На информационном ресурсе применяются рекомендательные технологии (информационные технологии предоставления информации на основе сбора, систематизации и анализа сведений, относящихся к предпочтениям пользователей сети "Интернет", находящихся на территории Российской Федерации)

Друзья

10 456 подписчиков

Свежие комментарии

  • Юрий Ильинов
    Reuters: в МУС инициировали расследование в отношении прокурора, выдавшего ордер на «арест» президента РФ В Междунар...Борьба за новую м...
  • Юрий Ильинов
    Перемирия быть не должно. На Западе назвали главное условие прочного мира с Россией На Западе назвали главное услови...Борьба за новую м...
  • Юрий Ильинов
    Окружение крупных сил ВСУ, продвижение к дороге на Покровск. Ситуация на фронтах СВО к 9 ноября На купянском направл...Борьба за новую м...

Как будет работать интернет на Луне: готовимся к масштабной эмиграции в космос

www.popmech

 

Как будет работать интернет на Луне: готовимся к масштабной эмиграции в космос

Система Andromeda обеспечит связью абонентов, которые будут постоянно жить и работать на Луне, включая людей, роботов и гигантские радиотелескопы

Едва придя к власти, администрация бывшего президента США Дональда Трампа объявила об очередном развороте космической программы страны и анонсировала амбициозную программу по возвращению людей на Луну – теперь уже навсегда.

Ожидалось, что триумфальные полеты станут эффектным финалом второго президентского срока Трампа, однако история пошла другим путем. После победы демократов во главе с Джо Байденом лунная программа NASA стала пробуксовывать. Но прежние планы далеко не оставлены, и до конца 2020-х США совместно с партнерами готовят несколько беспилотных и пилотируемых экспедиций, а также развертывание окололунной станции Lunar Gateway.

Свои миссии к Луне планируют Россия, Китай и другие страны: всего до 2030 г. туда должны отправиться почти сто кораблей и аппаратов. Разумеется, что далеко не все из них будут реализованы, но это лишь задержит почти неизбежный финал: строительство обитаемой базы и постоянное присутствие людей на естественном спутнике Земли. Задача непростая: персоналу потребуется надежное и комфортное укрытие, и все положенные блага цивилизации. Связь среди них занимает далеко не последнее место.

Флотилия «Андромеда»

В прошлом участники миссий Apollo обходились обычной радиолинией, но на новом уровне освоения Луны этого уже недостаточно. Такая связь требует прямой видимости и недоступна на обратной стороне спутника, в окрестностях полюсов и просто в тех участках поверхности, где Землю заслоняет скала или вал ударного кратера. Вдобавок, для этого необходимы мощные передатчики с усилителями и большими антеннами, способные непосредственно коммуницировать со станциями на Земле. Для организации полноценной системы связи нужны другие решения.

Над таким проектом Лаборатория реактивного движения (JPL) NASA работает совместно с итальянской аэрокосмической компанией Argotec. Система Andromeda будет использовать флотилию окололунных аппаратов (ими занимаются итальянцы), оснащенных инструментами для организации сети связи (эта часть лежит на плечах JPL). Группировка обеспечит связь между всеми абонентами на Луне, а также послужат передаточным «хабом» для обмена данными с Землей. Кроме того, те же аппараты могут стать основой для организации «лунного GPS», системы навигации для работы людей и роботов на спутнике. Небольшие задержки во времени прихода сигналов от разных аппаратов до антенны, находящейся на поверхности Луны, даст возможность триангулировать ее положение и вычислить координаты.

Расчетные орбиты

По плану, группировка должна включить 24 аппарата, движущихся по четырем орбитам, по шесть спутников на каждой. Наклонение орбит друг относительно друга составит около 57°, перицентры (нижние точки орбиты) их находятся в 720 км над поверхностью Луны, апоцентры (верхние точки) – на высоте 8090 км. Для связи на Земле это были бы средние околоземные орбиты – на таких работает, например, система спутниковой связи OneWeb. И хотя расстояние до спутников будет доходить до тысяч километров, оно останется несравнимо малым в сравнении с дистанцией до Земли и обратно – почти 400 тыс. км в одну сторону. Это резко снижает требования к мощности передатчиков, которыми будут пользоваться люди и роботы на Луне.

Полный оборот будет занимать 12 часов, но, как и любые тела, которые движутся по таким вытянутым эллиптическим орбитам, нижние участки спутники будут проходить намного быстрее, чем верхние. Поэтому плоскости орбит расположены таким образом, чтобы максимально долго оставаться над ключевыми районами будущей активности людей. В итоге лунные полюса (где находятся приличные запасы воды, которые делают их особенно привлекательными для строительства обитаемой базы) будут видимы хотя бы одним спутником не менее 94 процентов времени, и не менее 79 процентов – сразу тремя, что необходимо для навигации. Для сравнения, приэкваториальные области будут покрыты одним спутником 89 процентов времени.

