Космическата колонизация: защо, кога, как и къде?

[SAlexandrov]

Тази илюстрация показва как би изглеждала отвътре една космическа колония от тип "Цилиндър на О'Нийл". Painting: Don Davis courtesy of NASA

15 март 2018 г. 17:15 ч.

Светослав Александров. Общността на хората, които се обявяват в подкрепа на космическото развитие на човечеството, в общи линии постига съгласие по темата, че космическите изследвания са важни и че трябва да разширяваме човешкото присъствие в космоса. Но тази общност е и твърде разнообразна, като донякъде си мисля, че самото разнообразие на мнения и становища е довело до известния застой в пилотираната космонавтика. Ние не можем да постигнем елементарно съгласие по редица въпроси: защо да колонизираме космоса? Кога да започнем? Как да започнем? Къде да се отправим - към Луната, астероидите или Марс? 

В тази статия ще разгледам четирите въпроса, които се задават във връзка с експанзията на човек в космоса - "защо", "кога", "как" и "къде". 

Да започнем с въпроса "защо". 

Бих казал, че този въпрос е изначалната причина да напиша тази статия. Вчера, след смъртта на проф. Стивън Хокинг, бях провокиран като ме попитаха какво смятам за неговото мнение, че за да оцелее човечеството, то трябва да напусне Земята. Тъй като съм изчел достатъчно материали по темата, ето какво съм успял да разбера: 

В своята статия: Escaping Earth: Human Spaceflight as Religion за списание Astropolitics ^[1], Роджър Лейниъс оприличава ентисуазма за пилотираната космонавтика като религия. Лейниъс не е случаен човек - той е работил за НАСА като главен историк в периода между 1990 и 2002 година. Бил е член на разследващата комисия за аварията на совалката "Колумбия" и е носител на редица награди. Така че можем да сметнем мнението му относно историята на космонавтиката като сравнително меродавно. Ето какво пише той за тези, които твърдят, че ние трябва да усвоим космоса, за да се спасим като вид. "Най-общо казано, това е доктрина за спасение. Ако човечеството не се превърне в междупланетен вид, то няма да оцелее"... "Подобно на тези, които прегръщат идеята за спасението на човешката душа чрез световните религии на човечеството, твърденията за спасението на човечеството посредством космически полети представляват твърдения на вяра и не са базирани на каквото и да е познание". 

Има доста сериозен резон в написаното от историка и е редно да го вземем предвид, тъй като това е стандартният отговор на въпроса "Защо?", който се дава от редица космически ентусиасти. В това число отговорът е бил даван от Карл Сейгън и Стивън Хокинг, а в последно време се дава и от Илон Мъск. Защо Мъск строи ракети за полети до Марс? Защото вярва, че марсианска колония би ни спасила от глобален катаклизъм. 

Според мен има няколко важни причини, поради които можем да сметнем, че това гледище е по-скоро "скок на вяра" и поради това е по-близко до религията, отколкото до науката. Тези причини дават и обяснение защо данъкоплатците не желаят да се обединят в това да бъдат осигурени повече средства в името на космическата експанзия. 

1. Твърдението касае бъдещето на човечеството. Основният проблем е, че по този въпрос много хора имат твърдо мнение. Да, мнозина вярват, че бъдещето на човечеството е светло и чрез самоусъвършенстването си посредством технолоиите ние ще достигнем до едни по-добри времена. Но други са категорично убедени, че човешката цивилизация не просто ще залезе - но и че няма смисъл да се мъчим да предотвратим залеза й. Една съществена част от християнските фундаменталисти например (каквито са доста важен процент от данъкоплатците в САЩ) не просто са убедени в това, но са сигурни, че краят на света наближава скоро (т.е. в рамките на собствения им живот). Те са категорични, че да се дават пари за каквито и да е колонизаторски усилия са загуба на време и пространство и че е по-добре да ги дадем за облекчаването на живота на Земята. Фундаменталистите са на мнение, че Бог ни е дал да обитаваме небето, а не небесата. Аз може да смятам подобна обосновка за глупава - т.е. това е парафразира на стария аргумент "ако Бог е искал човек да лети, той е щял да му даде криле" - тогава лошо ли е да летим със самолет? Няма значение - за тези хора обосновката е валидна. 

