КОСМИЧЕСКОЕ БУДУЩЕЕ ЧЕЛОВЕЧЕСТВА - 4.
Освоение ближнего космос
(Ю.П. Швец "Стартовая площадка орбитальной космической станции")
Опираясь на лунную (в первую очередь) промышленную базу (которая, в свою очередь, будет опираться на своё станкостроение) можно приступать к решению следующих задач.
Сначала надо будет наладить транспортировку продукции с поверхности Луны. Если для вывода груза с поверхности Земли на низкую околоземную орбиту его нужно разогнать до скорости 8 км/с, то для вывода груза на ту же орбиту с поверхности Луны - всего до 2,5 км/с. Даже при применении традиционных ракетных двигателей это означает многократное снижение требуемых запасов топлива (которое, кстати, тоже можно получать на Луне), и ещё более существенное снижение тяги самих двигателей (а значит - повышение их надёжности и ресурса). К тому же, на Луне нет атмосферы, что позволяет упростить конструкцию ракет. Но такое снижение потребной скорости, отсутствие атмосферы, и то, что основной массой лунных грузов будут минеральное сырьё или полуфабрикаты и детали из них, позволяют применить давным-давно предложенные, но на Земле практически невозможные транспортные средства. Это могут быть, например, электромагнитные пушки - ускорители, ракеты с внешним подводом энергии, космический лифт из внутренней точки Лагранжа…
Затем начнётся строительство межпланетного космического флота. Это не дань романтике, а чистейший прагматизм: для того, чтобы обеспечить сколько-нибудь приемлемую безопасность полёта, скажем, на Марс, туда должен идти не один, а хотя бы два корабля, и ещё хотя бы один должен быть у Земли, в готовности к старту - иначе всё это вырождается в предельно авантюрный и не очень нужный, честно говоря, спорт. Вспомним, кстати, что четвёрку папанинцев - персонал первой дрейфующей полярной станции - на лёд Северного полюса высаживали четыре тяжёлых (самых тяжёлых серийных на то время) самолёта, ещё два дежурили на базовом аэродроме - а несколько сотен таких же машин интенсивно эксплуатировались в военной и гражданской авиации, и их, пусть не мгновенно и не без труда, но можно было перебросить на помощь!
Флот межпланетных кораблей позволит не просто высадиться на Марс, но развернуть на нём широкомасштабные исследования, как при помощи беспилотных систем, так и опираясь на обитаемую марсианскую базу, которая со временем может стать и первым человеческим городом на другой планете. Флот позволит наладить и регулярное сообщение между Землёй и Марсом.
Очевидна аналогия - и с лёгкой руки американского инженера, бывшего сотрудника NASA и нынешнего основателя Марсианского общества Р. Зубрина она плавно перекочевала из художественной фантастики в научное прогнозирование - между теми, кто будет первопоселенцами на Марсе, и теми, кто полтысячелетия назад начинал осваивать Американский континент. Зубрин (и не он один) из этой аналогии выводит утверждение, что на Марсе поселенцы, оставившие Землю, создадут новое общество. Но с аналогиями, вообще говоря, надо осторожнее.
У любого переселенца из Европы в Америку (или, скажем, Австралию), была техническая возможность вернуться. Да многие, кстати, ехали и не навсегда, а именно в расчете на заработок и возвращение. Да, вернулись очень немногие, но причины этому были социальные, экономические, политические, а не технические.
Далее, переезд - скажем - из Европы в Америку был недешёвым «удовольствием», но доступным даже неимущим (они-то, кстати, и составляли большинство). Перелёт с Земли на Марс оплатить по РЕАЛЬНОЙ цене в обозримом будущем смогут единицы. Которые на Марсе меньше всего нужны. Значит, необходимые для освоения Марса средства будут создаваться земным обществом, и решать они будут в первую очередь проблемы этого общества. Т.е. колония на другой планете - при том, что самого начала будет приложен максимум усилий к её автономности хотя бы по жизнеобеспечению - ни в коем случае не будет «отрезанным ломтем», а надолго останется составной частью земной цивилизации. А значит, с нею должно поддерживаться регулярное транспортное сообщение!
Флот позволит подробно обследовать Венеру. О её освоении нужно говорить крайне осторожно, хотя Венера, например, может оказаться уникальным источником углерода, которого, напомню, в околоземном космосе практически нет. Речь идёт об углекислом газе, составляющем большую часть атмосферы этой планеты. Разумеется, высадить на поверхность Венеры, под давление в 500 атмосфер и в температуру порядка 500оС что-то большее, чем автоматические станции, удастся нескоро. Но зато в плотной атмосфере можно - и такие проекты есть - запустить аэростаты, «воздухоплавающие» химические заводы, которые будут получать нужные вещества непосредственно из атмосферы (где, помимо углекислого газа, есть ещё весьма нужная для различных производственных технологий серная кислота).
Заодно - хотя именно это может оказаться наиболее важным - флот обеспечит защиту Земли от астероидов, даже очень крупных. Каким образом?
Во-первых, использование лунной промышленной, а потом и топливно-энергетической базы позволит развернуть с околоземном пространстве сеть станций наблюдения, у которых, в отличие от наземных, в принципе не будет «слепых» зон. А во-вторых (и главных), при помощи межпланетных кораблей можно будет добраться до любого астероида ещё задолго до того момента, когда он станет угрожать Земле. И тогда там, оказав точно рассчитанное и очень небольшое воздействие (вплоть до силы притяжения корабля, масса которого составит десятки, а то и сотни тонн) изменить траекторию астероида так, чтобы она не пересекалась с земной орбитой. А при необходимости так же можно будет, наоборот, перевести нужный астероид на околоземную орбиту.
Все это можно сделать, используя существующий научно-технический задел. Для следующих шагов - к Меркурию, в системы планет-гигантов, на поверхность Венеры, к внешним границам и в полярные области Солнечной системы - потребуется определённая научно-техническая революция.
Во-первых, придётся качественно по-новому решить вопросы защиты от самых разных радиационных потоков. Магнитные поля планет-гигантов создают гигантские же радиационные пояса, содержащие, к тому же, частицы более высоких энергий - а значит и более опасные. Экспедиции к Меркурию потребуют серьёзной защиты от излучения Солнца. Какие-то предположения о том, какой может быть такая защита, сегодня сделать можно, но от предположений до надёжно работающей конструкции есть некоторая дистанция.
Во-вторых, если для полётов - даже регулярных - к Марсу и Венере хватит ядерных ракетных двигателей, то уже к Юпитеру этого совершенно недостаточно. Проблема не только в значительно большей удалённости от Земли, но и в том, что уход из поля тяготения Юпитера потребует гораздо большей скорости. Это будет тем более важно при полётах к более дальним планетам (если мы не хотим добираться по 10 лет в одну сторону) и в полярные области Солнечной системы (что потребует многократного разгона до скорости 30 км/с!). Понадобятся новые двигатели - термоядерные, аннигиляционно-термические, а может быть и совсем другие, от одних разговоров о которых сегодня «морщится» «академическая наука».
Но зато спутники планет-гигантов - колоссальный источник углерода и углеводов, серы, азота, воды (и, естественно, их различных соединений). А это позволяет рассмотреть ещё одну разновидность космического производства - производство продуктов питания.
Как и большинство ранее описанных задач, эта имеет несколько решений. Так, очевидна возможность выращивания растительной биомассы (колосьев, плодов, корнеплодов, листьев, стеблей, словом, у кого что едят) в космических оранжереях. В предельном случае, используя конструкционные материалы, добываемые на астероидах, оранжереи можно разместить прямо в межпланетном пространстве, на гелиоцентрических орбитах, выбирая их из удобства сообщения и оптимальной инсоляции. Размеры их (естественно, набираемых из отдельных секций) могут быть совершенно циклопическими, и уж заведомо будут превышать всю мыслимую площадь земель, пригодных для сельского хозяйства на нашей планете. Но важнее то, что растения будут существовать в искусственных условиях, идеальных для ускоренного вызревания тех или иных их частей. Открываются широчайшие возможности манипулируя составом искусственной атмосферы и удобрений, освещённостью, радиацией, силой тяжести, и, разумеется, селекцией, получать такую урожайность, какая земным растениеводам может только сниться в их самых прекрасных снах! То же, разумеется, относится и к животным.
Но есть и другой вариант: микробиологический синтез пищевых белков (а так же жиров и углеводов) непосредственно из минерального сырья. Преимущество такого метода в том, что биореакторы с бактериями и грибами не привязаны к солнечному освещению, да и гораздо компактнее оранжерей. Недостаток (помимо явного психологического сопротивления) - необходимость тщательного контроля качества получаемого продукта и высокая степень его очистки от других продуктов жизнедеятельности тех же бактерий. Ну и проблем научно-технических у второго варианта, пожалуй, будет побольше.
Какой будет Солнечная система, позволяющая Человеку не бояться никаких земных и околоземных угроз?
На околоземных орбитах - транспортные станции, на которых грузы и люди перегружаются и пересаживаются с челночных кораблей «Земля-космос-Земля» на межпланетные, заводы, использующее невесомость и вакуум, и конечно - сеть информационных спутников, тех, которые сейчас считаются «прикладными»: связь, метеорология, изучение Земли, наблюдение, навигация. Но сами спутники совсем не такие, как современные: платформы, приспособленные для регулярного обслуживания прямо в космосе, вплоть до замены устаревших систем на новые, унифицированные по интерфейсу.
На Луне - рудники и заводы, производство всего-всего, и для космической инфраструктуры, и для Земли. На обратной, невидимой с Земли стороне - астрономические комплексы всех известных диапазонов электромагнитного спектра.
Пространство вдоль орбиты, по которой Земля движется вокруг Солнца вычищено. Обнаруженные астероиды собраны в точки Лагранжа и используются и как сырьё, и как фундамент для исследовательских лабораторий, и ещё как вздумается. Разумеется, постоянный контроль этой области пространства на предмет появления новых потенциально-опасных тел.
На Марсе - исследовательские станции. Хочется написать - колония, города землян на другой планете, но… Не будем торопиться. Классический вопрос «есть ли жизнь на Марсе?» однозначно всё ещё не решён. Это же планета, хоть и вдвое меньше Земли, но площадь поверхности - больше, чем земной суши! И если там окажется местная жизнь, торопиться с освоением, наверное, не следует.
На Венере - аэростатные станции, добывающие из атмосферы углерод, серу, серную кислоту. Прежде всего для космической промышленности, но со временем, по мере удаления этих газов, атмосфера Венеры начнёт меняться в сторону более благоприятных для человека условий. Правда, это дело уже не одного столетия.
На Меркурии - «служба Солнца», базирующийся на планете и около неё (в тени) исследовательский комплекс, изучающий ближайшую к нам звезду, отслеживающий её состояние и изменения этого состояния. И если когда-нибудь землянам потребуется изменить тот поток солнечного излучения, который постоянно обрушивается на нашу планету, работы, конечно, начнутся с Меркурия.
На астероидах и спутниках планет-гигантов - исследовательские станции различного профиля: астрофизические, биологические, технологические… Уже сейчас понятно, что условия в системах Юпитера, Сатурна и Урана настолько разнообразны, что там вполне может оказаться и жизнь - своя, непохожая на земную, на другой энергетической и химической основе. А если не окажется, в нашем распоряжении будут уникальные запасы сырья, которого в околоземном космосе практически и нет.
На астероидах можно ставить любые эксперименты, опасные для окружающих: окружающих-то и нет. Даже если в результате какого-нибудь эксперимента возникнет «чёрная микродыра», она повредит только самим экспериментаторам.
И везде - на околоземных орбитах, на Луне и Марсе, в окрестностях и атмосфере Венеры, в системах планет-гигантов, на астероидах - жилые помещения, обитаемые герметичные отсеки, системы жизнеобеспечения, рассчитанные на тысячи, десятки тысяч, миллионы, наконец - миллиарды человек. «Аварийный выход», место эвакуации при каких-то глобальных катастрофах - или место расселения. И везде - производственные комплексы, производящие из местного сырья всё нужно как колонистам, так и Земле.