Четыре орбитальные плоскости позволят охватить связью всю поверхность Луны, уделяя особое внимание самым важным участкам
Четыре орбитальные плоскости позволят охватить связью всю поверхность Луны, уделяя особое внимание самым важным участкам

По ту сторону

Разработчики системы Andromeda уделяют особое внимание обратной стороне Луны. Постоянно жить и работать на ней в обозримое время люди вряд ли будут, однако именно там планируется построить мощные астрономические инструменты, которые будут собирать огромные массивы данных, нуждающихся в отправке на Землю для обработки. Радиотелескопы на обратной стороне Луны будут экранированы всей массой спутника от шума, который исходит с Земли, а сравнительно слабая гравитация позволит построить их по-настоящему огромными, чтобы увидеть Вселенную с беспрецедентным разрешением.

Пока что ученые прорабатывают два таких проекта: LCRT (Lunar Crater Radio Telescope, «Радиотелескоп в лунном кратере») и FARSIDE (Farside Array for Radio Science Investigations of the Dark ages and Exoplanets, «Массив на обратной стороне для радиоволновых исследований "темной эпохи" и экзопланет»). LCRT – это километровых размеров антенна, которую можно будет подвесить в «фокусе» 4-километрового кратера, чтобы тот послужил естественным рефлектором для радиоволн. LCRT сможет работать с наиболее длинными волнами, которые на Земле невидимы, поскольку блокируются ионосферой нашей планеты.

FARSIDE проектируется как радиоинтерферометр, то есть массив из множества отдельных антенн, собранных в единую систему высокого разрешения. FARSIDE будет использовать 128 таких антенн, расположенных на пространстве диаметром около 10 км, соединенных с общим центром для питания, хранения и первичной обработки данных. Именно отсюда будет происходить обмен информацией между телескопом и спутниками связи, чтобы те отправили данные дальше, на Землю.

LCRT – радиотелескоп в кратере на обратной стороне Луны: взгляд художника
LCRT – радиотелескоп в кратере на обратной стороне Луны: взгляд художникаVladimir Vustyansky,

Спутники над спутником

Орбитальная платформа, над которой работают итальянские инженеры из Argotec, сравнительно невелика. Существующий прототип имеет массу 55 кг массы и размеры 44 х 40 х 37 см, без учета развернутых антенн и панелей солнечных батарей. На борту находится созданная в JPL система четырехканальной радиосвязи: один канал в сантиметровом К-диапазоне обеспечивает коммуникации с Землей (100 Мбит/с при отправке со спутника и 30 Мбит при приеме), а остальные предназначены для связи с абонентами внизу, на Луне.

Их работу обеспечивают три антенны: одна выдвигаемая, 50-сантиметровой длины, для общения с Землей в К-диапазоне, и три фиксированные антенны более длинного S-диапазона для обмена данными с Луной. Идет разработка стандартных протоколов, на основе которых спутники будут общаться друг с другом и с абонентами. Однако даже когда флотилия подобных аппаратов развернется над Луной, это будет лишь первое поколение местной связи.

В дальнейшем группировку Andromeda могут дополнить сетью станций и ретрансляторов на поверхности спутника. С их помощью «лунный интернет» сможет перепрыгнуть сразу через несколько ступенек и приблизиться к возможностям 5G, которые только сегодня развертываются на Земле. Такая сеть обеспечит скоростной обмен информацией, дистанционное управление машинами и автономную работу роботов – все то, без чего полноценное освоение Луны вряд ли возможно.

ß

Ученые исследуют Солнечную систему и готовят высадку на Луне и Марсе. Главные новости науки сегодня

Новости 28 марта. Зонд ESA и NASA Solar Orbiter сделал снимки солнечной короны в высоком разрешении. NASA объявило конкурс на разработку лунного посадочного модуля. Геологи Калифорнийского университета, Джексон разработали модель циркуляции кислорода на Европе, спутнике Юпитера. Ботаники Калифорнийского университета, Дэвис вырастили «марсианский салат».
Владимир Губайловский
Ученые исследуют Солнечную систему и готовят высадку на Луне и Марсе. Главные новости науки сегодня
Solar Orbiter

Исследования Cолнечной системы с каждым днем становятся все подробнее и детальнее

Снимки солнечной короны в ультрафиолете сделал зонд ESA и NASA Solar Orbiter. Снимки сделаны с расстояния примерно равного орбите Меркурия. Разрешение снимков превышает 4K и позволяет рассмотреть в деталях температурные колебания в солнечной короне.  