2. Твърдението е противно на човешката интуиция. Много е трудно да повярваме, че на Земята може да възникне такъв катаклизъм, който да унищожи целия живот на нея. Дори и да избухне колосална световна война, която ще унищожи живота на цели континенти, все някъде биха останали изолирани култури, които ще оцелеят. От друга страна е изключително лесно да си представим някаква изолирана база в космоса или на друга планета, на която възниква фатален проблем, който убива всички живеещи на базата. Това е основен мотив, експлоатиран до безкрай в научно-фантастичните филми. 

3. Нямаме никаква увереност, че космическата колонизация действително ще осигури дългосрочното оцеляване на човечеството. Планетите от Слънчевата система са силно негостоприемни и дори Марс, който има 24-часово денонощие и температури, близки до земните, не притежава годна за дишане атмосфера. Извън Слънчевата система ние не знаем за друга планета, която да може да осигури напълно подходящи за нас условия. Лейниъс е категоричен, че без да знаем за наличието на такава планета, "идеологията за спасение е проблематична и е твърдение на вяра, а не на познание". При това дори и да открием такава планета, тя може да е толкова далече, че да е невъзможно да я достигнем достатъчно бързо, за да можем да емигрираме. 

Разбира се, нищо от написаното по-горе не означава, че човечеството никога няма да разработи технология, която ще ни позволи да живеем в суровите космически условия. И все пак идеята на Лейниъс е, че на този етап вярата в космическата експанзия "за да спасим човечеството" е само това - вяра. 

Това значи ли, че трябва да се откажем от пилотираната космонавтика? Категорично не! Но за да оправдаваме нейното съществуване,  ние трябва да използваме друг тип реалистични обосновки. Долупосочените причини са валидни, но за съжаление са рядко използвани от привържениците на космическата експанзия. Накратко казано, обосновките могат да се сведат до две. Едната е - пилотираната космонавтика помага на индивидуалния човек, а втората е - тя помага на човешката популация като цяло.

1. На ниво индивидуален човек - голяма част от ежедневните джаджи, които непрекъснато използваме в нашия бит, имат или своя корен, или са силно подобрени от космическото развитие на човечеството. Космическите полети действително могат много да ни помогнат, както съм писал вече в статията ми за Мисъль ^[2]: "от космонавтиката излизат много нововъведения, които подобряват живота на обществото. Тези нововъведения не могат да се появят, ако науката се финансира само и единствено целево. Например, дори и да се вложат много средства в медицината, трудно може да бъде създаден апарат, който е способен да извършва хирургически интервенции едновременно по време на провеждането на ЯМР. Това са технологии, които произлизат от съвсем други области на живота, а не от медицината – в конкретния случай, от роботизираната ръка на „Медународната космическа станция“. Някой, който се интересува от космос, е създал прибор, който, освен че може да върши първичната си работа (да премества тежки предмети в космоса), може да се адаптира за нуждите на медицината. Светът функционира точно така, а не иначе. В науката има много клонове, които взаимно се вдъхновяват и обогатяват". Забележете - благодарение на програма "Аполо" до Луната много деца, родени през 60-те и 70-те, се вдъхновяват да започнат кариера в областта на науката и технологиите. Именно благодарение на тях дължим бурното развитие в редица сфери, вкл. в информационните технологии. Ходът е даден от тях - ефектът на програма "Аполо" се нарича от историците "ефект на Аполо". Представете си колко много открития и нови ползи ще произлязат от мащабна колонизаторска програма до Луната или Марс, какви находки ще има в областта на биологията и медицината, дори и само защото там могат да бъдат създадени бази за изучаване на биологични обекти в условия на по-слаба гравитация. 

2. На ниво човешка популация - вярвате или не, човешките популации имат нужда от това да бъдат предизвиквани, за да се развиват и да не изпадат в застой. Няма ли предизвикателства, настъпва регрес. В античността и средновековието отделните цивилизации са мерили сили в кървави конфликти. Но дори и да е нямало войни, пак е имало съревнования - състезателният спорт е заемал интегрална част от културата на древна Гърция. По времето на Епохата на Откритията (15-ти до 18-ти век) морските пътешествия са били страхотен стимул за развитието на западната цивилизация. През 20-ти век, с идването на Студената война, голямото съревнование между Изтока и Запада е родило някои от най-великите космически постижения. 

Днешният свят, поне този в Европа и САЩ, е станал по-спокоен. По-мил. Днешните хора се отвращават от рисковете. Но с развитието на Интернет и глобализацията се стигна до един непредвиден регрес - ние се затваряме в собствената си зона на комфорт, сред виртуалните си светове от мобилни телефони и компютри. Да, светът е глобален - но фактът, че се чувстваме част от една голяма, световна общност, не значи, че тази огромна общност няма нужда от стимул, за да върви напред. Космическата експанзия представлява такова предизвикателство - то тества човешката цивилизация и нейното технологично развитие, дава мащабен хоризонт и поле за изява. Тя дава възможност да се усъвършенстваме и да се подобрим. Големият писател Станислав Лем е описал прекрасно какво имам предвид в своята книга "Завръщане от звездите", от която ще ви представя следния откъс:

"— И какво ти е доказал Старк? Безполезността на космодромията? Сякаш ние самите не знаехме това. А полюсите? Какво имаше на полюсите? Тези, които са ги покорявали, са знаели, че там няма нищо. А Луната? Какво е търсела групата на Рос в кратера на Ератостен? Брилянти! А защо Бант и Егорин са преминали през центъра на диска на Меркурий? За да се пекат на слънце? А Келен и Офшаг? Единственото нещо, което са знаели със сигурност, когато са летели към студения облак на Цербер, е било, че в него могат да загинат. Даваш ли си сметка за това, какво всъщност казва Старк? Човекът трябва само да яде, да пие и да се облича: останалото е безумие. Всеки има своя Старк, Брег. Всяка епоха го е имала. Защо Гима изпрати теб и Ардер? За да вземете проби с короносмукачката. Кой изпрати Гима? Науката. Това звучи делово, нали? Изследване на звездите. Как мислиш, Брег, дали щяхме да полетим, ако нямаше звезди? Аз мисля, че щяхме. Щяхме да изучаваме дори пустотата, за да оправдаем своя полет. Геонидес или някой друг щеше да ни каже какви ценни измерения и изследвания могат да се проведат по пътя. Разбери ме добре. Не казвам, че звездите са само претекст. Дори и полюсът не е бил само претекст. Нансен и Андре са се нуждаели от него… Еверест е бил нужен на Мелъри и Ървин повече от въздуха."

Вторият въпрос е "кога".

Повечето ентусиасти бързо биха отговорили, че отговорът на "кога" трябва да е "сега". Няма нужда да чакаме да си решим проблемите тук, на Земята, тъй като винаги ще има проблеми. Но повечето биха се съгласили и за това, че макар и да е "сега", космическото развитие трябва да е устойчиво. Не можем да си позволим да дадем колосални средства за проект от типа "Аполо" и след като този проект свърши, ние да приключим с него и да се върнем обратно на Земята. 

Поради това въпросът "кога" отстъпва на второ място след "как". Такова е и мнението на Джоел Ренсторм ^[3] в статията си за The Space Review. Извън всякакъв спор е, че космическата експанзия няма да бъде цветя и рози, както мнозина си я представят. Техническите трудности са само част от проблемите, предстои решаването и на проблеми от всякакво друго естество - психическо натоварване на колонизаторите, проблеми от юридически тип (например - колко време Земята ще помага на колониите, дали и какви данъци ще трябва да плащат "марсианците"), проблеми от политически тип (какво ще бъде управлението на космическите колонии, демократично или... друго?). Не бива да пренебрегваме и факта, че в момента в който започне усвояването на Слънчевата система, хора ще умират. Те ще умират независимо дали ще е поради естествени причини или поради възникнали проблеми с мисията. Обществото трябва да е наясно, че мечтите си имат цена. 

Въпросът "кога" е свързан и с въпроса "къде". Илон Мъск и много други ентусиасти смятат, че логичната стъпка за космонавтиката оттук насетне е Марс. Марс, казват те, трябва да е голямата цел и всякакви други мисии биха отклонили човечеството от нея. Но не всички са съгласни. Има космически дейци, които са на мнение, че Марс е далеч, за усвояването му има нужда от създаването на все още неизобретени технологии и че ако отговорът на въпроса "кога" е "сега", то Марс е неадекватна цел. Не можем да отидем на Марс все още "сега" - т.е. в близките една-две-три години. 

Ако говорим за "сега", ние вече разполагаме с една малка колония в космоса - "Международната космическа станция", която е постоянно обитавана от шестима души. "Международната космическа станция" е колосален проект - тя е построена в периода между 1998-2011 година и след завършването й има размер на едно футболно игрище. Станцията е фокус на съвременната пилотирана космонавтика - тя задава цел, и няма как да е иначе, след като за конструирането й са дадени милиарди долари. На нея се учим как да живеем в космоса за продължително време. Очаква се тя да бъде използвана до 2025 година, но след това бъдещето й е неясно. Засега американското правителство планира да налива държавни средства още 6-7 години, но след това се очаква приватизацията на околоземната орбита да е в пълен ход и станцията да бъде предадена в ръцете на частниците. При всички положения тази стратегия трябва да се обмисли много добре. "Международната космическа станция" е едно съкровище, от което все още не бива да се отказваме - прекратяването на проекта би било колосална грешка като спирането на програма "Аполо". 

Но след станцията - накъде? Дори и повечето хора да желаят да отговорят веднага "Марс", не такова е настроението сред работещите в космическите агенции. Единствената агенция, която е успяла да изпрати хора на Луната, е НАСА и до този момент постижението на "Аполо" не е повторено от нито една друга държава. Европейската космическа агенция (ЕКА) официално изразява желание за пилотирани лунни мисии и даже подкрепя проект за създаването на "лунно село". Русия също цели полети до Луната. Към лунните амбиции се присъединява и Китай. Що се касае до НАСА, агенцията изглежда че е периодично премятана от една на друга президентска администрация и всеки президент има различно виждане - Луната, Марс, астероиди, пак Луната, пак  Марс... Но това е само на пръв поглед. В дълбочина агенцията никога не се е отказвала от възобновяване на пилотираната космонавтика до Луната и вече работи по проекта за орбитална лунна станция. Станцията ще бъде построена през следващото десетилетие. 

Пилотираните мисии до Марс си остават просто една мечта - един блян, от който някои хора не желаят да се откажат. Реалността - т.е. научните цели, скромните финансови възможности на космическите агенции, желанието на частните космически фирми да печелят пари - тази реалност диктува друго. През близките десетилетия основната област на усвояването на космическото пространство ще си останат ниската околоземна орбита и Луната. Като, смея да кажа, Луната ще е на второ място. Роботизирани и пилотирани полети до нея ще има, но фокусът ще продължава да е изместен най-вече към ниската околоземна орбита. Макар и считана за скучна и отдавна изучена, макар и през последните години астронавтите винаги да летят само до там, ниската околоземна орбита съвсем не е затворена страница. Тепърва предстои да видим нейната комерсиализация. Все още нито една частна космическа компания не е успяла да изпрати човек до нея - нито Боинг, нито СпейсЕкс. Макар и Илон Мъск да чертае планове за кораби, които ще извеждат по сто човека наведнъж до Марс, можем ли изобщо да си мечтаем за Червената планета, без да сме колонизирали (в истинския смисъл) близкия космос? 

Ние все още чакаме да започнат редовните космически рейсове до ниската околоземна орбита, не само с правителствени астронавти, но и с частни лица. Все още чакаме орбиталните хотели да станат факт (чакаме ги от 2006-2007 година). Не сме станали свидетели на прословутите цилиндри на О'Нийл съвсем близо до нас, в орбита, а какво остава до Луната и Марс! 

Понастоящем има огромен напредък в областта на ракетостроенето и възвръщаемите ракетни технологии. Това, което правят Илон Мъск и Джеф Безос, смъква драстично цената на изстрелванията до космоса. Но още има какво да се желае. Полетите дори до ниска околоземна орбита са все още твърде скъпи. Много е по-лесно и достъпно да се пътува до Антарктида. А Антарктида все още не е колонизирана в истинския смисъл - там обитават средно до 4 000 души, при това повечето от тях престояват в базите си само временно. В космоса живеят постоянно между 3 и 6 души. Когато близкият космос бъде колонизиран до етап, че там заживеят до 100 души, това ще е голям напредък. Когато заживеят 4 000 души - вече ще сме го усвоили на нивото на Антарктида, макар и още това да не е същинската, масова колонизация (какво са 4 000 души в сравнение с милиардите на цялата Земя?). Същинската колонизация, когато милиони ще живеят в космоса, е все още в твърде далечното бъдеще. 

И така, вместо заключение. Защо да усвояваме и заселваме космоса? Защото ползите за човечеството ще са огромни. Кога? Трябва да почнем и да се готвим още сега, веднага. Как? Като надграждаме поетапно технологиите си и смело се сблъскваме с препятствията и предизвикателствата, без да се отказнаме и плашим. Къде? До близкия космос и Луната. Ние сме поколението, което вероятно ще доживее да види как хора престояват за дълго време в окололунна орбита. Дали ще видим как човек стъпва на Марс? Може би - но в по-далечното бъдеще. 

http://www.cosmos.1.bg/portal/2014-10-24-20-54-26/2126-2018-space-how-when-where 

[makebulgar]

Колонизирането на Луната и Марс ще стане много бързо, само трябва да открият там злато, платина, диаманти, унобтаний или друг скъп материал.

Проблема с колонизирането на далечния космос обаче е сложен, тъй като няма да издържим на безтегловността толкова дълго време и хората ще се превърнат в друг вид (наречен примерно хомо сапиенс плужикус), който ще е адаптиран към безтегловен живот. Проблема с безтегловността е трудно решим и тренировките по няколко часа на фитнес уреди не го решават. Фантастичните решения като Цилиндъра на О'Нийл и други центробежни варианти не са решение, тъй като те са фантастични и не почиват на научна основа. Напрактика са невъзможни, като добър пример е МКС, която се върти по окръжност със скорост 7700 м/с, но това не води до центробежни сили за пътниците, които да им позволят да ходят като на земята. 

Космоса ще го усвоят най-лесно андроиди или роботи с изкуствен интелект. Андроидите ще са много умни и възрастни хора, на които чрез биоинжинерство ще им бъдат заменени с механични части всички органи на телата, като само мозъка и паметта им ще са оригинални. Тези андроиди ще пътешестват с минимални биологични повреди в следствие на пътя и времето. Роботите с изкуствен интелект пък ще имат неограничени възможности, като единственото нужно нещо е да могат да се самообучават в инженерните науки и да могат да си организират производство на резервни части.   

[Amazonski]

Преди 4 часа, makebulgar said:

Напрактика са невъзможни, като добър пример е МКС, която се върти по окръжност със скорост 7700 м/с, но това не води до центробежни сили за пътниците, които да им позволят да ходят като на земята. 

МКС е в състояние на свободно падане и не изпитва някакви значителни центробежни сили. Иначе силата на земната гравитацията при МКС е почти същата като при нас.  

Иначе аз не виждам голям смисъл в търсенето на "обитаеми" планети. И да се намери такава с биологичен живот, тя за нас вероятно ще е силно "заразна" и съответно недостъпна. На нас ни е достатъчно всяка скалиста планета с гравитация близка до земната. А такива не е да няма. В зависимост от плътността на планетата и състава на ядрото, може да се намерят плането много по-големи от Земята, но с дори по-ниска гравитация.

Другият вариант който винаги ме е привличал е този на картинката в началото на темата. Големи космически станции, използващи ротация за симулирана гравитация, разположени близо до източник на евтини и леснодостъпни ресурси - астероидни пояси, луни и т.н. Ландшафта ще го създават джендъри с вкус към красивото

Все пак човек иска да живее в красива горичка, свеж въздух, водопадче, птички пърхат, в поточето се къпят леко подпили мацки по монокини, на масата шкембе чорба и ракийка а по холовизията тече "Медузвездни Войни епизод 57 - Отмъщението на Склерозата". Дали въпросната комбинация се намира в Пазарджик, или на верига космически станции около Алфа Проксима, какво толкова е разликата? 

Аз виждам бъдещето на космическата експанзия, като скокообразно движение базирано на космически станции и опорни точки. Плюс разпространение във всички посоки със светлинна скорост на идеи, култура и наука. Как ли ще се чуства някакъв потомец след хиляди години, живеещ на 300 светлинни години от земята, да получи ретраслиран през 10-тки звесдни системи, филм, или музика от Земята създадени преди 300 години. Културата и науката ще са валутите на бъдещето