Ако човечеството ще живее дълго време, може да се наложи да колонизираме други планети. Или ние самите ще направим Земята необитаема, или тя просто ще стигне до естествен край и няма да може да поддържа живота - един ден ще бъдем принудени да търсим нов дом.
Холивудски филми като „Марсиан“и „Интерстелар“ни дават представа за това какво може да ни бъде заложено. Марс е най-обитаемата планета в нашата Слънчева система. Въпреки това има хиляди повече екзопланети, обикалящи около други звезди, които биха могли да заменят нашата Земя. Какви технологии са ни необходими, за да направим това възможно?
Вече имаме една космическа колония - Международната космическа станция (МКС). Той обаче се намира само на 350 км от Земята и екипът от шестима, който е там, трябва постоянно да доставя ресурси. Повечето технологии, разработени за МКС, като радиационна защита, рециклиране на вода и въздух и събиране на слънчева енергия, със сигурност ще бъдат налични за бъдещи космически селища. Създаването на постоянна космическа колония на повърхността на друга планета или луна обаче може да доведе до много нови проблеми.
Неестествено местообитание
Основното изискване за населено място е местообитание - изолирана среда, която може да поддържа въздушното налягане, неговия състав (количество кислород) и температура и да предпазва жителите от радиация. Това вероятно ще бъде сравнително трудно постижимо.
Изхвърлянето на големи и тежки предмети в космоса е скъпо и трудно. Космическите кораби от дните на мисиите на Аполон, които се състоеха от множество модули, способни да се отделят и скачат, бяха изпратени в космоса на парчета и събрани от астронавти. Като се има предвид впечатляващият напредък в автономното управление, частите ще могат да се сглобяват независимо. Днес маневри като докинг на Аполон се извършват напълно автоматично.
Промоционално видео:
3D заграждения
Като алтернатива можете да вземете със себе си малък набор от инструменти от Земята и да създадете местообитание, като използвате местно добитите ресурси. По-специално, 3D принтери могат да се използват за преобразуване на минерали от местна почва във физически структури. Между другото, това вече започна да се разглежда като възможност. Частна фирма Planetary Resources демонстрира как работи 3D принтирането с помощта на богат на метали астероид, който е намерен на Земята на мястото на удара. НАСА инсталира 3D принтер на МКС, за да покаже, че може да се използва в нулева гравитация като потенциален метод за изработка на компоненти за космически кораби в космоса.
Водата като жизненоважна съставка
След изграждането на местообитанието колонията ще се нуждае от постоянно снабдяване с вода, кислород, енергия и храна, за да поддържа жителите си. Това ще бъде необходимо в случай, че колонията не е построена на идилична планета като Земята по отношение на изобилието от ресурси. Водата, както знаем, е основата на живота. Може да се използва и за производство на гориво или за защита от радиоактивно излъчване.
Първото селище ще трябва да вземе определено количество вода със себе си и след това да изхвърли всички течни отпадъци. Това вече се практикува на МКС, където не се губи нито една капка течност (вода след измиване, пот, сълзи или дори урина). Също така колонията може да трябва да извлича вода от резервите на подземните води, които могат да съществуват на Марс, или от леда, който може да се намери под повърхността на някои астероиди.
Водата също служи като източник на кислород. На МКС кислородът се генерира чрез процес, известен като електролиза за отделяне на кислород от водород във вода. НАСА работи и за разработването на методи за възстановяване на кислорода от атмосферата чрез странични продукти като въглероден диоксид, който издишваме, когато дишаме.
Производство на енергия
Производството на енергия вероятно е технологичният аспект на създаването на колонии, за който сме най-добре подготвени благодарение на фотоволтаичните панели (слънчеви панели). Въпреки това, в зависимост от местоположението на колонията на планетата, може да се наложи да подобрим тази технология. На разстоянието на Земята можем да получим около 470V електроенергия за всеки квадратен метър слънчеви панели. Това число ще бъде по-ниско на повърхността на Марс, тъй като се намира на 50% по-далеч от Слънцето от Земята и има плътна атмосфера, която частично екранира слънчевата светлина.
По-специално в атмосферата на Марс периодично се появяват пясъчни бури, за които се знае, че са проблемни. Пясъкът допълнително ограничава количеството получена светлина и може също да се натрупва върху и покрива панелите. Решаването на този проблем обаче вече се решава чрез модернизиране на съществуващите марсоходци, които се изпращат на Марс. Например двата Марсови ровъра Spirit and Opportunity на НАСА бяха проектирани за 90 дни работа, но повече от 12 години по-късно те все още работят. Установено е също, че марсианският вятър периодично изчиства прах от панелите.
Хидропоника
Колонията трябва да е самоподдържаща се, така че дори и без репликатора на Star Trek селското стопанство да има голямо значение за производството на храни. Културите могат да се използват и за преобразуване на въглероден диоксид във въздуха в дишащ кислород. Отглеждането на растения на Земята не е толкова трудно, тъй като те се адаптират към тази среда в продължение на хиляди години. Въпреки това, отглеждането на плодове и зеленчуци в космоса или на друга планета не е толкова лесно.
Температура, налягане, влажност, нива на въглероден диоксид, състав на почвата и гравитация влияят в различна степен на оцеляването и растежа на растенията при различни видове. Провеждат се няколко проучвания и експерименти за отглеждане на растения в контролирани камери, които имитират средата на космическа колония. Хидропониката е едно възможно решение на този проблем, както е доказано на Земята с ряпа, маруля и зелен лук. Хидропониката включва отглеждане на растения в богата хранителна течност без никаква почва.
Промяна на климата
Крайното изискване за космическа колония е климатът, подходящ за живот. Съставът на атмосферата и климата върху други небесни тела е много различен от този на Земята. На Луната или на астероидите няма атмосфера, а на Марс атмосферата е предимно въглероден диоксид. Тук повърхностните температури варират от 20 ° C чак до -153 ° C на полюсите през зимата, а налягането на въздуха е само 0,6% от това на Земята. При такива условия заселниците ще бъдат принудени да живеят в изолирани местообитания, извън които ще е възможно само с използването на космически костюми.
Можем ли да създадем живот на Марс?
Като алтернатива можем да променим климата на планетата в голям мащаб. „Геоинженерингът“вече се изучава като начин за реагиране на климатичните промени на Земята. Това изисква огромно усилие, но подобни методи могат да бъдат разширени и приложени например за други планети като Марс.
Потенциалните решения също са биоинженерирани организми, които могат да преобразуват въглеродния диоксид в атмосферата в кислород, или потъмняването на полярните капачки на Марс, за да се намали количеството слънчева светлина, което отразяват и по този начин повишават повърхностните температури. Освен това създаването на голямо орбитно слънчево огледало ще помогне да се отразява слънчевата светлина към специфични региони, като полюсите, за локализирано повишаване на температурата. Някои смятат, че такива сравнително малки температурни промени могат да повлияят на климатичните промени, създавайки много по-високо въздушно налягане. Това може да бъде първата стъпка към тераформирането на Марс.
