Прямо сейчас мы переживаем очередной бум развития космических технологий: различные агентства и мечтательные миллиардеры сосредоточены на поиске нового дома для человечества за пределами орбиты Земли. Марс — очевидный кандидат, учитывая его относительно близкое расположение, 24-часовой суточный цикл и атмосферу, богатую CO2. Однако есть ученые, которые считают, что предложение колонизировать поверхность другой планеты принесет больше проблем, чем пользы.
Каждый из этих цилиндров может вместить до 50 000 человек, поддерживать искусственную атмосферу и создавать земную гравитацию за счет центробежной силы собственного вращения, пишет Янхунен. Вообще говоря, эту идею сложно назвать новой: впервые она была предложена в 1970-х годах как цилиндр О'Нила.
Но почему именно Церера? Среднее расстояние от Земли до нее сравнимо с Марсом, что делает путешествие относительно легким, но карликовая планета также имеет преимущество по химическим элементам. Церера богата азотом, который будет иметь решающее значение для создания искусственной атмосферы, пишет Янхунен, так как атмосфера Земли примерно на 79% состоит из азота.
Схема мегаспутника.
Вместо того, чтобы строить колонию на поверхности крошечного мира — Церера имеет радиус примерно 1/13 от земного — поселенцы могут использовать космические лифты для переброски сырья с планеты прямо в места их обитания на орбите, ибо слабая гравитация карликовой планеты позволяет возводить на ней конструкции, которые на Марсе или Земле просто разрушатся под своим весом.
Более того, орбитальный образ жизни также устранит один из самых серьезных недостатков, который Янхунен видит в идее создания колонии на поверхности Марса: негативное воздействие на здоровье низкой гравитации. «Меня беспокоит, что дети в поселении на Марсе не станут здоровыми взрослыми (с точки зрения мускулов и костей) из-за слишком низкой марсианской гравитации», — говорит он. «Поэтому я искал альтернативу, которая обеспечила бы искусственную [земную] гравитацию».
Добро пожаловать в круглый плоский мир
Согласно предложению Янхунена, каждый цилиндр мегаспутника Цереры будет создавать собственную гравитацию за счет вращения. Он будет иметь 10 километров в длину, радиус 1 километр и совершать полный оборот каждые 66 секунд для создания центробежной силы, необходимой для имитации земной гравитации. По его словам, в одном цилиндре с комфортом поместятся около 57000 человек, и он будет удерживаться на месте рядом с соседними цилиндрами с помощью мощных магнитов, подобных тем, которые используются в магнитной левитации.
Такая связанность указывает на другое большое преимущество жизни на мегаспутниках, сказал Янхунен: в будущем новые цилиндры можно будет добавлять на края колонии, что позволяет практически неограниченно расширяться. «Площадь поверхности Марса меньше, чем у Земли, и, следовательно, он не может обеспечить возможности для значительного роста населения и экономики», — говорит астрофизик. С другой стороны, колония вокруг Цереры «может включать от одного до миллиона цилиндров».
Да будет свет
Помимо цилиндров и их массивной дисковой рамы, основными особенностями колонии будут два огромных стеклянных зеркала, расположенных под углом 45 градусов относительно диска, чтобы отражать естественный солнечный свет в каждый цилиндр. Часть из них будет использоваться для выращивания сельскохозяйственных культур и деревьев, посаженных на грядках толщиной полтора метра, созданных из сырья с Цереры, пишет Янхунен. Естественный солнечный свет должен поддерживать их рост.
Зеркала позволят получить достаточное количество света даже на таком большом расстоянии от Солнца.
Между тем, «городские» цилиндры будут полагаться на искусственное освещение для имитации земного суточного цикла. При этом Янхунен не оговаривает, откуда будет поступать кислород в поселения.
Эта связка вращающихся цилиндров, конечно, кажется весьма утопичной, но у нее есть свои сторонники. В 2019 году Джефф Безос, генеральный директор Amazon и основатель частной космической компании Blue Origin, выступил на мероприятии в Вашингтоне, рассказав о достоинствах строительства «колоний О'Нила», подобных тем, которые описывает здесь Янхунен.
Безос скептически относился к тому, что хотя бы одна такая колония сможет появиться при нашей жизни, спрашивая аудиторию: «Как мы собираемся строить колонии О'Нила? Я не знаю, и никто в этой комнате не знает». Однако Янхунен настроен более оптимистично. Он предполагает, что первые поселенцы-люди смогут отправиться на Цереру уже в течение следующих 15 лет.
В следующем году на Церере?
Манасви Лингам, доцент астробиологии Технологического института Флориды, изучающий обитаемость планет, сказал, что мегаспутник Цереры представляет собой «правдоподобную альтернативу» колонизации поверхности Марса или Луны, но все же не учитывает некоторые важные проблемы.
Так выглядит Церера — карликовая планета со средним радиусом всего 450 км.
«Я бы сказал, что есть три основных предостережения», — говорит Лингам, который не связан с новым исследованием. «Первый — это вопрос о других важных элементах, помимо азота».
По словам Лингама, одним из ключевых элементов, который не упоминается в статье, является фосфор. Человеческое тело использует фосфор для создания ДНК, РНК и АТФ (жизненно важная форма хранения энергии в клетках). Все организмы на Земле, включая любые растения, которые колонисты могут надеяться вырастить в своих цилиндрах, так или иначе нуждаются в нем, но в работе Янхунена не говорится о том, где и как можно было бы получить этот важнейший элемент.
Далее Лингам говорит, что второй нюанс — это отсутствие необходимых технологий. Сбор азота и другого сырья на Церере потребует разработки поверхности планеты и извлечения этих элементов из горных пород. Это, вероятно, будет невозможно без целого парка автономных горнодобывающих машин, готовых к развертыванию в космосе.
В будущем эта идея будет правдоподобной, считает Линграм, но на данный момент технологически мы и близко не достигли цели. Совсем недавно, 15 января, марсианский зонд НАСА InSight был объявлен мертвым после того, как ему не удалось заглубиться в поверхность Красной планеты всего на 5 метров. Так что говорить о полноценном промышленном бурении астероида еще очень рано.
Концепт миссии InSight.
Эти технологические ограничения указывают на третий нюанс Лингама, а именно на предлагаемые временные рамки. Работа Янхуена предполагает, что первый кластер цилиндров может быть завершен через 22 года после начала добычи нужных элементов на Церере. Но эта оценка предполагает, что доступное энергоснабжение поселения ежегодно растет в геометрической прогрессии и никогда не прекращается из-за технологических или логистических проблем. Эта оценка «не является невероятной», считает Лингам, но и не должна восприниматься как должное.
«Этот временной масштаб в 22 года может быть нижней границей при самых оптимистичных условиях, но я бы сказал, что реальный временной масштаб может быть намного больше», — говорит он.
