Терраформирование луны. Терраформирование планет солнечной системы (начало)
→Несмотря на то , что, по мнению многих ученых, Луна является наиболее привлекательным космическим объектом для потенциальной колонизации, на начальном этапе осуществления подобного проекта все равно потребуется предварительное терраформирование спутника. Методы терраформирования в каждом конкретном случае определяются в зависимости от таких факторов, как размеры космического тела, наличие атмосферы, силы притяжения, магнитного пол, а также основных элементов, необходимых для зарождения и поддержания жизнедеятельности.
Итак, что касается Луны, то площадь поверхности спутника немного превышает площадь Африки. На Луне слабая гравитация, которая не позволяет спутнику удержать плотную атмосферу. Ускорение свободного падения здесь равно 1,62 м/с2. Даже если попытаться искусственно создать атмосферу на Луне, используя привозные материалы, то спутник вряд ли сможет удержать ее. В лучшем случае, состояние атмосферы необходимо будет постоянно поддерживать с помощью дополнительного ввоза материалов. Поэтому на данном этапе ученые рассматривают пока лишь возможность создания изолированных купольных поселений – закрытых экологических систем.
Однако вернемся все же к планам по терраформированию спутника. Как уже было отмечено выше, первым этапом терраформирования является создание атмосферы. Для достижения этой цели ученые предлагают метод бомбардировки поверхности Луны ледяными астероидами. Однако из-за непосредственной близости Земли подобная бомбардировка может представлять угрозу для нашей планеты, поэтому данный метод требует очень точный расчетов, а также анализа возможных нештатных ситуаций. Исходя из этого, уже сейчас можно твердо заявить, что это должны быть не очень крупные астероиды с диаметром не более нескольких сотен метров, а сама бомбардировка должна производиться по касательной траектории к поверхности, направленной прочь от планеты.
Однако, по мнению некоторых специалистов, для создания атмосферы вовсе необязательно производить бомбардировку, достаточно вывести астероиды на низкую окололунную орбиту таким образом, чтобы астероиды постоянно сталкивались друг с другом и дробились. При этом ожидается, что мелкие кристаллы льда попадут в зону притяжения Луны и создадут экваториальное атмосферное кольцо, которое со временем распространится по всей поверхности. Таким образом, будет создана первичная атмосфера, в условиях которой можно даже обратиться к методу бомбардировки астероидами, которая будет проходить теперь гораздо мягче.
Учеными также теоретически рассматривается возможность изменить наклон оси Луны для обеспечения на спутнике смены времен года, а также придать ей суточное вращение (на данный момент сутки на спутнике длятся 28 земных дней).
Второй этап по террафомированию спутника может заключаться в заселении поверхности земными бактериями и водорослями, которые были бы достаточно устойчивыми для выживания в условиях первичной атмосферы и солнечной радиации.
Стоит отметить, что многие относятся к потенциальной колонизации Луны критически, заявляя, что тот же Марс (несмотря на его отдаленность) является более привлекательным объектом. Неблагоприятными факторами, которые могут сильно помешать осуществлению плана, являются лунные сутки, малопригодные для поддержания жизни растений, сильная солнечная радиация, значительные перепады суточных температур и так далее. Тем не менее, ученые продолжают разрабатывать план по освоению спутника. Основным стимулом для них служит гелий-3 (редкий изотоп, использующийся на предприятиях термоядерного синтеза), который в больших количествах содержится в почвах Луны.
Колонизация Луны в фантастике
Тема создания человеческих поселений на Луне всегда была одной из самых популярных тем научной фантастики. И в то время, как подавляющее большинство историй описывают лунные поселения, которые строятся на поверхности с использованием герметичных куполов или под поверхностью, есть несколько примеров, в которых сама Луна является приятной и дружелюбной для проживания средой для людей.
Самый ранний известный пример - это, пожалуй, короткий рассказ «La Journée d’un Parisien au XXIe siècle» («День парижанина 21 века»), написанный французским автором Октавой Беллар. Вышедшая в 1910 году история рассказывает, как атмосфера Луны постепенно менялась и как выращивались растения, чтобы превратить Луну в рай для исчезающих видов и человеческих колонистов.
В 1936 году американская писательница К. Мур написала «Потерянный рай», роман про контрабандиста и космического рейнджера, живущего в колонизированной Солнечной системе. В романе Луна представлена как некогда плодородное место и описывается, как она постепенно стала безвоздушной пустыней. В 1945 году британский писатель К. Льюис написал роман, в котором Луна была домом для расы экстремальных евгеников.
Артур Кларк написал несколько романов и коротких рассказов про лунные колонии в 50-70 годы 20 века. В 1955 году он написал «Земной свет, в котором лунное население попало под перекрестный огонь, когда началась война между Землей и альянсом Венеры и Марса. В 1961 вышел роман «Лунная пыль», в котором туристический крейсер «Селена» погружался в море лунной пыли.
В 1968 году вышел знаменитый роман Кларка «Космическая Одиссея 2001 года», часть которого развивается на колонизированной Луне, где нашли загадочный монолит (магнитная аномалия Тихо). «Свидание с Рамой», выпущенный в 1973 году, также упоминает колонизированную Луну, которая стала частью объединенных планет Солнечной системы.
Роберт Хайнлайн тоже писал о людях на Луне. Среди его раннего - «Космическое семейство Стоун» (1952), про семейку Стоунов, живущую на Луне, которая хочет покинуть дом и исследовать Солнечную систему. В 1966 году он получил премию Хьюго за роман «Луна - суровая хозяйка», в котором подземная лунная колония снабжает Землю едой и минералами.
Нехватки в романах про Луну, как колонизированную, так и терраформированную, конечно, нет. Но это фантастика. Давайте посмотрим, как обстоят дела в реальности.
Наука лунных поселений
За последние несколько десятков лет предлагались многочисленные варианты строительства колонии (или колоний) на Луне. Большая их часть возникла на заре космической эпохи, планы прорабатывались как в СССР, так и в США с развитием программы «Аполлон». В последние годы стало поступать больше предложений вернуться на Луну к 2020-м и вновь пробудился интерес к созданию постоянного поселения. Тем не менее есть несколько научных предложений, которые появились еще до 20 века.
К примеру, в 1638 году епископ Джон Уилкис - английский священник, естествоиспытатель, член Лондонского королевского общества - написал «Рассуждение на тему нового мира и другой планеты», в котором предсказал появление колонии людей на Луне. Легендарный русский инженер, ракетостроитель, ученый и космонавт-теоретик Константин Эдуардович Циолковский предлагал при своей жизни (1857-1935) построить космический лифт и выдвигал предположение, что лунное поселение станет важным шагом в становлении человечеством покоряющего космоса вида.
К 1950-м и 60-м годам предложения стали расти как снежный ком - вместе с появлением программы «Аполлон» возникли и планы разместить астронавтов на Луне на постоянной основе. В 1954 году Артур Кларк предложил построить лунную базу из надувных модулей и накрыть их лунной пылью для изоляции.
Самое первое поселение по его плану потребует строительства зданий по типу иглу и надувной радиомачты, за чем последует строительство большого постоянного купола. Кларк предлагал очищать воздух фильтром на основе водорослей, ядерным реактором генерировать энергию и электромагнитными пушками запускать грузы и топливо для межпланетных судов в космосе.
В 1959 году Джон Райнхарт - директор Mining Research Laboratory в горной школе Колорадо - опубликовал предложение под названием «Базовые критерии для застройки Луны» в журнале Британского межпланетного сообщества. Его концепция «плавучей базы» включает полуцилиндры с полукуполами на обоих концах и микрометеороидный щит над базой. Основана такая идея была на том, что в те времена считалось, что на Луне океаны пыли глубиной в полтора километра в некоторых местах.
В то же время возникли планы по размещению военных баз на Луне. Среди них проект «Горизонт» - американский план построить форт на Луне к 1967 году. ВВС США также предложили проект «Люнекс» в 1961 году, который подразумевал создание подземной базы ВВС на Луне к 1968 году.
В 1962 году Джон Денике (менеджер программы перспективных программ NASA) и Стэнли Зан (технический директор по исследованиям лунных баз в космическом отделении компании Martin) опубликовали предложение построить лунную базу. Их идея включала строительство подповерхностной базы, расположенной в Море Спокойствия, которая будет полагаться на ядерные реакторы для энергии и системы фильтрации из водорослей.
В последние годы многие космические агентства набрасывают предложения по строительству колоний на Луне. В 2006 году Япония пообещала построить базу на Луне к 2030 году. Россия сделала подобное предложение в 2007 году, с планами на базу к 2027-2032 году. В 2007 году Джим Берке из Международного космического университета во Франции предложил создать лунный «ноев ковчег», в котором человеческая цивилизация могла бы пережить катастрофическое событие.
В августе 2014 года представители NASA встретились с лидерами отрасли, чтобы обсудить рентабельные способы построения лунной базы в полярных регионах к 2022 году. В 2015 году NASA изложила концепцию строительства лунного поселения, которое будет полагаться на роботов-работников (известных как «Трансформеров») и гелиостаты в процессе строительства. В 2016 году Йохан-Дитрих Вернер, новый глава ЕКА, предложил построить международную деревню на Луне в качестве преемника Международной космической станции.
> Терраформирование Луны
Колонизация Луны в пригодную для жизни среду обитания. Читайте методы создания колоний на спутнике, реальные исследования и использование метеоритов и комет.
С самого начала освоения космического пространства писатели затрагивали тему колонизации чужих миров. Все это основывалось на теме преобразования, то есть использования земных технологий для нормализации температуры, экологии, атмосферы и т.д. Ближайшим к нам небесным объектом в Солнечной системе выступает Луна, поэтому футуристы задумывались о том, возможно ли терраформирование Луны .
Земной спутник выступает наиболее привлекательной целью, потому что находится близко, нам уже удалось высадить туда людей, обладаем наибольшем количеством информации о нем и на доставку потратим наименьше времени. Как же будет выглядеть колонизация Луны?
Терраформирование Луны
Лунная колонизация в литературе
Это одна из популярнейших тем в научной фантастике. Есть много примеров с использованием куполов или же постройкой жилищ под поверхностью, но были и случаи, где сам спутник становился пригодной средой обитания.
Наиболее ранний – рассказ «День парижанина в 21-м веке», написанный в 1910 году Октавом Беллардом. Он описал, как на Луне постепенно сформировали атмосферный слой, насадили растений и создали колонии.
В 1936 году появился «Потерянный рай» от К. Л. Мура. В центре находится история о пилоте космического корабля, живущего в заселенной системе. Несколько историй о лунной колонии вышло от Артура Кларка в 1950-1970-х гг. В 1955 году у него появился «Земной свет», где наш спутник оказался под перестрелкой между Землей и объединенными Марсом и Венерой.
В 1968 году появился еще один его роман «2001: Космическая одиссея», где была заселенная Луна и странный монолит. Позже снимут одноименный фильм. О поселениях писал Роберт А. Хейнлейн, где на спутнике проживала семья камней.
Было также много романов о лунатиках – лунном народе, вынужденном жить под землей. В некоторых историях они были миролюбивыми и даже отправляли на Землю продукты питания и помощь, а в других – объявляли нам войну.
Исследования Луны
В последнее время все чаще поднимаются темы постройки базы на спутнике. Главным толчком стала серия миссий Аполлон. Сейчас многие поддерживают идею вернуться к Луне до 2020-го года. Но эти мысли возникали намного раньше 20-го века.
Еще в 1638 году епископ Джон Уилкинс написал трактат, где пророчил лунное поселение. Первым о космическом лифте заговорил Константин Циолковский, который также утверждал, что лунная колония станет важным шагом в освоении глубокого космоса.
В период программы Аполлон обсуждали идею не только высадить астронавтов на поверхность, но и заняться постройкой постоянного поста. В 1954 году Артур Кларк предложил использовать надувные модели, которые можно покрыть лунной пылью, гарантирующей защиту и изоляцию.
Он предлагал, чтобы космонавты сначала построили иглуподобные конструкции и надувные радиомачты, что позже станет крупным стабильным куполом. Также он говорил, что можно очистить воздух при помощи фильтра из водорослей, а ядерным реактором обеспечивать энергию.
Появлялись также идеи колонизации Луны с военными базами. Это был проект Горизонт (США) в 1967 году.
В 1962 году возник проект с лунным фортом, который мог расположиться под поверхностью Моря Спокойствия, а энергия создавалась ядерными реакторами. В 2006 году японцы заявили о своем намерении к 2030-му году создать на спутнике базу. О том же говорили Франция и Россия в 2007 году.
В 2014 года представители НАСА серьезно взялись за решение вопроса и в 2015 году подготовили концепцию лунного поселения, где основную работу будут делать роботы.
Потенциальные методы терраформирования Луны
Не будем забывать, что подобные миссии сталкиваются с рядом проблем. Начнем с того, что у Луны слишком тонкий слой атмосферы (экзосфера) и летучих элементов крайне мало. На нижнем рисунке можно увидеть, как будет выглядеть измененная и освоенная Луна с постоянной колонией.
Проблемы можно решить, если научиться захватывать пролетающие мимо кометы, внутри которых есть водяной лед и летучие вещества. Кометы бы рассеивались и постепенно сформировали атмосферный слой. Даже удары высвободят спрятанную в реголите воду.
Импульс от комет приведет к тому, что лунное вращение ускорится, и она выйдет из блока с нашей планетой. Луна с 24-часовым циклом стала бы более доступной для адаптации. Также для колонии можно использовать кратеры с водяным льдом. Там можно быстрее создать атмосферу и вырастить растения.
Потенциальные преимущества терраформирования Луны
Прежде всего, Луна ближе всех расположена к Земле, поэтому затраты на колонизацию будут значительно ниже.
Тем более, что направить в ее сторону кометы намного проще. И если для других объектов понадобятся тысячи, то здесь хватить и сотни. Поверхностную воду можно создать из водяного льда в лунном грунте, а также полярных тайников. Для этого нужно добавить аммиачные или метановые льды, которые можно добыть из пояса Койпера.
К тому же колония сможет себя обеспечить, используя местные ресурсы. Луна по составу напоминает нашу планету, поэтому их можно применить в качестве защиты от радиации. В верхнем слое почвы много гелия-3, который используется в термоядерных реакторах.
Луна рассматривается как некая перевалочная база для дальних космических миссий. Можно будет использовать лунную воду для формирования водородного топлива и это сэкономит миллиарды долларов. Тем более, что с освоением Луны будет намного проще перейти к Марсу и дальше.
Спутник обладает низкой гравитацией, поэтому ракету проще запустить. К тому же, это своеобразная тренировка и попытка населить чужой объект. В конце концов, марсианские условия намного враждебнее. Не будем забывать о целой сети лавовых труб, чьи масштабы позволяют создать крупный город.
Потенциальные вызовы при терраформировании Луны
У нас все еще нет необходимых инструментов для массового сбора комет, тем более, что на их создание придется хорошенько потратиться. Представьте, что нам необходимо где-то достать хотя бы сотню космических кораблей с мощным двигателем, способным совершить полет в обе стороны за короткий временной промежуток.
Мы все еще пытаемся справиться с влиянием микрогравитации, которая атрофирует мышцы и разрушает кости. На саму трансформацию спутника (создание атмосферы, экологии, растительности) уйдет много времени.
Давайте также не забывать об особенностях спутника. Лунные ночи длятся 354 часа, поэтому нам нужно как-то выкручиваться без солнечной энергии (это не касается полярных участков). Поселения должны будут создать источник обогрева, чтобы справиться с серьезными температурными колебаниями.
Отсутствие атмосферы приводит к незащищенности перед лучами и метеоритными ударами. Многие проблемы решают подземные колонии возле полярных регионов, которые сильнее всего освещены. Или же придется использовать термоядерные реакторы.
Зачем так мучится? Потому что среди всех объектов в Солнечной системе Луна выступает максимально дешевым вариантом. Это попытка покорить небесное тело и проверить наши силы. К тому же ее ресурсы можно будет использовать и на Земле.
