Колонизация солнечной системы реферат

Обновлено: 02.07.2024

Большая часть нашей Солнечной системы всё ещё неизвестна. По оценкам, гравитационное поле Солнца преобладает над гравитационными силами окружающих звёзд на расстоянии приблизительно двух световых лет (125 000 а. е.). В сравнении, нижние оценки радиуса облака Оорта не размещают его дальше 50 000 а. е. [101] Несмотря на открытия таких объектов как Седна, область между поясом Койпера и облаком Оорта радиусом в десятки тысяч а. е. всё ещё практически не исследована. Также продолжается изучение области между Меркурием и Солнцем [102] .

Сравнительная таблица основных параметров планет

Все параметры ниже, кроме плотности, указаны в отношении к аналогичным данным Земли.

Орбитальный радиус, а. е.

Период обращения , земных лет

Расстояния планет от Солнца: 1) Меркурий 2) Венера 3) Земля 4) Марс — пояс астероидов — 5) Юпитер 6) Сатурн 7) Уран 8) Нептун — пояс Койпера

Приблизительное соотношение размеров планет и Солнца

Ф ормирование и эволюция Солнечной системы

Жизненный цикл Солнца. Масштаб и цвета условны. Временная шкала в миллиардах лет (приблизительно)

Согласно общепринятой в настоящее время гипотезе, формирование Солнечной системы началось около 4,6 млрд лет назад с гравитационного коллапса небольшой части гигантского межзвёздного газопылевого облака . Это начальное облако было, вероятно, размером в несколько световых лет и являлось прародителем для нескольких звёзд [105] .

В процессе гравитационного сжатия размеры газопылевого облака уменьшались и, в силу закона сохранения углового момента , росла скорость вращения облака. Центр, где собралась большая часть массы, становился всё более и более горячим, чем окружающий диск [105] . Из-за вращения скорости сжатия облака параллельно и перпендикулярно оси вращения различались, что привело к уплощению облака и формированию характерного протопланетного диска диаметром примерно 200 а. е. [105] и горячей, плотной протозвездой в центре [106] . Полагают, что в этой точке эволюции Солнце было звездой типа T Тельца . Изучение звёзд типа T Тельца показывают, что они часто сопровождаются протопланетными дисками с массами 0,001—0,1 солнечной массы , с подавляющим процентом массы туманности, сосредоточенным непосредственно в звезде [107] . Планеты сформировались аккрецией из этого диска [108] .

В течение 50 млн лет давление и плотность водорода в центре протозвезды стали достаточно большими для начала термоядерной реакции [109] . Температура, скорость реакции, давление и плотность увеличились, пока не было достигнуто гидростатическое равновесие , с тепловой энергией, противостоящей силе гравитационного сжатия. На этом этапе Солнце стало полноценной звездой главной последовательности [110] .

Солнечная система, насколько известно сегодня, просуществует, пока Солнце не начнёт развиваться вне главной последовательности диаграммы Герцшпрунга — Рассела . Поскольку Солнце сжигает запасы водородного топлива, выделяющаяся энергия, поддерживающая ядро, имеет тенденцию к исчерпанию, заставляя Солнце сжиматься. Это увеличивает давление в его недрах и нагревает ядро, таким образом ускоряя сжигание топлива. В результате Солнце становится ярче на примерно десять процентов каждые 1,1 млрд лет [111] .

Через приблизительно 5,4 млрд лет с настоящего времени, водород в ядре Солнца будет полностью преобразован в гелий, что завершит фазу главной последовательности. В это время внешние слои Солнца расширятся примерно в 260 раз — Солнце станет красным гигантом . Из-за чрезвычайно увеличившейся площади поверхности, она будет гораздо более прохладной, чем при нахождении на главной последовательности (2600 K) [112] .

В конечном счёте внешние слои Солнца будут выброшены мощным взрывом в окружающее пространство, образовав планетарную туманность , в центре которой останется лишь небольшое звёздное ядро — белый карлик , необычно плотный объект в половину первоначальной массы Солнца, но размером только с Землю [113] . Эта туманность возвратит часть материала, который сформировал Солнце, в межзвёздную среду.

Устойчивость Солнечной системы

В настоящий момент неясно, устойчива ли Солнечная система. Можно показать, что если она неустойчива, то характерное время распада системы очень велико [114] .

То обстоятельство, что наблюдать движения небесных светил человек был вынужден с поверхности вращающейся вокруг своей оси и движущейся по орбите Земли, на протяжении многих столетий препятствовало осознанию структуры Солнечной системы. Видимые движения Солнца и планет воспринимались как их истинные движения вокруг неподвижной Земли.

Невооружённым глазом с Земли можно наблюдать следующие объекты Солнечной системы: Меркурий, Венеру (оба незадолго до восхода или сразу после захода Солнца), Марс, Юпитер и Сатурн; а также Луну. В бинокль или небольшой телескоп можно наблюдать 4 крупнейших спутника Юпитера (т. н. Галилеевы спутники ), Уран, Нептун и Титан (самый крупный спутник Сатурна). Невооружённым глазом можно наблюдать также множество комет при их приближении к Солнцу. При сильном увеличении можно увидеть пятна на Солнце, фазы Венеры, кольца Сатурна и щель Кассини между ними [115] .

