Следующие несколько десятилетий, вероятно, будут революционными в отношениях человечества с космосом. В космические путешествия сможет отправиться заметная часть населения планеты, возможно, сотни тысяч, а не только несколько избранных астронавтов. Они смогут полететь на далекие планеты, такие как Марс, обустроить первые колонии на Луне и за ее пределами, стать добытчиками на астероидах и освоить многие другие профессии, которые понадобятся, когда мы преодолеем этот новый рубеж. Но как будут выглядеть эти первые аванпосты в космосе и как они будут работать?
Новое исследование о будущем космических станций и космических колоний было недавно опубликовано в журнале Reach. Статья была написана австрийским архитектором и инженером-строителем Вернером Грандлом, который занимается этой темой с 1986 года.
Грандл призывает людей отправляться в космос, называя планету Земля «просто колыбелью человечества». По словам Грандла, если мы хотим выжить как вид, нам нужно «распространить концепцию природы за пределами биосферы» и понять «космическую эволюцию». И тогда нет оснований оставаться на Земле со всеми ее опасностями и недостатками.
Куда же мы должны отправиться в первую очередь? Вы догадались — на Луну.
Грандл считает, что люди вернутся на Луну в 2020-х годах, построят лунную базу на поверхности и под ней. Аванпост будет служить как для исследований, так и для обучения использованию лунных ресурсов. Из лунных материалов можно извлечь гелий-3 (редкий изотоп гелия), железо, алюминий, титан и многое другое. В перспективе лунная база будет производить топливо для космических кораблей, отправляющихся в межгалактические путешествия.
Первая лунная база будет состоять из 6 цилиндрических модулей из легкого алюминия, 17 метров в длину и 6 метров в диаметре. В одном модуле смогут разместиться 8 человек. У каждого модуля будет своя функция. Один будет посвящен выработке энергии и связи, также будут модули для центральной зоны сбора, для шлюза, лаборатории, для жилых помещений с отдельными комнатами для каждого человека, а также запасной модуль для расширения базы.
Другая возможность расположения и устройства лунной базы — поместить ее в подземную «лавовую трубку» — естественную пещеру под поверхностью, например, в море Спокойствия. Такое расположение может дать многочисленные преимущества, начиная от обеспечения водой из грунта и заканчивая уменьшением воздействия космических лучей и улучшением температурных условий.
Другое место, где люди могут основать колонии, по мнению Грандла, — это астероиды.
Околоземные астероиды могут обеспечивать нас такими редкими элементами и металлами, как, например, платина, которую легче извлечь на астероиде, чем на Земле, не заботясь о загрязнении окружающей среды или политике. Это можно сделать, например, с помощью пилотируемой космической станции, соединенной с астероидом.
В таких «выпотрошенных» астероидах, если они больше 400 м в диаметре, сможет разместиться сменяющаяся человеческая колония, включающая более 2000 жителей. Вода, кислород и строительные материалы могут также добываться из самого астероида.
Первая космическая колония, которую разработал Грандл и его команда, — это «Солнечный Ковчег». Он должен быть цилиндрической формы и иметь искусственную гравитацию. Подобная идея была впервые предложена российским ученым Константином Циолковским, одним из основателей ракетно-космической отрасли, который также первым выступил за создание больших колоний вокруг Земли.
Зачем нужна искусственная гравитация? Отсутствие гравитации в космосе может быть опасным для здоровья человека и повлечь деминерализацию костей и атрофию мышц. Чтобы избежать этих негативных последствий, гравитацию можно моделировать в космосе, используя «центробежные силы». Согласно расчетам инженера НАСА Йеско фон Путткамера, космическая станция, радиус которой составляет 50 метров, а скорость вращения равна 4,2 оборота/мин, создаст искусственную гравитацию 1G.
«Солнечный ковчег» может стать одной из таких массивных колоний, достигающих в длину от 2,3 до 8 км, с диаметром от 900 м до 3,2 км. В более крупной колонии могут жить до 250 000 человек. В «Ковчеге» также будет искусственный климат, а освещение будет организовано через систему параболических зеркал, захватывающих солнечный свет (отсюда и название).
Его корпус должен быть покрыт внешней и внутренней алюминиевой «мембраной», с внешними двигателями, регулирующими вращение и направление колонии. Внешняя мембрана также должна быть покрыта слоями пеностекла с небольшой теплопроводностью, защищающими от метеоритов и радиации. Сооружение, свободно плавающее вблизи колонии, защитит ее от солнечных вспышек.
Сколько лет должно пройти, прежде чем все это станет возможно? Большинство технологий, необходимых для воплощения таких идей в реальность — помимо искусственной гравитации, — уже доступны, говорит Грандл.