Кафедра колонизации Космический Новый дом
Добро пожаловать в отсек кафедры колонизации Космический Новый дом!
"Земля - это колыбель человечества, но нельзя же вечно жить в колыбели..."
К.Э. Циолковский
В Солнечной системе живут самые разнообразные обитатели. Если не говорить о Солнце, в свете которого меркнет все, то главными членами Солнечной системы являются планеты. Планеты являются вторыми по значимости, потому что они – самые массивные тела, находящиеся на орбитах вокруг Солнца.
Планеты в Солнечной системе собрались в две компании. Планеты земной группы - четыре самые близкие к Солнцу. Они получили свое название за сходство с нашей планетой Земля. На почтенных расстояниях от центрального светила расположились Планеты-Гиганты. Их тоже четыре.
Давайте рассмотим их более подробно:
Карликовые планеты, а также другие крупные астероиды похожи на планеты земной группы тем, что у них есть твердая поверхность. Однако состоят они больше из ледяных материалов, нежели камня.
Колонизация космоса — гипотетическое создание автономных человеческих поселений вне Земли.
Энтузиасты колонизации считают, что на Луне и ближайших к Земле планетах 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).
На случай глобальных катастроф Земли планетарного масштаба у человечества появляется шанс сделать свою «резервную копию жизни» (человека и некоторых животных) в виде поселений в космосе, например в виде Космических городов-бубликов.
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.
Целями данного направления исследований являются:
-
получение новых данных, необходимых для совершенствования системы медицинского обеспечения пилотируемых космических полетов, включая перспективные полеты на Луну и Марс,
-
решение фундаментальных проблем в области науки о жизни.
Эксперименты по направлению «Человек в космосе» включают исследования в области космической медицины, физиологии, психологии, психофизиологии, радиационнофизические исследования и позволяют изучать влияние гравитации во всем ее диапазоне и других факторов космического полета на функционирование различных систем организма (сердечно-сосудистую, дыхательную, иммунную системы, водно-солевой обмен и его гормональную регуляцию и т.п.), взаимоотношения в экипаже, операторскую деятельность и др.
Приоритетными направлениями исследований в области космической физиологии и медицины являются изучение процессов адаптации и функциональных резервов человека в условиях полета, воздействия его факторов на различные функциональные системы организма. Их результаты используются для разработки новых и модернизация существующих принципов, методов и средств диагностики и прогнозирования состояния здоровья и работоспособности членов экипажа, профилактики возможных нарушений и лечения заболеваний.
Исследования по космической психологии и психофизиологии направлены на изучение особенностей группового и межгруппового взаимодействия, психического и психофизиологического состояния космонавтов, сохранности их профессиональных навыков. Их результаты будут служить основой для разработки и создания принципов, методов и средств бортового мониторинга и коррекции психического состояния членов экипажа, поддержания операторской деятельности и психологической поддержки, совершенствования системы отбора и подготовки космонавтов для перспективных полетов.
Радиационно-физические и радиобиологические исследования по оценке радиационной обстановки в жилых отсеках РС МКС в период длительных космических полетов направлены на совершенствование методов оперативного прогноза дозовых нагрузок на человека с целью обеспечения радиационной безопасности экипажа.
В целом прикладные и фундаментальные исследования по направлению «Человек в космосе» отвечают задачам дальнейшего освоения человеком космического пространства.
К приоритетным направлениям исследований на ближайшую перспективу относятся:
-
определение допустимых пределов развития адаптационных перестроек, развивающихся в организме под воздействия факторов космического полета, в рамках которых эти изменения поддаются корректировке, обратимы и безопасны;
-
повышение информативности методов диагностики и прогнозирования состояния здоровья, психоэмоционального статуса членов экипажа, их работоспособности;
Неземные всходы
Китайский аппарат Chang'e 4 впервые в истории совершил посадку на обратной стороне Луны 3 января 2019 года. Все предыдущие миссии, включая высадку астронавтов США, происходили на видимой с Земли стороне спутника. Задачи миссии — биологические эксперименты и изучение поверхности «соседки».