Геоцентрическая и гелиоцентрическая системы

На протяжении долгого времени господствующей была геоцентрическая модель, в соответствии с которой в центре вселенной покоится неподвижная Земля, а вокруг неё по достаточно сложным законам движутся все небесные тела. Наиболее полно эта система была разработана Птолемеем и позволяла с весьма высокой точностью описывать наблюдаемые движения светил.

Важнейший прорыв в понимании истинной структуры Солнечной системы произошёл в XVI веке, когда великий польский астроном Николай Коперник разработал гелиоцентрическую систему мира [116] . В её основе лежали следующие утверждения:

в центре мира находится Солнце, а не Земля;

шарообразная Земля вращается вокруг своей оси, и это вращение объясняет кажущееся суточное движение всех светил;

Земля, как и все другие планеты, обращается вокруг Солнца по окружности, и это вращение объясняет видимое движение Солнца среди звёзд;

все движения представляются в виде комбинации равномерных круговых движений;

кажущиеся прямые и попятные движения планет принадлежат не им, но Земле.

Солнце в гелиоцентрической системе перестало считаться планетой, как и Луна , являющаяся спутником Земли. Вскоре были открыты 4 спутника Юпитера , благодаря чему исключительное положение Земли в Солнечной системе было упразднено. Теоретическое описание движения планет стало возможным после открытия законов Кеплера в начале XVII века , а с формулировкой законов тяготения количественное описание движения планет, их спутников и малых тел было поставлено на надёжную основу.

В 1672 году Джованни Кассини и Жан Рише определили расстояние до Марса , благодаря чему астрономическая единица получила выражение в земных единицах измерения расстояния .

Исследования Солнечной системы

См. также: История исследования Солнечной системы .

История профессионального изучения состава Солнечной системы началась в 1610 году, когда Галилео Галилей открыл в свой телескоп 4 крупнейших спутника Юпитера [117] . Это открытие явилось одним из доказательств правильности гелиоцентрической системы. В 1655 году Гюйгенс открыл Титан — самый крупный спутник Сатурна [118] . До конца XVII века Кассини были открыты ещё 4 спутника Сатурна [119][120] .

XVIII век ознаменовался важным событием в астрономии — впервые с помощью телескопа была открыта ранее не известная планета Уран [121] . Вскоре Дж. Гершелем, первооткрывателем новой планеты, были открыты 2 спутника Урана и 2 спутника Сатурна [122][123] .

На рубеже XX—XXI веков был открыт ряд малых тел Солнечной системы, в том числе карликовые планеты, плутино, а также спутники некоторых из них и спутники планет-гигантов.

Колонизация Солнечной системы

Практическое значение колонизации обусловлено необходимостью обеспечить нормальное существование и развитие человечества. С течением времени рост населения Земли, экологические и климатические изменения могут создать ситуацию, когда недостаток пригодной для обитания территории поставит под угрозу дальнейшее существование и развитие земной цивилизации. Такую ситуацию, например, создадут неизбежные изменения размеров и активности Солнца, которые чрезвычайно изменят условия жизни на Земле. Также к необходимости заселения других объектов Солнечной системы может привести и деятельность человека: экономическая или геополитическая ситуация на планете; глобальная катастрофа, вызванная применением оружия массового поражения; истощение природных ресурсов планеты и др.

В качестве объектов, наиболее пригодных для заселения их колонистами с Земли, в первую очередь рассматриваются Марс и Луна [132] . Остальные объекты могут быть также преобразованы для проживания на них людей, однако осуществить это будет гораздо труднее ввиду как условий, царящих на этих планетах, так и ряда других факторов (например, отсутствие магнитного поля, чрезмерная удалённость или же приближённость к Солнцу в случае с Меркурием). При колонизации и терраформировании планет необходимо будет учитывать следующее: величина ускорения свободного падения [133] , объём принимаемой солнечной энергии [134] , наличие воды [133] , уровень радиации (радиационный фон) [135] , характер поверхности, степень угрозы столкновения планеты с астероидом и другими малыми телами Солнечной системы.

Структура Млечного Пути . Расположение Солнечной системы обозначено большой жёлтой точкой

Солнечная система является частью Млечного Пути — спиральной галактики , имеющей диаметр около 30 тысяч парсек (или 100 тысяч световых лет ) и состоящей из приблизительно 200 млрд звёзд [136] . Солнечная система расположена вблизи плоскости симметрии галактического диска (на 20—25 парсек выше, то есть севернее него), на расстоянии около 8 тысяч парсек (27 тысяч световых лет) [137] от галактического центра (практически на равном расстоянии от центра Галактики и её края), на окраине рукава Ориона [138] — одного из галактических рукавов Млечного Пути.

Солнце вращается вокруг галактического центра по почти круговой орбите со скоростью около 254 км/с [ источник не указан 44 дня ] (уточнено в 2009 г.) и совершает полный оборот за 200 млн лет [ источник не указан 44 дня ] . Этот промежуток времени называется галактическим годом [139] . Солнечный апекс (направление пути Солнца через межзвёздное пространство), расположен в созвездии Геркулеса в направлении текущего положения яркой звезды Вега [140] .

Помимо кругового движения по орбите, Солнечная система совершает вертикальные колебания относительно галактической плоскости, пересекая её каждые 30—35 млн лет и оказываясь то в северном, то в южном галактическом полушарии [141][142][143] .

