На этой иллюстрации изображён цилиндр О’Нила: орбитальная колония, вращающаяся вокруг другой планеты. Авторы и права: Rick Guidice / NASA.
Сможем ли мы построить вокруг карликовой планеты Церера мегаспутник, подходящий для обитания на нём человека? Это более правдоподобно, чем кажется.
Сейчас, более чем когда-либо, космические агентства и мечтательные миллиардеры сосредоточены на поиске нового дома для человечества. Марс – очевидный кандидат, учитывая его относительно близкое расположение, 24-часовой цикл смены дня и ночи, а также его атмосферу, богатую CO2.
Новая статья, опубликованная 6 января на сайте arXivOrg, предлагает творческое контрпредложение: забыть о Красной планете и вместо этого построить гигантскую орбитальную среду обитания вокруг карликовой планеты Церера.
Иллюстрация Цереры, основанная на наблюдениях космического корабля “Dawn” (НАСА). Авторы и права: SO / L.Calçada / NASA / JPL-Caltech / UCLA / MPS / DLR / IDA / Steve Albers / N. Risinger.
В статье, которая ещё не прошла рецензирование, астрофизик Пекка Янхунен из Финского метеорологического института в Хельсинки описывает свое видение мегаспутника, состоящего из тысяч цилиндрических космических аппаратов, связанных вместе дискообразной рамой, которая постоянно вращается вокруг Цереры –самого крупного объекта в поясе астероидов между Марсом и Юпитером. Каждая из этих цилиндрических сред могла бы вместить до 50 000 человек, поддерживать искусственную атмосферу и создавать земную гравитацию за счёт центробежной силы собственного вращения. Идея такой базы, впервые была предложена в 1970-х годах, и известна как цилиндр О’Нила.
Выбор кандидата
Но почему Церера? Во-первых, расстояние от Земли до этой карликовой планеты сравнимо с расстоянием до Марса, что делает путешествие относительно лёгким, кроме того Церера имеет большое преимущество. Она богата азотом, который будет иметь решающее значение для развития атмосферы орбитального поселения (атмосфера Земли примерно на 79% состоит из азота). Вместо того, чтобы строить колонию на поверхности крошечного мира, поселенцы с Земли могли бы использовать космические лифты для переброски сырья с планеты прямо в места их обитания на орбите.
Поселение на Марсе. Авторы и пава: NASA.
Такой орбитальный образ жизни также устранит один из самых серьёзных недостатков, которые Янхунен видит в идее колонии на поверхности Марса: воздействие на здоровье человека низкой гравитации.
“Меня беспокоит, что дети в поселении на Марсе не будут правильно развиваться (с точки зрения мускулов и костей) из-за слишком низкой марсианской гравитации”, – отметил Янхунен. “Поэтому я искал альтернативу, которая обеспечила бы [земную] гравитацию.
Несмотря на это, предложение Янхунена имеет и ряд проблем, которые могут сработать против успешной колонизации Цереры, отметил сторонний исследователь.
Добро пожаловать в мир дисков
Согласно предложению Янхунена, каждый цилиндр мегаспутника будет создавать собственную гравитацию за счёт вращения; каждая цилиндрическая среда обитания будет иметь длину около 10 километров, радиус 1 километр и совершать полный оборот каждые 66 секунд для создания центробежной силы, необходимой для имитации земной гравитации.
По словам Янхунена, в одном цилиндре с комфортом поместятся около 57 000 человек, и он будет удерживаться на месте рядом с соседними цилиндрами с помощью мощных магнитов, подобных тем, которые используются в случае магнитной левитации.
Церера состоит из тонкого внешнего слоя, ледяного слоя и каменного ядра. Авторы и права: NASA / ESA / STScI.
Это даёт другое большое преимущество для жизни на мегаспутниках, сказал Янхунен: новые цилиндры для среды обитания могут быть добавлены на края колонии, что обеспечит почти неограниченное расширение.
Видя свет
Помимо цилиндров и их массивной дисковой рамы, основными особенностями колонии будут два огромных стеклянных зеркала, расположенных под углом 45 градусов относительно диска, чтобы отражать достаточно естественного солнечного света в каждую среду обитания. Часть каждого цилиндра будет отдана под выращивание сельскохозяйственных культур и деревьев, посаженных на грядке толщиной 1,5 метра, полученной из сырья, добытого на Церере. Естественный солнечный свет должен поддерживать их рост. Между тем “городская” часть каждого цилиндра будет полагаться на искусственное освещение для имитации земного цикла день/ночь.
Эта идея плавающих цилиндрических утопий может показаться немного диковинной, но у неё есть свои сторонники. В 2019 году Джефф Безос (генеральный директор Amazon и основатель частной космической компании Blue Origin) выступил на мероприятии в Вашингтоне, округ Колумбия, с докладом о достоинствах строительства “колоний О’Нила”, подобных тем, которые описывает Янхунен в своей статье.
В отпуск на Цереру?
Манасви Лингам, доцент факультета астробиологии Технологического института Флориды, изучающий обитаемость планет, сказал, что предложенная выше идея представляет собой “правдоподобную альтернативу” колонизации Марса или Луны, но по-прежнему не учитывает некоторые ключевые соображения.
“Я бы сказал, что есть три основных проблемы”, – сказал Лингам. “Первая – это вопрос о других важных элементах, помимо азота”.
По словам Лингама, одним ключевым элементом, который не упоминается в статье, является фосфор. Человеческое тело использует фосфор для создания ДНК, РНК и АТФ. Все организмы на Земле, включая любые растения, которые колонисты планируют выращивать в своих плавучих средах обитания, так или иначе нуждаются в этом элементе, но в предложении Янхунена не говорится о том, где и как можно было бы получить фосфор.
Небольшой, по сравнению с МКС, форпост человечества на лунной орбите. Авторы и права: NASA.
По словам Лингама, второй нюанс – это технология. Сбор азота и другого сырья на Церере потребует разработки поверхности планеты и извлечения этих важнейших элементов из горных пород. Эта операция, вероятно, была бы невозможна без парка автономных горнодобывающих машин, готовых к развёртыванию на Церере, а также спутников, которые будут направлять их к наиболее богатым месторождениям.
Эти технологические ограничения указывают на третью проблему, а именно на указанные в статье временные рамки. Предложение Янхунена предполагает, что строительство первого кластера орбитальных сред обитания мегаспутника может быть завершено через 22 года после начала добычи ресурсов на Церере. Но эта оценка предполагает, что количество электроэнергии доступной для поселения будет увеличиваться каждый год в геометрической прогрессии. Эта оценка “не является невероятной”, но она не должна восприниматься как должное.
Больше информации:
https://arxiv.org/
Источник: universetoday.ru
