Colonizarea spațiului

Colonizarea spațiului  este crearea ipotetică de așezări umane autonome în afara Pământului .

Pasionații de colonizare cred că există suficiente resurse pe Lună și pe planetele și asteroizii cei mai aproape de Pământ pentru a crea o astfel de așezare, de exemplu, folosind tehnologii robotizate de imprimare 3D. Energia solară este destul de ușor disponibilă acolo. Realizările științei moderne sunt în general suficiente pentru a construi baze de cercetare în afara Pământului, în timp ce crearea de așezări autonome este o sarcină mai dificilă de ordin de mărime, care este în prezent rezolvată pentru Antarctica continentală de pe Pământ (o astfel de soluție pentru Arctica a fost implementat parțial de Rusia ). Așezările autonome pot fi asamblate sau imprimate automat nu numai pe planete, ci și în spațiul cosmic, atunci când oamenii de știință rezolvă probleme de protecție antiradiații și antimeteoriți.

În cazul unor catastrofe globale ale Pământului la scară planetară, omenirea are șansa de a-și face propria „copie de rezervă a vieții” (a unei persoane și a unor animale) sub formă de așezări în spațiu, de exemplu, sub forma de Space bagel citys .

Problema suprapopulării Pământului în viitor poate fi compensată și prin crearea unor astfel de așezări în spațiu. De exemplu, programul spațial al Chinei se dezvoltă rapid și activ: pentru prima dată în mai bine de patruzeci de ani, rocile lunare au apărut pe Pământ, o sondă de cercetare zboară deja pe Marte, țara efectuează lansări mai mult decât oricine altcineva din lume, iar Beijingul are planuri grandioase.

K. E. Tsiolkovsky , fondatorul astronauticii teoretice, a adus o contribuție uriașă la popularizarea explorării spațiului de către omenire . El și-a imaginat rachete, sateliți artificiali, stații orbitale și plimbări în spațiu cu mult înainte ca acestea să devină realitate.

Colonizarea spațiului este, de asemenea, o temă majoră în science fiction .

Mijloace

Suport vital

Pentru o ședere permanentă a unei persoane în afara Pământului, o așezare trebuie să mențină parametrii de mediu în limite de locuit, adică să creeze așa-numita homeostazie . Fie corpul uman, ca urmare a mutațiilor tehnologice, trebuie să devină adaptabil la condițiile de viață existente.

Pot exista mai multe tipuri de interacțiuni între mediul extraterestre și mediul așezării umane:

Sunt posibile și combinații ale opțiunilor de mai sus. Dar nu trebuie să uităm de gravitație, deoarece în absența gravitației, corpul uman se atrofiază foarte repede (în principal mușchii, organele și țesutul cardiac - mușchiul inimii)

Încrederea în sine

Autosuficiența  este un atribut opțional al unei așezări extraterestre, dar numai sub condiția unei permanente și echivalente.[ clarifica ] schimbul de resurse dintre Pământ și colonie; altfel, putem vorbi doar despre bază.

Autonomia coloniei ar permite de multe ori creșterea ratei de creștere a așezării și reducerea mult dependența acesteia de Pământ. O etapă intermediară pot fi coloniile care necesită doar informații de la Pământ: științifice, inginerie etc.

Robotizare

Construcția modulelor autonome este posibilă prin roboți constructori programați să imprime 3D și să asambleze structuri pentru locuit, pentru a actualiza astfel de structuri și a le menține în stare corespunzătoare, pentru a oferi locuitorilor hrană. De asemenea, promițătoare este robotizarea exploatării miniere, livrarea și prelucrarea mineralelor pe asteroizi ( Dezvoltarea industrială a asteroizilor ).

Populație

În 2002, antropologul John Moore a sugerat că o așezare de 150-200 de oameni ar putea exista în mod normal timp de 6-8 generații (aproximativ 200 de ani ).

Localizarea coloniei

Cea mai bună locație pentru o colonie este unul dintre principalele puncte de disputa între susținătorii colonizării spațiului.

Coloniile pot fi localizate în următoarele locuri:

Planete, luni și asteroizi

Luna

Luna este cel mai natural și relativ accesibil loc pentru colonizarea extraterestră. În epoca „ rasei lunare ”, URSS avea chiar și un proiect specific pentru crearea de baze-așezări lunare „ Zvezda ”.

Puncte Lagrange

Sunt exprimate idei pentru crearea de așezări locuite temporare sau permanente, precum și de stații spațiale, de schimburi și noduri energetice în punctele Lagrange ale sistemelor Pământ-Lună (punctele L 1  - L 5 ) și Soare - Pământ (punctele L 1 ) şi L2 ) .

Marte

Cercetările NASA au confirmat prezența apei pe Marte [1] . Astfel, condițiile de pe Marte par a fi suficiente pentru a susține viața.

Parametrii solului marțian ( raportul pH -ului , prezența elementelor chimice necesare plantelor și alte caracteristici) sunt apropiați de cei ai Pământului și, teoretic, ar fi posibil să crească plante pe solul marțian.

Marte este văzut ca unul dintre cei mai probabili candidați pentru a fi locul primei așezări extraterestre după Lună. Suprafața sa totală este aproximativ egală cu suprafața pământului. Pe Marte există rezerve mari de apă și este prezent și carbonul (sub formă de dioxid de carbon în atmosferă ). Este probabil ca Marte să fi fost supus acelorași procese geologice și hidrologice ca și Pământul și poate conține minereuri minerale (deși acest lucru nu a fost dovedit). Echipamentul existent ar fi suficient pentru a obține resursele necesare vieții (apă, oxigen , etc. ) din solul și atmosfera marțiană. Atmosfera lui Marte este destul de subțire (doar 800 Pa , sau aproximativ 0,8% din presiunea Pământului la nivelul mării), iar clima este mai rece. Gravitația de pe Marte este de aproximativ o treime din cea a Pământului.

Se discută atât posibilitatea creării de așezări de bază marțiane, cât și terraformarea globală a lui Marte (atmosfera) pentru a face locuibilă întreaga suprafață sau o parte a acesteia. Colonizarea și teraformarea lui Marte trebuie să țină cont de posibila prezență a compușilor organici și chiar a vieții .

Pe 8 iulie 2011, imediat după ultima lansare a navetei Atlantis STS-135 , președintele american Barack Obama a anunțat oficial că „Astronauții americani au un nou obiectiv - un zbor spre Marte” [2] .

Nava de o sută de ani este un proiect  de trimitere irevocabilă a oamenilor pe Marte pentru a coloniza planeta. Proiectul a fost dezvoltat din 2010 de Centrul de Cercetare Ames  , unul dintre principalele laboratoare științifice ale NASA . Ideea principală a proiectului este de a trimite oameni pe Marte pentru totdeauna. Acest lucru va duce la o reducere semnificativă a costului zborului, va fi posibil să luați mai multă marfă și echipaj. Zborurile ulterioare vor livra noi coloniști și le vor completa proviziile.

Ceres

Colonizarea lui Ceres este complicată de locația planetei în centura de asteroizi , precum și de lipsa luminii solare.

Mercur

Condițiile de temperatură ridicată complică foarte mult colonizarea lui Mercur, din cauza apropierii planetei de Soare. Dar, pe de altă parte, un astfel de aranjament va permite coloniștilor să se descurce numai cu energia solară pentru a asigura viața pe planetă. Temperatura maximă pe Mercur este de 427 °C [3] .

Venus

Colonizarea lui Venus este asociată cu sarcina globală a terraformarii sale, care are cea mai mare complexitate organizatorică datorită prezenței pe planetă a extrem de inacceptabile pentru activitatea umană și chiar pentru tehnologie, condiții severe de temperatură și atmosferă.

Asteroizi și planete minore

Avantajul asteroizilor mici este că pot trece destul de aproape de Pământ de câteva ori pe deceniu. În intervalele dintre aceste pasaje, asteroidul se poate deplasa la 350 de milioane de km de Soare ( afeliu ) și până la 500 de milioane de km de Pământ. Dar asteroizii mici au și dezavantaje. În primul rând, aceasta este o gravitate foarte mică și, în al doilea rând, va exista întotdeauna pericolul ca un asteroid cu o colonie să se ciocnească de un corp ceresc masiv. Posibilitatea de a coloniza asteroizi în scopul dezvoltării industriale a resurselor lor este adesea estimată - minerale ( rubiniu , cesiu , iridiu , alte metale rare ), precum și oxigen (pentru a asigura coloniilor cu aer) și hidrogen (pentru combustibil pentru rachete și furnizarea de energie a coloniilor ) de la Ceres și alte obiecte din centura de asteroizi.

Lunii lui Jupiter și Saturn și alte obiecte exterioare ale sistemului solar

Colonizarea lunilor lui Jupiter și Saturn și a obiectelor exterioare ale sistemului solar este o sarcină dificilă datorită distanței mari a acestora față de Pământ; trebuie luată în considerare și posibila prezență a compușilor organici și chiar a vieții: pe Europa , Titan , Enceladus , etc.

Colonii orbitale

Coloniile orbitale sunt structuri, de fapt, care sunt stații orbitale mărite și îmbunătățite (vezi Space bagel cities ).

Colonizarea spațiului: argumente pro și contra

Opinia scepticilor

Unii experți sunt sceptici cu privire la colonizarea spațiului. Printre acestea se numără, în special, primul astronaut american care a efectuat un zbor orbital, John Glenn , și cosmonautul și designerul de nave spațiale Konstantin Feoktistov . Potrivit acestui punct de vedere, menținerea vieții umane în spațiu este prea costisitoare, dar nu este nevoie de acest lucru, deoarece automatizarea poate face toată munca necesară. Potrivit lui K. Feoktistov, activitățile cosmonauților de la toate stațiile orbitale pentru studiul spațiului adânc au dat rezultate mult mai puține decât un telescop Hubble automat . Pe Pământ, Antarctica și fundul mării nu au fost pe deplin dezvoltate , deoarece acest lucru este încă ineficient - explorarea spațiului ar fi și mai costisitoare și chiar mai puțin eficientă. Pe termen lung, odată cu apariția inteligenței artificiale care nu este inferioară omului, trimiterea de oameni în spațiu adaptat exclusiv condițiilor pământești pentru a efectua diverse tipuri de muncă poate fi evident inadecvată. De exemplu, fizicianul Oleg Dobrocheev vorbește despre aceasta [4] . Într-adevăr, este mai ușor și mai sigur dacă astronauții zboară către o bază deja construită sau imprimată de roboți cu infrastructură gata făcută și alimente cultivate într-un mod automat.

Argumentele susținătorilor

Cost . Mulți oameni exagerează foarte mult costul spațiului în timp ce subestimează costul apărării. De exemplu, din 13 iunie 2006, Congresul SUA a alocat 320 de miliarde de dolari pentru războiul din Irak, în timp ce telescopul spațial Hubble a costat doar 2 miliarde de dolari, iar bugetul mediu anual al NASA este de doar 15 miliarde de dolari. Cu alte cuvinte, la nivelul actual de finanțare al NASA, banii cheltuiți pentru războiul cu Irak ar fi fost suficienți pentru a conduce agenția spațială timp de aproximativ 21 de ani. Și bugetul militar anual al întregii lumi depășește în general 1,5 trilioane de dolari. De asemenea, oamenii subestimează adesea cât de mult îi ajută tehnologia spațială (de exemplu, comunicațiile prin satelit și sateliții meteorologici ) în viața de zi cu zi, ca să nu mai vorbim de creșterea productivității în agricultură, reducerea riscurilor de dezastre naturale etc. Argumentul „costului spațiului” de asemenea implicit presupune că banii care nu sunt cheltuiți în spațiu vor ajunge automat acolo unde vor beneficia umanitatea - dar nu este cazul (pot merge la aceleași războaie). De asemenea, nu ia în considerare faptul că tehnologiile spațiale se îmbunătățesc și, ca urmare, activitățile din spațiul cosmic și, în consecință, lucrările de explorare a spațiului, devin treptat mai ieftine. În special, dacă în viitorul apropiat este posibil să se creeze un motor cu reacție nuclear fiabil, atunci acest lucru va face posibilă crearea unei nave spațiale reutilizabile într-o singură etapă suficient de înaltă tehnologie, a cărei utilizare va reduce costul livrării diferitelor mărfuri către pe orbite apropiate de Pământ și către Lună cu cel puțin un ordin de mărime. (Pentru comparație: crearea unei nave nenucleare cu o singură etapă este o sarcină de inginerie foarte complexă, cu perspective dubioase.) De asemenea, motoarele cu reacție nucleare spațiale vor reduce semnificativ timpul zborurilor interplanetare, ceea ce elimină problema duratei lor. De exemplu, timpul de zbor către Marte folosind motoarele tradiționale cu rachete chimice va fi de aproximativ 9 luni standard, în timp ce utilizarea unui motor nuclear de tip VASIMR promite reducerea timpului de zbor către Marte la două luni (în prezent, durata unui schimbul de lucru pe ISS este de aproximativ patru luni), ceea ce simplifică semnificativ sarcina de susținere a vieții pentru echipajul și pasagerii unei nave echipate cu motoare VASIMR .

