Земле изотоп гелий-3, который может использоваться в качестве топлива для перспективных термоядерных реакторов. Всего 30 тонн этого изотопа способны обеспечивать энергией всё население Земли в течение года. А количество его на Луне оценивается в десятки и сотни тысяч тонн.

При этом стоимость доставки гелия-3 на Землю будет меньше, чем выработка соответствующего количества электроэнергии на традиционных энергостанциях.

С другой стороны - реакция дейтерий+гелий-3 пока не является осуществимой. Строящийся во Франции термоядерный реактор ITER будет использовать реакцию дейтерий+тритий, которая требует гораздо меньших температур плазмы. При этом ITER является тестовым реактором, предназначенным для отработки технологий. Почти вся получаемая энергия будет идти на удержание плазмы. Полноценный реактор DEMO будет построен только через несколько десятков лет. А гелий-3 понадобится еще позже, если не произойдет резкого скачка развития термоядерных технологий.

Таким образом, пока что гелий-3 человечеству просто не нужен, несмотря на все его преимущества в роли источника энергии. Это классное топливо, которое мы не можем применить. Так были бы не нужны нефть и уран первобытным охотникам.

Также на Луне есть проблемы - радиация, пыль, низкая гравитация.

У Луны нет атмосферы и магнитного поля, и заряженные частицы беспрепятственно достигают поверхности. Для нахождения человека на Луне потребуются убежища, защищающие от радиации и микрометеоритов. Или же экспедиции будут непродолжительными вахтами - от недель до месяцев.

Лунная пыль очень абразивная, так как не сглажена эрозией, и очень "липкая" из-за электростатического заряда. Она вредна для техники и для человеческого здоровья.

Сила тяжести на Луне в 6 раз слабее земной, что скорее всего приведет к проблемам со здоровьем при долговременном пребывании. Потребуются усиленные физические упражнения, как сейчас действуют космонавты на МКС, и строительство неких центрифуг для создания искусственной силы тяжести.

Таким образом, Луна может рассматриваться не как цель колонизации, а скорее как ступень к колонизации других планет. Научная станция. Полигон для отработки технологий, который находится достаточно близко к Земле на случай ЧП. Форпост человечества в космосе. С Луны осуществлять запуски гораздо проще, из-за низкой силы тяжести. Будь это старты ракет или электромагнитная катапульта. Даже космический лифт на Луне построить гораздо легче, чем на Земле. Но для подобного использования необходима инфраструктура для постройки колонизационных кораблей. Странно ведь было бы сначала поднимать корабли с Земли, а потом с Луны. Значит, они должны создаваться или как минимум собираться из узлов на самой Луне. А с нее отправляться в дальний космос.

Ну и попутно можно построить туристический Луна-парк, да)

Меркурий.

Первая планета Солнечной системы.

Очень похож на Луну. Считается, что может быть колонизирован с использованием тех же технологий, что и Луна.

Хотя Меркурий расположен ближе всех к Солнцу, предсказано существование на его полюсах ледяных шапок. Кроме того, в районе полюсов не будет сильных колебаний температуры днем и ночью, как в других районах планеты. Ось вращения Меркурия имеет очень маленький наклон относительно плоскости эклиптики, приблизительно 0,01°, так что планета вращается почти перпендикулярно солнечным лучам.

Из-за близости к Солнцу на Меркурии очень высокий уровень солнечной энергии, почти в 7 раз выше, чем на Земле. На естественных или искусственных возвышенностях на полюсах могут существовать точки, постоянно освещаемые Солнцем, как и на Луне. Отличная возможность для использования солнечных панелей.

Кроме того, из-за отсутствия атмосферы и низкой теплопроводности грунта на Меркурии огромные перепады температур, что может быть использовано для работы тепловых машин.