Непосредственная галактическая окрестность Солнечной системы известна как Местное межзвёздное облако . Это более плотный участок области разреженного газа или Местный пузырь — полости в межзвёздной среде протяжённостью примерно 300 св. лет, имеющей форму песочных часов. Пузырь заполнен высокотемпературной плазмой; это предполагает, что пузырь образовался в результате взрыва нескольких недавних сверхновых [146] .

Относительно немного звёзд в пределах десяти св. лет (95 трлн км) от Солнца. Ближайшей является тройная звёздная система Альфа Центавра , на отдалении примерно 4,3 св. лет. Альфа Центавра A и B — тесная двойная система близких по характеристикам Солнцу звёзд, в то время как маленький красный карлик Альфа Центавра C (также известный как Проксима Центавра ) обращается вокруг этой пары на расстоянии 0,2 св. лет. Следующими ближайшими звёздами являются красные карлики звезда Барнарда (5,9 св. лет), Вольф 359 (7,8 св. лет) и Лаланд 21185 (8,3 св. лет). Крупнейшая звезда в пределах десяти световых лет — Сириус , яркая звезда главной последовательности с массой примерно в две массы Солнца и компаньоном, белым карликом под названием Сириус B. Сириус находится на расстоянии 8,6 св. лет. Оставшиеся системы в пределах десяти световых лет — двойная система красных карликов Лейтен 726-8 (8,7 св. лет) и одиночный красный карлик Росс 154 (9,7 св. лет) [147] . Ближайшая одиночная сходная Солнцу звезда — Тау Кита , находится на расстоянии 11,9 св. лет. Обладает примерно 80 процентами массы Солнца, но только 60 процентами её яркости [148] . Ближайшая известная экзопланета находится в системе звезды Эпсилон Эридана , звезды немного более тёмной и красной чем Солнце, находящейся на расстоянии 10,5 св. лет. Единственная подтверждённая планета в системе — Эпсилон Эридана b , с массой примерно 1,5 масс Юпитера и периодом обращения в 6,9 лет [149] .

Астрономия: Учеб. для 11 кл. общеобразоват. учреждений/ Е. П. Левитан. — 9-е изд. — М.: Просвещение, 2004. — 224 с.: ил. — ISBN 5-09-013370-0 .

Миграция небесных тел в Солнечной системе/ С. И. Ипатов. — Едиториал УРСС. — 2000. — ISBN 5-8360-0137-5

Для учеников 1-11 классов и дошкольников
Бесплатные сертификаты учителям и участникам

Перспективы освоения Солнечной системы

Выполнил:

Николаев Кирилл Павлович

учащийся 10 класса

муниципального автономного общеобразовательного учреждения Нижнетуринского городского округа

Руководитель:

Семиколенных Светлана Николаевна

учитель химии, биологии и астрономии

Перспективы освоения Венеры……………………………………4

Перспективы освоения Луны……………………………………. 5

Перспективы освоения Марса…………………………………. 6

Перспективы освоения Цереры……………………………………8

Перспективы освоения спутников Юпитера………………. 10

Перспективы освоения спутников Сатурна…………………. 11

Земля – это наш дом. Но так будет не всегда. С каждым годом численность населения планеты растет, ресурсы земных недр истощаются, а люди, не вполне осознавая последствия своих действий, уничтожают и загрязняют окружающую среду. Однажды человечество придет к выводу, что единственный способ сохранить наш вид – это заселить иные миры.

Я убежден в актуальности выбранной мной темы, поскольку ресурсы нашей планеты ограничены, рост населения имеет экспоненциальный характер, а окружающей среде угрожает деятельность человека. Кроме того, существует вероятность столкновения Земли с крупным астероидом или кометой, что может поставить под угрозу существование человеческой цивилизации. Именно поэтому я заинтересовался темой освоения Солнечной системы, что привело меня к следующей гипотезе.

Многие тела Солнечной системы имеют большие перспективы для колонизации и использования их ресурсов человеком.

Цель и задачи

Цель моего исследования – выяснить, какие тела Солнечной системы наиболее пригодны для освоения и колонизации и каким образом человечество может заселить Солнечную систему и использовать ее ресурсы.

Я поставил перед собой следующие задачи :

1. Изучить физические и химические свойства планет, спутников и других объектов Солнечной системы.

2. Выяснить, какие методы колонизации и освоения Солнечной системы предлагает мировое научное сообщество.

3. Обозначить технические и финансовые проблемы, которые могут возникнуть при попытке освоения Солнечной системы.

4. Критически проанализировать полученную информацию и сделать обоснованные выводы.

5. В практической части моего исследования построить модель автономной станции на Марсе.

Объект и предмет

Объект моего исследования – это планеты, спутники и другие тела Солнечной системы

Предметом моего исследования является перспектива колонизации и использования ресурсов наших соседей по Солнечной системе.

При выполнении работы я прибегнул к следующим методам:

1. Теоретический: теоретический анализ литературных источников.

2. Моделирование: построение модели автономной станции на Марсе.

3. Сравнение: сравнение физических и химических характеристик планет и спутников с точки зрения их вероятного освоения.

