Главная › Гигиена › Терраформирование луны. Терраформирование Терраформирование луны

Терраформирование луны. Терраформирование Терраформирование луны

Практическое значение терраформирования состоит в необходимости для населения Земли продолжать своё размножение и расселение. При этом с течением времени и резким увеличением популяции появляется потребность в снятии территориальных ограничений для дальнейшего существования и развития. В известной мере такое стремление может быть также стимулировано расширением родительской звезды (солнца) и возникновения угрозы существования жизни. При расширении и смещении обитаемой зоны к периферии солнечной системы жизнь будет стремиться к перемещению в более комфортные условия.
Помимо природных факторов, существенную роль могут сыграть и последствия деятельности самого человечества: экономическая или геополитическая ситуация на планете; глобальная катастрофа, вызванная применением оружия массового поражения; истощение природных ресурсов планеты и др.

Возможность переселения во внеземные колонии со временем может привести к формированию культурных традиций, где переселение людей в колонии будет идти постоянно в течение многих поколений. Культурные традиции могут быть изменены прогрессом медицины, что может привести к значительному продлению человеческой жизни. Это, в свою очередь, может привести к «конфликту поколений», когда представители более молодых поколений и более старших начнут бороться между собой за жизненные ресурсы. Вообще, возможность решения политических конфликтов путём эмиграции диссидентов в колонии может значительно изменить политическую структуру многих демократических государств. В таком случае, процесс создания новых колоний будет подобен процессу строительства «элитных» микрорайонов, когда колонии создаются коммерческими структурами в надежде на окупаемость; или наоборот, строительству государственного жилья для малоимущих слоев населения для уменьшения уровня преступности в трущобах и уменьшения влияния политической оппозиции в них. Рано или поздно «недвижимость» в Солнечной системе будет поделена и процесс переселения не будет ограничиваться существующими в Солнечной системе планетарными объектами, но будет направлен в сторону других звездных систем. Вопрос об осуществимости подобных проектов упирается в технологичность и выделение достаточных ресурсов. Как и в любых других сверхпроектах (как, например, строительство огромных ГЭС или железных дорог «от моря до моря», или, скажем, Панамского канала), риск и размер инвестиций слишком велик для одной организации и с большой вероятностью потребует вмешательства государственных структур и привлечения соответствующих инвестиций. Время реализации проектов по терраформированию околоземного пространства в лучшем случае может измеряться десятилетиями или даже столетиями.

Критерии пригодности планет к терраформированию

Не всякая планета может быть пригодна к терраформированию. В данный момент, на основе полученных научных данных, считается что планетами категорически не пригодными к заселению людьми являются планеты-гиганты, и прежде всего Юпитер и Сатурн. Непригодность этих планет обусловлена сверхвысокой гравитацией, отсутствием твёрдой поверхности, и высоких температур у нижней границы атмосферы, а также высокого радиационного фона. В Солнечной системе наиболее подходящими условиями для поддержания жизни в течение 1-2,5 миллиардов лет в случае терраформирования обладает прежде всего Марс, затем в меньшей степени (300—500 млн лет) Венера. Остальные планеты либо совершенно непригодны к терраформированию, либо встречают практически неограниченные трудности к преобразованию своих климатических условий. Например Меркурий также может быть терраформирован, но сроки существования приемлемых условий для обитания живых организмов не могут превышать 10-30 миллионов лет, и только на полюсах. Естественно, что пригодность планет к терраформированию зависит от физических условий, в которых эти планеты находятся. Основными из этих условий являются:

Сила тяжести на поверхности планеты : совершенно очевидно, что гравитация планеты, подвергаемой терраформированию, должна быть достаточной для удержания нужной атмосферы с соответствующим газовым составом и влажностью. В этом аспекте планеты, имеющие слишком малые размеры и массу, совершенно непригодны, так как будет происходить существенная утечка атмосферы в космическое пространство. С другой стороны, необходимая степень притяжения необходима для нормального существования на планете живых организмов, их размножения и устойчивого развития.
Объём принимаемой солнечной энергии : достаточный для прогрева поверхности и атмосферы планеты объём солнечной энергии совершенно необходим для проведения работ по терраформированию планет. Прежде всего, освещённость планеты Солнцем (равно как и любой другой родительской звездой) должна быть достаточной для прогрева атмосферы планеты как минимум в условиях искусственного парникового эффекта для поддержания температур на поверхности, достаточных для устойчивого нахождения воды в жидком состоянии. С другой стороны, освещённость необходима для осуществления воспроизводства энергии с помощью фото- или термопреобразователей для нужд населения планеты и (в перспективе) для выполнения задач по терроформированию. При взгляде с точки зрения освещённости хорошо заметно, что зона, в которой есть необходимый объём солнечной энергии и в которой могут находиться подходящие планеты, едва достигает орбиты Сатурна, а следовательно в более глубоких областях космоса терроформирование в настоящее время невозможно. В тоже время в будущем при расширении Солнца уровень энергии, достаточный для кратковременного (несколько сот миллионов лет) поддержания окажется в пределах орбиты Плутона или же даже в ближних областях Пояса Койпера.
Наличие воды : необходимое для поддержания заселения планеты животными и растениями количество воды — это одно из неизменных условий для возможностей расселения и успешного терраформирования той или иной планеты. Важно отметить, что в солнечной системе не так много миров, которые располагают достаточными объёмами воды, и в этой связи кроме Земли может быть упомянут лишь Марс и спутники Юпитера: Европа, Ганимед и Каллисто. Вопрос наличия воды на Титане пока остаётся открытым. В иных случаях вода должна быть завезена на планеты с помощью технических средств.
Радиационный фон: На планете подвергаемой терраформированию, должен быть приемлемый уровень радиации, то есть невысокий общий фон космического излучения, уровень радиоактивного излучения горных пород. В целом при терраформировании, и соответственно создании атмосферы необходимой мощности, включаются естественные механизмы ослабления - поглощение излучений самой атмосферой и в частности поглощение ультрафиолетового излучения озоном. Если терраформированию подвергается спутник планеты, то важно чтобы он находился вне её радиационных поясов. Естественное излучение горных пород может представлять значительное препятствие к освоению планеты, но чаще всего уровень радиации планет вполне приемлем.
Астероидная ситуация : невысокая вероятность поражения терраформируемой планеты крупными астероидами. В солнечной системе, где астероидная ситуация отличается от нашей в худшую сторону, то есть где астероидный пояс находится в опасной близости от предполагаемого места заселения, поверхность планеты земного типа может быть под угрозой частых встреч с астероидами, которые могут нанести существенный ущерб поверхности планеты.

Перспективы терраформирования объектов Солнечной системы

Персп-ть освоения	Планета	Температура поверхности, °C			Атм-е давление, кПа	Гравитация в зоне экватора		Площадь пов, млн. км 2	Орбит-й период, ч	Сидер-й период, сут	Расстояние (min) от Земли , млн. км	Солнечн. пост. Вт/м 2
Персп-ть освоения	Планета	min.	срдн	max.	Атм-е давление, кПа	м/с 2	g	Площадь пов, млн. км 2	Орбит-й период, ч	Сидер-й период, сут	Расстояние (min) от Земли , млн. км	Солнечн. пост. Вт/м 2
очень высокая	Луна	-160	-23	+120	~0	1,62	0,17	38	655	27,3	0,384
высокая	Марс	−123	-63	+24	0,6	3,69	0,38	145	24,6	687	56	586
средняя	Венера	-45	+464	+500	9 322	8,87	0,90	460	5832	224	45	2 613,9
средняя	Меркурий	-183	+350	+427	~0	3,70	0,38	75	1408	87,9	90	13 600
низкая	Титан	н/д	−180	н/д	160	1,35	0,14	83	381,6	15,9	1250
	Европа	-223	-170	-148	10 -9	1,31	0,13	31	10	3,6	588
	Ганимед	н/д	-165	н/д	~0	1,43	0,15	87	10	7,2	587
	Каллисто	н/д	-155	н/д	10 -6	1,24	0,13	73	10	16,7	585
	Ио	-185	-145	+2300	~0	1,79	0,18	42	10	1,7	588
крайне низкая	Юпитер	-165	-125	н/д	200	23,10	2.36	61 400	10	4 333	588	50,3
	Сатурн	-191	-130	н/д	140	9,05	0,92	43 800	10,5	10 750	1 277	15
	Уран	-214	-205	н/д	120	8,69	0,89	8 084	17	30 707	2 584	3,7
	Нептун	-223	-220	н/д	100	11,15	1,14	7 619	16	60 223	4 337	1,5
	Тритон	-235	-		0,0015	0,78		23
	Церера	н/д	-106	-34	~0	0,27	0,02	11	9	1 680	231
	Эрида	-243	-230	-218	~0	0.8	0.08	18	н/д	203 500	5 497
	Плутон	-240	-229	-218	0,3*10 -3	0,58	0.06	18	153	90 613	4 285	0,87
	2005 FY 9	н/д	-243	н/д	~0	0.5	0.05	7	н/д	113 179	5 608
	Иксион	н/д	-229	н/д	~0	0.23	0.02	2	н/д	91 295	4 349
	Оркус	н/д	-228	н/д	~0	0.20	0.02	11	н/д	90 396	4 415
	Квавар	н/д	-230	н/д	~0	~0.33	~0.03	20	н/д	104 450	6 117
Седна	н/д	< -240	н/д	~0	~0.40	~0.04	~28	10	~4,401. 10 6	11 423