Предполагается, что на Меркурии есть большой запас гелия-3. Гелий-3 является побочным продуктом реакций, протекающих на Солнце, и в некотором количестве содержится в солнечном ветре. Попадающий в атмосферу Земли из межпланетного пространства гелий-3 быстро рассеивается из атмосферы обратно в космос. Луна и Меркурий, у которых нет атмосферы, сохраняют значительные количества гелия-3 в поверхностном слое грунта.

У Меркурия большая плотность из-за массивного железного ядра. Теория предсказывает существование на планете богатых залежей металлических руд.

Большая плотность приводит и к более высокой гравитации - на Меркурии ускорение свободного падения составляет 0,378 g, что в два с лишним раза больше, чем на Луне и примерно равно ускорению свободного падения на поверхности Марса.

Железное ядро также генерирует магнитное поле. Хотя его мощность всего около 1% земного, это поле задерживает значительную часть космического излучения - до уровня, сравнимого с радиацией на МКС.

Таким образом, на Меркурии есть благоприятные факторы для колонии - вода, много доступной энергии, более-менее заметная гравитация, защита от излучений, залежи ресурсов для производств.

Однако есть и минусы. Прежде всего - это не нужно. Гелий-3, как мы уже выяснили, пока не применим. А другие возможности - залежи металлических руд и огромное количество солнечной энергии - могли бы быть использованы для строительства и запуска в дальний космос кораблей с солнечными парусами. Непосредственно от излучения Солнца, или с помощью орбитального лазера, питаемого фермами солнечных батарей. Однако очевидно, что подобная деятельность пока что не только не практикуется человечеством, но и не имеет особого смысла - нет потребности в регулярных отправлениях кораблей в дальний космос.

Плюс, до Меркурия тяжело добраться, как это ни странно звучит. На полёт от Земли к Меркурию необходимо затратить энергию, сравнимую с полётом от Земли к Плутону. Чтобы перебраться с околоземной на околомеркурианскую орбиту, нужно погасить значительную часть орбитальной скорости Земли, которая составляет примерно 30 км/с. На это придется потратить множество топлива и в настоящее время ни один аппарат не способен на прямой перелёт к Меркурию, так что обычно применяется сложная стратегия из многочисленных гравитационных манёвров возле Венеры, Земли, Марса, Юпитера и Солнца. Например, аппарат MESSENGER использовал шесть гравитационных манёвров, чтобы выйти на орбиту Меркурия.

Резюме:

Таким образом - Луна выглядит хорошим форпостом человеческой цивилизации, с которого эффективно проводить старты к другим планетам.

Меркурий претендует на роль "электростанции", благодаря обильному уровню получаемой от Солнца энергии. Также с него можно запускать корабли на солнечных парусах.

Оба этих космических тела содержат мощный энергетический ресурс гелий-3, который пригодится в будущем.

Выбираем главные направления будущей экспансии человечества в пределах Солнечной системы. Где и почему появятся первые обитаемые базы, а где их не будет никогда?

Хорошо было бы все бросить и переехать куда-нибудь подальше. Да хоть на Луну! Жаль, что пока человечество лишь осторожно обсуждает возможности освоения нашего спутника и других тел Солнечной системы – и нерешительно мнется у дверей, покидая свой земной дом.

С ними мы уже научились выживать на околоземной орбите, а скоро освоимся и в дальних пределах. Удобные скафандры, комфортные модули обитаемых баз – рано или поздно мы это сумеем. Главное – правильно выбрать направление. Попробуем же рассмотреть потенциальные центры колонизации для человечества будущего. Куда направятся пионеры Солнечной системы – и что их там ждет?

Меркурий

Ближайшая к Солнцу планета. Атмосфера отсутствует, скудные запасы водного льда. Гравитация на экваторе: 0,38 земной. Температура у поверхности: от -180 до 430°С. Среднее расстояние до Земли: 49,4 млн км. Местный год: 0,24 земного, сутки – 58,65 земных.

Потенциал колонизации: 1/10

Вечно раскаленный ад дневной стороны – и вечная ледяная пустошь ночной. Опасная близость Солнца – и день, длящийся дольше года. Меркурий – явно не первый кандидат на колонизацию. Однако если над этим в принципе задумываться, то стоит обратить внимание на приполярные области планеты. Судя по снимкам, которые сделал зонд MESSENGER, здесь, в глубокой тени кратеров, могут найтись некоторые запасы водного льда.

Венера

Парниковый эффект, ураганы, вулканы, воды нет. Гравитация на экваторе: 0,9 земной. Средняя температура у поверхности: от 465°С. Среднее расстояние до Земли: 41,9 млн км. В атмосфере преобладает углекислый газ. Местный год: 0,62 земного, сутки – 243 земных.

Потенциал колонизации: 2/10

Если по размерам и орбитальным параметрам Венеру называют ближайшим близнецом Земли, то по климату она – близнец, безусловно, злой. Температура, при которой плавится и свинец, – выше, чем на Меркурии. Удушливая, плотная и ядовитая атмосфера и бешенство вулканов. Не то что жить – даже просто закрепиться на этих негостеприимных берегах чрезвычайно тяжело. И уж точно такая задача лежит далеко за пределами доступных нам в перспективе технологий.

Могучие ветра, сотрясающие верхние части венерианской атмосферы, у поверхности резко ослабевают, так что базе не придется выдерживать их напор. Вряд ли стоит ждать и землетрясений на планете с отсутствующей тектонической активностью. Зато вулканы могут оказаться смертельно опасными, так что если что-то и стоит здесь строить, то подальше от глубоких ущелий и высоких гор, на одной из обширных равнин, покрывающих две трети Венеры.

Несмотря на чуть меньшее притяжение, которое, казалось бы, должно слегка облегчить жизнь, атмосфера Венеры настолько плотная, что вы бы ощущали физическое сопротивление каждому своему движению. Если б устояли на ногах: у поверхности планеты давление сравнимо с давлением в океане на глубине 900 м. Ни Солнца, ни звезд местным поселенцам увидеть не суждено. Густые облака вечно закрывают небо, делая его желто-оранжевым днем и беспросветно черным ночью. Пожалуй, стоит вычеркнуть ее из наших планов вовсе.

Ближайшее к Земле тело. Атмосфера отсутствует. Гравитация на экваторе: 0,17 земной. Средняя температура у поверхности: от -153 до 123°С. Местный год равен земному, вращение вокруг своей оси синхронизировано с Землей. Расстояние до Земли: 384 тыс. км. Запасы водного льда.

Потенциал колонизации: 9/10

Происходящее на нашем естественном спутнике мы понимаем лучше, чем где-либо еще: полеты к Луне начались еще в 1959 году, когда советский космический аппарат впервые заглянул на ее обратную сторону. Не забудем и о том, что начиная с 1969 года на Луне несколько раз бывали люди, некоторым из них даже удалось провести тут несколько дней (в тесном спускаемом модуле). Да и в том, что Луна станет первым форпостом человечества за пределами Земли, не сомневается практически никто.

Луна позволит решить и некоторые полезные технологические и научные задачи. Здесь можно получать кислород, воду и ракетное топливо для запуска более далеких миссий. Здесь можно развернуть тысячи квадратных метров солнечных батарей, получая значительные количества энергии (о футурологических проектах по добыче гелия-3 для футурологических же термоядерных станций речи пока не идет). На Луне можно установить мощные телескопы, сюда готовы приезжать туристы… Впрочем, это еще не значит, что жизнь тут будет малиной.

Бесчисленные топографические, минералогические, температурные и другие снимки поверхности Луны показали, что идеального места для возведения базы на спутнике нет. День и ночь на нем длятся по две недели, и перепад температуры между ними превышает 250 градусов. Чтобы минимизировать его опасное влияние, лучше обустраиваться поближе к южному лунному полюсу, где температурные изменения не так резки – тут, скорее, стабильно холодно, в среднем около нуля по Цельсию.

Планета, больше других похожая на Землю. Атмосфера слабая, основной компонент – углекислый газ. Имеются запасы водного и сухого льда. Гравитация на экваторе: 0,38 земной. Температура у поверхности: от -126 до 20°С. Местный год: 1,88 земного, сутки почти равны земным. Среднее расстояние до Земли: 77,8 млн км.

Потенциал колонизации: 7/10

Место высадки будущих колонистов пока неизвестно, однако с этой точки зрения перспективными являются области низких северных широт. Дело в том, что ось вращения Марса, как и у Земли, наклонена относительно плоскости орбиты, поэтому здесь наблюдаются смены сезонов, хотя длятся они почти вдвое дольше. Однако орбита Марса намного более вытянута, чем у нашей планеты. И так получается, что южное полушарие Красной планеты оказывается отвернутым от Солнца в те моменты, когда Марс находится дальше всего от светила. И наоборот: максимально сближаясь с Солнцем, Марс оказывается развернутым к нему именно южным полушарием. Поэтому лета здесь заметно жарче, а зимы – намного холоднее, чем в северном.

Вообще, первое, к чему стоит приготовиться первым колонистам Красной планеты, это к капризам ее погоды. Средняя температура здесь составляет -60 °С, но она может колебаться в больших пределах, резко меняясь за считанные дни. Такие перепады, в свою очередь, питают мощные пылевые бури, которые иногда покрывают огромные пространства, а изредка – почти всю планету.

Эти ветры вряд ли собьют с ног первопроходцев Марса или повредят базу: атмосфера здесь слишком разреженная и слабая (плотность ее составляет всего 1% от земной). Зато мельчайшая пыль надолго остается клубиться, легко проникает в любые щели и способна ослеплять камеры, коротить контакты электроники, приводить к перегреву микросхем и сильному снижению выработки солнечной энергии. Впрочем, даже разреженная атмосфера лучше никакой. Ее плотности достаточно для того, чтобы небольшие, с бусину, микрометеориты сгорали в падении. Более крупные, конечно, успеют долететь до поверхности, однако встречаются они сравнительно редко.

Церера

Крупнейший объект главного пояса астероидов. Атмосфера отсутствует. Гравитация на экваторе: 0,028 земной. Температура у поверхности: -106°С. Местный год: 4,6 земного, сутки – 0,38 земных. Среднее расстояние до Земли: 429 млн км.

Потенциал колонизации: 3/10

Опять же, стоит отметить отсутствие атмосферы, которое, с одной стороны, требует постоянного использования искусственных систем для дыхания, а с другой, – позволяет забыть о многих катаклизмах, связанных с ее присутствием. Ось собственного вращения Цереры почти перпендикулярна плоскости орбиты, и сезонных перемен здесь можно не ждать. Зато в течение коротких местных суток температура меняется весьма резко – от сумасшедшего (-73°С) холода днем до невероятного (-143°С) ночью.

Европа

Четвертый по размерам из спутников Юпитера. Гравитация на экваторе: 0,13 земной. Средняя температура у поверхности: -240°С. Крайне слабая кислородная атмосфера. Среднее расстояние до Земли: 628,3 млн км. Местные сутки – 3,5 земных.

Потенциал колонизации: 4/10

Покинув пояс астероидов и двигаясь дальше, мы попадем в ту часть Солнечной системы, где царствуют планеты-гиганты, такие как Юпитер, масса которого больше, чем у всех остальных планет вместе взятых. Гравитация таких великанов настолько могуча, что удерживает и легчайшие газы – водород и гелий. Поэтому они отличаются не только убийственным притяжением, но и очень плотными, толстыми и буйными атмосферами. Единственная доступная здесь поверхность – металлическое ядро, которое скрыто очень глубоко внутри. Любого, кто осмелился бы высадиться здесь, раздавила бы колоссальная масса находящегося при огромных давлениях и температурах атмосферного водорода.