4. Наблюдение: исследование планет и спутников Солнечной системы с помощью зеркального телескопа

Теоретическая часть

В своем исследовании я решил, прежде всего, рассмотреть те планеты Солнечной системы, которые находятся в так называемой зоне обитаемости. Зоной обитаемости называется условная зона вокруг звезды, в пределах которой могут существовать потенциально благоприятные условия для возникновения жизни и существования воды в жидком виде. К этим планетам относятся Венера, Земля и Марс. Меркурий не входит в их число по причине чрезвычайно суровых условий и потому не входит в число рассматриваемых мной планет.

После рассмотрения планет земной группы я обращусь к возможности освоения Главного пояса астероидов, находящегося между орбитами Марса и Юпитера и являющегося условной границей между внутренней и внешней частью Солнечной системы, а затем рассмотрю системы Юпитера и Сатурна.

Перспективы освоения Венеры

Венера – это вторая после Меркурия планета Солнечной системы, находящаяся на расстоянии 108 млн. км от Солнца и являющаяся третьим по яркости объектом на небе после Солнца и Луны.

Основные проблема колонизации Венеры – мощный парниковый эффект и атмосферное давление, превышающее Земное в 90 раз.

Наиболее перспективный из предложенных методов колонизации Венеры заключается в том, что люди могли бы колонизировать атмосферу Венеры, а не пытаться жить на враждебной поверхности.

Согласно предположению ученых, автономные колонии-города могут быть построены над облаками Венеры. На высоте 50 км от поверхности, такие города будут в безопасности от суровой венерианской поверхности, поскольку атмосфера Венеры является самой землеподобной средой в Солнечной Системе. Предполагается, что в ближайшем будущем исследование человеком Венеры могло бы проходить с аэростатов в атмосфере, и что в долгосрочной перспективе постоянные поселения могли быть сделаны в виде городов, спроектированных для плавания на пятидесяти километровой высоте в атмосфере Венеры.

На высоте 50 км над поверхностью окружающая среда имеет давление приблизительно 100000 Па, что немного меньше давления на уровне моря на Земле. Температура в этих регионах также варьируется от 0 до 50°С, а защита от космического излучения обеспечивалась бы атмосферой выше с защитной массой, эквивалентной земной.

Современные технические возможности не позволяют нам реализовать предложенные методы колонизации Венеры. И тем не менее очень вероятно, что в более далеком будущем развитие технологий позволит создать на Венере полноценные воздушные колонии и постепенно преобразовывать атмосферу Венеры для комфортной жизни человека, и тогда мы с уверенностью сможем называть ее сестрой нашей планеты.

Перспективы освоения Луны

Луна – это естественный спутник Земли, являющийся ближайшим к нам небесным телом.

В настоящее время наиболее популярным местом возможной колонизации является бассейн Айткена на Южном полюсе, массивный ударный район вокруг южной полярной области Луны. Одной из главных особенностей этого региона является тот факт, что он постоянно затенен, что означает, что он имеет гораздо более стабильные температуры. Кроме того, многочисленные миссии подтвердили наличие водяного льда в регионе, который можно собирать, чтобы получить много полезных ресурсов - от водородного топлива и газообразного кислорода до питьевой и поливной воды.

Обилие льда вокруг полярных регионов обеспечит поселенцев постоянным источником воды для питья, орошения и переработки для производства топлива и кислорода для дыхания. Необходим строгий режим переработки, чтобы свести к минимуму количество отходов, и компостирующие туалеты, скорее всего, будут использоваться вместо смывных туалетов.

Важной особенностью условий на Луне является то, что день и ночь на ней длятся около 15 суток. Эксперименты по выращиванию растений с имитацией длинной лунной ночи, проведенные русскими биофизиками, показали, что при определенных условиях растения могут пережить подобные условия без дополнительного освещения. Эксперименты проводились с такими растениями, как пшеница, морковь, свекла, редис, репа. Лучшую продуктивность в особых лунных условиях показала свекла.

Лунная вода также может быть использована в качестве источника энергии, если колонии оснащены электролизными батареями (где молекулы воды расщепляются на водород и кислород, а водород сжигается). Другие источники энергии могут включать солнечные батареи, которые могут быть построены вокруг кратеров и направлять электроэнергию к поселениям внутри них.

Луна – это наш билет в космическое будущее. Учитывая перечисленные преимущества, такие как близость Луны и наличие на ней полезных ресурсов, я могу сделать вывод, что освоение Луны может начаться уже сейчас, ведь мы уже посещали ее, и было бы неправильно останавливаться на достигнутом.

Перспективы освоения Марса

Марс – четвертая от Солнца планета солнечной системы. Она почти вдвое меньше Земли по размерам и в девять раз – по массе. На среднем расстоянии 228 млн. км от Солнца Марс обращается вокруг него за 687 земных суток. Плоскость экватора наклонена к плоскости орбиты планеты под углом 25 градусов по Цельсию, благодаря чему здесь происходит регулярная смена времен года, похожая на земную.

Существует ряд причин, по которым Марс является весьма благоприятным местом для колонизации. Так, температура на Марсе не так сурова, как на Венере или Меркурии; на планете есть большое количество воды в полярных шапках; Марс расположен достаточно близко по отношению к Земле; длина суток и года не отличаются кардинально, поэтому колонизаторам будет легче адаптироваться.