NASA объявило конкурс на разработку посадочного модуля. Победителем первого аналогичного конкурса стала компания SpaceX. Ее посадочный модуль будет использован в 2025 году при высадке астронавтов на Луну. Но NASA считает, что новый конкурс стимулирует поиск решений, которые в дальнейшем подойдут для посадки на Марс.

Разработана модель циркуляции кислорода на Европе, спутнике Юпитера. Спутник покрыт ледяным панцирем, под которым, вероятно, есть водяной океан. Кислород образуется на поверхности спутника при бомбардировке льда космическими лучами. Как показали геологи Калифорнийского университета, Джексона кислород может проникать сквозь трещины в ледяной оболочке спутника. Если кислород поступает в жидкий океан, вероятность того, что там есть жизнь, значительно повышается. 

«Марсианский салат» вырастили ботаники Калифорнийского университета, Дэвис. По вкусу он такой же как обычный, но генномодифицирован для производства гормона, стимулирующего рост костной ткани. Такой салат защитит кости астронавтов по время долгого полета в условиях невесомости. Современные технологии уже  позволяют выращивать салат в космосе. 

ß

Какие космические суммы зарабатывают космонавты

Профессия космонавта — очень редкая. Людей, которые поднимались на орбиту за всю историю — несколько сотен. Так наверно, и зарплата у них соответствующая высотам. Оказывается, бывает по-разному.
33292f961e7ecdcd57fb7fe9a382075a2214e9cad688xWEBx8092x1648965509

Собираясь к Ганимеду: новый зонд проверит, возможна ли жизнь на спутнике Юпитера

Европейское космическое агентство готовится к запуску нового зонда в систему Юпитера. Главная задача аппарата – проверить Ганимед, самый большой спутник во всей солнечной системе, на пригодность для жизни.
Роман Фишман
Собираясь к Ганимеду: новый зонд проверит, возможна ли жизнь на спутнике Юпитера

По номенклатуре Европейского космического агентства (ESA) миссия JUICE относится к классу L – самым масштабным проектам, которые реализуются в рамках программы фундаментальных исследований Cosmic Vision. Бюджет JUICE составляет около 1 млрд евро, и работа над ним ведется с соответствующей тщательностью и неторопливостью. 

«Идея космической миссии проходит несколько этапов, – рассказал нам научный сотрудник ESA Дмитрий Титов. – Первый из них – нечто вроде эскизного проектирования, когда выбираются научные задачи, оцениваются технические возможности, создается приблизительный набросок аппарата и стратегии. Я возглавлял группу ученых, которая работала с миссией JUICE на этой стадии вплоть до 2015 года, когда проект был принят к исполнению».

Недра Ганимеда четко структурированы: жидкое железное ядро окружено каменистой мантией, следом идут слой льда и жидкий соленый океан, который покрывает ледяная кора. Предполагается, что океан залегает на глубине около 900 км.
Недра Ганимеда четко структурированы: жидкое железное ядро окружено каменистой мантией, следом идут слой льда и жидкий соленый океан, который покрывает ледяная кора. Предполагается, что океан залегает на глубине около 900 км.

Свита великана 

Огромный и массивный – почти в 320  раз тяжелее Земли – Юпитер окружен десятками спутников. Астрономы то и дело обнаруживают у планеты новые небольшие луны, но самые заметные из них – Ио, Европа, Ганимед и Каллисто – были открыты еще Галилеем. Каждая – целый необычный мир. Ио – самое вулканически активное тело в Солнечной системе, на его поверхности найдено больше 400 вулканов, около 150 из которых действующие. Чуть дальше от Юпитера вращаются Европа и Ганимед – спутник, размером превышающий Меркурий, – под корой у которых скрываются целые океаны жидкой воды. «Ну а Каллисто вообще чудной, – добавляет Дмитрий. – Его внутреннее вещество почти не дифференцировано: плотного ядра там нет, и все недра более-менее равномерно перемешаны, что совсем не характерно для небесных тел таких размеров». 

Но окрестности Юпитера астрономы недаром называют «Солнечной системой в миниатюре»: интерес вызывают не только отдельные необычные объекты, но и система в целом, со всеми сложными взаимодействиями между ее телами. Здесь можно наблюдать гравитационные и приливные силы, возникающие между гигантской планетой и ее лунами. Чрезвычайно мощное магнитное поле Юпитера разбрасывает вокруг облака и потоки плазмы. Сюда же попадает вещество, которое отрывается с поверхности Ио и некоторых других спутников. Эти разноплановые взаимодействия способны многое рассказать и об устройстве недр небесных тел, и о тонких процессах, протекающих в окутывающих их магнитных полях. Просто уникальная природная лаборатория, рай для ученых. 

«Прежде всего нужно было решить, что выбрать основной целью миссии JUICE – сам Юпитер или спутники, – говорит Дмитрий Титов. – Казалось бы, гигантская планета, которая доминирует над всем своим окружением, должна быть самой интересной. Однако предыдущие миссии, работавшие в системе Юпитера, обнаружили, что под твердой поверхностью некоторых спутников, по-видимому, скрывается жидкий океан. Эти находки перевернули всю парадигму поисков жизни во Вселенной и определили главные научные задачи нашего проекта».

"Эти находки перевернули всю парадигму поисков жизни во Вселенной и определили направление нашего проекта».

Жизнь на спутнике 

До недавнего времени казалось очевидным, что если где-то недалеко и есть жизнь, то, разумеется, на Марсе. Эта планета и сегодня похожа на Землю, а в прошлом была куда более теплой и влажной. «Такой подход можно назвать "землецентрическим": подразумевается, что нужен океан на поверхности планеты, чтобы в его теплых лагунах зародилась жизнь, –  продолжает Дмитрий. – Но когда стало известно о жидкой воде под поверхностью у Ганимеда и Европы, лун Юпитера, ученые поняли, что там тоже могут быть все ключевые ингредиенты: вода, насыщенная минеральными солями и органикой, достаточное количество тепла и энергии, длительные стабильные условия». Неудивительно, что создатели миссии JUICE сделали выбор в пользу спутников, а не самого Юпитера. И поскольку в то же время американские ученые из NASA начали планировать полет к Европе, то земной Европе достался Ганимед. 

По словам Дмитрия Титова, в ESA этому даже обрадовались. Дело в том, что Европа считается крайне сложной целью для космических зондов. Орбита этого спутника пролегает в радиационных поясах Юпитера – участках его магнитного поля, где накапливаются огромные количества высокоэнергетических частиц. «Радиация там совершенно безумная, поэтому исследование Европы связано с огромными сложностями с точки зрения противорадиационной защиты, – поясняет Дмитрий. – Технологически и финансово ни ЕС, ни США пока не способны создать зонд, который сможет долго работать в таких условиях. Американцы даже отказались от орбитального аппарата, заменив его многочисленными быстрыми пролетами мимо спутника. Их зонд будет двигаться по сильно вытянутой траектории, сближаясь с Европой лишь на небольших участках, быстро проводить измерения и удаляться на безопасное расстояние».

Кроме того, Ганимед, в отличие от Европы, обладает собственным магнитным полем. Оно активно взаимодействует с могучей магнитосферой Юпитера, порождая не только яркие полярные сияния, но и множество других явлений, которые трудно найти где-либо еще в Солнечной системе. И конечно, у этого спутника есть свой подповерхностный океан. Но если из-под ледяной коры Европы кое-где пробиваются водяные гейзеры, то океан Ганимеда полностью заперт под более толстым слоем льда. Чтобы заглянуть туда, на глубину, придется использовать множество сложных приборов.

На Юпитере и в его окрестностях можно найти самые разнообразные небесные тела и виды взаимодействий между ними. Магнитное поле планеты на несколько порядков мощнее земного и задает тон в этой системе, порождая сложные турбулентные потоки плазмы и яркие полярные сияния.
На Юпитере и в его окрестностях можно найти самые разнообразные небесные тела и виды взаимодействий между ними. Магнитное поле планеты на несколько порядков мощнее земного и задает тон в этой системе, порождая сложные турбулентные потоки плазмы и яркие полярные сияния.

Инструменты ученого

«Так и ведется работа над подобными космическими проектами, – объясняет Дмитрий Титов. – Сперва формулируются фундаментальные вопросы, на которые миссия должна найти ответ. Далее они дробятся на более мелкие задачи, которые можно решить с помощью конкретных измерений, сделанных приборами на борту. Затем все собирается вместе». А поскольку JUICE – миссия L-класса, «миллиардная», то приборов на аппарат установлено в изобилии. Разнообразный набор инструментов более чем для десятка научных экспериментов включает камеры, магнитометр, спектрометры  – один для изучения состава поверхности Ганимеда, второй для изучения его разреженной атмосферы и третий для наблюдения полярных сияний и движения заряженных частиц в магнитном поле. Лазерный альтиметр (высотомер) позволит провести картографию спутника, а подповерхностный радар промерит его кору на глубину до нескольких километров – это поможет исследовать ее структуру и, возможно, даже увидеть скрытый океан. 

Целый блок аппаратуры предназначен для регистрации частиц плазмы в широком диапазоне энергий. Запланирован и отдельный гравитационный эксперимент, где сам аппарат JUICE выступит в роли датчика. Принимая на Земле его радиосигналы, ученые смогут отслеживать скорость движения зонда с огромной точностью  – до долей миллиметра в секунду. Пролетая над участками поверхности с разной плотностью и массой, аппарат будет слегка ускоряться или замедляться. Оценив эти изменения скорости, можно будет составить полную картину гравитационного поля Ганимеда, выяснить толщину и свойства коры спутника, глубину его океана. 

«Главное, что всех интересует, – возможность возникновения жизни в ледяных мирах, – добавляет Дмитрий. – Но пока мы не ищем непосредственно организмы и следы их деятельности. Сначала нужно точнее определить физические условия на Ганимеде: размер его подледного океана, состав, температуру и т.п.».

Последние приготовления

Дмитрий Титов, сотрудник Института исследований Солнечной системы Общества Макса Планка и ESA, научный руководитель первой фазы проекта JUICE:

«Проект идет четко по плану, и все говорит о том, что JUICE будет запущен в срок. По большому счету выбора особо нет, поскольку стартовать к Юпитеру лучше в рамках определенного окна, когда планеты выстраиваются подходящим для маневров образом. Это происходит не слишком часто – если пропустить хорошую возможность, то придется использовать совершенно другую траекторию, и на полет уйдет гораздо больше времени. Так что надо отправлять зонд уже в 2023-м».

Ультрафиолетовый спектрометр высокого разрешения UVS.
Ультрафиолетовый спектрометр высокого разрешения UVS.

Сейчас JUICE находится в Европейском центре космических исследований и технологий (ESTEC), главном предприятии ESA, где проходят испытания космические аппараты. 

Для испытаний радар был поднят на вертолете с полностью раскрытой 16-метровой антенной.
Для испытаний радар был поднят на вертолете с полностью раскрытой 16-метровой антенной.

«По-человечески проект очень впечатляет ... Это уже сложная машина размером с автобус: сам аппарат весит почти две тонны, а полностью заряженный топливом наберет без малого пять». 

«По-человечески проект очень впечатляет. Я помню самое его начало – миссию в виде отчетов, расчетов, статей, – делится Дмитрий. – Но вот прошло семь лет, и перед нами уже сложная машина размером с автобус: сам аппарат весит почти две тонны, а  полностью заряженный топливом наберет без малого пять». Горючее понадобится для маневров при перелете: стартовав в апреле 2023 года, зонд еще пару лет будет двигаться по внутренним областям Солнечной системы, меняя курс возле Земли, Луны и Венеры, гравитация которых подтолкнет JUICE по направлению к цели. А вот питание для работы своих инструментов аппарат сможет получать от солнечных батарей. На таком расстоянии от Солнца излучение уже довольно слабое, поэтому площадь панелей зонда достигает почти 100 кв. м. 

В систему Юпитера JUICE прибудет в 2031-м и, как планируется, проработает там около полутора лет, рассматривая Ганимед и его подледный океан. Конечно, куда интереснее было бы опуститься на поверхность и попробовать пробурить скважину, но пока такие проекты чересчур сложны и дороги даже для крупнейших космических агентств мира. Прежде чем рисковать таким аппаратом, нужно все внимательно рассмотреть с орбиты, как это было сделано на Луне и Марсе. Но если орбитальные зонды подтвердят, что подледные океаны Европы и Ганимеда могут быть обитаемы, мотивов для посадочных миссий будет предостаточно.

Шесть задач на Ганимеде:

1. Обнаружение скрытых резервуаров воды и описание структуры подледного океана.

2. Топографическое, геологическое и минералогическое картографирование поверхности.

3. Определение свойств ледяной коры.

4. Изучение внутреннего распределения массы, динамики и эволюции недр.

5. Исследование разреженной атмосферы.

6. Наблюдение магнитных полей и их взаимодействий с магнитосферой Юпитера.

ß

10 шагов к успешной колонизации космоса

Задолго до строительства первых ракет, специалисты всерьёз обсуждали проблемы и перспективы колонизации космоса в своих научных и публицистических трактатах. Конечно, многое с тех пор изменилось. Рассказываем, что потребуется для покорения Вселенной.
Наталья Полыця
10 шагов к успешной колонизации космоса

Нужна ли колонизация космоса? Этот вопрос начали обсуждать задолго до первых успешных запусков ракет за пределы стратосферы.

В фантастических романах и фильмах авторы уже давно описали идеальную, с их точки зрению модель путешествий по Галактике. Но о том, какие серьёзные проблемы представляет колонизация космоса в действительности, пожалуй, можно узнать лишь в больших научных статьях на данную тему.

Пытаясь понять почему колонизация космоса так сложна и объяснить её проблемы, многие учёные всё равно не теряют уверенности, что рано или поздно данное событие обязательно произойдёт.

На сегодняшний день некоторые из них даже считают это неизбежным — если, конечно, человек не вымрет и его место не займут крысы или муравьи. В таком случае, а ряд учёных-алармистов не исключает и такого итога, перспектива колонизации космоса окажется под угрозой.

Тем не менее, сторонники оптимистического сценария, даже не задумываются о том, нужна ли нам колонизация космоса или нет. Для них это почти решённый вопрос. Правда чтобы успешно расселиться по Вселенной, надо сперва стать киборгами, создать армию роботов, генетически модифицироваться и научится скидывать информацию не на флешку, а на бактерию. Звучит сложно? Но ведь колонизация других планет – это не такая уж и лёгкая прогулка.

Причины почему колонизация в космосе сложна многогранны. Наглядное тому подтверждение до сих пор не увенчавшиеся успехом попытки полёта на ближайшую к нам планету – Марс.
Причины почему колонизация в космосе сложна многогранны. Наглядное тому подтверждение до сих пор не увенчавшиеся успехом попытки полёта на ближайшую к нам планету – Марс.


Космический корабль – важный инструмент для колонизации космоса

Чтобы начать колонизацию космоса, нужно на чем-то отправиться в путь. Увы, это не так просто, как расселиться по своей планете. Предполагается, что ближайшая от Земли планета, пригодная для обитания, находится на расстоянии 14 световых лет, т. е. более чем в 131 триллионе км от нас. Далековато, согласитесь. Но проблемы корабля для колонизации космоса на этом не заканчиваются. Даже если мы освоим такие длинные космические перелеты, и вопрос об отправлении первой колонии людей будет решен, то сколько человек должно вмещать космическое судно? Сколько смельчаков должны отправиться в первый межгалактический полет?

Например, проект MarsOne планирует в 2026 году делегировать 100 человек, чтобы начать колонизацию Марса. Но Марс — наш сосед, а путешествия в другие галактики длятся по 150 лет и требуют другого количества людей. Для колонизации и освоения космоса этого недостаточно. Антрополог Портландского университета Кэмерон Смит утверждает, что необходимо отправить по крайней мере 20 тысяч человек, а в идеале все 40, чтобы заселиться на новой планете. Естественно, что из этих 40-а тысяч как минимум 23 тысячи должны быть репродуктивного возраста. Куда так много? Для генетического разнообразия и на случай возможной катастрофы, если такая вдруг уничтожит часть популяции. Ну, и чтобы не было скучно.

Киборги помогут колонизировать космос

О том, какие проблемы представляет колонизация космоса без помощи киборгов, так и с ними, снято множество научно-фантастических фильмов. Сам термин «киборг» появился в 1960 году — его ввели ученые Манфред Клайнс и Натан Клин, размышляя над возможностями выживания человека вне Земли. Идея заключается в том, чтобы «добавлять» в биологический организм (т.е. в нас) механические и электронные компоненты. Предполагалось, что это повысит шансы человека выжить во внеземных условиях.

Сегодня киборги и активисты биохакинга скорее предстают экзотикой посреди обыденной жизни. Однако колонизация космоса без них не представляется возможной.
Сегодня киборги и активисты биохакинга скорее предстают экзотикой посреди обыденной жизни. Однако колонизация космоса без них не представляется возможной.

Эту мысль развил (возможно, до крайности) эксперт по кибернетике Университета Ридинга (Великобритания) Кевин Уорвик. Он предлагает оставить от человека один лишь головной мозг, пересадив его в тело андроида. Это, по словам ученого, будет способствовать освоению и колонизации космоса.

Перспектива колонизации космоса кроется в искусственном интеллекте

Как вообще может идти речь о колонизации других галактик, если мы все еще не можем освоить соседние планеты? Этим вопросом задаются ученые: да, они ставят под сомнения интеллектуальные способности человека. Но если задача колонизировать космос непосильна для человека, возможно, с ней справится искусственный интеллект.

Есть два основных условия, при которых искусственный интеллект действительно может помочь человеку в освоении космического пространства. Во-первых, искусственный интеллект (ИИ) должен быть умнее нас. Но колонизация космоса сложна именно потому что сейчас ИИ, увы, не настолько умнее, чтобы раскрыть секреты межгалактических странствий, тайны кротовых нор и другие загадки Вселенной. При этом, конечно, он не должен иметь возможность убить человека (пока не поможет колонизировать космос).

Проблемы колонизации космоса, ровно как и перспективы этого мероприятия, кроются в построении человечеством максимально эффективного искусственного интеллекта.
Проблемы колонизации космоса, ровно как и перспективы этого мероприятия, кроются в построении человечеством максимально эффективного искусственного интеллекта.

Во-вторых, мы могли бы разработать не просто компьютер, а разумных существ, которые бы проложили для нас путь сквозь звезды. Запрограммировать искусственный разум таким образом, чтобы он был направлен на поиск пригодных для жизни планет, а затем строил бы межгалактический автобан для людей. И тогда нам оставалось бы просто загрузить космический корабль всем необходимым. Такая перспектива колонизации космоса сегодня выглядит утопичной, но никто не знает что ожидает нас в этом направлении завтра.

Генетически сконструированные эмбрионы – замена киборгов при колонизации других планет

Одна из основных проблем колонизации космоса, конечно заключается даже не в технической составляющей. Немаловажно то, что космические путешествия для человека чреваты страшными последствиями для здоровья. Дорога до ближайшего Марса, которая занимает всего лишь от 18-и до 30-и месяцев, — это высокий риск развития рака, деградации тканей, потери плотности костной ткани, повреждения головного мозга. Есть мнение, что колонизация новой планеты возможна только генетически модифицированными людьми.

Если модифицировать эмбрионы и отправить на другую планету, там их можно будет вырастить или даже распечатать с помощью биологического 3D-принтера. В этом может помочь искусственный интеллект, который уже «освоился» на новой территории. Таким образом одна из основных причин того, почему колонизация в космосе сложна, будет практически нивелирована. Да и транспортировать эмбрионы гораздо проще, чем придумывать, как отправить людей в путешествие длиной в сотни лет.

Ещё один способ колонизация космоса – генетически модифицированные люди

Сценаристы научно-фантастических фильмов, во время долгого полёта, в основном вводят колонизаторов других планет в спячку.
Сценаристы научно-фантастических фильмов, во время долгого полёта, в основном вводят колонизаторов других планет в спячку.

Краеугольный камень межгалактических путешествий — вопрос транспортировки людей. В NASA разрабатывают технологию глубокой гибернации, т. е. введение человека в состояние спячки. При удачном исходе перспективы колонизации космоса в этом случае, перестают быть исключительно в гипотетической плоскости.

Но проблемы, которые представляет колонизация космоса, при разработке данной технологии никуда не денутся, ведь гибернация — не анабиоз и не спасает от старения, хотя и замедляет процесс. Да, человек может проспать всю жизнь на космическом корабле, но это не сильно поможет колонизации космоса. Поэтому решение за генетикой — сделать так, чтобы земляне не старели. Ну, или старели так медленно, чтобы продолжительность жизни составляла тысячу лет.

Если мы продлим себе жизнь с помощью генетики, то не будет необходимости спать во время космического перелета: можно будет работать в ходе путешествия. Когда (и если) такое станет реальным, было бы хорошо, чтобы генетика избавила человека от одиночества и скуки. Это пригодится пилоту корабля, что рискнёт отправится колонизировать космос. Ведь такому смельчаку понадобятся сотни лет, для того чтобы одному управлять судном и при этом не сойти с ума.

Эволюция способна улучшить перспективу колонизации космоса

Если все прочие попытки колонизации и освоения космоса требуют от нас, как вида, определённых усилий. то здесь ничего делать не надо. Почти.

Существует теория, согласно которой человек может эволюционировать так, что в итоге будет способен перемещаться в космическом пространстве. Например, у первого поколения людей на Марсе начнутся ощутимые изменения в теле, а их дети появятся на марсианский свет уже с этими изменениями. В итоге всего через несколько поколений люди на Марсе станут одним из подвидов человека. Конечно возможно у таких людей также появятся проблемы колонизации космоса в дальнейшем, но они явно будут отличными от наших сегодняшних.

Время, способность ждать и не упустить нужный момент. Острая нехватка в жизни человека именно этих ресурсов и объяснят почему колонизация космоса сложна для нас, как для биологического вида.
Время, способность ждать и не упустить нужный момент. Острая нехватка в жизни человека именно этих ресурсов и объяснят почему колонизация космоса сложна для нас, как для биологического вида.

Можно конечно поспорить что колонизировать космос в итоге будем не совсем мы, но так ли безумно это выглядит? Аргумент в пользу этой теории — исследование расселения людей по Земле. Каждый раз, заходя на новые территории, человек обретал какие-то дополнительные физические качества, что делало человечество в целом более разнообразным. При переселении на другую планету нам придется столкнуться с совершенно чуждыми явлениями — и перемены будут гораздо сильнее, чем при смене земного континента. Эволюционируя в этом направлении, человек станет все более и более приспособленным для межгалактических перелетов.

Самовоспроизводящийся зонд и колонизация космоса без человека

В 1940-е годы венгерский математик Джон фон Нейман разработал теорию самовоспроизводящихся роботов: которая позволяет оценить перспективы и проблемы колонизации космоса в новых предлагаемых обстоятельсвах. Задумка такова: маленькие роботы производятся в геометрической прогрессии. Двое роботов производят четырех, четверо роботов — шестнадцать, и т. д. В итоге миллионы этих роботов составят своего рода зонд, который будет достигать всех четырех «углов» Млечного Пути.

Физик Митио Каку называет такой способ «математически наиболее эффективным» для изучения пространства. Сперва роботы найдут безжизненные спутники, затем создадут там заводы по производству таких же роботов, потом начнут использовать природные месторождения. Звучит неплохо, однако оставляет пишу для рассуждений о том, насколько нужна колонизация космоса без непосредственного участия человека.

Сфера Дайсона

Это гипотетический астроинженерный проект — возможно, приближает нас к перспективам колонизации космоса. Фримен Дайсон, по сути хочет построить что-то вроде Звезды Смерти из известной космической саги. Он предположил, что развитая цивилизация должна применять такое сооружение для максимально возможного использования энергии центральной звезды. В ходе процесса будет производиться большое количество инфракрасного излучения. Таким образом, поиск внеземных цивилизаций Дайсон предложил начать с обнаружения мощных источников инфракрасного излучения.

Если мы не одиноки во Вселенной, то быть может, проблемы и перспективы колонизации космоса волнуют не только нас.
Если мы не одиноки во Вселенной, то быть может, проблемы и перспективы колонизации космоса волнуют не только нас.

Идея сферы Дайсона — это прежде всего гипотеза для поиска других разумных цивилизаций. А некоторые ученые считают, что мы сами могли бы создать аналогичную сферу (допустим, с помощью самовоспроизводящихся роботов), и, собирая и используя энергию окружающих звезд, начать освоение и колонизацию космоса.

Терраформирование представляет решение проблем колонизации космоса

Терраформирование — это изменение условий жизни на планете. Одна из существенных проблем которую представляет колонизация космоса, кроется в заселения других планет, которые не слишком-то и пригодны для жизни людей. Например, Марс для нас слишком сухой и слишком холодный. Учёные полагают, что эти условия можно изменить.

Так, необходимо вывести микроорганизмы, которые бы потребляли локальные природные ресурсы. Это изменит почву (станет возможным выращивать растения), появится больше кислорода. Кроме того, микроорганизмы откачивали бы газ из воздуха. Благодаря всему этому толщина атмосферы Марса увеличится: и тогда планета станет теплее, и на ней может возникнуть вода. Микробиолог Гэри Кинг из Университета Луизианы полагает, что терраформирование Марса, как первая попытка успешно колонизировать космос, начнётся в течение ближайших двух столетий.

Почему при колонизации космоса не обойтись без бактерий

Несмотря на кажущуюся бесполезность, вполне возможно что все решения, касаемые проблем колонизации космоса, буквально кроются в нас самих.
Несмотря на кажущуюся бесполезность, вполне возможно что все решения, касаемые проблем колонизации космоса, буквально кроются в нас самих.

А ещё ДНК невероятно прочна. Она может выжить при температуре до тысячи градусов, а может быть криогенно заморожена. Наконец, ДНК, как материал, универсальна, что также немаловажно при колонизации космоса.

Ученые предполагают, что в течение 20-и лет мы научимся хранить данные ДНК человека в бактериях. Тогда можно будет посылать бактерии на другие планеты вместе с микробами (которые займутся терраформированием). Но вместе с такой перспективой колонизации и освоения космоса, в этом методе, также кроется и существенная проблема. Основная сложность — запрограммировать бактерию на конкретные действия на новой планете: ведь она должна знать, что делать, когда прибудет на место. Возможно, как только решится этот вопрос, на новых планетах люди будут развиваться из бактерий.

Картина дня

наверх