Argumentul costului este completat de argumentul realităţii existenţei rezultatului . De exemplu, fondurile cheltuite pe ISS pot fi văzute sub forma unui rezultat real - prezența fizică a stației spațiale în sine. ISS există, astronauții zboară pe ea și, dacă dorește, oricine o poate vedea printr-un telescop. Banii cheltuiți pe o „îmbunătățire a vieții oamenilor de pe pământ” nedefinite nu ajung adesea „nicăieri” și nu este întotdeauna posibil să determinați, să vedeți și să simțiți un rezultat fizic real. Și ISS - este.

Pământul . Dezvoltarea Antarcticii, a fundului mării și a altor teritorii nedezvoltate este îngreunată nu atât de ostilitatea mediului, cât de lipsa surselor disponibile în apropiere de energie și materiale necesare organizării producției. Costul suportului de viață pentru cosmonauți (precum și pentru submarini, cuceritori ai Antarcticii și alții) este determinat de costul livrării de pe Pământ a tot ceea ce este necesar. Cu centrale electrice suficient de puternice și sigure și producție locală, un mediu ostil poate fi transformat într-un mediu locuibil la un cost mai mic. Susținătorii colonizării spațiului cred că va fi mai ușor să faci un transfer masiv de energie și producție de materiale în spațiu decât să faci același lucru în Antarctica sau pe fundul mării. Ei văd problema colonizării teritoriilor nedezvoltate ale Pământului în impactul imprevizibil și cel mai adesea negativ al producției în masă asupra ecologiei locale, precum și în epuizarea resurselor de combustibil ale planetei cu o creștere constantă a consumului de energie. Sursele alternative care folosesc energia vântului, a soarelui etc. , la rândul lor, necesită costuri energetice considerabile pentru producție și exploatare, au nevoie de un teritoriu înstrăinat pentru a colecta energia disipată, iar producția lor depinde în mod semnificativ de condițiile meteorologice. Accesul la energia de fuziune poate reduce severitatea crizei energetice, dar odată cu creșterea consumului de energie și a populației teritoriilor, problemele poluării mediului nu sunt înlăturate .

În același timp, centralele solare desfășurate în spațiu nu vor depinde fundamental de schimbarea orelor zilei și de sezonalitate (nu există deloc în spațiu), dar pot fi în umbra altor corpuri cosmice sau de stare. a atmosferei (este absent), nu din prezența spațiului liber (este disproporționat mai mare decât pe Pământ), ci se pune problema împrăștierii spațiului apropiat Pământului. Oglinzile/bateriile pot fi oricând orientate în cel mai avantajos mod pentru a obține fluxul maxim de putere. Fabricile spațiale care produc celule solare semiconductoare , precum și alte tipuri de produse, vor funcționa în condiții stabile, cu control larg și ușor asupra gravitației locale și a vidului .

Securitate . Dacă întreaga umanitate rămâne pe Pământ, există o amenințare cu distrugerea sa completă (de exemplu, ca urmare a căderii unui asteroid, a unui război global, a unei pandemii sau a dezastrelor naturale). Odată cu eliberarea omenirii în spațiu, desigur, apar și alte pericole: noi boli, accelerarea mutațiilor, posibile conflicte între colonii sau chiar alte rase inteligente, care pot duce, de asemenea, la diferite tipuri de catastrofe, sau la moartea unei părți a oameni. Dar într-un fel sau altul, crearea unei „copii de rezervă a vieții în spațiu” și distribuția ei ulterioară în diferite locuri îndepărtate și greu accesibile din spațiu vor crește semnificativ șansele de a păstra viața pământească în cazul unor astfel de catastrofe globale. .

Roboți . În această etapă, utilizarea stațiilor spațiale automate rezolvă perfect problemele de cercetare, dar nu rezolvă deloc problema creșterii populației Pământului și epuizarea treptată a resurselor sale neregenerabile . Prin urmare, mutarea oamenilor în orașe spațiale , tipărite sau construite rapid de roboți, în același timp cu minerit pe asteroizi, poate ajuta la rezolvarea acestei probleme pe termen lung.

