Космические колонии
«Человечество не останется вечно на Земле, но в погоне за светом и пространством сначала робко проникнет за пределы атмосферы, а затем завоюет себе все околосолнечное пространство». К. Э. Циолковский.
1. Интерьер космического поселения типа "цилиндра О Нила" с пилотируемым летательным аппаратом, типа дельтоплана
Человеку всегда было свойственно стремление к экспансии и созданию новых поселений на новых землях. Викинги в Исландии, Гренландии и Лабрадоре, полинезийцы на тихоокеанских островах, финикийцы, португальцы, пуритане в Новом Свете... Космос по своему масштабу существенно превышает все то, с чем сталкивался человек на Земле, но во всем этом огромном пространстве очень мало зон, пригодных для колонизации. И один из способов решения этой проблемы - создание гигантских поселений, способных вместить десятки и сотни тысяч человек
Космическая среда совершенно непригодна для жизни людей. Вакуум, невесомость, потоки высокоэнергичных заряженных частиц, «обнаженное Солнце» с полным спектром излучения. И чтобы покорить эту среду, человеку нужны совершенно особые сооружения, воспроизводящие в миниатюре кусочек Земли.
2. Множество двухцилиндровых конструкций, ориентированных на Солнце
Один из крупнейших архитекторов ХХ века Ле Корбюзье категорично утверждал: «дом - это машина для жилья». Все так и есть, только обычный дом строится из силикатных или органических материалов. Есть еще разновидности в виде металлических и палстиковых домов. И люди научились строить из них дома для всех природных зон Земли, включая антарктический щит. И в некоторых случаях дом действительно выглядит и функционирует как машина.
3. Солнечное затмение, наблюдаемое сквозь облака в вегетационной зоне.
Но есть один очень важный нюанс. Человек может жить в замкнутом пространстве, например в подводной лодке, в подземных или подледных поселениях и пр. Но какое будет там его качество жизни? Действительно ли смогут люди полноценно жить там и развивать человеческое общество? Социальные идеи Ле Корбюзье, воплощенные в его «лучезарном доме», максимально оптимизированном для человека («модуляр»), максимально приспособленном для промышленного строительства и широко реализованные в виде «хрущевок», не выдержали столкновения с реальностью. «Рабочие районы», «гетто», «человейники», Коулун - это полный провал градостроительной политики.
4. Вид сбоку на цилиндр. Виднеется искусственный водоем и подвесной мост
Концепция «дом - машина для жилья» не работает прежде всего потому, что она рассматривает жилище в отрыве от окружающей обстановки. Ведь человек - не биоробот. Ему нужны не только кров и пища, но и психически благоприятная среда с необходимым разнообразием природных комплексов и социальных контактов. Для освоения космоса этот момент очень важно учитывать.
5. Аксиальный вид на внутреннюю поверхность цилиндра. Видны открытые окна - "солярисы" и, по всей видимости, спутники Юптера Ио и Европа.
В основе идеи гигантских космических поселений лежит принцип создания не дома на орбите, но среды обитания. Со своими ландшафтами, растительностью, гидросферой...
Чтобы это было возможно, гигантские космические поселения должны, благодаря вращению, создавать требуемое притяжение. Итак - огромные пространства, притяжение, естественное солнечное освещение от открытых окон-«солярисов», и среда для создания новых поселений готова!
6. Внешний вид двухцилиндрового поселения.
Огромные размеры таких поселений нужны не только для того, чтобы вместить внутри большое количество людей. Прежде всего, в них должна быть воссоздана замкнутая биосфера. В этом случае, растения будут поглощать углекислый газ и вырабатывать кислород; атмосфера и гидросфера вступят во взаимодействие, образуя облачность и осадки; будет возможность иметь воспроизводимую популяцию животных и сельскохозяйственных растений, нужных для питания обитателей поселения; кругооборот питательных веществ в почве и почвенные циклы станут устойчивыми.
7. Графическое представление "сферы Бернала". Сферическое поселение с населением в 10 тысяч человек.
Еще один момент - чем больше размер вращающейся системы, тем меньше влияний инерциальных сил, типа силы Кориолиса, на обитателей. Наличие этих сил одна из причин почему до сих пор искусственная тяжесть не была реализована полностью на космических станциях. Если, к примеру, поместить космонавта в 5-метровый цилиндр и раскрутить его, то из-за сильных кориолисовых сил, вестибулярный аппарат космонавта совершенно расстроится. У человека при этом появятся как минимум странные ощущения, если он начнет вращать головой, ходить вдоль и поперек оси вращения, не говоря уже про хождение по диагонали.
8. Строительство новой колонии.
И наконец важнейший момент - социальный. Чем меньше размер человеческой группы, тем меньше разнообразие социальных контактов, впечатлений, событий, меньше возможности для создания мелких групп по интересам, труднее исключать неприятные социальные контакты и невозможно находить новые. Большинству людям, особенно экстравертам, очень тяжело длительно жить в маленьком коллективе, в котором через некоторое время все всех узнают. Далеко не все могут жить в небольшой изолированной деревне, пускай и расположенной в космосе. Кроме того, если рассматривать долгосрочную перспективу поселения, возрастает риск близкородственного скрещивания.
9. Вид сбоку на сферу Бернала
Чисто теоретически, гигантские космические поселения, построенные в форме тел вращения таких, как тор, цилиндр, эллипс и сфера, могут быть пригодны для длительного проживания достаточно крупной, социально и биологически устойчивой группы людей. Ведь это жилая среда в космосе, которую люди могут обустроить так, как они обустраивали поселения на Земле.
Кроме того, наличие Солнца, неприкрытого атмосферой Земли, легко обеспечит потребности людей в тепле и энергии, а при достаточном размере поселения может стать основой самодостаточной промышленности.
10. Вид извне на сферу Бернала
Однако, у подобных поселений есть и существенные недостатки. Ведь это чужеродный, искусственный объект, расположенный в среде, непригодной для жизни. Это все-же гигантская «машина для жилья», а вернее «машина- среда обитания», требующая постоянного технического обслуживания, ремонта, обновления конструкции, слежения за состоянием оболочки и многое другое. Операционные расходы на такое поселение просто чудовищны.
Теоретически возможный замкнутый цикл биосферы на практике реализуется только в масштабе планеты Земля. Все эксперименты на Земле и в космических станциях показали, что всегда есть проблемы с созданием таких искусственных биосфер.
11. Тороидальная колония.
Кислород расходуется не только на дыхание, но и на процессы окисления, в том числе компонентов почвы, одни газы поглощаются элементами конструкции, другие наоборот активно выделяются ими, что приводит к нарушению состава атмосферы. Всегда есть утечки воздуха, воды, поступление нежелательных веществ в воздух, воду или почву, всегда нарастает общая энтропия, хаос, дезорганизация и разлад биологических систем и искусственных биогеоценозов малых масштабов. Какой нужен минимальный масштаб устойчивого искусственного биогеоценоза? Этого не знает никто.
12. Строительство сегмента тороидальной колонии
И самое главное - в чем смысл создания деревни или небольшого города, с населением максимум в пол миллиона, если для этого потребуется затраты материалов, сопоставимые с величиной годовой добычи человечества?
13. Интерьер тороидальной колонии
Кто знает, возможно в будущем это признают целесообразным и наши внуки таки увидят подобные конструкции. Пока же это только смелые фантазии, части еще более смелых и амбициозных проектов, типа сферы Дайсона и других мегасооружений, о которых я уже писал ( Астроинженерная деятельность внеземных цивилизаций: сфера Дайсона.)
14. Тороидальная колония в разрезе
15. Внешний вид тороидальной колонии
16. Разрез одной из разновидностей тороидальной колонии - многокольцевая конфигурация.
Рисунки взяты отсюда.
Спасибо за внимание!