Чи можливо побудувати «зірку смерті» фантастика і реальність космічних станцій - технології

Згідно Ду, якщо ми говоримо про першій-ліпшій можливості життя людини в космосі, необхідно враховувати місце проживання, чого ми хочемо від нього і наскільки великим воно буде. Саме ці три критерії можуть вказати на можливість або неможливість всієї затії. Тому розглянемо кілька варіантів космічних жител, які пропонує нам наукова фантастика, і з'ясуємо, наскільки реально і раціонально їх використання.

Мобільна космічна станція на зразок «Зірки смерті»

Практично кожен любитель науково-фантастичних фільмів знає, що таке «Зірка смерті». Це така велика сіра і кругла космічна станція з кіноепопеї «Зоряні війни», зовні дуже нагадує Місяць. Це міжгалактичний знищувач планет, який по суті сам є штучною планетою, що складається зі сталі і населеної штурмовиками.

Чи можемо ми в реальності побудувати таку штучну планету і борознити на ній простори галактики? У теорії - так. Тільки на це буде потрібно неймовірна кількість людських і фінансових ресурсів.

«Станція розміром з" Зірку смерті "вимагатиме колосального запасу матеріалів для будівництва», - говорить Ду.

Питання будівництва «Зірки смерті» піднімався навіть Білим Домом, після того як суспільство відправило відповідну петицію для розгляду. Офіційна відповідь влади свідчив, що тільки на сталь для будівництва буде потрібно 852 квадрильйона доларів.

Давайте припустимо, що питання грошей не є проблемою і «Зірку смерті» дійсно побудували. Що далі? А далі в справу включиться стара добра фізика. І це дійсно виявиться проблемою.

«Для можливості руху" Зірки смерті "через космос потрібно безпрецедентний обсяг енергії», - продовжує Ду.

«Маса станції буде еквівалентна масі Деймоса, одного з супутників Марса. У людства просто немає можливостей і необхідних технологій, щоб побудувати двигун, здатний пересувати таких велетнів ».

Орбітальна станція «Далекий космос 9»

«Знову ж потрібно дуже багато ресурсів для будівництва подібної станції», - говорить Ду.

«Основне питання полягає в наступному: виробляти чи доставку необхідного матеріалу до тієї планеті, на орбіті якої буде знаходитися майбутня станція, або ж здобувати необхідні ресурси прямо на місці, скажімо, на якому-небудь астероїді або супутнику однієї з місцевих планет?»

Ду стверджує, що доставка кожного кілограма корисного вантажу в космос на низьку орбіту Землі обходиться зараз приблизно в 20 000 доларів. З огляду на це, найімовірніше, було б доцільніше відправити який-небудь роботизований космічний апарат на видобуток корисних копалин на один з місцевих астероїдів, ніж доставляти на місце потрібний матеріал з Землі.

Ще одним питанням, яке потребує обов'язкового рішення, буде, звичайно ж, питання життєзабезпечення. У тому ж «Зоряному шляху» станція «Далекий космос 9» не була повністю автономною. Вона була торговим галактичним центром, нові запаси для якого доставлялися різними торговцями, а також в ході поставок з планети Бейджор. На думку Ду, при будівництві подібних космічних станцій для проживання в будь-якому випадку буде потрібно час від часу проводити місії з постачання продовольства.

«Станція подібного розміру, швидше за все, буде функціонувати завдяки створенню і комбінації використання біологічних середовищ (наприклад, вирощування водоростей для харчування) і систем життєзабезпечення, заснованих на хіміко-технологічних процесах, як, наприклад, на МКС», - пояснює Ду.

«Ці системи не будуть повністю автономними. Вони вимагатимуть періодичного обслуговування, поповнення запасів води, кисню, поставок нових запчастин і так далі ».

Марсіанська станція, як у фільмі «Місія на Марс»

У цьому фільмі присутня дуже багато реального фантастичного марення. Торнадо на Марсі? Містичні обеліски прибульців? Але найбільше бентежить описаний у фільмі факт того, що на Марсі дуже просто облаштувати житло та забезпечити себе запасами води і кисню. Що залишився в поодинці на Марсі герой актора Дона Чідла пояснює, що зміг вижити на Червоній планеті завдяки створенню невеликого городу.

«В теорії створити марсіанську теплицю дійсно можливо. Однак вирощування рослин має ряд особливостей. І якщо порівнювати трудовитрати на вирощування рослин на Марсі і вартість доставки на Червону планету вже готових продуктів з Землі, то простіше і дешевше буде доставляти готові і запаковані продукти, доповнюючи запаси лише частиною вирощених сільськогосподарських культур, що мають дуже високий ступінь врожайності. Більш того, вибирати потрібно буде рослини з мінімальним циклом дозрівання. Наприклад, різні салатні культури », - пояснив Сінді Ду.

Незважаючи на впевненість Чідла в тому, що між рослинами і людиною є тісні зв'язки, в суворих кліматичних умовах Марса рослини і людина знаходитимуться в неприродній для них навколишньому середовищу. Не слід також забувати і про такий аспект, як відмінності в інтенсивності фотосинтезу сільськогосподарських культур. Для вирощування рослин будуть потрібні складні закриті системи для контролю за навколишнім середовищем. І це дуже серйозне завдання, так як в такому випадку людям і рослинам доведеться ділити єдину атмосферу. Вирішення цієї проблеми на практиці потребують використання ізольованих парникових камер для зростання, але це, в свою чергу, підвищить загальну вартість витрат.

Вирощування рослин, може, і є хорошою ідеєю, але краще запастися додаткової провізією, яку можна буде взяти з собою перед польотом в один кінець.

Клауд-Сіті. Місто, що ширяє в атмосфері планети

Знаменитий «місто в хмарах» Ленд Калріссіан з «Зоряних воєн» представляється досить цікавою ідеєю для наукової фантастики. Однак чи можуть планети з дуже щільною атмосферою, але суворої поверхнею бути відповідним майданчиком для виживання і навіть процвітання людства? Експерти з NASA вважають, що це дійсно можливо. І найкращим кандидатом на роль такої планети в Сонячній системі є Венера.

Науково-дослідний центр в Ленглі свого часу вивчав цю ідею і до сих пір працює над концептами космічних апаратів, які змогли б відправити людину до верхніх шарів атмосфери Венери. Будівництво гігантської станції розміром з місто буде дуже складним завданням, практично неможливою, але ще складніше може бути пошук відповіді на питання про те, як утримати космічний корабель у верхніх шарах атмосфери.

«Ви навіть не уявляєте, які" 7 хвилин жаху "довелося перенести" К'юріосіті "в момент посадки на Марс. А утримати гігантську житлову станцію в верхніх шарах атмосфери буде набагато складніше. Коли ви входите в атмосферу на швидкості декількох тисяч кілометрів в секунду, вам буде потрібно за лічені хвилини активувати системи гальмування і стабілізації апарату в атмосфері. В іншому випадку ви просто розіб'ється ».

Одним з переваг літаючого міста Калріссіан є постійний доступ до чистого і свіжого повітря, про що можна повністю забути, якщо ми говоримо про реальні умови і, зокрема, умови Венери. Крім того, доведеться розробити спеціальні скафандри, одягається в які люди зможуть спускатися вниз і поповнювати запаси матеріалів на пекельної поверхні цієї планети. Ду має на цей рахунок кілька ідей:

«Для проживання в атмосфері, в залежності від обраного місця, можна, наприклад, проводити її очищення навколо станції (на Венері ви можете переробляти CO2 в O2. Наприклад), або ж можна відправити роботів-шахтарів на поверхню за допомогою троса, наприклад, для видобутку корисних копалин і подальшої доставки їх назад на станцію. В умовах Венери це знову ж буде надзвичайно складним завданням ».

Гігантський космічний корабель «Аксіома» з «ВАЛЛ-І»

Зворушливий науково-фантастичний мультфільм «ВАЛЛ-І» пропонує щодо реалістичний варіант результату людства з Землі. У той час як роботи намагаються очистити поверхню Землі від скупчився на ній сміття, люди відлітають з системи в дальній космос на гігантському космічному кораблі. Звучить цілком реалістично, правда? Космічні кораблі ми вже робити навчилися, так давайте просто зробимо їх більше!

Насправді ж ця ідея є, на думку Ду, мало не нереальною із запропонованого в цій статті списку.

«У мультфільмі показано, що корабель" Аксіома "знаходиться в дуже далекому космосі. Тому, найімовірніше, доступу до будь-яких зовнішніх ресурсів, які можуть знадобитися для підтримки на кораблі життя, він, швидше за все, не має. Наприклад, так як корабель буде знаходитися далеко від нашого Сонця або будь-якого іншого джерела сонячної енергії, то, швидше за все, працювати він буде на базі ядерного реактора. Населення корабля становить кілька тисяч осіб. Всім їм потрібно їсти, пити, дихати повітрям. Всі ці ресурси потрібно звідкись брати, а також ще й не забувати про переробку відходів, які обов'язково будуть накопичуватися з вживанням цих ресурсів ».

«Навіть якщо використовувати якусь сверхвисокотехнологіческую систему біологічного життєзабезпечення, то знаходження в космічному середовищі, нездатною забезпечити поповнення космічного корабля потрібними обсягами енергії, буде означати, що всі ці системи життєзабезпечення не зможуть підтримувати біологічні процеси на його борту. Коротше кажучи, варіант з гігантським космічним кораблем виглядає найбільш фантастичним ».

«Можливо, найбільш спірним питанням з приводу станції" Елізіум "є її відкритість для космічної середовища», - пояснює Ду.

«У фільмі показано, як космічний корабель просто сідає на галявину після того, як прилітає з відкритого космосу. Тут немає ніяких стикувальних шлюзів тощо. Але ж така станція повинна бути повністю ізольована від зовнішнього середовища. В іншому випадку атмосфера тут довго не затримається. Можливо, відкриті ділянки станції можна буде захистити якимось невидимим полем, яке дозволить сонячному світлу проникати всередину і підтримувати життя в висаджених тут рослинах і деревах. Але поки це всього лише фантастика. Таких технологій немає ».

Сама ідея станції в формі кілець чудова, але поки не реалізовується.

Підземні міста, як в «Матриці»

Події трилогії «Матриця» в дійсності відбуваються на Землі. Однак поверхня планети заселена роботами-вбивцями, і тому наш будинок виглядає як чужий і дуже негостинний мир. Для виживання людям довелося спуститися під землю, ближче до ядра планети, де все ще тепло і більш безпечно. Основна ж проблема при таких реальних збіги обставин, крім, звичайно ж, складності при транспортуванні обладнання, яке буде потрібно для створення підземної колонії, буде полягати в підтримці контакту з рештою людства. Ду пояснює цю складність на прикладі Марса:

«Підземні колонії можуть зустрітися з проблемами спілкування між собою. Зв'язок між підземними колоніями на Марсі і Землі зажадає створення окремих потужних комунікаційних ліній і орбітальних супутників, які стануть мостом для передачі повідомлень між двома планетами. Якщо буде потрібно наявність постійної комунікаційної лінії, то в цьому випадку буде необхідно використання як мінімум ще одного додаткового супутника, який буде розташовуватися на орбіті Сонця. Він буде приймати сигнал і відправляти його на Землю, коли наша планета і Марс будуть перебувати по різні боки зірки ».

Терраформіровать астероїд, як в романі «2312»

У романі Кіма Стенлі Робінсона люди провели Терраформирование астероїда і побудували на ньому свого роду тераріум, в якому штучна гравітація створюється за рахунок центростремительной сили.

Експерт NASA Ел Глобус каже, що важливіше за все буде вирішити питання герметичності астероїда, враховуючи, що більшість з них представляються по суті великими шматками різного космічного «сміття». Крім того, експерт каже, що астероїди дуже погано піддаються обертанню, а зміна центру його гравітації потребуватиме певних зусиль при коригуванні його курсу.

«Однак будівництво космічної станції на астероїді дійсно можливо. Потрібно буде лише знайти великий і найбільш підходящий літаючий шматок скелі », - говорить Ду.

«Що цікаво, NASA планує щось подібне в рамках своєї місії Asteroid Redirect Mission».

«Одне із завдань полягає у відборі найбільш підходящого астероїда, який володіє потрібною структурою, формою і орбітою. Були концепти, згідно з якими розглядалося питання приміщення астероїда між Землею і Марсом. Поведінка астероїдів в даному випадку змінювалося таким чином, що вони діяли б як транспортники між двома планетами. Додаткова маса навколо астероїда в свою чергу забезпечувала захист від впливу космічної радіації ».

«Головне ж завдання, пов'язана з даними концептом, полягала б в пересуванні потенційно достатньо відповідного для проживання астероїда на певну орбіту (це вимагало б наявності технологій, якими ми зараз не маємо), а також видобутку та переробки корисних копалин на цьому астероїді. Досвіду в цьому у нас поки теж немає ».

«Розміри і щільність подібного об'єкта більше підходять для відправки туди команди з 4-6 осіб, ніж будівництва чогось рівня колонії. І підготовкою до цього NASA зараз і займається ».