Ganymed Project

Концепция Фазa 1) Зонд Ионный двигатель Саморепликация Фаза 3) Добыча иридия Металло-плазменный РД Электромагнитный разгонник Фаза 4) Жилая станция Станция "Астросфера" Станция "Форпост" Кинетический разгонник Франчайз Зачем нам космос? Почему именно астероиды? Mission Statement Что делать? Возникновение жизни Часто задаваемые вопросы Галерея 3D-иллюстаций Программа Navigator Инженерные рассчеты Ссылки	Почему именно астероиды? По сравнению с колоницацией планет Солнечной Системы, колонизация астероидов имеет следующие плюсы: 1) Максимальное количество населения. Количество людей на планете естественным образом ограничивается количеством солнечного света, падающим на планету. В открытом космосе подобного ограничения не существует. Из-за наличия силы тяжести на любой планете чрезвычайно дорого строить здания. В невесомости отношение внотреннего обьема станции к массе внешних стенок может быть сколь угодно велико (за счет увеличения размеров станции). Внутренние переборки не несут никакой нагрузки и могут быть сделаны из любого материала. Принимая во внимание, что астероидов извество около двух тысяч штук, и каждый обладает запасами железа на сотни миллиардов человек, становится очевидно, что жилищный кризис человеку на астероидах на грозит. Единственный дефицитный ресурс в космосе - обычная вода. Резервы углекислоты, минералов и металлов можно считать неограниченными. Именно количество воды определяет, какое количество орошаемой плодородной почвы мы можем себе позволить. Сколько воды нужно одному человеку? Это комплексный вопрос, не имеющий однозначного ответа. Вот несколько цифр для сравнения. Самый масштабный экперимент на выживание человека в замкнутой экосистеме был поставлен в комплексе Биосфера-2. Восемь человек два года жили в изолированной системе теплиц, не получая извне ничего, кроме редких передач продуктов и кислорода. В проекте Биосфера-2 на одного человека приходилось 0.1875 гектара полезной площади, из которых на огороды было выделено не больше 10% [10]. NASA для полетов к Марсу разрабатыет обитаемые модули, в которых на человека приходится не больше 15 квадратных метров теплиц, но эти теплицы полагаются на последние достижения техники, в первую очередь системы регенерации воздуха. Любой заядлый дачник знает, что для обеспечения калорийной пищей одного человека ему требуется от 0.3 до 0.5 Га. В развитых странах на душу населения приходится в среднем 0.80 Га полей [11]. Однако, наша цель - создание общества с высокими стандартами потребления, недостижимыми на Земле. Поэтому в своих прикидках я буду брать по максимуму - 1 Га на человека. Примем толщину плодородного слоя почвы за 10 см, и будем считать, что вещество кометы будет утилизованно на 100% (это близко к истине - по большинству оценок, в ядре кометы 90% минеральных оснований и 2% воды, что соответствует составу земной почвы). Возьмем для примера комету 95P/Chiron. Она плохой кандидат для колонизации на первых порах, так как находится на высокой орбите, но зато ее масса точно известна - 2.7*10^18 кг [9]. Следовательно, подобная комета способна прокормить 270 миллиардов человек, если на доставить достаточное количество конструкционных материалов (металла). Более подробные рассчеты приведены на странице "Max_Population". Для сравнения, население всей нашей Земли - всего 6.52 миллиардов человек [5]. 270 миллиардов в одном сверх-городе - это беспрецедентная концентрация научной мысли, производства и сферы обслуживания. Поскольку этот сверх-город простирается не в вдух, а в трех измерениях, его жители не будут знать транспортных проблем. Если каждого жителя обеспечить квартирой в 300 м2, и вынести сельскохозяйственные угодья за пределы города, он будет преставлять из себя куб со стороной 59 километров. Если каждую квартиру обеспечить исскуственной гравитацией в пределах 0.7 - 1.3 G, мы получим куб со стороной 71 километр. При использовании транспорта на магнитной подвеске, развивающего ускорение в 1 G, можно будет пересечь весь город за 5 минут 37 секунд. Я не буду вдаваться в дальнейшие подробности, так как все равно подобные вопросы будут стоять не перед нами, а перед нашими далекими потомками - для полного заселения сверх-города потребуется 1625 лет, если в каждой семье будет три ребенка. И таких городов может быть далеко не один. В поясе Койпера достаточно ледяных астероидов, чтобы разместить 18 тысяч подобных городов [Max_Population]. 