Где мы будем жить: перспективы колонизации планет Солнечной системы

Автор: , 13.05.2014, 09:30

Население Земли постоянно увеличивается: по различным прогнозам, к 2050 году оно может составить от 8 до 13 миллиардов человек. Неизвестно, как долго наша планета сможет поддерживать такую ораву. Решением проблемы писатели-фантасты очень давно — практически с начала XX века — видели колонизацию других планет Солнечной системы. Давайте попробуем разобраться, насколько такая перспектива реалистична.

Где мы будем жить: перспективы колонизации планет Солнечной системы

Население Земли постоянно увеличивается: по различным прогнозам, к 2050 году оно может составить от 8 до 13 миллиардов человек. Неизвестно, как долго наша планета сможет поддерживать такую ораву. Решением проблемы писатели-фантасты очень давно — практически с начала XX века — видели колонизацию других планет Солнечной системы. Давайте попробуем разобраться, насколько такая перспектива реалистична.

Край родной — навек любимый, где найдёшь ещё такой?

Где мы будем жить: перспективы колонизации планет Солнечной системы-2

Прежде чем говорить о перспективах освоения других миров, стоит понять, что сделало возможным возникновение жизни на Земле.

Во-первых, Земля (что естественно) является планетой земного типа — то есть скалистым небесным телом, состоящим в основном из металлов и кремния.

Во-вторых, Земля располагается в так называемой «обитаемой зоне» — иными словами, она находится не слишком близко к Солнцу и не слишком далеко от него. За счёт этого Солнце имеет возможность подогревать нашу планету, но не до хрустящей корочки.

В-третьих, Земля является геологически активным миром. Это важно сразу по нескольким причинам. Наличие жидкого внешнего ядра, состоящего из расплавленных металлов, обеспечивает Земле магнитное поле, которое, в свою очередь, предохраняет поверхность планеты от вредного солнечного излучения и от эрозии атмосферы так называемым солнечным ветром (то есть испускаемым Солнцем потоком ионизированных частиц). Геологическая активность земной коры также позволила заблокировать немалую часть углерода в горных породах и тем самым избежать слишком сильного парникового эффекта.

В-четвёртых (и это частично вытекает из «в-третьих»), на Земле есть пригодная для дыхания атмосфера и большое количество воды, наличие которой является необходимым условием для поддержания белковой жизни.

Чужие миры

Где мы будем жить: перспективы колонизации планет Солнечной системы-3

Теперь давайте посмотрим на другие планеты Солнечной системы и сравним их с Землёй.

С точки зрения обитаемости сразу можно откинуть так называемые внешние планеты — то есть Юпитер, Сатурн, Уран и Нептун. Они находятся слишком далеко от Солнца, состоят преимущественно из газа (из-за чего и называются «газовыми гигантами») и слишком массивны. Спутники планет-гигантов также не подходят для жизни, хотя на некоторых из них (например, на Энцеладе) даже присутствует вода в виде жидкости.

С внутренними планетами (кроме Земли) тоже всё сложно. Меркурий однозначно не подходит для жизни. Он находится слишком близко к Солнцу, его небольшая масса не позволила ему удержать атмосферу, а всякая геологическая активность давно прекратилась в результате остывания. Иными словами, Меркурий представляет собой мёртвый кусок скалы без каких-либо перспектив. То же самое можно сказать и о Луне. А вот на Марсе и Венере стоит остановиться подробнее.

Красная планета

Где мы будем жить: перспективы колонизации планет Солнечной системы-4

Во многих фантастических романах Марс фигурировал либо как объект колонизации, либо как источник неприятностей в виде агрессивных пришельцев. Красная планета действительно во многом похожа на Землю, а около 3 миллиардов лет назад это сходство было ещё более разительным: на планете существовала плотная атмосфера и большое количество жидкой воды, по континентам текли реки, а впадины были морями. Что же произошло с тех пор?