Сделать Марс благоприятным для жизни колонистов можно путем терраформирования. Используя такие организмы, как цианобактерии и фитопланктон, колонисты могут постепенно преобразовывать большую часть углекислого газа в атмосфере в кислород для дыхания.

Кроме того, на южном полюсе Марса имеется значительное количество углекислого газа в форме сухого льда. Если температура планеты будет повышена, этот лед сублимируется в газ и увеличит атмосферное давление. Хотя люди все равно не будут дышать, этого будет достаточно, чтобы устранить необходимость в скафандрах. Возможный способ сделать это - преднамеренно вызвать парниковый эффект на планете. Поскольку диоксид углерода – парниковый газ, для повышения температуры на Марсе его можно было бы выделить и сухого льда, находящегося в полярных шапках.

Другое предлагаемое решение - строительство мест обитания под землей. По имеющимся данным, там есть лавовые трубки большого диаметра, которые образуются под поверхностью после извержения вулканов и тянутся на сотни метров. Такая подземная система может стать основой для целого марсианского города. Оборудовать поселения лучше всего вблизи экватора, где температура самая высокая, например, в долине Маринера.

Что касается получения энергии, то применительно к Марсу наиболее перспективным и рентабельным вариантом является применение солнечных батарей.

На Марсе имеются огромные запасы воды в виде льда. Большая часть этого водяного льда находится в полярных регионах. Сканирования зондов показали, что под поверхностью южной полярной шапки на глубине 1,5 км есть озеро шириной 20 км

Для пополнения запасов еды планируется строительство комплексов, по функциям сходных с земными фермами. Для защиты от вредного излучения теплицы будут скрыты под слоями защитных материалов

Несмотря на вышеупомянутые преимущества, есть также довольно серьезные проблемы колонизации Красной планеты. Начнем с вопроса о средней температуре поверхности, которая совсем не гостеприимна. В то время как температура вокруг экватора в полдень может достигать температуры 20 ° C, ночная температура опускается до -80 градусов по Цельсию. Гравитация на Марсе также составляет всего лишь около 40% от того, что мы испытываем на Земле, что затруднило бы приспособление к нему. Марс также не имеет глобального магнитного поля, сравнимого с геомагнитным полем Земли. В сочетании с тонкой атмосферой это означает, что значительное количество ионизирующего излучения способно достичь поверхности Марса.

Учитывая все многочисленные преимущества, большие перспективы для преобразования окружающей среды, сравнительно благоприятные условия среды, не требующие радикальных мер для адаптации человека, а также темпы развития науки и технологий, можно сделать вывод, что полноценное освоения Марса совместными усилиями всего человечества может начаться в ближайшем будущем.

Перспективы освоения Цереры

Одним из главных кандидатов на освоение среди тел Главного пояса астероидов является карликовая планета Церера. Из-за ее важного местоположения и других преимуществ, которыми обладает эта карликовая планета, существуют предложения создать колонию на Церере. Это могло бы послужить базой для предприятий по разработке полезных ископаемых астероидов, а также форпостом человеческой цивилизации, которая могла бы способствовать расширению человечества дальше в Солнечную систему.

Колонизация Цереры будет включать в себя многие из тех же методов, которые могут быть использоваы для создания колоний на Луне, Меркурии и спутниках Юпитера и Сатурна. Они могут быть установлены внутри ударных кратеров, которые затем могут быть закрыты с помощью купола. Реголит, добытый из пояса астероидов, можно затем использовать для 3D-печати базового слоя рядом со льдом, а затем распечатывать структуры. Лед и органические молекулы можно собирать на месте, чтобы обеспечить водой и питательными веществами, которые в сочетании с реголитом обеспечат необходимую почву для выращивания пищи.

С другой стороны, колония могла быть установлена в ледяной коре планеты. Это было бы наиболее полезно, если бы инженеры попытались ускорить вращение Цереры (хотя это само по себе представляет серьезную проблему). С вертикальной осью колоний, направленной к центру Цереры, это вращение создаст центробежную силу, которая обеспечит искусственную гравитацию.

Благодаря наличию на местах водяного льда, минералов, кремнезема и других видов сырья со временем может быть достигнута самообеспеченность. Как уже отмечалось, тот факт, что Церера является самым крупным телом в поясе астероидов, делает его хорошим местом для потенциальной колонии. Она может действовать как основная база и транспортный узел для добычи астероидов, что позволит транспортировать добытые из пояса ресурсы обратно на Марс и / или Землю. Это также может быть пункт остановки и дозаправки для миссий, направляющихся во внешнюю Солнечную систему.

Колонизация астероидов – очень непростая задача, и технологии нынешнего столетия не позволяют серьезно обсуждать такую перспективу. Но, учитывая развитие науки и технологий, мы можем надеяться, что однажды мы сможем покорить даже астероиды, сделав их важнейшим источников полезных ресурсов и ценных научных знаний.

Перспективы освоения спутников Юпитера

Создание колоний на Галилеевых спутниках имеет много потенциальных выгод для человечества. С одной стороны, система Юпитера невероятно богата летучими веществами, которые включают воду, диоксид углерода и аммиачный лед, а также органическими молекулами. Кроме того, считается, что спутники Юпитера также содержат огромное количество жидкой воды. Например, оценки объема, сделанные во внутреннем океане Европы, предполагают, что он может содержать три квадриллиона кубических метров воды.