2) Сравнительная дешевизна постройки первого космического поселения. Существует большое количество проектов колонизации космического пространства. Наиболле близким к реальности следует считать "Mars Homestead Project". При нынешних технологиях и современных ценах на доставку грузов на Марс для осуществления этого проекта требуется многие триллионы долларов, причем сколько именно триллионов долларов необходимо, подчитать представляется невозможным. Документация проекта "Mars Homestead Project" содержит детальные рассчеты массы полезного груза, небходимого для развертывания того или иного производства, неоходимого для существования автономной марсианской базы. Однако, после прочтения любого из этих инженерных проектов становится очевидно, что проект не является полным. Например, детально описывается процесс получения листового стекла из сырья - стекольной шихты. Это, безусловно, интересно. Однако, стекольная шихта состоит из многих компонентов, в первую очередь кварцевого стекла. Про процесс получения любого из этих компонентов не сказанно ничего. Кроме того, неясно, из чего делать рамы, оконную замазку, резцы для стеклорезов и еще десятки и сотни необходимых сопутствующих товаров. Можно по разному оценивать степень готовности проекта к моменту, когда от общих фраз можно будет переходить к инженерным рассчетам и прикидкам, но я лично оцениваю ее в 10%. Одни только пилотируемые экпедиции на Марс (НЕ колонизация) оцениваются в 20 миллиардов долларов для начала, на разработку техники и развертывание производственных мощностей, и по 2 миллиарда долларов на каждую экспедицию [14]. 3) Самоокупаемость. На осуществление первой фазы моего проекта - добычи иридия и доставки его на Землю, постройка космической базы, готовой к приему людей - требуется сумма примерно на четыре порядка меньше, чем любой космический проект до этого. Вторую фазу, то есть колонизацию, я недеюсь финансировать за счет первой фазы. Более того, я недеюсь, что вторую фазу тоже удасться сделать самоокупаемой. Сейчас иридий стоит примерно 42 миллиона долларов за тонну. Я не вижу никаких технических сложностей, чтобы доставлять тысячи и миллионы тонн полезных грузов с околосолнечной орбиты на Землю. Доступные резервы иридия измеряются триллионами тонн (на каждом астероиде). Разумеется, как только мы доставим первую партию иридия на Землю, множество компаний и организаций попытаются повторить наш успех. Моя идея настолько проста, что ее вряд ли удасться запатентовать. Цены на иридиум, платину и другие вещества, которых легко добывать на астероидах, упадут. Однако, тут вступят в силу законы планетарной механики. Груз невозможно доставить с одной планеты на другую мгновенно. Путь туда и обратно займет минимум пять лет. Тот, кто будет монопольно владеть рынком в течение этих пяти лет, снимет все сливки. 4) Расстояние. Астероиды - самая достижимое для нас космическое тело. В таблице ниже приведен импульс, необходимый для посадки на некоторые тела Солнечной Системы: Марс: 6.3 км/сек Луна: 6.0 км/сек Ближайший астероид: 3.998 км/сек Цифры взяты отсюда: http://echo.jpl.nasa.gov/~lance/delta_v/delta_v.rendezvous.html В этой таблице можно найти 546 астероидов, которые для нас более достижимы, чем Луна. Не думайте, что разница невелика. С ростом необходимого импульса цена доставки груза растет экспоненциально. Например, при использовании ракетоносителя Falcon V цена доставки одного килограмма груза на ближайший к нам астероид в 2.4 раза меньше, чем цена доставки его на Луну. Я уже не говорю о том, для рейсов между астероидами и околоземной орбитой можно использовать эффективные ионные двигатели, а для посадки и взлёта с любой планеты, в том числе с Луны, придется использовать химические. 5) Возможность применения самокопирующейся техники. Мне кажется, что разработчики "Mars Homestead Project" убедительно показали, что колонизация космоса на нышених ракетоносителях при нынешнем уровне финансирования космических агентств всех стран мира абсолютно нереальна. Строить планы на столетия вперед тоже бессмысленно - от них будет не больше пользы, чем от "резервуаров для хранения электричества" из репертуара фантастов начала двадцатого века. Выход я вижу только один - использование самокопирующейся техники. Из всех тел Солнечной системы самые оптимальные условия для существования исскуственной жизни - на металлических астероидах. Давайте посмотрим, с какими сложностями нам придется столкнуться, если мы решим пойти по пути химического получения металлов в космосе (как мы это делаем на Земле), вместо того, чтобы использовать готовые металлы на астероидах. По условиям на поверхности наиболее близкая к Земле планета Солнечной Системы - Марс. В марсианском грунте много окислов двух металлов - аллюминия и железа. Остальных металлов слишком мало, чтобы обычный марсианский грунт можно было использовать в качестве сырья для их получения - необходимо искать месторождения, а это требует геологоразведки, то есть отдельного, крайне трудоемкого и астрономически дорогого проекта. Железо на Земле получают из магнитного колчедана (пирротина), имеющего химический состав FeS. Для этого процесса нужен каменный уголь и большая температура. На Марсе нет ни каменного угля, ни других восстановителей, так как они не могут существовать на планете без биологической жизни с избытком воды на поверхности - если бы они кагда-то и были, то давно бы уже окислились. Аллюминий на Земле получают электролизом из корунда с использованием анода из опять же каменного угля. Основной проблемой получения аллюминия на Марсе является даже не каменный уголь, а электричество, которого требуется от 13 до 18 тысяч киловатт-часов на каждую тонну металла. Металлы в чистом виде есть (кроме астероидов) на Луне и Меркурии. Посадка на Меркурии требует огромного расхода топлива - ни один космический аппарат до сих пор не совершил мягкой посадки на поверхность Меркурия. Луна является самым близким конкурентом астероидов в качестве объекта колонизации. Более того, у нее есть ряд преимуществ. Электромагнитную пушку можно строить прямо на поверхности, выводить ее на окололунную орбиту не требуется. На Луне есть вода, металлы и пригодный для сельского хозяйства грунт. Более того, на Луне все это собрано на одном небесном теле, в то время как с комет и астероидов все эти компоненты придется собирать в одном месте космическими перевозками. Основной недостаток Луны в том, что у нее не может быть большого будущего. Вода найдена на Луне лишь в одном месте - бассейне Эйткена [12]. Результаты других ученых опровергают наличие воды, а последние исследования утверждают, что вода на Луне есть, но в очень небольших количествах (от 0.3 до 1.0% по массе). Резюмируя, можно сказать, что судьба воды на Луне туманна, а возможность ее добычи из лунного реголита еще туманнее. Углерода на Луне мало и он связан в химических соединениях; азота нет совсем. Существование полностью автономного поселения мне преставляется невозможным. Там может существовать небольшая колония, в пределах десятка, максимум сотни человек. Доставка воды с Земли астрономически дорога (около 7к$ за килограмм). Доставка воды с комет потребует огромного грузопотока, да и просто бессмыссленна - жить поближе к воде куда проще. Доставка готовой пищи с комет потребует массового производства химических двигателей, способных осуществить мягкую посадку на поверхность Луны - ведь ионные двигатели, электромагнитные пушки и прочие дешевые средства передвижения применять нельзя. Луна не может быть самоцелью. Там можно наладить добычу чего-нибудь, например гелия-3, но это проще будет сделать автоматикой. Даже если окажется выгодным держать на лунной базе небольшой штат обслуживающего персонала, это никак не изменит жизнь большинства населения Земли. В то же время космические поселения в поясе астероидов вполне могут стать доступными (с финансовой точки зрения) подавляющему большинству населения развитых стран, то есть многим сотням миллионов человек, в самое ближайшее время. Луна и Марс после решения всех технических сложностей могут стать второй Антарктикой, только гораздо холоднее и гораздо дальше. Астероиды могут стать (и станут) второй Америкой, только на многие порядки прибыльнее и масштабнее. 6) Астероиды - первый шаг к звездам На нашем уровне технического развития я вижу лишь два сбособа добраться до звезд: 1) Проект "Орион". Звездолет с ядерным пульсирующим двигателем. Запуск подобного двигателя в атмосфере Земли приведет к радиационному заражению воздуха. Даже если забыть о требованиях, которые накладывает на размер корабля конструкция двигателя, человеку для многовекового путешествия требуются обширные помещения, тысячи тонн воды и продовольствия, в конце концов компания (общество себе подобных). Один из спроектированных звездолетов класса "Орион" имеет диаметр полтора километра, и я бы сказал, что это скорее консервативная оценка, чем преувеличение. Собрать и запустить подобный колосс можно лишь на астероидах. 