Во-первых, из-за небольшого размера и массы (около 11% от массы Земли) Марс полностью остыл, что привело к прекращению геологической активности и утрате магнитосферы. Из-за отсутствия геологической активности атмосфера планеты перестала восполняться; из-за небольшой планетарной массы и воздействия солнечного ветра существующая атмосфера постепенно улетучилась. Это привело к тому, что вода на планете частично сублимировалась в газообразную форму, а частично замёрзла из-за охдажения, сопутствующего разрежению атмосферы. Молекулы воды, попавшие в атмосферу Марса, в свою очередь, были разрушены ионизированными частицами, что привело к утрате немалой части существовавших на планете запасов водорода.

Таким образом, терраформирование Марса представляется весьма трудоёмкой, можно даже сказать — практически непосильной задачей, поскольку для этого придётся воссоздать атмосферу планеты и либо защитить её от эрозии солнечным ветром, либо обеспечить её непрерывное восполнение. Отсутствие магнитосферы также приведёт к тому, что поверхность Марса будет подвергаться бомбардировке смертельно опасной солнечной радиацией. Кроме того, Марс находится достаточно далеко от Солнца, так что даже при наличии плотной атмосферы и сопутствующего парникового эффекта температура на поверхности планеты может быть недостаточно высокой для комфортной жизни. С другой стороны, немалую часть этих проблем можно решить, расположив в точках Лагранжа вокруг планеты огромные зеркала — они могут защитить Марс от солнечного ветра, к тому же с их помощью можно будет организовать «внешний подогрев» поверхности.

В пользу Марса как будущего обиталища человечества говорит и тот факт, что продолжительность суток на красной планете практически совпадает с земной, кроме того, присутствует чередование сезонов, поскольку угол наклона оси планеты близок к Земле. В целом жизнь на Марсе вполне возможна — но только под герметичными куполами. Кстати, NASA уже собирается поставить такой эксперимент и вырастить на Марсе растение в миниатюрном парнике.

Утренняя звезда

Где мы будем жить: перспективы колонизации планет Солнечной системы-5

Ещё одна перспективная планета — Венера, которую часто называют «двойником Земли». Как и Земля, Венера располагается в обитаемой зоне, кроме того, она практически идентична нашей планете по размерам и массе.

В отличие от Марса, Венера обладает совершенно роскошной атмосферой. К сожалению, эта атмосфера делает планету даже менее гостеприимной, чем её отсутствие. Она состоит в основном из углекислого газа. В результате за счёт парникового эффекта температура на поверхности Венеры составляет 467 градусов Цельсия, а давление — за счёт высокой плотности атмосферы — примерно 93 бар (то есть в 93 раза больше, чем атмосферное давление на Земле на уровне моря). В атмосфере постоянно присутствуют плотные облака, состоящие из газообразной серной кислоты. Поскольку у Венеры, как у Марса, нет магнитосферы, то лёгкие газы, в том числе и водяной пар, постоянно выдуваются солнечным ветром. Наконец, продолжительность венерианских суток составляет 116 дней 18 часов. В общем, негостеприимное место.

Терраформирование Венеры также выглядит трудоёмкой задачей — даже более трудоёмкой, чем терраформирование Марса. В отличие от Марса, Венеру надо не нагревать, а охлаждать — а это всегда энергетически более затратный процесс. От нынешней атмосферы придётся по большей части избавиться, а значит — куда-то деть чудовищное количество углекислого газа. Опять же придётся как-то решать и проблему защиты от солнечного ветра. Наконец, Венеру придётся раскрутить, чтобы привести длину венерианских суток к какому-то разумному значению. В результате энергетический бюджет данного мероприятия раздуется до совершенно немыслимых масштабов. По различным оценкам, полное терраформирование Венеры может потребовать до 1040Дж, что на шесть порядков превышает годовое количество энергии, производимой Солнцем.

Впрочем, есть и хорошие новости. На Венере вполне возможно строительство «летающих городов»: наполненный земным воздухом герметичный пузырь в венерианских условиях естественным образом будет плавать на высоте 55-65 км над поверхностью планеты. А раз уж наш город всё равно летает, вполне возможно сделать так, чтобы он облетал планету с периодичностью, соответствующей земным суткам.

Заключение

К сожалению, Солнечная система — за исключением Земли — является весьма негостеприимным местом, так что человек сможет жить на Марсе и Венере разве что только в закрытых колониях, которые явно не смогут стать хорошим домом для миллионов (или даже миллиардов) представителей вида Homo sapiens. В связи с этим единственной надеждой человечества на полноценную колонизацию космоса являются экзопланеты земного типа — вроде недавно обнаруженной Kepler-186f — в сочетании с развитием технологий межзвёздных путешествий. По крайней мере, на сегодняшний день это выглядит более реалистично.

Для тех, кто хочет знать больше

Подписывайтесь на наш нескучный канал в Telegram, чтобы ничего не пропустить.

Поделиться

Ваш комментарий
18 комментариев
botar старожил (281 комментарий)
13 мая 2014 г. 11:14:19 #

Привет народ!!!!!!!!ох и давно я здесь не был!!!!!!!Павел как Америка?видел тебя в Нью-Йорке недавно.Как поживаешь?

Ответить
botar
0
NM гаджетоман (62 комментария)
13 мая 2014 г. 11:36:23 #

А как насчет спутников планет-гигантов?

Ответить
NM
0
Павел Урусов гагаджетоман (4018 комментариев)
13 мая 2014 г. 19:03:05 #

Очень холодно там.

Ответить
Павел Урусов
0
NM гаджетоман (62 комментария)
13 мая 2014 г. 19:06:28 #

Оно и понятно. Однако и с Земли люди будут улетать не от хорошей жизни.

Ответить
NM
0
Данил гагаджетоман (2922 комментария)
13 мая 2014 г. 21:07:20 #

ну, газовые гиганты же газовые, и горючего там в избытке))

Ответить
Данил
0
Lif старожил (274 комментария)
13 мая 2014 г. 14:38:16 #

Самое рациональное, что я видел, это строительство космической станции в виде большого колеса, которое крутясь, создает подобие силы притяжения за счет центробежной силы. Это даже будет дешевле и проще, чем колония-купол на Марсе. Хотя мечты 60-х о колонизации планет мне тоже симпатичны.

Ответить
Lif
0
Dreamburner ветеран (609 комментариев)
13 мая 2014 г. 14:55:38 #

Рационально оно до первого серьезного метеорита. Да и космическое излучение никто не отменял.

Ответить
Dreamburner
0
Lif старожил (274 комментария)
13 мая 2014 г. 17:36:30 #

Метеориты космошахтерам будут только в радость :)

Ответить
Lif
0
RBoy гагаджетоман (1270 комментариев)
13 мая 2014 г. 21:09:00 #

в том то и дело, что космическая станция не автономна. для ее существования нужна рядышком планетка, где есть запасы ... ээээ... всего. потому что на станции кроме электричества ничего невозможно добывать, только расходовать

Ответить
RBoy
0
Данил гагаджетоман (2922 комментария)
13 мая 2014 г. 21:03:59 #

главное, чтоб там никого не оказалось) ибо мира не будет, и-за низ или из-за нас

Ответить
Данил
0
RBoy гагаджетоман (1270 комментариев)
13 мая 2014 г. 21:24:33 #

в свое время тоже читал старые советские космические журналы и увлекался подобными фантазиями. но сейчас я скорее фаталист. что у нас есть? мы с большим трудом можем долететь до Луны, взяв с собой 3 человека. Допустим, наши технологии настолько сильно шагнут, что скоро мы сможем отправить несколько человек аж к марсу. а он, на минуточку, не возле самой земли вертится, а чуток подальше. и сделать это нам нужно будет в ближайшие 100 лет, максимум. Потому что самое позже через 100 лет на этой самой сраной планетке закончится нефть и перестанут летать ракеты и самолеты. и все. мы даже на МКС не сможем полететь. ракеты, они знаете ли не смогут на электромоторе с гребным винтом подняться. за последние 70 лет новых типов двигателей не выдумали. искусственный бензин слишком дорог и низкого качества. а для ракеты нужно ппц как много топлива крайне хорошего качества. никаких заменителей нефти по своим не беспрецедентным свойствам не существует. судя по тому, что добыча нефти увеличивается - никаких заменителей так и не придумано, никто просто не видит смысл в оттягивании конца света. господа, мы здесь застряли. уже наши дети вполне могут увидеть затухание цивилизации на нашей собственной планетке мы не можем обеспечить нормальное обеспечение теплом и едой многих районов. что значит обеспечить жизнеспособные условия на другой планете? чем поднять в космос столько стройматериалов? Где столько найти на самой земле? наши мечты из разряда "вот вырасту - всем покажу". но намного выше вероятность, что следующее поколение людей будет играть в Ласт оф ас или Метро в очень офигительной графике и с крутым эффектом присутствия...

Ответить
RBoy
0
Алексей Един гаджетоман (55 комментариев)
15 мая 2014 г. 9:43:44 #

Грустно такое читать, но согласен с вашим мнением, особенно на фоне новостей об отказе от GPS...

Ответить
Алексей Един
0
Водитель КрАЗа гаджетоман (53 комментария)
15 мая 2014 г. 14:13:37 #

Водород, нас спасет. Он есть в неограниченном количестве.

Ответить
Водитель КрАЗа
0
RBoy гагаджетоман (1270 комментариев)
16 мая 2014 г. 9:05:18 #

Проблема в том, что водород на планете не может находиться в неокисленном состоянии, он слишком активен. А добывать его из такого состояния очень дорого. сами подумайте, нужно затратить энергию, чтобы разложить воду. а потом мы получим энергию вследствии окисления. затраченная энергия никак не может равняться полученной. т.е. мы всегда будем тратить больше, чем получать. да, для каких-то особо важных целей это сойдет. но в глобальный успех этого топлива я не верю. вся надежда человечества на рождение нового Тесла, который придумает какой-то принципиально новый вид двигателя.

Ответить
RBoy
0
mrd старожил (460 комментариев)
22 мая 2014 г. 10:35:07 #

Придерживаюсь такого же мнения. Единственное, немного не согласен с временем, когда цивилизация начнет затухать. Думаю, это затухание застанет не следующее поколение, а только через несколько поколений. Может даже через десять, например. Есть такой фильм - "Дорога", в нем очень хорошо показана реальность затухающей цивилизации.

Ответить
mrd
0
Андрей Возняк гагаджетоман (1379 комментариев)
14 мая 2014 г. 13:38:13 #

Автор не верит в "Теорию золотого мильярда", целью которой является ограничение популяции homo sapiens?

Ответить
Андрей Возняк
0
Lif старожил (274 комментария)
14 мая 2014 г. 16:32:52 #

И я не верю. есть природные законы внутривидовой борьбы и регуляции численности популяции. Снижение рождаемости в развитых странах, как раз ее следствие. Вскоре следует ждать снижения рождаемости и в Азии и в Африке.

Ответить
Lif
0
Олег Гумовский читатель (1 комментарий)
15 марта 2018 г. 8:49:57 #

Интересная тема, но недалекие выводы ((( Изначально отметаются возможности спутников Сатурна...почему???? К примеру Титан!!! 97% атмосферы - азот!!! для человека это гораздо важнее кислорода! ни пожаров тебе ни токсинов (на земле 67%) Есть огромное количество метана сразу на поверхности!!! Есть вода (читай кислород)! Из-за атмосферы - нет проблем с солнечной радиацией! Холодно?! - да, но там нужно подумать всего лишь об одежде, а не о скафандрах. О цене колонизации в сравнении с Марсом и особенно венерой - вообще дешевизна!

Ответить
Олег Гумовский
0