По оценкам НАСА, стать первым из колонизированных спутников Юпитера может Каллисто. Это возможно благодаря тому, что Каллисто геологически стабилен и находится вне зоны действия радиационного пояса Юпитера. Этот спутник может стать центром дальнейших исследований окрестностей Юпитера, в частности, Европы.

Колонии, основанные на Европе и Ганимеде, также позволят установить несколько разведочных миссий во внутренних океанах, которые, как полагают, имеют эти луны. Учитывая, что эти океаны также считаются одними из наиболее вероятных мест для внеземной жизни в нашей Солнечной системе, возможность их изучения вблизи имела бы большую ценность для астробиологических исследований.

Учитывая рассмотренные выше неоспоримые преимущества и недостатки, связанные с освоением системы Юпитера, можно прийти к заключению, что, хотя колонизаторские и исследовательские миссии к спутникам Юпитера встретят на своем пути огромное множество препятствий, как финансовых, так и технических, колонизация юпитерских лун проложит нам путь к полноценному освоению межпланетного пространства и предоставит не только массу полезных научных данных, но и множество ценных ресурсов и технических возможностей.

Перспективы освоения спутников Сатурна

Энцелад имеет более высокую плотность, чем многие спутники Сатурна, что указывает на то, что он имеет большее среднее силикатное ядро. Все эти ресурсы оказались бы очень полезными для строительства колонии и обеспечения основных операций. Кроме того, существование подповерхностного океана обеспечит возможность добывать на Энцеладе воду для создания топлива и питья.

Колонии на спутниках Сатурна могут также служить базой для сбора дейтерия и гелия-3 из атмосферы Сатурна. Обильные источники водяного льда на этих лунах также могут быть использованы для производства ракетного топлива, таким образом служа в качестве точек остановки и заправки. Таким образом, колонизирующая система Сатурн может питать экономику Земли и способствовать более глубокому исследованию внешней Солнечной системы.

Система Сатурна чрезвычайно богата интересными и удивительными мирами, такими как Титан и Энцелад. Более того, эти миры изобилуют множеством полезных ресурсов – от воды и жидких углеводородов до гелия-3. Научное сообщество предложило множество перспективных и технически осуществимых возможностей освоения этой системы, и в отдаленном будущем – возможно, в ближайшие 200-300 лет, - заселение спутников Сатурна будет неизбежным.

Практическая часть

В ходе работы над проектом я сделал вывод, что Марс является одним из самых благоприятных мест для освоения и колонизации, поэтому я решил создать макет автономной станции на Марсе, в котором я постарался учесть особенности марсианских условий и отобразить свое собственное видение колонии на Марсе.

В своем макете марсианской колонии я представил следующие элементы, которые будут необходимы с учетом особенности этой планеты:

Научно-исследовательский комплекс, в котором проводится анализ полученных в ходе экспедиций данных и осуществляется связь с земными учеными. (см. приложение 1,2)

Система солнечных батарей, необходимых для получения электрической энергии. (см. приложение 1,2)

Специальное помещение, где выращиваются растения для питания и получения кислорода – своеобразная марсианская теплица. (см. приложение 1,2)

Место старта и посадки космического корабля, который доставляет полезные грузы и новых колонистов. (см. приложение 1,2)

Передвижная исследовательская станция, с помощью которой колонисты будут отправляться в экспедиции в другие регионы. (см. приложение 1,2)

Место хранения углекислого газа, собранного с полярных шапок и необходимого для жизнедеятельности растений и терраформации планеты. (см. приложение 1,2)

Место хранения воды, собранной с полярных шапок и необходимой как для колонистов, так и для растений и животных. (см. приложение 1,2)

В практической части моей работы я также применил важнейший астрономический метод – наблюдение; использовав мой зеркальный телескоп Celestron AstroMaster 130 EQ , летом 2019 года я в течение нескольких недель наблюдал за Луной, Марсом, Венерой, а также Юпитером и четырьмя его спутниками (Ио, Каллисто, Ганимед и Европа). Астрономические наблюдения за планетами и спутниками Солнечной системы помогли мне сформировать собственное представление о них, а также побудили задаться вопросом, насколько возможным представляется их освоение и колонизация.

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

Каждый человек, смотря в ночное небо, думал, что когда-нибудь люди смогут свободно путешествовать на другие планеты, которые будут обитаемыми. Но пока нога человек не ступала на другую планету, кроме Земли.

Интересно, изменится ли что-нибудь в ближайшие 30-50 лет? Время покажет. А пока мы приготовили для Вас несколько возможных вариантов развития колонизации планет Солнечной системы людьми в ближайшем будущем.

10. Города на облаках Венеры

Сестра-соседка нашей планеты Венера является одной из самых таинственных и интересных для колонизации планет. Температура её поверхности очень высокая — 460 градусов по Цельсию. А атмосфера на поверхности планеты в 92 раза больше, чем на поверхности Земли. И плюс ко всему, планета имеет очень густую облачность, которая содержит огромные объёмы серной кислоты.