Pe de altă parte, dezvoltarea sistemelor de inteligență artificială (AI) „la fel de bune ca și umane” ridică problema coexistenței cu o astfel de nouă formă de „viață”. Deși crearea unui astfel de „AI ideal” este fantastică în acest moment, într-un fel sau altul, dezvoltarea are loc și până acum s-a reflectat cu succes în apariția asistenților vocali moderni .

În completarea dezvoltării informaționale a IA, metodele fizice, tehnologiile și instrumentele de colonizare și construcție automată se dezvoltă și în lumea modernă. Știința permite deja omenirii să dezvolte și să studieze opțiuni și combinații optimizate de roboți de construcție folosind o rețea neuronală similară cu creierul albinelor și echipată cu tehnologii de imprimare 3D , programate atât pentru a imprima structuri spațiale gigantice, cât și pentru a reproduce piese pentru propriul asamblare, reparare. Și, de asemenea, programat pentru asamblarea roboților de alt tip: pentru extracția, livrarea și prelucrarea simultană a mineralelor din corpuri spațiale mici ( Dezvoltarea industrială a asteroizilor ), pentru pregătirea și prelucrarea materialelor, pentru cultivarea hranei pentru rezidenți, pentru colectarea automatizată centralizată de diferite tipuri de energie. Omenirea reflectă uneori inconștient, dar activ și îndrăzneț asupra acestui subiect, căutând abordări ale unor astfel de tehnologii, ceea ce se reflectă în cărțile științifico-fantastice din ultimele secole, filme și chiar în jocurile pe calculator, precum StarCraft . În acest joc, astfel de roboți sunt implicați activ în crearea și dezvoltarea coloniei. Și, după cum știți, multe dintre ideile science fiction ale secolului trecut s-au adeverit deja în prezent.

Inginerie genetică . Susținătorii transumanismului cred că progresele în microbiologie , genetică și nanotehnologie vor face posibilă depășirea limitărilor biologice și adaptarea corpului uman la o viață lungă și confortabilă în condiții de imponderabilitate, radiații crescute și alți factori ai vieții în spațiu. Cu capacitatea de a-și schimba propria natură biologică, de a se adapta la o gamă largă de condiții de mediu și, eventual, de a îmbunătăți artificial abilitățile creierului, nevoia de a crea roboți cu inteligență artificială poate să nu fie atât de acută, deoarece adaptările biologice și genetice ale oamenii, animalele sau plantele vor simplifica foarte mult sarcina de colonizare. De exemplu, o persoană va fi capabilă să reziste la temperaturi mai scăzute, sau invers, acoperirile de pereți modificate genetic biologic pot încălzi încăperile sau compartimentele stației la o temperatură confortabilă pentru o persoană. Pe tema „ acoperirilor de auto-vindecare iluminate vii ” ale pereților și acoperișurilor bazate pe utilizarea miceliului modificat genetic, NASA are concepte și dezvoltări interesante descrise în articolul „Myco-arhitectura planetelor: creșterea structurilor de suprafață într-un loc dat” [5] .

O analiză detaliată a opțiunilor pentru colonizarea spațiului este prezentată, de exemplu, în cartea lui V. A. Zolotukhin [6] .

Vezi și

Note

  1. „Phoenix” a reușit să obțină apă din solul marțian . Lenta.ru (1 august 2008). Preluat la 17 noiembrie 2021. Arhivat din original la 21 august 2011.
  2. http://www.vesti.ru/doc.html?id=502824 Copie de arhivă din 20 iulie 2011 la Wayback Machine Obama: scopul principal al astronauților americani este un zbor spre Marte
  3. ESA Science & Technology  (ing.)  (link indisponibil) . sci.esa.int. Consultat la 13 ianuarie 2017. Arhivat din original la 22 mai 2012.
  4. Gleb Davydov. Oameni în spațiu. Partea 2: Homunculus . change.ru . Consultat la 30 septembrie 2009. Arhivat din original la 26 noiembrie 2010.
  5. Lynn Rothschild , ed. Sala Loura. Mico-arhitectură în afara planetei: structuri de suprafață în creștere  (engleză) . NASA (27 martie 2018). Preluat la 22 mai 2021. Arhivat din original la 26 mai 2021.
  6. Colonizarea spațiului: probleme și perspective . - bolnav. - Tyumen : Editura TGU , 2003. - 178 p. — ISBN 5-88081-367-3 .

Link -uri