Словом, трудно представить, что позволило бы нам устраивать обитаемую базу на Юпитере или Сатурне, и зачем бы она могла понадобиться. Зато крупные спутники планет-гигантов – места куда более привлекательные. Например, Каллисто содержит большие запасы водного льда, отличается низким уровнем радиации и геологической стабильностью. Но Европа еще интереснее: здесь вода может быть и жидкой. Целый теплый океан может скрываться под могучей толщей льда на ее поверхности.

Несмотря на всю суету вокруг Марса, именно этот спутник Юпитера, а вовсе не Красная планета, может действительно оказаться прибежищем внеземной жизни. Непреодолимая тяга найти ее уже сегодня влечет разработчиков автоматических и пилотируемых миссий к Европе. Впрочем, даже роботизированные аппараты на Европе пока остаются мечтой, а уж о постоянной базе всерьез никто и не задумывается. Поэтому довольно трудно найти обоснованные проекты места высадки. Скорее всего, поселенцам подойдет лидирующее полушарие спутника – то, которое ориентировано вперед по ходу его движения вокруг Юпитера и где слабее радиация.

Титан

Крупнейший спутник Сатурна, размерами в 1,5 раза больше Луны. Гравитация на экваторе: 0,14 земной. Средняя температура: -180°С. Среднее расстояние до Земли: 1278 млн км. Азотная атмосфера, около 1,5% метана. Местные сутки – 7,2 земных.

Потенциал колонизации: 3/10

Более того. Если мы поселимся здесь, скафандр понадобится нам не для компенсации отсутствующего давления атмосферы – оно немногим больше привычного, – а лишь для защиты от холода и для дыхания кислородом. Возможно, скафандры жителей Титана будут оснащены и перепоночными крыльями: при слабой гравитации и плотной атмосфере они смогут, подпрыгнув, эффективно парить на заметное расстояние.

Титания

Крупнейший спутник Урана. Гравитация на экваторе: 0,04 земной. Местный год: 84 земных, сутки составляют 8,71 земных. Средняя температура у поверхности: от -203°С. Среднее расстояние до Земли: 2714 млн км. Атмосфера отсутствует.

Потенциал колонизации: 1/10

Из почти трех десятков известных спутников Урана лишь Титания может предложить сколько-нибудь заметную гравитацию у поверхности – почти 4% от привычной нам на Земле. К сожалению, пока систему Урана посещал лишь аппарат Voyager 2 в середине 1980-х, и мы мало что можем сказать о ней. Когда он пролетал мимо, в северном полушарии Титании была зима, ее покрывала долгая тьма, и открытой была лишь часть южного полушария. И если у экватора день сменяет ночь в соответствии с суточным циклом, то регионы близ полюсов спутника остаются освещены или скрыты тенью по половине местного года, который длится более 80 наших лет.

Тритон

Крупнейший спутник Нептуна и седьмой по величине в Солнечной системе. Гравитация на экваторе: 0,08 земной. Средняя температура у поверхности: от -235°С. Местный год: 164,8 земного, сутки – 5,88 земных. Крайне разреженная атмосфера. Среднее расстояние до Земли: 4347 млн км.

Потенциал колонизации: 1/10

Как и Титанию, Тритон посещал лишь Voyager 2: в систему Нептуна он добрался тремя годами позже. Иначе говоря, мы мало что знаем от Тритоне и, по большому счету, не слишком интересуемся им. Поверхность этого спутника сложена скальными породами и твердым азотом, из-под которых выбиваются слабые струйки азотистых испарений. Можно предположить, что они не будут опасны для строительства здесь, но это – лишь предположение.

Как и на Титании, приполярные области Тритона освещены далеким Солнцем либо остаются в тени по полгода – местного, конечно, длящегося больше 160 наших лет. Впрочем, лето ли, зима – здесь всегда очень холодно: Тритон – самое холодное из известных нам тел Солнечной системы.

Плутон

Карликовая планета пояса Койпера. Гравитация на экваторе: 0,06 земной. Средняя температура у поверхности: от -230°С. Среднее расстояние до Земли: 6090 млн км. Местный год: 247,7 земного, сутки – 6,38 земных. Чрезвычайно разреженная метановая атмосфера.

Потенциал колонизации: 2/10

Информация должна быть проверяема, иначе она может быть поставлена под сомнение и удалена.
Вы можете отредактировать эту статью, добавив ссылки на авторитетные источники.
Эта отметка установлена 13 мая 2011.

Колонизация космоса — гипотетическое создание автономных человеческих поселений вне Земли.

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.

Содержание

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. Либо человеческое тело, в итоге технологических мутаций, должно стать адаптивным, к существующим условиям обитания.

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 атрофируется (в основном 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:

, спутник планеты или астероид; вокруг Земли, Солнца или другого космического тела; .

Планеты, спутники и астероиды

Недавние исследования НАСА подтвердили наличие воды на Марсе [1] . Таким образом, условия на Марсе, похоже, достаточны для поддержания жизни.

Параметры марсианского грунта (соотношение pH, наличие необходимых для растений химических элементов, и некоторые другие характеристики) близки к земным, и на марсианской почве теоретически можно было бы выращивать растения [2] .

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

Контраргументы сторонников

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), но могут находится в тени от других космических тел, ни от состояния атмосферы (она отсутствует), ни от наличия свободной территории (её несоизмеримо больше, чем на Земле), но возникает проблема замусоривания околоземного пространства. 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, в результате падения астероида, глобальной войны, пандемии или стихийных бедствий). Но с выходом человечества в космос возникают другие опасности: новые заболевания, ускорение мутаций, конфликты с колониями, что также может привести ко всеобщему уничтожению.

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

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. [5] .

Кто ребенком не смотрел в ночное небо и не задумывался, хотя бы раз, какой могла бы быть жизнь на другой планете? На протяжении всей человеческой истории красота космоса всегда завораживала, восхищала наше воображение. Никогда еще нога человека не ступала на планету кроме нашей. Впрочем, в следующие 20 лет это может измениться. Шумиха вокруг Марса не прекращается, и первый человек, который ступит на четвертый камень от Солнца, скорее всего, войдет в историю вместе с Гагариным, Армстронгом и Олдриным, став очередным первопроходцем — одним из немногих. Но в то время как у всех перед глазами стоит Красная планета, мы начали забывать о других возможностях, которые скрываются в нашей Солнечной системе. О некоторых мы уже говорили, о других вы услышите, возможно, впервые.

Облачные города на Венере

Наша сестринская планета Венера — редкостная злючка. Температура ее поверхности в среднем составляет 500 градусов по Цельсию, а атмосферное давление у земли в 92 раза выше, чем на Земле. В ее облаках серная кислота, но это не самое страшное, поскольку температура убьет вас еще до того, как кислота попадет на кожу. По словам инженеров NASA Криса Джонса и Дейла Арни, этот сущий ад может стать нашим лучшим шансом колонизировать другую планету.

Замысел привлекает фанатов колонизации, но как его осуществить на самом деле? Первые корабли будут гелиевыми дирижаблями — подвешенные на надутые шары гондолы. Это, конечно, не революционный дизайн, хотя шары и будут оснащены солнечными панелями для сбора чрезвычайного солнечного света, который падает на Венеру. Эти шары будут запускаться в капсулах в верхние слои атмосферы, после этого раздуваться самостоятельно и, как полагают, плыть над плотной нижней атмосферой.