Казалось бы — это сущий Ад для людей, но некоторые учёные думают иначе. По словам инженеров NASA Криса Джонса и Дейла Арни, Венера вполне может претендовать на роль первой планеты, которые колонизируют люди. Они предлагают развернуть группу дирижаблей на высоте 50 км. над поверхностью планеты. Так же, как и на Земле, атмосфера Венеры становится реже с увеличением высоты. На высоте 50 км. над поверхностью Венеры, по подсчётам учёных условия для колонизации вполне допустимые.

Но большой проблемой для поселенцев будет высокая солнечная радиация, атакующая планету. Всё дело в том, что Венера не имеет собственного магнитного поля, как на Земле, которое защищает планеты от губительной радиации. Именно солнечная радиация виновна в том, что Венера лишилась воды, которой когда-то было на планете предостаточно.

9. Колонизация Цереры

Церера — карликовая планета, диаметром около 950 километров, которая находится в поясе астероидов — между орбитами Марса и Юпитера. Площадь её поверхности чуть больше площади Казахстана, а сила тяжести равна чуть менее 3% от земной.

— Почему именно Цереру люди могут выбрать в качестве объекта для колонизации?

Всё дело в том, что этот регион Солнечной Системы отличается обилием полезных ископаемых. Поэтому в будущем Церера может быть использована в качестве плацдарма для сбора таких металлов, как платины и палладия. К тому же, эта планета содержит огромные запасы чистой пресной воды. Эта вода может быть собрана колонистами и использоваться в качестве водородного топлива для ракет или для получения из неё кислорода.

Претерраформирование — построение искусственной биосферы на естественном космическом объекте.

Именно претерраформирование идеально подойдёт для колонизации таких небольших планет, как Церера. Полностью изменить климат планеты невозможно из-за того, что слабое тяготение не сможет удержать кислород в атмосфере. А вот небольшие купольные прозрачные конструкции на поверхности планеты способны поддерживать комфортные условия для обитания людей. При увеличении колонии, к основным куполам нужно всего лишь пристроить новые дополнительные.

8. Дома на Луне

С момента высадки последнего экипажа Apollo в 1972 году на поверхность Луны не ступала нога человека. Но холодный, пыльный и совершенно негостеприимный лунный пейзаж может в скором времени стать местом для первой космической колонии человека.

Причины для создания такой станции на Луне кажутся вполне убедительными. База на Луне будут иметь как экономическую, так и материально-техническую пользу. К тому же, база на Луне — это хорошая подготовка к колонизации других планет. Во-первых, при строительстве базы на Луне люди приобретут колоссальный опыт, который поможет им в более дальних миссиях. Во-вторых, лунная станция может быть основным плацдармом для отправки людей на дальние расстояния. Гораздо дешевле получать водород и кислород, используемые в ракетном топливе, синтезируя их из лунной воды, которая присутствует на полюсах спутника, чем доставлять ракетное топливо с Земли.

Проектов лунных станций за всю историю было предложено сотни. Ещё Циолковский на заре становления космонавтики размышлял над конструкциями будущих лунных станций.

В 1992 году ученый по имени Дун Дю Лин начал изучать состав лунных пород и пришёл к выводу, что поверхность Луны содержит всё необходимое для создания такого материала, как бетон. В частности, Луна содержит много минерала под названием ильменит, который насыщен железом и титаном. Когда Лин перемолол один из лунных камней в порошок, через пару часов из неё он создал бетонную плитку, которая, как он утверждал, была гораздо прочнее своего земного аналога. Вывод ученого даёт шанс в будущем возводить бетонные конструкции на нашем естественном спутнике.

7. Города в поясе Койпера

Многим людям идеи физика и математика Фримена Дайсона кажутся сумасшедшими, но именно он является обладателем престижной премии Энрико Ферми и получателем медали Лоренца. Некоторые его работы кажутся совершенно ненаучными, но они там и хороши — как глоток свежего воздуха, размышления Дайсона наталкивают многих ученых отойти от привычных научных подходов.

Одна из самых популярных идей физика — сфера Дайсона, но к ней мы перейдем позже. А пока рассмотрим его взгляд на освоение пояса Койпера.

Пояс Койпера — это большая область Солнечной Системы, которая расположена за орбитой Нептуна. Его толщина равна 25 расстояниям от Земли до Солнца. Пояс Койпера содержит множество объектов, образовавшихся ещё во времена формирования Солнечной Системы. Он содержит множество астероидов, состоящих, в основном изо льда. Также пояс содержит как минимум 4 карликовые планеты: Плутон, Эрида, Макемаке и Хаумеа. В отличие от пояса астероидов, пояс Койпера гораздо плотнее и массивнее.

Нехватку солнечного света в этой области Дайсон предлагает решить с помощью огромных зеркал, которые будут фокусировать на станцию дополнительный солнечный свет, заряжая солнечные батареи.

6. Жилища Боло

Жилища Боло — один из проектов по колонизации космоса, который не предполагает привязку к какому-либо космическому объекту. Жилища Боло — дрейфующая станция, состоящая из двух больших обитаемых шаров (примерно по 22 метра в диаметре), связанных между собой длинным тросом в 2 км. Шары вращаются вокруг общего центра, создавая внутри имитацию земной гравитации для комфортного обитания в шарах людей.

Воду внутри таких жилищ можно постоянно фильтровать, а еду выращивать внутри шаров или предусмотреть создание теплиц на тросе (при условии хорошей освещенности Солнцем). По расчётам, в таком жилище может поселяться группа из 10 человек.