Первый успех китайцев, и сразу уникальное достижение — удалось вырастить побег хлопка. Естественно, семена проросли в специальном инкубаторе на борту посадочного модуля. Как отмечает BBC, главной проблемой было не обеспечение семян необходимыми веществами для роста, а поддержание микроклимата: температура на Луне колеблется от -173 до +100 градусов Цельсия и более. Растение прожило несколько дней и погибло во время лунной ночи — поддерживать микроклимат при температуре ниже -170 градусов Цельсия дольше 14 дней посадочный модуль не в состоянии. К тому же китайское новостное агентство сообщило, что ночь оказалась холоднее, чем ожидалось, хотя подробностей пока нет.
Выращивание растений на Луне открывает возможности для колонизации спутника Земли и других планет: это позволит решить вопросы с обеспечением станции кислородом и снять продовольственные ограничения.
Почему Луна?
Что же так тянет космические державы мира возвращаться на Луну? Прежде всего — ресурсы, объясняет эксперт по астрополитике аналитического центра «Ad Astra» Дмитрий Борзенко.
Так, на спутнике Земли есть большие запасы изотопа гелия-3, термоядерный синтез которого может дать гораздо больше энергии, чем уран или плутон, которые используются в ядерной энергетике сейчас. А медленное вращение Луны вокруг оси позволит развернуть там солнечные батареи, которые могут работать непрерывно. Лунный грунт, в свою очередь, может стать источником кислорода и некоторых химических соединений, в частности оксидов титана и железа.
«Именно ресурсы стали движущей силой, которая заставляет великие державы создавать концепции оккупации Луны. Если мы послушаем выступления, посвященные космосу, то увидим, что ключевая роль отводится именно вопросу Луны», — отмечает Дмитрий Борзенко.
Близкое расположение Луны даёт возможность для отработки космических технологий. Расходы на транспортировку и связь будут значительно меньше, чем, например, в случае Марса (сравните: три дня и более шести месяцев полета). И коммуникация между Землей и Луной будет быстрее.
Интересно, что о Луне как наиболее вероятном месте жизни землян после их родной планеты заговорили и бизнесмены.
Джефф Безос, в собственности которого находится космическая компания «Blue Origin», не так давно заявил: «Само выживание человечества зависит от колонизации космоса, начиная с Луны». Для Илона Маска, основателя и космической компании «SpaceX», Луна является трамплином для амбициозной мечты — колонизации Марса.
В этом ролике вы узнаете, что толкает человека идти туда, где он не был, заниматься тем, что ему не знакомо...
Испытай себя, ответив на несколько простых
лунных вопросов:
Кто уже может жить на Марсе — и почему это важно
Марс - четвертая планета Солнечной системы в два раза меньше Земли по радиусу, зато по площади равна всем земным континентам, вместе взятым (благо там нет океанов), плюс в 2008 году исследовательский зонд NASA обнаружил там воду (в виде льда). Неудивительно, что возникает соблазн заселить планету, и буквально в июле 2019 года ракетные двигатели для полета туда впервые смогли поднять в воздух Starhopper, прототип, который через несколько лет превратится в Starship — ракету и корабль, созданные специально для полетов к Марсу.
При этом среднегодовая температура на Марсе -63 градуса Цельсия, примерно как на антарктической станции «Восток». Так холодно там потому, что его атмосфера в 150 раз разреженнее земной. При такой тонкой газовой оболочке парниковый эффект очень слабый, отчего и холода. Проблему можно решить, если приблизить климатические условия на Марсе к земному климату — этот процесс называют терраформированием. В случае с Марсом для этого нужно каким-то образом резко нагреть поверхность планеты, которая даже в лучшие годы находится в 56 миллионах километров отсюда.
Ученые довольно упорно бьются над этой проблемой, и вот недавно, летом 2019 года, был представлен необычный способ сделать Красную планету обитаемой — для начала, хотя бы частично. Оказалось, что прозрачный купол из экзотического гелевого материала толщиной всего пару сантиметров так сильно согревает земную имитацию марсианского грунта при скудном местном освещении, что тот способен поддерживать растительную жизнь без дополнительного подогрева. И это настоящая сенсация. Рассказываем, что вообще можно сделать для того, чтобы через энное количество лет люди гуляли по марсианским полям и любовались сразу двумя лунами.
Яблони на Красной планете в ближайшем будущем не зацветут, но растительность в открытом грунте на самом деле может прийти туда раньше, чем мы думаем.
Еще в 2012 году Немецкое аэрокосмическое агентство провело эксперимент с арктическим лишайником ксантория элегантная (Хanthoria elegans). Его держали при давлении в 150 раз ниже земного — без кислорода, при марсианских температурах. Несмотря на чуждость среды лишайник не только выжил, но и не потерял способность успешно фотосинтезировать (в периоды, имитирующие светлое время суток).
Это значит, что в ряде регионов Марса — тех же Долинах Маринер — такие организмы в экваториальной зоне могут жить уже сегодня. А после начала выработки на Марсе элегаза подходящая для них территория начнет быстро расширяться. Как и другие лишайники, ксантория элегантная при фотосинтезе вырабатывает кислород. Собственно, именно выход лишайников на земную сушу около 1,2 миллиарда лет назад (за 0,7 миллиарда лет до высших растений) и позволил земной атмосфере резко поднять содержание кислорода до уровня сегодняшнего земного высокогорья. Скорее всего, на Марсе лишайникам предстоит та же функция — подготовить атмосферу к тому, чтобы в ней было проще жить более сложным существам. Возможно, людям.
Вене́ра — вторая по удалённости от Солнца. Среди всех планет Солнечной системы и вращается в направлении, противоположном направлению вращения большинства планет. Венерианский год составляет 224,7 земных суток. Обстановка на поверхности Венеры мало подходит для жизни — температура около 470 градусов Цельсия и давление на поверхности планеты в 92 раза больше, чем на поверхности Земли, но на высоте 50-65 километров над поверхностью, в так называемом верхнем облачном слое, условия вполне приемлемые и напоминают земные. Поэтому ученые ищут возможные признаки жизни на Венере в верхних слоях ее атмосферы.
В России есть проекты по запуску к Венере в 2024 г. АМС «Венера-Д» и позже АМС «Венера-Глоб»
Проект "Венера Д" предназначен для длительных исследований Венеры. Главная цель - продолжение фундаментальных исследований Венеры, активно проводившихся в 60-80-е годы и в начале девяностых советскими и американскими миссиями. За эти годы был получен большой объем данных, касающихся строения и состава атмосферы, облачного слоя, скоростей ветра, состава поверхности. Однако многие вопросы остались нерешенными.
Мерку́рий — ближайшая к Солнцу планета Солнечной системы, наименьшая из планет земной группы. Меркурий движется вокруг Солнца по довольно сильно вытянутой эллиптической орбите. Продолжительность одних суток равняется — 176 земным. Продолжительность меркурианского дня (или соответственно ночи) равна продолжительности меркурианского года[4].По своим физическим характеристикам Меркурий напоминает Луну. У него нет естественных спутников, но есть очень разрежённая атмосфера. Планета обладает крупным железным ядром, являющимся источником слабого магнитного поля - примерно в 100 раз меньше земного.
Практически полное отсутствие атмосферы, чрезвычайная близость к Солнцу и большая длительность дня могут стать серьёзными препятствиями на пути заселения Меркурия. Даже при наличии льда на полюсах планеты, наличие лёгких элементов, необходимых для существования жизни, представляется очень маловероятным.
Колонизация астероидов
Промышленное освоение астероидов предполагает добычу сырья на астероидах и космических телах в поясе астероидов и особенно в околоземном пространстве. Различные минералы и летучие элементы, находящиеся в составе пород астероида или кометы, могут служить источником железа, никеля и титана.
Кроме того, предполагается, что некоторые астероиды содержат в своём составе водосодержащие минералы, из которых можно получить воду и кислород, необходимые для поддержания жизни, а также водород — один из основных видов ракетного топлива. В процессе дальнейшего освоения космоса использование космических ресурсов будет просто необходимо.
При достаточном уровне развития техники добыча на астероиде таких элементов, как платина, кобальт и других редких минералов с последующей их доставкой на Землю может приносить очень большую прибыль.
С 2005 года были обнаружены сотни потенциальных экзопланет земной группы — во многом благодаря космической миссии «Кеплера». Большинство планет стали известны как «суперземли» (то есть планеты с массой между Землей и Нептуном).
Как добраться до "Суперземли"
