Будущее изучение космоса

Исследование и колонизация космоса всегда интересовали людей. От первых дней космической гонки до сегодняшних частных космических компаний мы прошли долгий путь. Будущее освоения и колонизации космоса сулит большие перспективы и способно произвести революцию в жизни человека, какой мы её знаем.

Прямо сейчас американский ровер «Персеверанс» ищет признаки жизни на Марсе. Беспилотный космический зонд «Новые горизонты» почти покинул пределы Солнечной системы. В Чили строится чрезвычайно большой телескоп. А его «коллега» телескоп «Джеймса Уэбба» делится с нами замечательными снимками дальнего космоса. Коммерческие компании двух самых богатых людей планеты, SpaceX Илона Маска и Blue Origin Джеффа Безоса, вкладывают миллиарды долларов в развитие космоса и разрабатывают технологии для космических полётов.

Вы спросите, зачем всё это? В своё время британский экономист Ангус Мэддисон научился считать исторический ВВП, то есть оценивать, насколько богатыми были государства в прошлом. Большую часть истории Индия и Китай были самыми богатыми государствами. Но потом Европа и Северная Америка начали буквально экспоненциальный рост и сумели стать гораздо богаче. Только сейчас Китай ринулся догонять, осваивая новую модель.

Что происходило перед промышленными революциями, которые стали мощнейшим драйвером роста? Это были великие географические открытия, которые принесли то, чего мы не ждали.

Когда Колумб и Васко да Гама плыли за океан, они преследовали военно-политические или экономические цели. Но никто не знал, что они найдут новые ресурсы. Сильнее всего цивилизацию изменила простая картошка, которая через некоторое время после своего появления в Европе помогла победить голод. В итоге Европа стала бурно растущим регионом. Сейчас мы находимся на пороге такого же взлёта, когда космос откроет возможность почти неограниченного роста и расширения.

Почти 50 лет, начиная с первых полётов, космос был очень дорогим удовольствием. Стоимость вывода килограмма на орбиту начиналась в среднем от 5–6 тысяч долларов и практически не снижалась, пока не наступила эра SpaceX. SpaceX – это революция в космонавтике, потому что проект на несколько порядков уронил стоимость запуска. Даже первый Falcon 9 обрушил цену почти в два раза. А запуск Starship снизит её до нескольких сотен долларов за килограмм.

Следующий рубеж, который нам предстоит преодолеть, – это выход коммерческих и промышленных проектов за рамки околоземной орбиты. Уже сейчас мы задумываемся о возращении человека на Луну. Луна – это сырьевая база для дальнейшего освоения космоса.

Последняя экспедиция отправилась на Луну в далёком 1972 году. Спустя 50 лет космические исследователи вновь смотрят в сторону этого направления. Луна находится относительно близко к Земле – ближе всех других космических объектов. На неё можно отправлять астронавтов и следить за тем, как длительное пребывание на спутнике влияет на состояние их здоровья. Это поможет тщательней спланировать полёты на отдалённые планеты.

На Луне исследователи будут учиться пополнять топливо, кислород и продукты, используя только те материалы, которые есть на поверхности спутника. Это также пригодится для дальнейших путешествий на далёкие планеты. Человек научится независимости в космосе: ему не понадобится постоянно привозить ресурсы с Земли, что особенно актуально при колонизации планет за пределами Солнечной системы.

В последнее время много говорят о лунных базах. Их уже проектируют. Но лунная база нужна вовсе не для экспериментов. Луна – это огромное ресурсное пространство, обладающее колоссальным преимуществом по сравнению с Землёй – значительно меньшей гравитацией. С Луны намного легче забрасывать грузы и оборудование в открытый космос.

По формуле Циолковского, чтобы запустить груз в космос, нужно сжечь количество топлива, равное почти 90 % веса ракеты.

Тысячи килограмм топлива ради десятков килограмм груза. Это крайне неэффективно и бессмысленно, особенно если это простые виды грузов. Для освоения космоса нужен металл (как основа строительства), топливо для полётов (вода, водород), кислород, какие-то минеральные ресурсы. Все эти грузы крайне дороги, если уводить их с Земли. Но всё это есть на Луне и в космосе. А поскольку тяготение на Луне в шесть раз меньше земного, потребуется значительно меньше топлива для того, чтобы вывести все это на орбиту Земли.

Уже сейчас крупнейшие мировые компании проектируют роботов, которые смогут быстро и дёшево построить базу на Луне. Один из таких проектов развивают в России – на базе Самарского университета.

По словам учёных, города на Луне появятся раньше, чем на Марсе, и она станет первым покорённым космическим объектом.

Идея отправить людей на Марс и другие планеты существует давно. Исследования НАСА подтвердили наличие воды на Марсе. Таким образом, условия на Марсе, похоже, достаточны для поддержания жизни. Параметры марсианского грунта (наличие необходимых для растений химических элементов, и некоторые другие характеристики) близки к земным, и на марсианской почве теоретически можно было бы выращивать растения.

Марс рассматривается как один из наиболее вероятных кандидатов на роль места первого внеземного поселения после Луны. Его общая площадь приблизительно равна площади земной суши. На Марсе существуют большие запасы воды, а также присутствует углерод. Вероятно, Марс подвергался тем же геологическим и гидрологическим процессам, что и Земля, и может содержать богатые запасы минеральных руд (хотя это и не доказано).

Обсуждается возможность как создания марсианских баз-поселений, так и глобального терраформирования Марса (атмосферы) с целью сделать всю или часть его поверхности пригодной для жизни.

Есть мысли и о колонизации крупнейших спутников Юпитера и Сатурна. Однако это, пока, очень дорогие и очень сложные (порой, невыполнимые) проекты. Например, мы знаем, что под ледяной шапкой Европы существует подводный океан, температура которого, возможно, достаточная для поддержания жизни. Но основная сложность в колонизации Европы заключается в наличии у Юпитера сильного радиационного пояса. Находящийся на поверхности Европы человек даже при хорошей защите погиб бы от радиации примерно за 10 минут.

А вот Каллисто может стать первым из колонизированных спутников Юпитера. Это возможно благодаря тому, что Каллисто геологически очень стабильна и находится вне зоны действия радиационного пояса Юпитера.

Титан – крупнейший спутник Сатурна – является одним из кандидатов на колонизацию во внешней части Солнечной системы. Одна из причин интереса к колонизации спутника – наличие на нём углеводородов, на которых в настоящее время работает большая часть земной техники.

По данным «Кассини», которые были переданы в 2008 году, на Титане в сотни раз больше жидких углеводородов, чем всех известных запасов нефти и природного газа на Земле. Эти углеводороды выпадают в виде дождей и образуют озёра. Колоссальные запасы углеводородов могли бы служить отличным источником энергии для потенциальных колонистов, которым не нужно будет беспокоиться о космическом излучении благодаря плотной атмосфере.

Астероиды – ещё одна кладовая космоса. Причём содержит она иногда фантастические объёмы ресурсов. Об этом задумывались ещё в 1960-е годы. Но подобные проекты оказались недешёвыми даже на бумаге. Сейчас ситуация меняется. Если найти воду на самом астероиде и использовать водяной двигатель, то можно двигать астероид, не доставляя туда топливо. Этот подход открывает совершенно новый путь к освоению космоса.

В этот момент мы все, конечно, думаем о Поясе астероидов между Марсом и Юпитером. Но есть более близкие астероиды, которые вращаются на орбите Земли или иногда её пересекают. Например, на астероид Рюгу. К нему отправили уже две миссии японских космических кораблей Хаябуса, которые подтвердили и наличие минералов, и саму возможность таких миссий.

Общая оценка стоимости этого астероида – почти 80 миллиардов долларов. Если добыть такое количество этих металлов на Земле и доставить на орбиту, это обойдётся в тысячу раз дороже.

Но в космосе есть и более фантастические объекты. Один из наиболее популярных – астероид Психея. Его оценивают почти в 10 квинтиллионов долларов. Квинтиллион – это триллион миллиардов – фантастическая сумма.

Значительную долю его веса составляет платина, золото и другие ценные металлы. Не говоря о том, что остальная часть практически полностью железо-никелевая. Скорее всего, это ядро бывшей протопланеты, которая развалилась на орбите между Марсом и Юпитером.

К нему тоже можно отправлять миссии. И НАСА уже сейчас это делает. 13 октября 2023 года состоялся запуск космического аппарата «Психея», предназначенный для исследования астероида.

Его, конечно, нереально приблизить к Земле, но можно использовать, чтобы создавать необходимые конструкции для освоения более дальнего космоса – Марса, лун Юпитера и Сатурна.

Иными словами, в космосе разбросано очень много ценных камней. Наша задача – научиться к ним летать и разрабатывать их.

Будущее освоения и колонизации космоса является многообещающим и способно произвести революцию в жизни человека, какой мы её знаем. С развитием технологий и растущим интересом со стороны как правительственных, так и частных организаций, мы можем ожидать значительного прогресса в освоении космоса в ближайшие годы. Но продолжительный успех освоения космоса зависит от результатов, которые мы получим из ближайших миссий.

Если всё пойдёт по плану, то 10 октября 2024 года стартует миссия, направленная на изучение спутника Юпитера Европы.  Основная научная – определить, есть ли под поверхностью ледяной Европы места, где может поддерживаться жизнь.

В 2026 году планируется запустить новый в космос телескоп. Его основной целью будет исследование экзопланет и поиск жёлтых и оранжевых карликов, подобных нашему Солнцу.

Ну и, конечно же, миссия «Артемида», которая предусматривает не только новую высадку астронавтов на Луну (среди которых будет и женщина), но и постройку окололунной базы «Лунные ворота». На первом этапе база будет предназначена для изучения Луны и дальнего космоса. А в дальнейшем её планируют использовать в качестве станции пересадки для космонавтов, направляющихся на Марс и обратно.

В заключение следует отметить, что будущее освоения и колонизации космоса является увлекательным и многообещающим. Благодаря потенциалу новых технологий, добычи ресурсов и возможности обнаружения новых пригодных для жизни сред, освоение космоса открывает путь к лучшему будущему для человечества.