Паратерраформирование

Проект «Иден» (Великобритания)

Биосфера-2 (внутри)

Промежуточным шагом между планетной станцией и терраформированием может быть «Биосфера 2» то есть огромная искуственная биосфера. В принципе такая теплица-биосфера может быть размером со всю планету, в особенности если планета имеет слабую гравитацию и не в состоянии удержать еe атмосферу. Тем же образом может быть решена проблема охлаждения атмосферы. Ведь внутренную поверхность теплицы можно покрыть микоскопически тонким слоем аллюминия отражающего инфракрасное излучение. В таком варианте терраформирования колонисты имеют возможность жизнь в комфортабельных условиях почти сразу после прибытия на планету так как защитный купол может быть сделан из настолько легкого материала что он может поместится в одном транспортном корабле приемлемого размера. Купол может быть сделан из мягкого материала и поддерживать свою форму за счет внутреннего давления, (что конечно означает, что этот вариант не подойдет для колонизации Венеры или любой другой планеты со значительно густой атмосферой. При высоте крыши купола в несколько километров внутри такой биосферы климат будет подобен земному и может быть управляем для создания полной иллюзии пребывания на терраформированной планете.

Перспективы терраформирования планет и спутников Солнечной системы

Марс

Первая фаза терраформирования Марса

Вторая фаза терраформирования Марса

Третья фаза терраформирования Марса

Четвёртая фаза терраформирования Марса

Красный и негостеприимный Марс, названный в честь бога войны, вот уже тысячетелетия притягивает к себе взоры всего человечества. Странная ирония - планета пустынь и гигантских вулканов, планета названная суровым именем, и планета которой исторически суждено стать нашим вторым родным домом. Марс наиболее подходящий кандидат на терраформацию (площадь поверхности ~ 144,8 млн.км 2 что равно 28.4% поверхности Земли). Ускорение свободного падения на поверхности Марса состовляет 3,72 м/с 2 , а уровень солнечной энергии воспринимаемой Марсом составляет 43% от уровня принимаемого поверхностью Земли. В настоящее время Марс по данным исследований представляет собой безжизненную (вероятно) планету, больше похожую на Луну, чем на Землю. В тоже время полученный объем информации о Марсе говорит о том что некогда природные условия на нем были благоприятны для поддержания и возможного зарождения жизни. Марс располагает огромными количествами водного льда и несет на своей поверхности многочисленные следы своего благоприятного климата в прошлом (речные долины, отмели пляжей, залежи глин и многое другое). Многие современные ученые уверены в том, что возможно нагреть планету и создать на ней более или менее плотную атмосферу, и NASA даже проводит околонаучные дискуссии по этому поводу. Однако в этом направлении есть несомненные трудности, которые мешают терраформировать Марс или какую-либо другую планету в настоящее время. Гигантские запасы воды и связанного кислорода в составе пероксидов и озонидов в почве Марса дают прочное основание предполагать, что при воздействии на марсианский климат станет вполне возможным терраформирование этой планеты. В этом направлении необходимы огромные усилия всего человечества, и уже в нынешнее время вполне по силам организация финансово-технических образований (клубов, обществ и компаний) на Земле предназначенных для освоения и будущего изменения климатических условий Марса. В настоящее время земляне очень хорошо освоили использование ядерной энергии, однако до сих пор нерешёнными остаются важные проблемы, связанные с транспортировкой энергетического оборудования на Марс и его обслуживанием на самой планете. В то же время сам по себе Марс обладает весьма значительными ресурсами металлов, и в том числе и ресурсами ядерного топлива (уран, торий) и при наладке на Марсе промышленности и значительном использовании ядерного топлива соответственно предполагается колоссальное количество сбросного тепла в атмосферу Марса. Одним из важнейших технологических препятствий для освоения не только Марса, но и других планет является то обстоятельство что в настоящее время слишком ограничены возможности космических транспортных средств, и в этой связи большие надежды возлагаются на газофазные ядерные ракетные двигатели и в перспективе на термоядерные ракетные двигатели. Только при наличии ядерных ракетных двигателей обладающими колоссальной тяговооружённостью, надежностью и скоростью, станет вполне возможным доставка предназначенных для начального этапа терроформинга тяжелых грузов к Марсу, а в перспективе даже и астероидов из водно-аммиачного льда предназначенных для наполнения атмосферы и гидросферы Марса азотом, водой и кислородом. Предположительно астероиды могут вывозиться из пояса астероидов и даже из пояса Койпера с помощью ракет или солнечных парусов. Терраформирование Марса может происходить как при прямом введении в его атмосферу искуственно изготовляемых парниковых газов (фреонов), так и нагреве поверхности планеты с помощью направленного орбитальными зеркалами солнечного излучения и затемнения поверхности полярных шапок сажей или полимерными пленками, и косвенно при освоении Марса и его полезных ископаемых (металлургия, горные взрывные работы и проч). Оба процесса могут происходить одновременно и вносить большой вклад в изменение климата Марса. Например, развитие масштабной ядерной, а в перспективе и термоядерной энергетики позволит, так или иначе, высвобождать огромные объемы вторичного тепла в атмосфере, а в перспективе и в гидросфере Марса. Так, например, совершенно очевидно, что при наладке крупной энергетики и выработке водорода и кислорода для наземного марсианского транспорта, космических кораблей и энергоснабжения поселений возникнут условия для высвобождения больших объемов тепловой энергии в атмосфере. В совокупности общий объем энергетики будет нагревать атмосферу Марса, и способствовать при таянии полярных шапок значительному парниковому эффекту.

Удар астероида по поверхности Марса (фантазия художника)

Космическое зеркало на орбите Марса

Основные способы терраформирования Марса:

Выброс в атмосферу Марса искусственных парниковых газов : тетрафторметан, октофторпропан.
Затемнение поверхности полярных шапок : сажа, напыляемые полимерные пленки, взрывное уменьшение альбедо.
Орбитальный прогрев поверхности полярных : космические сверхлегкие орбитальные зеркала.
Бомбардировка астероидами : водно-аммиачные льды.
Техногенная деятельность : выброс тепла атомными электростанциями и транспортом, потоки тепла от купольных поселений.
Биогенное воздействие : введение земных бактерий и водорослей устойчивых на Марсе (Chroococcidiopsis sp, Matteia sp, Deinococcus radiodurans, и др ).

Венера

Терраформированная Венера

В течение тысячелетий красивая утренняя звезда Венера притягивала к себя сознание людей и за свой красивый блеск получила имя богини красоты. Позже люди узнали, что внешне красивая планета безжизненна, и вместо как предполагалось, океана на поверхности, представляет собой адскую печь с чудовищным атмосферным давлением на поверхности. Тем не менее она рассматривается учеными как вероятный кандидат на терраформирование — (площадь поверхности ~ 460 млн.км 2 (90,18% площади Земли) что близко к земной при 510,073 миллионов км²). Ускорение свободного падения на поверхности Венеры состовляет 8,9м/с 2 . Солнечная постоянная на поверхности Венеры состовляет ~2613.9 Вт*м2. По одному из планов предполагалось распылить в атмосфере Венеры генетически модифицированные сине-зелёные водоросли, которые, перерабатывая углекислый газ (атмосфера Венеры на 96% состоит из углекислого газа) в кислород, значительно уменьшили бы парниковый эффект и значительно понизили бы температуру на планете, что позволило бы существование воды в жидком виде. Необходимо отметить, что на высоте ~ 50-100 км в атмосфере Венеры существуют условия, при которых могут существовать некоторые земные бактерии. Другой вариант — распылить на венерианской орбите алюминиевую пудру, доставленную в контейнерах с помощью электромагнитной пушки с Луны.

Терраформированная Венера без облаков (в центре континент Афродита)

Само по себе терраформирование Венеры оправдано уже тем что планета не только весьма близка по характеристикам земле, но и тем что при переработке атмосферы Венеры в течении одной — двух тысяч лет она будет способна поддерживать существование жизни в течении сотен миллионов лет до того момента как излучение солнца станет непреодолимой преградой к ее существованию. Размеры и рельеф Венеры позволяют при соответствующих условиях нести на своей поверхности огромные океаны воды и значительные по площади куски суши заселенные животными и людьми. В сравнении с объемом задач терраформирования Марса, терраформирование Венеры представляет на порядок более сложную задачу, но при наличии достаточного объема информации о планете и солидных энергетических ресурсов эта задача выполнима. Прежде всего Венера в значительной степени отлична от земли тем что суточное вращение и наклон оси у ней совершенно затрудняют преобразование ее природных условий, но при точном бомбардировании ее поверхности ледяными астероидами достаточных размеров эти параметры могут быть изменены в течении нескольких десятилетий. В тоже время бомбардировка Венеры астероидами из водно-аммиачных льдов позволяет не только изменить параметры вращения и установив смену времен года позволить планете сильно охлаждаться, но и охладить планету и ее атмосферу за счет плавления и испарения материалов астероидов. Заимствование огромной энергии у атмосферы может происходить за счет паралельного прохождения химических реакций между углекислым и сернистым газом атмосферы и аммиаком.

Основные способы терраформирования Венеры:

Бомбардировка астероидами : водно-аммиачные льды..
Биогенное воздействие : введение земных бактерий и водорослей устойчивых в верхних слоях атмосферы Венеры: (Pyrodictium occultum, Halobacterium salinarum и др ).

Европа (спутник Юпитера)

Восход Юпитера над океаном терраформированной Европы (фантазия художника)

Европа, потенциально перспективна для тераформирования. Площадь поверхности Европы около 31 млн км 2 , несколько уступает площади поверхности Луны (37,9 млн км 2). Ускорение свободного падения на поверхности Европы равно 1,3 м/с 2 , а уровень солнечной энергии, воспринимаемой Европой в настоящее время, составляет около ~50.5 Вт/м 2 . Одно из интересных и важных преимуществ Европы перед многими другими планетами — присутствие гигантского количества жидкой воды. По праву Европа это планета-океан. Это могло бы быть весьма полезно для введения сложной жизни. Затруднения для терроформирования многочисленны. Так, например, Европа находится в огромном и мощном поясе радиации вокруг Юпитера, и человек без защитного снаряжения умер бы от радиации через 10—15 минут пребывания на поверхности Европы. Это обстоятельство требует создания огромных поглотителей радиации, что в настоящее время невозможно, или перемещения живых существ под поверхностью океана Европы. Этот спутник может быть нагрет, использован для поставки кислорода и водорода. Существенный недостаток Европы для полномасштабного терраформирования заключается в малой гравитации этой планеты, неспособной удержать достаточно мощную атмосферу длительное (миллиарды лет) время.

Титан (спутник Сатурна)

Мультиспектральный снимок Титана (светлая область - континент Ксанаду)

Терраформирование спутника сатурна Титана представляет собой весьма отдаленную перспективу, и в немалой степени этому способствует его значительная удаленность от солнца (Солнечная постоянная на Титане составляет ~15.04 Вт/м2). Титан достаточно крупное тело солнечной системы и по размерам превышает планету Меркурий (площадь поверхности Титана ~ 83 млн.км 2). Ускорение свободного падения на Титане состовляет 1,36 м/с 2 . В тоже время Титан в силу господствующих на нем природных условий, и в частности отсутствие на нем парникового эффекта и сильное отражение солнечной энергии атмосферой в значительной степени охлажден. Подсчитано что при отсутствии отражения солнечной энергии атмосфера титана была бы «теплее» на 80 К и температурные условия соответствовали бы нынешним условиям на Марсе, а при наличии парникового эффекта могли бы быть значительно комфортнее для проживания людей в специальных поселениях на его поверхности. Титан интересен для современного человечества своими значительными природными ресурсами углеводородов.

Будущий Титан (фантазия художника)

Океаны, моря и озёра, состоящие в основном из жидкого этана, представляют собой огромное богатство. Так как ускорение свободного падения и соответственно вторая космическая скорость невелики, то добыча углеводородов в будущем будет существенно легче, чем даже добыча нефти на Земле, и что особенно ценно, углеводородное сырье достаточно просто выкачивать из водоемов Титана. Усиленная добыча сырья и вывоз его с планеты позволит параллельно резко уменьшить объем углеводородного смога в атмосфере Титана и увеличить ее прозрачность и разогрев солнечными лучами. Рассматривая этот процесс стоит заметить что потребление углеводородного сырья на земле (нефть, газ, уголь) уже в нынешнее время превышает 6-7 млрд тонн в год и потребности в нем растут, а откачивание такого объема углеводородов с поверхности Титана существенным образом будет влиять на его климат. Не исключено также, что углеводородное сырье понадобится в будущем для снабжения не только земли, но и колоний на Луне, Марсе и Венере. Также Титан очень интересен и тем что по-видимому содержит огромные количества жидкого ацетилена и смесей ацетилена с этаном. Ацетилен является сильно эндотермичным соединением (54 ккал/моль (~ 2090 ккал/кг)) и может послужить огромным источником энергии для будущей промышленности Титана. Также весьма важно то обстоятельство что в течении 3-4 миллиардов лет в атмосфере Титана происходил масштабный фотолиз углеводородов и в большей части водород уходил в космос, а дейтерий как более тяжелый изотоп накапливался на поверхности Титана, и может послужить огромным резервуаром топлива для термоядерной энергетики как на самом Титане так и в качестве экспортного продукта во внутреннюю часть солнечной системы.

Терраформированная Луна (фантазия художника)

Площадь поверхности Луны состовляет 37,9 млн. км 2 (больше чем площадь Африки), а ускорение свободного падения на поверхности 1,62 м/с 2 . Луна это естественный спутник Земли и самая близкая планета к Земле, и возможности для ее терраформирования достаточно велики в обозримом будущем. Атмосферу более или менее плотную Луна удержать способна, но в силу невысокой гравитации такая атмосфера, даже состоящая из плотных газов (водяной пар, кислород, азот , углекислый газ и аргон) будет достаточно быстро (в течение сотен миллионов лет) рассеиваться в космическом пространстве. Приблизительные расчеты скорости молекул газов при прогреве например до 25-30°С оказываются в пределах нескольких сотен метров в секунду, а в тоже время вторая космическая скорость на Луне около 2 км/сек, что позволяет надеятся на длительное удержание на ней искусственно созданной атмосферы. Вполне вероятно что будучи единожды созданая атмосфера из привозных материалов (водогазовый лед астероидов) должна будет пополнятся постоянным ввозом новых материалов. С другой стороны освоение и заселение Луны на современном технологическом уровне развития техники возможно именно в аспекте построения изолированных купольных поселений.
Огромное значение при терраформировании Луны при помощи бомбардировки ее поверхности ледяными астероидами играют вопросы безопасности такой бомбардировки. Так как такой процесс должен будет производиться в непосредственной близости от Земли, то существует вероятность возникновения внештатных ситуаций и угроз самой Земле. Попадание крупного астероида на поверхность Земли способно нанести большой ущерб существованию ее жизни. Очевидно что бомбардировка Луны должна быть «мягкой», то есть материал для бомбардировки должен быть не очень большим (глыбы в поперечнике несколько сот метров), удары по поверхности должны быть с орбиты искусственного спутника луны, проведение таких ударов должно быть строго расчитано с помощью мощных компьютеров и производится по касательной траектории к поверхности Луны, направленное прочь от Земли. Вполне вероятно также что землянам потребуется придать Луне суточное вращение и изменить наклон ее оси для обеспечения смены времен года, но на сегодняшний день пока не ясно какие последствия вызовет такое вращение в отношении тектоники плит Земли и глобальном вулканизме обоих тел системы.
Помимо прямой бомбардировки поверхности Луны ледяными астероидами, существует и другой путь создания её атмосферы. Как и в первом случае, ледяные астероиды поперечником от 10 до 100 метров буксируются к Луне, и выводятся на низкую окололунную орбиту. При этом астероиды запускаются несколькими взаимопересекающимися потоками соосно полярной оси Луны. Размещённые таким образом астероиды будут постоянно испытывать столкновения друг с другом и усиленно дробиться. Так как орбиты их будут достаточно низкими, то мелкие кристаллы льда и и газ будут входить в зону притяжения Луны и образуют экваториальное атмосферное кольцо которое будет растекаться по поверхности Луны. При наличии же у Луны первичной атмосферы, последующий сброс метеорного материала будет происходить «мягче», и в искуственной атмосфере Луны ледяные астероиды будут быстрее испаряться.

Основные способы терраформирования Луны:

Бомбардировка астероидами : водно-аммиачные льды.
Биогенное воздействие : введение земных бактерий и водорослей устойчивых в первичной искусственной атмосфере Луны и в условиях солнечной радиации.

()

В этот раз - Луны. С самого начала космической эпохи ученые и футурологи исследуют идею трансформирования других миров под нужды человека. Этот процесс - известный как терраформирование - требует использования методов геологической и экологической инженерии для изменения температуры или , атмосферы, топографии, экологии, чтобы сделать ее больше похожей на . И будучи ближайшим к Земле небесным телом, Луна давно считается подходящим местом.

Известно, что колонизация и/или терраформирование Луны должны проходить относительно просто, если сравнивать с другими телами. Из-за ее близости, время для транспортировки людей и оборудования на поверхность и с нее будет значительно снижено, как и расходы. Кроме того, ее близость означает, что извлекаемые ресурсы и продукты, произведенные на Луне, можно будет отвозить на Землю регулярно, да и туристическая отрасль должна развиваться.

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 . 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 НАСА) 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 НАСА встретились с лидерами отрасли, чтобы обсудить рентабельные способы построения лунной базы в полярных регионах к 2022 году. В 2015 году НАСА 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 .

Возможные методы

Когда дело доходит до терраформирования Луны, возможности и проблемы, связанные с этим, очень похожи на проблемы . Во-первых, у Луны есть атмосфера, которая настолько тонкая, что ее можно назвать лишь экзосферой. Во-вторых, летучих элементов, необходимых для жизни, очень мало (водорода, азота и углерода).

Решить эти проблемы можно путем захвата , которые содержат водяные льды и летучие вещества, и отправки их на поверхность. Кометы сублимируют, рассеивая эти газы и водяной пар, создав таким образом атмосферу. Эти удары также высвободят воду, которая содержится в лунном реголите, и она скопится на поверхности, образуя естественные водоемы.

Передача импульса от этих комет также могла бы ускорить вращение Луны так, чтобы спутник перестал быть приливно заблокирован. Луна, суточный цикл которой ускорился бы до 24 часов, существенно упростила бы колонизацию и адаптацию к жизни.

Есть также возможность паратерраформирования частей Луны, которое было бы подобно облагораживанию полярного региона Меркурия. В случае с Луной подошел бы кратер Шеклтона, в котором ученые уже нашли водяной лед. Используя солнечные зеркала и купол, можно было бы превратить этот кратер в область с микроклиматом, в которой растут растения и имеется пригодная для дыхания атмосфера.

Возможные преимущества

По сравнению с другими планетами и лунами Солнечной системы, есть ряд преимуществ в колонизации и терраформировании именно Луны. Самым очевидным является ее близость к Земле. По сравнению с , Меркурием или внешней Солнечной системой, стоимость и время транспортировки людей и материалов на Луну и обратно будет существенно ниже.

Кроме того, бомбардировка поверхности Луны кометами потребует меньшего числа комет, чем в случае с Марсом и Венерой, - порядка сотни вместо тысяч.

Наличие водного льда в лунной почве и крупных отложений в южной полярной области позволит также создать поверхностные воды (после того как будет запущен парниковый эффект). Наряду с кометами, бомбардирующими поверхность, можно было бы ввести метановые и аммиачные льды, добытые где-нибудь на и в . Наблюдать за процессом терраформирования тоже будет проще, поскольку Луна ближе и требует меньше инфраструктуры.

В то же время колонии на Луне будут обладать массой преимуществ. Местная база ресурсов обеспечит возможности для использования ресурсов на месте, а также сырья, необходимого для миссий в глубоком космосе. К примеру, поскольку состав Луны похож на земной, на ней можно добывать минералы и отправлять на Землю. Лунная почва, добытая на поверхности, могла бы использоваться для создания радиационных экранов (защиты от излучения) и поселений под куполом на поверхности.

Лунные запасы водного льда, которого особенно много в южной полярной области, могли бы послужить в качестве постоянного источника воды для колонистов. Еще на верхних слоях лунного реголита много гелия-3, который можно было бы использовать в термоядерных реакторах, обеспечивая постоянное снабжение чистой энергией как лунные колонии, так и Землю.

Лунная база могла бы выступать в качестве отправной точки для миссий в Солнечной системе. NASA подсчитало, что за счет создания лунной базы, которая могла бы использовать местную воду для создания водородного топлива, можно было бы сохранить миллиарды долларов. Такой форпост был бы неотъемлемой частью инфраструктуры, если говорить о пилотируемых миссиях на Марс и строительстве марсианского поселения.

Низкая сила притяжения на Луне и скорость убегания также означают, что миссии, запущенные с Луны, потребуют гораздо меньше ракетного топлива, чтобы достичь космоса. Такое же преимущество позволило бы построить электромагнитную пушку, лунный лифт или другие проекты, которые считаются слишком дорогими для строительства на Земле. Любая из этих структур позволит сократить затраты на перемещение материалов и спутников (вроде космических ) в разы.

И последнее, но немаловажное: создание лунного поселения также обеспечит нас ценной информацией, в частности, о долгосрочных последствиях жизни в условиях низкой гравитации. Эта информация могла бы оказаться полезной в создании постоянной базы на Марсе или других телах Солнечной системы с силой тяжести на поверхности меньше 1 G.

На Луне имеются стабильные лавовые трубы, которые достаточно велики, чтобы вместить целые города, - и это тоже плюс. Такая подземная среда может быть под давлением и вместить пригодную для дыхания атмосферу, а также обеспечит защиту от солнечной радиации.

Возможные проблемы

Терраформирование Луны таит в себе и ряд проблем. С одной стороны, сбор комет и льдов из внешней Солнечной системы потребует инфраструктуры, которой просто не существует и будет дорого создать. По сути, потребуются сотни , чтобы собрать все ресурсы, и их придется оснастить двигательными системами, которые позволят им совершать поездку в короткий промежуток времени и которых тоже пока не существует.

В то время как длительные периоды времени, проведенные в условиях микрогравитации, как известно, вызывают мышечную дегенерацию и потерю плотности костной ткани, непонятно, как эффект низкой гравитации скажется на постоянном населении и детях, рожденных в таких условиях. Возможно, придется генно-модифицировать земные растения и животных, чтобы они могли жить в лунных условиях, но неизвестно, будет ли это успешным решением.

И, конечно, стоимость всего этого будет астрономической, хотя и меньше, чем можно было бы подумать, и потребует развития в течение нескольких поколений. О преемственности поколений говорить сложно, не говоря уж о том, что обязательства, принятые одним правительством или международным органом, могут не соблюдаться следующим.

У колонии на поверхности будет много проблем. Длинные лунные ночи (длиной в 354 часа) будут означать, что зависимость от солнечной энергии будет невозможна нигде кроме полярных областей. Кроме того, значительные колебания температуры тоже потребуют внесения изменений в конструкции колоний. Любой населенный пункт на поверхности нужно будет защитить и от солнечного излучения.

Отсутствие атмосферы увеличивает шансы на попадание комет и уязвимость к солнечным вспышкам. Луна также периодически проходит через магнитосферу Земли, создавая плазменный кнут, рассекающий поверхность. На светлой стороне бомбардировка электронов приводит к выбросу ультрафиолетовых фотонов и наращиванию отрицательного заряда на темной стороне. Это тоже влечет некоторую опасность для поселений на поверхности.

Как мы уже отметили, ряд этих вопросов можно было бы решить за счет строительства поселений под поверхностью. Но если предположить, что населенные пункты будут зависеть от солнечной энергии, их придется строить вблизи полярных областей, чтобы пользоваться наличием вечного света в этих регионах. Альтернативой могли бы стать термоядерные реакторы, работающие на гелии-3. Но это, опять же, дорогостоящий вариант и пока недоступный.

Зачем? Об этом мы уже сказали. Но самым главным, пожалуй, станет присутствие человека на Луне. Это присутствие послужит ступенькой к присутствию на Марсе, Венере и в других местах Солнечной системы. Еще один шаг в нашей межпланетной - или даже межзвездной - гонке.

> 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.

Колонизация Луны в фантастике

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.

Наука лунных поселений

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 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.