5. Подводные жилища на Европе

Европа — спутник Юпитера, который притягивает внимания многих учёных, потому как именно здесь есть все условия для существования и зарождения жизни. По размерам Европа лишь немного уступает нашей Луне, но эти спутники очень сильно отличаются друг от друга.

Европа имеет крайне слабую кислородную атмосферу. Её поверхность полностью покрыта ледяной коркой, под которой, скорее всего находится очень глубокий океан. Ученые надеются изучить океан спутника, и сделать в будущем обитаемую подводную станцию на Европе. В глубине океана возле геотермальных отверстий ученые хотят найти крошечных микроорганизмов неземного происхождения.

Но для того, чтобы подобная миссия увенчалась успехом, нужно предусмотреть многие моменты, с которыми могут столкнуться колонизаторы.

Во-первых, чтобы добраться до океана, нужно пробурить очень глубокое отверстие в толще льда. А для этого потребуется сначала организовать станцию на поверхности Европы. Но обитаемая станция на поверхности не защитит людей, которые будут заниматься бурением, от смертельных доз радиации, которые спутник облучает Юпитер — от радиации можно спастись только под толщей льда.

Во вторых, температура на поверхности спутника достигает -170 градусов по Цельсию, что также осложняет развертывание миссии на Европе. Лишь на глубине температура будет повышаться.

4. Вращающиеся цилиндры О’Нила

Это ещё один проект, который не связан с колонизацией какого-либо космического объекта.

Кроме того, вокруг станции сделаны сельскохозяйственные кольца, которые обеспечат жителей станции свежими продуктами. Во внутренних частях циллиндров, где гравитация нулевая предполагается сделать промышленные блоки.

О’Нилл знал, что создание такого рода объекта требует колоссальных затрат, поэтому для их минимизации он предложил собирать станцию на орбите Луны из материалов, добытых на спутнике.

По плану станция должна иметь атмосферу с давлением, которое в 2 раза ниже земного. Земное давление значительно увеличило бы нагрузку на стены цилиндров.

Ученый, казалось бы, предусмотрел всё для нормальной жизни и функционирования станции: это и система зеркал, обеспечивающая имитацию земных суток на станции, и защита от случайных попаданий метеоритов и много другое. Единственная загвоздка в реализации этого проекта — небывалая стоимость строительства. Даже, если материалы будут добываться на Луне, то для начала нужно хорошо освоить Луну, а потом задумываться о других более серьёзных проектах.

3. Космическая станция Bigelow Aerospace

Глава компании Bigelow Aerospace — Роберт Бигелоу работает над многими проектами, связанными с космическим туризмом. В ближайшем будущем он планирует сделать собственную космическую станцию, которая будет проще и дешевле существующей МКС.

Бигелоу предлагает сделать надувную космическую станцию, которая бы выводилась на орбиту Земли ракетой-носителем, где бы она надувалась и служила домом для космонавтов. Некоторые подумают, что эта идея провальная, но Бигелоу уже запустил на орбиту 2 опытных образца станций Генезис I и Генезис II, которые показали свою работоспособность.

У Бигелоу в запасе есть множество планов по колонизации не только орбиты Земли, но и Луны и Марса.

2. Космические пузыри Дэндриджа Коула

Эта идея Дэндриджа Коула появилась задолго до идей Роберта Бигелоу и Джерарда О’Нилла. Коул предложил довольно интересную идею. Вместо того, чтобы строить космические станции с нуля, нужно использовать имеющиеся астероиды в качестве исходного материала.

По проекту ученого, для начала выбирается астероид, состоящий преимущественно из металла (такие астероиды — не редкость). Затем в астероиде просверливается отверстие, проходящее через его центр, которое после заполняется водой и запечатывается. Далее с помощью концентрированного солнечного света астероид нагревается таким образом, что вода внутри него превращается в пар и раздувает изнутри пластичную оболочку астероида.

На завершающем этапе астероид значительно прибавляет в объеме и имеет внутри себя большую полость, которая служит домом для будущих обитателей. Для создания искусственной гравитации астероид раскручивают. Таким образом люди, находящиеся на внутренней поверхности объекта под действием центробежной силы испытывают имитацию земного притяжения.

Но этот проект особо фантастичен по своей реализации. В настоящее время не существует таких технологий, которые бы позволили реализовать даже малую часть от задуманного Коулом проекта.

1. Биоинженерные деревья

Фримен Дайсон был генератором идей по колонизации Солнечной Системы (да и не только Солнечной). Одной из возможных его идей считаем идею колонизации комет и других объектов с помощью биоинженерных деревьев.

Дайсон был уверен, что с развитием биоинженерных технологий человечество будет в силах создать такие деревья, которые могли бы расти в глубоком космосе. Представьте себе, что семена такого дерева упали на поверхность одной из комет и проросли на ней. А выросшее дерево довольно неплохо себя чувствует в условиях аномально низких температур, слабого солнечного света и высокой космической радиации.

При этом взрослое дерево способно не только вырабатывать кислород, но и имеет внутреннюю полость для принятия людей. Таким образом, люди получают не только защищенное жилище, но и кислород. К тому же, найти подходящую для такого эксперимента комету не составит труда.

Читайте также: