На орбіті Церери побудують першу позаземну колонію у найближчі 30 років (фото)

Людство вже зовсім близько підійшло до того моменту, коли зможе покинути свою земну колиску і почати експансію в космосі. І це цілком можливо при сучасному рівні розвитку науки та техніки, передають Патріоти України. А перша повноцінна позаземна колонія може з'явитися протягом найближчих трьох десятиліть, причому не на Місяці або Марсі, а біля карликової планети Церери, розташованої в поясі астероїдів.

До такого висновку прийшов фінський астрофізик, астробіолог та винахідник Пекка Янхунен. Свою версію колонізації космосу він докладно описав у статті, опублікованій на порталі arXiv.org. Пекка працює в Фінському метеорологічному інституті, Університеті Тарту (Естонія) та фінській компанії з виробництва компактних супутникових платформ Aurora Propulsion Technologies. Він вважає Цереру практично ідеальним кандидатом для початку колонізації Сонячної системи.

Діаметр Церери становить 950 кілометрів - це дозволяє їй вважатися найбільшим об'єктом у поясі астероїдів між орбітами Марса та Юпітера. У вересні 2007 року NASA запустило зонд Dawn для отримання більш детальної інформації про астрономічні тіла, в тому числі й про Цереру. На орбіту карликової планети апарат вийшов в березні 2015 року і зміг зробити кілька детальних знімків.

Церера має кам'яне ядро, а її поверхня, швидше за все, складається з водяного льоду, глинистих матеріалів, а також всіляких гідратованих речовин. Звичайно, точно це не підтверджено, але недавно телескоп Гершель виявив навколо неї «хмару» водяної пари.

Чому Церера?

Фінський вчений вважає, що набагато практичніше було б скористатися Церерою, як джерелом матеріалів для будівництва орбітальної бази. Ця карликова планета багата всім, що потрібно людству: водою, азотом, вуглеводнями та залізом. Вода потрібна для нашого життя і з неї можна отримувати кисень для дихання та використовувати її як окислювач ракетного палива з водню. Азот - інертний газ, яким доповнюється кисень при створенні атмосфери. Ну а вуглеводні з залізом послужать будівельними матеріалами.

Завдяки малій силі тяжіння на поверхні Церери, підйом вантажів з неї вимагає малих витрат енергії. Більш того, прискорення вільного падіння, яке складає лише 3% від земного, робить цілком реальним будівництво орбітального ліфта із застосуванням сучасних технологій. Ґрунтуючись на даних про карликову планету та ряді наукових робіт з приводу реалістичних технологій космічного виробництва, Пекка навіть прийшов до висновку, що на Церері не знадобиться розгортати яке-небудь складне виробництво, хіба що первинне очищення руди. Всі інші маніпуляції з матеріалами вигідніше буде проводити прямо на орбіті.

За проєктом фінського вченого, з висоти в 1024 кілометри, де закінчується космічний ліфт, вантажі повинні доставлятися на орбіту в 100 000 кілометрів. Але така велика різниця в відстанях не повинна нікого бентежити: завдяки все тій же низькій гравітації Церери, на подальший підйом буде потрібно збільшення швидкості лише 20 метрів на секунду. Ну а необхідну енергію для підйому зможуть генерувати величезні сонячні батареї на противагах космічного ліфта.

Що будуємо?

Велетенська конструкція на орбіті карликової планети буде складатися з типових циліндричних модулів. Зовнішні «бочки» - нерухомі, виконують роль протиметеоритного та радіаційного захисту. «Кришки» на їх торцях оснащені вікнами для пропускання сонячного світла та магнітні підшипники для внутрішніх циліндрів всередині. Найцікавіше - за ними.

У кожній «бочці» на одній осі знаходяться два внутрішніх циліндри діаметром в кілометр та завдовжки п'ять. Для компенсації всіх можливих збурень вони обертаються в протилежні сторони. На їх торцях, крім системи двигунів, розміщені дзеркала, на які падає світло. Усередині ці обертові циліндри двоярусні.

На зворотному боці зовнішньої стінки знаходиться перший населений шар - сільський. Його поверхня вистелена півтораметровим шаром родючого ґрунту, на якому можуть рости дерева та сільськогосподарські культури. Сила тяжіння тут створюється на рівні земної та сюди ж відбивають світло дзеркала в торцях конструкції. У п'ятдесяти метрах ближче до осі обертання знаходиться міський рівень. Велика частина людей живе і працює саме тут, де сила тяжіння вже буде 0,81 від земної.

Таких «бочок» з двома населеними циліндрами всередині може бути дуже багато - десятки або навіть сотні. Вони об'єднуються в мегаконструкцію, схожу з боку на велетенську двосторонню пудреницю. «Кришки» - це дзеркала, що концентрують сонячне світло на торці населених модулів. Найбільше інтригує час побудови такої фантастичної споруди - лише 22 роки. Як підрахував Янхунен, саме за такий термін, з моменту прибуття підготовленої до роботи експедиції на Цереру, вдасться зібрати перший робочий циліндр.

Скільки це буде коштувати?

Говорячи про вартість настільки фантастичного проєкту, марно намагатися підрахувати необхідну суму. Однак у фізиків є своє, набагато більш наукове мірило - витрачена енергія. І, як не дивно, у фінського вченого вийшли цілком реалістичні цифри. Щоб підняти з поверхні Церери кілограм вантажу на орбіту висотою 100 000 кілометрів буде потрібно 134 кілоджоулів енергії, а ось з Землі на висоту лише 100 кілометрів - не менше 11 мегаджоулів. Для простоти експлуатації можна використовувати парові ракети, набравши води з поверхні та випаровуючи її.

Окреме питання: як отримати матеріали потрібної якості для конструкції. За підрахунками фінського вченого, на будівництво одного циліндра буде потрібно 484 тонни сталі. Щоб виплавити кілограм цього металу, потрібно всього 20 мегаджоулів - Пекка взяв середнє значення між декількома технологіями. Шляхом простої калькуляції можна підрахувати, що сонячних батарей МКС (максимальна потужність 120 кіловатів) вистачить, щоб виконати таку роботу за три роки. Іншими словами - фантастики немає, було б бажання, мета та фінансування.

Чи є шанс на втілення?

Безумовно, Янхунен не врахував багатьох нюансів у своїй роботі - все-таки, в першу чергу він досліджував питання реалістичності спорудження станції. Складнощі підтримки біосфери всередині циліндрів, забезпечення будівельників первинними ресурсами та налагодження транспортних комунікацій із Землею вчений залишив для інших робіт. Однак навіть в такому вигляді публікація фіна заслуговує на увагу, оскільки, на перший погляд, в ній немає фундаментальних помилок.

Ідеї будівництва колоній в космосі витають в різних умах давно, але зараз вони стали як ніколи близькі. Учасники «нових космічних перегонів» - глава Blue Origin Джефф Безос та глава SpaceX Ілон Маск - прагнуть саме такого майбутнього, де людство просто зобов'язане почати жити на станціях, описаних Янхуненом. І ми побачимо початок будівництва бази біля Церери вже до середини XXI століття. У всякому разі, ця карликова планета заслуговує на увагу не тільки з наукової точки зору - аж надто на ній багато корисних для колоністів ресурсів, щоб розкидатися настільки вигідними місцями.