2) Зонд с ионным двигателем (либо снаряд, выпущенный из электромагнитной пушки) может достигнуть одной из ближайших звезд за несколько десятков тысяч лет. Зонд может нести семена земных растений и организмы в состоянии анабиоза. В этом случае зонд сыграет роль зерна, из которого произойдет цивилизация, равная или даже превосходящая нашу собственную. Сравнительно легко переносят анабиоз холоднокровные (рыбы, насекомые, земноводные) и животные, впадающие в зимнюю спячку (сурки, медведи, белки). Биологически ближе всего к человеку именно последние. Сперму и яйцеклетки тоже можно замораживать и хранить неопределенно долго. Если зонд встретит планету, подходящую для земной жизни, он может высадить на ней земные бактерии (о более сложных формах жизни речи не идет, так как там никак не может существовать кислородной атмосферы). Возможно, именно так появилась жизнь на нашей планете - была занесена зондом другой цивилизации. Однако, вероятность встречи подходящей планеты исчезающе мала, и основная программа зонда будет другой. При встрече подходящего астероида зонд начнет самовоспроизводство и выполнение алгоритма, описанного в главе "Фаза 1". После создания космического поселения с достаточным количеством сьедобных растений, автоматика начнет пробуждение животных. Сначала жизненное пространство заполнят белки. Несколько поколений должно смениться, прежде чем белки избавятся от стресса и достаточно размножаться. Затем, путем исскуственного оплодотворения в матку белки будет внедрена оплодотворенная яйцеклетка некрупного вида обезьян. Маленькие обезьяны через несколько поколений тем же способом произведут на свет человекоподобных обезьян, а те, в свою очередь, людей. Мы вряд ли сумеем представить себе общество, которое они создадут. Вероятно, оно первоначально будет похоже на первобытную общину или на стаю, как живут дети и обезьяны. Обучающие программы научат их чтению, передадут им наши знания. Возможно, наши потомки даже смогут просмотреть записи наших телепередач, которые автоматика будет вести после их отлета, и увидеть смерть нашей цивилизации (я не говорю, что эта смерть неизбежна, но если она не случится, то мы, скорее всего, достигнем звезд раньше зонда, и в рождении детей столь противоестественным способом просто не будет необходимости). Чтобы приобщить детей к образованию, компьютеры могут выдавать им сладости или цветные игрушки в обмен на выполнение обучающих заданий. Нам будет тяжело передать им наши моральные нормы (предположим, что моральные нормы у нас есть). Чтобы по возможности избавить их историю от жестокости, лучше в программе зонда указать, что размер поселений должен опережать количество населения примерно на порядок. Полностью это, конечно, проблему не решит, но все же при отсутствии ресурсов, за которые можно драться, агрессивность у человека снижается. Вы думаете, что это чистая фантастика? Напротив, ничего невыполнимого или очень дорогого в этом нет. По большому счету, осталось создать лишь соответствующее программное обеспечение, а роботы и компьютеры производятся уже сейчас. Ключевым условием является создание самовоспроизводящегося зонда. Программа, способная осуществить оплодотворение и внедрение яйцеклетки, ничего сложного из себя не представляет. Я не берусь написать программу, способную полностью заменить ребенку мать (в основном из-за невозможности отладки - никто не даст экспериментировать с человеческим ребенком), но сравнительно несложно будет создать программу, обучающую обезьян принимать человеческого ребенка как своего. Чего тут сложного - видеокамера и простенькая логика - за кормление пробавляются очки, за плач отнимаются. Набрав определенное количество очков, обезьяна получает сладости. Безусловно систему не назовешь идеальной, и изрядный процент детей погибнет, но цена нескольких жизней меркнет по сравнению с выживанием человечества. Если вы считаете, что человечество будет жить долго и счастливо - я не спорю. В этом случае мы всегда сможем послать зонду директиву прервать выполнение программы. Я лично уверен, что зонду доведется поработать. В любом случае запасной план не помешает. Часто задаваемые вопросы к данному проекту колонизации звезд.

Концепция
Фазa 1) Зонд
Ионный двигатель
Саморепликация
Фаза 3) Добыча иридия
Металло-плазменный РД
Электромагнитный разгонник
Фаза 4) Жилая станция
Станция "Астросфера"
Станция "Форпост"
Кинетический разгонник
Франчайз
Зачем нам космос?
Почему именно астероиды?
Mission Statement
Что делать?
Возникновение жизни
Часто задаваемые вопросы
Галерея 3D-иллюстаций
Программа Navigator
Инженерные рассчеты
Ссылки

Почему именно астероиды?

По сравнению с колоницацией планет Солнечной Системы, колонизация астероидов имеет следующие плюсы:

1) Максимальное количество населения.

Количество людей на планете естественным образом ограничивается количеством солнечного света, падающим на планету. В открытом космосе подобного ограничения не существует.

Из-за наличия силы тяжести на любой планете чрезвычайно дорого строить здания. В невесомости отношение внотреннего обьема станции к массе внешних стенок может быть сколь угодно велико (за счет увеличения размеров станции). Внутренние переборки не несут никакой нагрузки и могут быть сделаны из любого материала. Принимая во внимание, что астероидов извество около двух тысяч штук, и каждый обладает запасами железа на сотни миллиардов человек, становится очевидно, что жилищный кризис человеку на астероидах на грозит.

Единственный дефицитный ресурс в космосе - обычная вода. Резервы углекислоты, минералов и металлов можно считать неограниченными. Именно количество воды определяет, какое количество орошаемой плодородной почвы мы можем себе позволить.

Сколько воды нужно одному человеку? Это комплексный вопрос, не имеющий однозначного ответа. Вот несколько цифр для сравнения. Самый масштабный экперимент на выживание человека в замкнутой экосистеме был поставлен в комплексе Биосфера-2. Восемь человек два года жили в изолированной системе теплиц, не получая извне ничего, кроме редких передач продуктов и кислорода. В проекте Биосфера-2 на одного человека приходилось 0.1875 гектара полезной площади, из которых на огороды было выделено не больше 10% [10]. NASA для полетов к Марсу разрабатыет обитаемые модули, в которых на человека приходится не больше 15 квадратных метров теплиц, но эти теплицы полагаются на последние достижения техники, в первую очередь системы регенерации воздуха. Любой заядлый дачник знает, что для обеспечения калорийной пищей одного человека ему требуется от 0.3 до 0.5 Га. В развитых странах на душу населения приходится в среднем 0.80 Га полей [11]. Однако, наша цель - создание общества с высокими стандартами потребления, недостижимыми на Земле. Поэтому в своих прикидках я буду брать по максимуму - 1 Га на человека. Примем толщину плодородного слоя почвы за 10 см, и будем считать, что вещество кометы будет утилизованно на 100% (это близко к истине - по большинству оценок, в ядре кометы 90% минеральных оснований и 2% воды, что соответствует составу земной почвы).

Возьмем для примера комету 95P/Chiron. Она плохой кандидат для колонизации на первых порах, так как находится на высокой орбите, но зато ее масса точно известна - 2.7*10^18 кг [9]. Следовательно, подобная комета способна прокормить 270 миллиардов человек, если на доставить достаточное количество конструкционных материалов (металла). Более подробные рассчеты приведены на странице "Max_Population".

Для сравнения, население всей нашей Земли - всего 6.52 миллиардов человек [5]. 270 миллиардов в одном сверх-городе - это беспрецедентная концентрация научной мысли, производства и сферы обслуживания. Поскольку этот сверх-город простирается не в вдух, а в трех измерениях, его жители не будут знать транспортных проблем. Если каждого жителя обеспечить квартирой в 300 м2, и вынести сельскохозяйственные угодья за пределы города, он будет преставлять из себя куб со стороной 59 километров. Если каждую квартиру обеспечить исскуственной гравитацией в пределах 0.7 - 1.3 G, мы получим куб со стороной 71 километр. При использовании транспорта на магнитной подвеске, развивающего ускорение в 1 G, можно будет пересечь весь город за 5 минут 37 секунд. Я не буду вдаваться в дальнейшие подробности, так как все равно подобные вопросы будут стоять не перед нами, а перед нашими далекими потомками - для полного заселения сверх-города потребуется 1625 лет, если в каждой семье будет три ребенка.

И таких городов может быть далеко не один. В поясе Койпера достаточно ледяных астероидов, чтобы разместить 18 тысяч подобных городов [Max_Population].

2) Сравнительная дешевизна постройки первого космического поселения.

Существует большое количество проектов колонизации космического пространства. Наиболле близким к реальности следует считать "Mars Homestead Project". При нынешних технологиях и современных ценах на доставку грузов на Марс для осуществления этого проекта требуется многие триллионы долларов, причем сколько именно триллионов долларов необходимо, подчитать представляется невозможным. Документация проекта "Mars Homestead Project" содержит детальные рассчеты массы полезного груза, небходимого для развертывания того или иного производства, неоходимого для существования автономной марсианской базы. Однако, после прочтения любого из этих инженерных проектов становится очевидно, что проект не является полным. Например, детально описывается процесс получения листового стекла из сырья - стекольной шихты. Это, безусловно, интересно. Однако, стекольная шихта состоит из многих компонентов, в первую очередь кварцевого стекла. Про процесс получения любого из этих компонентов не сказанно ничего. Кроме того, неясно, из чего делать рамы, оконную замазку, резцы для стеклорезов и еще десятки и сотни необходимых сопутствующих товаров. Можно по разному оценивать степень готовности проекта к моменту, когда от общих фраз можно будет переходить к инженерным рассчетам и прикидкам, но я лично оцениваю ее в 10%.

Одни только пилотируемые экпедиции на Марс (НЕ колонизация) оцениваются в 20 миллиардов долларов для начала, на разработку техники и развертывание производственных мощностей, и по 2 миллиарда долларов на каждую экспедицию [14].

3) Самоокупаемость.

На осуществление первой фазы моего проекта - добычи иридия и доставки его на Землю, постройка космической базы, готовой к приему людей - требуется сумма примерно на четыре порядка меньше, чем любой космический проект до этого. Вторую фазу, то есть колонизацию, я недеюсь финансировать за счет первой фазы. Более того, я недеюсь, что вторую фазу тоже удасться сделать самоокупаемой.

Сейчас иридий стоит примерно 42 миллиона долларов за тонну. Я не вижу никаких технических сложностей, чтобы доставлять тысячи и миллионы тонн полезных грузов с околосолнечной орбиты на Землю. Доступные резервы иридия измеряются триллионами тонн (на каждом астероиде). Разумеется, как только мы доставим первую партию иридия на Землю, множество компаний и организаций попытаются повторить наш успех. Моя идея настолько проста, что ее вряд ли удасться запатентовать. Цены на иридиум, платину и другие вещества, которых легко добывать на астероидах, упадут. Однако, тут вступят в силу законы планетарной механики. Груз невозможно доставить с одной планеты на другую мгновенно. Путь туда и обратно займет минимум пять лет. Тот, кто будет монопольно владеть рынком в течение этих пяти лет, снимет все сливки.

4) Расстояние.

Астероиды - самая достижимое для нас космическое тело. В таблице ниже приведен импульс, необходимый для посадки на некоторые тела Солнечной Системы:

Марс: 6.3 км/сек
Луна: 6.0 км/сек
Ближайший астероид: 3.998 км/сек

Цифры взяты отсюда:
http://echo.jpl.nasa.gov/~lance/delta_v/delta_v.rendezvous.html

В этой таблице можно найти 546 астероидов, которые для нас более достижимы, чем Луна.

Не думайте, что разница невелика. С ростом необходимого импульса цена доставки груза растет экспоненциально. Например, при использовании ракетоносителя Falcon V цена доставки одного килограмма груза на ближайший к нам астероид в 2.4 раза меньше, чем цена доставки его на Луну. Я уже не говорю о том, для рейсов между астероидами и околоземной орбитой можно использовать эффективные ионные двигатели, а для посадки и взлёта с любой планеты, в том числе с Луны, придется использовать химические.

5) Возможность применения самокопирующейся техники.

Мне кажется, что разработчики "Mars Homestead Project" убедительно показали, что колонизация космоса на нышених ракетоносителях при нынешнем уровне финансирования космических агентств всех стран мира абсолютно нереальна. Строить планы на столетия вперед тоже бессмысленно - от них будет не больше пользы, чем от "резервуаров для хранения электричества" из репертуара фантастов начала двадцатого века.

Выход я вижу только один - использование самокопирующейся техники. Из всех тел Солнечной системы самые оптимальные условия для существования исскуственной жизни - на металлических астероидах.

Давайте посмотрим, с какими сложностями нам придется столкнуться, если мы решим пойти по пути химического получения металлов в космосе (как мы это делаем на Земле), вместо того, чтобы использовать готовые металлы на астероидах.

По условиям на поверхности наиболее близкая к Земле планета Солнечной Системы - Марс. В марсианском грунте много окислов двух металлов - аллюминия и железа. Остальных металлов слишком мало, чтобы обычный марсианский грунт можно было использовать в качестве сырья для их получения - необходимо искать месторождения, а это требует геологоразведки, то есть отдельного, крайне трудоемкого и астрономически дорогого проекта. Железо на Земле получают из магнитного колчедана (пирротина), имеющего химический состав FeS. Для этого процесса нужен каменный уголь и большая температура. На Марсе нет ни каменного угля, ни других восстановителей, так как они не могут существовать на планете без биологической жизни с избытком воды на поверхности - если бы они кагда-то и были, то давно бы уже окислились. Аллюминий на Земле получают электролизом из корунда с использованием анода из опять же каменного угля. Основной проблемой получения аллюминия на Марсе является даже не каменный уголь, а электричество, которого требуется от 13 до 18 тысяч киловатт-часов на каждую тонну металла.

Металлы в чистом виде есть (кроме астероидов) на Луне и Меркурии. Посадка на Меркурии требует огромного расхода топлива - ни один космический аппарат до сих пор не совершил мягкой посадки на поверхность Меркурия.

Луна является самым близким конкурентом астероидов в качестве объекта колонизации. Более того, у нее есть ряд преимуществ. Электромагнитную пушку можно строить прямо на поверхности, выводить ее на окололунную орбиту не требуется. На Луне есть вода, металлы и пригодный для сельского хозяйства грунт. Более того, на Луне все это собрано на одном небесном теле, в то время как с комет и астероидов все эти компоненты придется собирать в одном месте космическими перевозками.

Основной недостаток Луны в том, что у нее не может быть большого будущего. Вода найдена на Луне лишь в одном месте - бассейне Эйткена [12]. Результаты других ученых опровергают наличие воды, а последние исследования утверждают, что вода на Луне есть, но в очень небольших количествах (от 0.3 до 1.0% по массе). Резюмируя, можно сказать, что судьба воды на Луне туманна, а возможность ее добычи из лунного реголита еще туманнее. Углерода на Луне мало и он связан в химических соединениях; азота нет совсем. Существование полностью автономного поселения мне преставляется невозможным.

Там может существовать небольшая колония, в пределах десятка, максимум сотни человек. Доставка воды с Земли астрономически дорога (около 7к$ за килограмм). Доставка воды с комет потребует огромного грузопотока, да и просто бессмыссленна - жить поближе к воде куда проще. Доставка готовой пищи с комет потребует массового производства химических двигателей, способных осуществить мягкую посадку на поверхность Луны - ведь ионные двигатели, электромагнитные пушки и прочие дешевые средства передвижения применять нельзя.

Луна не может быть самоцелью. Там можно наладить добычу чего-нибудь, например гелия-3, но это проще будет сделать автоматикой. Даже если окажется выгодным держать на лунной базе небольшой штат обслуживающего персонала, это никак не изменит жизнь большинства населения Земли. В то же время космические поселения в поясе астероидов вполне могут стать доступными (с финансовой точки зрения) подавляющему большинству населения развитых стран, то есть многим сотням миллионов человек, в самое ближайшее время.

Луна и Марс после решения всех технических сложностей могут стать второй Антарктикой, только гораздо холоднее и гораздо дальше. Астероиды могут стать (и станут) второй Америкой, только на многие порядки прибыльнее и масштабнее.

6) Астероиды - первый шаг к звездам

На нашем уровне технического развития я вижу лишь два сбособа добраться до звезд:

1) Проект "Орион". Звездолет с ядерным пульсирующим двигателем. Запуск подобного двигателя в атмосфере Земли приведет к радиационному заражению воздуха. Даже если забыть о требованиях, которые накладывает на размер корабля конструкция двигателя, человеку для многовекового путешествия требуются обширные помещения, тысячи тонн воды и продовольствия, в конце концов компания (общество себе подобных). Один из спроектированных звездолетов класса "Орион" имеет диаметр полтора километра, и я бы сказал, что это скорее консервативная оценка, чем преувеличение. Собрать и запустить подобный колосс можно лишь на астероидах.

2) Зонд с ионным двигателем (либо снаряд, выпущенный из электромагнитной пушки) может достигнуть одной из ближайших звезд за несколько десятков тысяч лет. Зонд может нести семена земных растений и организмы в состоянии анабиоза. В этом случае зонд сыграет роль зерна, из которого произойдет цивилизация, равная или даже превосходящая нашу собственную.

Сравнительно легко переносят анабиоз холоднокровные (рыбы, насекомые, земноводные) и животные, впадающие в зимнюю спячку (сурки, медведи, белки). Биологически ближе всего к человеку именно последние. Сперму и яйцеклетки тоже можно замораживать и хранить неопределенно долго.

Если зонд встретит планету, подходящую для земной жизни, он может высадить на ней земные бактерии (о более сложных формах жизни речи не идет, так как там никак не может существовать кислородной атмосферы). Возможно, именно так появилась жизнь на нашей планете - была занесена зондом другой цивилизации.

Однако, вероятность встречи подходящей планеты исчезающе мала, и основная программа зонда будет другой. При встрече подходящего астероида зонд начнет самовоспроизводство и выполнение алгоритма, описанного в главе "Фаза 1". После создания космического поселения с достаточным количеством сьедобных растений, автоматика начнет пробуждение животных. Сначала жизненное пространство заполнят белки. Несколько поколений должно смениться, прежде чем белки избавятся от стресса и достаточно размножаться. Затем, путем исскуственного оплодотворения в матку белки будет внедрена оплодотворенная яйцеклетка некрупного вида обезьян. Маленькие обезьяны через несколько поколений тем же способом произведут на свет человекоподобных обезьян, а те, в свою очередь, людей.

Мы вряд ли сумеем представить себе общество, которое они создадут. Вероятно, оно первоначально будет похоже на первобытную общину или на стаю, как живут дети и обезьяны. Обучающие программы научат их чтению, передадут им наши знания. Возможно, наши потомки даже смогут просмотреть записи наших телепередач, которые автоматика будет вести после их отлета, и увидеть смерть нашей цивилизации (я не говорю, что эта смерть неизбежна, но если она не случится, то мы, скорее всего, достигнем звезд раньше зонда, и в рождении детей столь противоестественным способом просто не будет необходимости).

Чтобы приобщить детей к образованию, компьютеры могут выдавать им сладости или цветные игрушки в обмен на выполнение обучающих заданий. Нам будет тяжело передать им наши моральные нормы (предположим, что моральные нормы у нас есть). Чтобы по возможности избавить их историю от жестокости, лучше в программе зонда указать, что размер поселений должен опережать количество населения примерно на порядок. Полностью это, конечно, проблему не решит, но все же при отсутствии ресурсов, за которые можно драться, агрессивность у человека снижается.

Вы думаете, что это чистая фантастика? Напротив, ничего невыполнимого или очень дорогого в этом нет. По большому счету, осталось создать лишь соответствующее программное обеспечение, а роботы и компьютеры производятся уже сейчас. Ключевым условием является создание самовоспроизводящегося зонда.

Программа, способная осуществить оплодотворение и внедрение яйцеклетки, ничего сложного из себя не представляет. Я не берусь написать программу, способную полностью заменить ребенку мать (в основном из-за невозможности отладки - никто не даст экспериментировать с человеческим ребенком), но сравнительно несложно будет создать программу, обучающую обезьян принимать человеческого ребенка как своего. Чего тут сложного - видеокамера и простенькая логика - за кормление пробавляются очки, за плач отнимаются. Набрав определенное количество очков, обезьяна получает сладости. Безусловно систему не назовешь идеальной, и изрядный процент детей погибнет, но цена нескольких жизней меркнет по сравнению с выживанием человечества. Если вы считаете, что человечество будет жить долго и счастливо - я не спорю. В этом случае мы всегда сможем послать зонду директиву прервать выполнение программы. Я лично уверен, что зонду доведется поработать. В любом случае запасной план не помешает.

Часто задаваемые вопросы к данному проекту колонизации звезд.