Паратеррформирование Цереры

Расположенная в поясе астероидов между Марсом и Юпитером, Церера является карликовой планетой с диаметром порядка 950 километров. Это немного — размером с небольшое государство вроде Аргентины. И все же это довольно большой ледяной шарик в центре пустоты, практически не имеющий гравитации (2,8% земной).

Кому вообще вздумается туда лететь? Идея в том, что Марс оказался практически без полезных минералов, а вот Церера находится в центре одного из самых богатых минералами регионов Солнечной системы. Ее можно использовать как платформу для добычи платины и палладия, полезных в производстве металлов. Кроме того, есть хороший шанс, что этот маленький твердый шарик содержит больше пресной воды, чем Земля. Вода могла бы быть полезной для колонистов, для производства пригодного для дыхания кислорода и водородного топлива для ракет.

Единственный способ сделать это возможным, впрочем, так называемое паратерраформирование. Поскольку у Цереры совсем нет атмосферы, астронавтам придется возвести прозрачный купол над поверхностью карликовой планеты. По мере роста колонии, ее жители могли бы достраивать купола к уже существующему, расширяя жилую зону, пока она не накроет всю поверхность Цереры, как многогранное глазное яблоко космического насекомого. Возможно ли это? Вряд ли в скором времени, но ученые уже создали успешные купольные жилища на Земле, поэтому остался вопрос масштабирования технологии и надежда на то, что все пойдет хорошо в условиях космического вакуума космоса.

Бетонные дома на Луне

Причины для этого еще более убедительны. База на Луне будет иметь экономический и логистический смысл. Было бы дешевле запускать миссии на дальние расстояние (к примеру, на Марс) с Луны, и большинство необходимого для ракетного топлива водорода и кислорода добывать непосредственно из воды на лунных полюсах. Луна может быть нашим счастливым билетиком на шоколадную фабрику.

Идея становится безумной, когда мы доходим до процесса строительства подобной колонии. Идеи доходят до надувных стручков, спускающихся по лавовым трубкам от космических станций на лунной орбите, но самой невероятной будет, наверное, самая простая: бетонные дома. В 1992 году доктор Тунг Джу Лин, материаловед, начал изучать состав небольшого кусочка лунного камешка, позаимствованного у NASA. Он обнаружил, что лунная поверхность уже имеет все необходимое для создания бетона. В частности, Луна изобилует минералом ильменитом, который содержит железо и оксиды титана. Когда Лин растер лунный камешек в порошок и несколько часов пропускал через пар, он создал бетонную плиту, которая оказалась прочнее своего земного варианта. Так что, как бы круто ни было жить в высокотехнологичных лунных трубах, есть шанс, что мы заимеем обычные домики.

Города диска Койпера

Фримен Дайсон — это одновременно и гений, и псих, в зависимости от того, сколько вы выпьете. Его авторитет безупречен. Он получил медаль Лоренца, медаль Макса Планка, а также премию Энрико Ферми, но его идеи иногда выпадают за пределы принятых научных протоколов рационального мышления.

Одной из самых известных идей Фримена Дайсона является сфера Дайсона, мегаструктура, которая должна закрывать звезду в капсулу для дальнейшего извлечения энергии. У Дайсона также есть проекты и для других частей Солнечной системы, а именно для пояса Койпера, богатого кометами региона за пределами орбиты Нептуна.

Даже если бы они не были связаны, отдельно колонизированные кометы довольно часто проходят мимо, даже будучи разделенными миллионами километров, позволяя колонистам перепрыгивать с одного метеора на другой довольно просто. Что касается света и тепла в этом холодном мире, Дайсон предполагает, что массив зеркал в 100 километров шириной будет в состоянии обеспечить 1000 мегаватт солнечной энергии.

Жилища боло

Представьте себе струну с шариками на каждом конце — вот и вся идея. Каждый шарик будет сферой 22 метра в диаметре, которая может вместить 10 человек. Струна посередине будет 2 километра в длину, и все это будет вращаться каждую минуту, обеспечивая людей аналогом земной гравитации. Залепите лунной грязью внешнюю часть сферы для радиационного щита — и вы получите себе рабочий, слегка грязный космический домик.

Боло-жилища задумывались как колонии, способные обеспечивать одну семью всем необходимым. Будет пространство для выращивания пищи, солнечные панели для энергии, производственное место в середине троса, место с невесомостью для строительства других боло. Так же, как поселенцы Старого Запада расширяли свои дома, чтобы вместить свои растущие семьи, пионеры космической жизни могли бы создавать целые города из свободно плавающих домов.

Подводные океанические жилища на Европе

Европа в последнее время стала хорошо известна как место, больше других в Солнечной системе подходящих для развития жизни. NASA серьезно подходит к этой идее и готовит беспилотную миссию, которая выйдет на орбиту Юпитера и совершит 45 облетов луны в поисках признаков жизни, процветающей в соленом океане под поверхностью этого тела. Миссию надеются провести в 2020-х годах.

И хотя найти крошечные бактериологические скопления внеземных микробов вокруг геотермальных источников глубоко под поверхностью этого снежного шарика было бы чрезвычайно интересно, одна частная компания не хочет ждать, пока роботы сделают грязную работу; она хочет доставить туда людей и сделать это за следующие 50 лет. Как и Mars One, Objective Europe будет предлагать билет в один конец, но эта жертва будет бесполезной, если вы не узнаете что-нибудь новое по пути, и этот проект сможет реализовать массу научных экспериментов (а по дороге придумать, как обеспечить проживание астронавтов достаточно долгое время).

Плавучие цилиндры О’Нила

Цилиндр О’Нила — это массивная трубка, 32 километра в длину и 8 километров в диаметре, которая вращается для создания гравитации. Построенные в связанных, противоположно вращающихся парах, цилиндры в теории смогут вместить 10 миллионов человек.

Эта идея витает в воздухе с 1974 года, с тех пор как физик Джерард О’Нил изложил свою идею в статье в Physics Today. Тогда, конечно, эта идея прочно закрепилась в научной фантастике. Мы едва посетили Луну, поэтому вряд ли развернули что-то вроде этой гигантской мегаструктуры для размещения миллионов людей. Тем не менее идея О’Нила посеяла искорку в коллективном сознании научного сообщества, и концепт отказался умирать.

Воздушные станции Bigelow Aerospace

Будучи одновременно самым дорогим объектом, когда-либо построенным землянами и крупнейшим искусственным спутником на орбите Земли, Международная космическая станция является маяком человеческого прогресса, требующего сотрудничества двух десятков стран и свыше 160 миллиардов финансирования. С 2000 года экипажи МКС провели массу новаторских исследований и экспериментов на тему микрогравитации, космического излучения, биотехнологий и темной энергии, а также многого другого.

Идея невероятная, да? Не совсем. У Bigelow уже есть два надувных модуля космической станции на орбите, Genesis I и Genesis II, и впереди планы запустить космический комплекс Bravo побольше, в 2016 году. На этом Роберт Бигелоу не останавливается. Его видение будущего включает лунные колонии, станции глубокого космоса и марсианские форпосты.

Мир-пузырь

Биоинженерные деревья

Представьте себе огромное дерево, растущее из кометы. Его корни уходят в трещины и словно заполняют недра кометы, а снаружи образуют защитный зонтик. В дупле, соответственно, живут люди-колонисты.

И снова поприветствуйте замысел Фримена Дайсона.

После приземления на поверхность кометы, по мнению Дайсона, это семя должно вырасти в огромное теплокровное биоинженерное растение, которое будет способно выжить в отрицательной температуре, используя свет далекого Солнца. Там дерево вырастет достаточно большим, чтобы сформировать теплое закрытое жилище, наполненное кислородом от естественного фотосинтеза. К моменту прибытия людей внутри парникового дерева уже будет готов дом для них.

Читайте также: