Отборные новости из мира технологий и развлечений без рекламы

Как мы могли бы построить колонию в чужом мире

Если человеческая раса выживет в долгосрочной перспективе, нам, вероятно, придется колонизировать другие планеты. Независимо от того, превращаем ли мы Землю в непригодную для себя среду или происходит естественное завершение своей способности поддерживать жизнь, в один прекрасный день нам придется искать новый дом.

Голливудские фильмы, такие как «Марсиан» и «Интерстеллар», дают нам представление о том, что может быть у нас. Марс, безусловно, является наиболее пригодным для жизни в нашей солнечной системе, но есть тысячи экзопланет, вращающихся вокруг других звезд, которые могут стать заменой нашей Земле. Итак, какая технология нам понадобится, чтобы сделать это возможным?

У нас фактически уже есть одна космическая колония, Международная космическая станция (МКС). Но она находится всего в 350 км от Земли и зависит от непрерывного пополнение ресурсов для своего экипажа. Большая часть технологий, разработанных для МКС, таких как радиационная защита, рециркуляция воды и воздуха, сбор солнечной энергии, безусловно, переносит в будущие космические поселения. Однако постоянная космическая колония на поверхности другой планеты или луны создает новый набор проблем.

Неестественная среда обитания

Первым требованием для поселения людей является среда обитания, изолированная среда, способная поддерживать давление воздуха, состав (количество кислорода) и температуру и защищать жителей от радиации. Это, вероятно, будет относительно большой и тяжелой структурой.

Запуск больших, тяжелых объектов в космос – это дорогостоящая и сложная работа. Космические аппараты, которые состояли из нескольких модулей, которые должны были отделяться и док-станции, были разобраны на куски и собраны астронавтами. Но, учитывая впечатляющие шаги вперед, которые мы наблюдаем в автономном режиме, куски среды обитания колоний могут собираться сами. Сегодня маневры, подобные стыковке Союз, выполняются полностью автоматически.

Альтернативой будет минимальный «набор инструментов» с Земли для производства среду обитания, используя ресурсы, собранные на местном уровне. В частности, трехмерные принтеры можно использовать для превращения минералов из местной почвы в физические структуры. Мы уже начали смотреть на то, чтобы сделать это возможным. Частная фирма Planetary Resources продемонстрировала трехмерную печать с использованием сырья из богатого металлом астероида, найденного на Земле. И НАСА установило 3D-принтер на МКС, чтобы показать, что его можно использовать в условиях невесомости, потенциально как способ создания космических аппаратов в космосе.

Жидкий спасательный круг

Как только среда обитания будет построена, колония будет нуждаться в непрерывных поставках воды, кислорода, энергии и пищи для поддержания своих жителей, полагая, что колония не была построена на идеальной земной планете с изобилующими этими ресурсами. Вода является основой для жизни, как мы знаем, но также может быть использована для создания радиационной защиты.

Первому поселению необходимо будет создавать определенное количество воды и перерабатывать все отработанные жидкости. Это уже сделано на МКС, где ни одна капля жидкости (мытье, пот, слезы или даже моча) не теряются. Но колония также, вероятно, попытается извлечь воду, возможно, из подземных источников жидкости, как это может существовать на Марсе, или льда, как это было обнаружено под поверхностью определенных астероидов.

Вода также обеспечивает источник кислорода. На МКС кислород образуется с использованием процесса, известного как электролиз, для отделения его от водорода в воде. НАСА также работает над разработкой методов регенерации кислорода из атмосферных побочных продуктов, таких как углекислый газ, который мы выделяем при дыхании.

Энергетическое хозяйство

Производство энергии, вероятно, является технологическим аспектом создания колонии, которую лучше всего подготовить благодаря фотовольтаическим солнечным батареям. Но в зависимости от местоположения планеты колонии нам может понадобиться еще больше улучшить эту технологию. На расстоянии Земли мы можем получить около 470 Вт электроэнергии для каждого квадратного метра солнечных элементов. Это значение ниже на поверхности Марса, поскольку оно находится на 50{1a840120cd71acd50c1ca4226dc28c76f445b3336d12f651e6375c2abce56222} дальше от Солнца, чем Земля, и имеет плотную атмосферу, которая частично экранирует солнечный свет.

Фактически, атмосфера Марса подвержена периодическим песчаным бурям, которые, как известно, проблематичны, поскольку песок дополнительно ограничивает количество полученного света, а также может собирать и покрывать панели. Но люди уже начали решать эти проблемы при разработке текущих миссий на Марсе.

Колония должна быть устойчивой, поэтому – без репликатора стиля Star Trek – фермерство будет иметь важное значение для производства пищи. Культуры также могут быть использованы для преобразования углекислого газа в воздухе обратно в кислород. Растущие растения на Земле относительно легки, потому что окружающая среда – это то, к чему они адаптировались в течение тысяч лет, но выращивание фруктов и овощей в космосе или на другой планете не так просто.

Температура, давление, влажность, уровни углекислого газа, состав почвы и гравитация влияют на выживание и рост растений с различным воздействием на разные виды. В настоящее время проводятся несколько исследований и экспериментов, чтобы попытаться выращивать растения в контролируемых камерах, которые имитируют окружающую среду космической колонии. Одним из возможных решений, которые уже были доказаны на Земле с редисками, салатами и зеленым луком, является гидропонное земледелие, которое включает выращивание растений в обогащенной питательными веществами жидкости без какой-либо почвы.

Изменение климата

Конечным требованием для космической колонии будет сохранение климата, пригодного для жилья. Атмосферный состав и климат на других небесных телах сильно отличаются от земных. Нет атмосферы на Луне или астероидах, а на Марсе атмосфера производится в основном из двуокиси углерода, производя температуру поверхности от 20 ° С до -153 ° С в течение зимы на полюсах, а давление воздуха составляет всего 0,6{1a840120cd71acd50c1ca4226dc28c76f445b3336d12f651e6375c2abce56222}. В таких условиях поселенцы будут ограничены проживанием внутри изолированных мест обитания, а прогулки за пределами будут возможны только с помощью скафандров.

Одним из альтернативных решений может быть изменение климата планеты в больших масштабах. Мы уже изучаем такую ​​«геоинженерию» как способ реагирования на изменение климата Земли. Это потребует огромных усилий, но подобные методы можно масштабировать и применять, например, к другим планетам, таким как Марс.

Возможные методы включают биоинженерные организмы для преобразования углекислого газа в атмосфере в кислород или затемнения марсианских полярных шапок, чтобы уменьшить количество солнечного света, которое они отражают, и увеличить температуру поверхности. Альтернативно, большое образование орбитальных солнечных зеркал может отражать свет солнца на определенных участках, таких как полюса, чтобы вызвать локальное повышение температуры. Некоторые предположили, что такие относительно небольшие изменения температуры могут спровоцировать климат на новое состояние с гораздо более высоким давлением воздуха, что может стать первым шагом к терраформированию Марса.

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

Пожалуйста, авторизуйтесь чтобы добавить комментарий.
  Подписаться  
Уведомление о
Поделиться в facebook
Поделиться в twitter
Поделиться в vk
Поделиться в whatsapp
Поделиться в pinterest
Поделиться в email
[email-subscribers-form id="1"]

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: