Про космические системы - общие мысли
Продолжаю статью про космо-экспансию; думал, а надо ли писать про такие темы, зачем это всё в мире Айфонов и Инстаграмма. Но наткнулся на очередной обзор отечественного "фильма" (впечатлительным моралистам не смотреть), и понял - надо. Даже 28 панфиловцев против этого вала мерзости и тупости не сдюжат, надо помогать; пусть и кажется, что силы наши слабые, и фашистскую сволочь не остановить. Но зачем нужна культура, зачем те же фильмы о войне, как не для напоминания о том, что наше дело правое, Победа будет за нами, и враг, прокравшийся уже и на Мосфильм и в Кремль, будет разбит. С этого и начнём урок познавательной астрономии и астрофизики, в которых я не копенгаген, но что уж делать - те, кто копенгаген, видимо, заняты чем-то более важным, только вот толку нет. Поехали!
Все мы находимся в большой космической системе, с центром в Солнце, которая чисто случайно так и называется - Солнечная Система. Пока что производственные силы не позволяют нам толком осваивать и вообще хоть как-то прикасаться к чему-либо вне этой системы, кроме визуальных наблюдений; так что всё, о чём будет идти речь в этой статье, будет касаться именно нашей Солнечной Системы. Теоретически мы уже давно можем покидать её - американские аппараты серий Пионер и Вояджер уже сейчас слоняются за пределами орбиты самой дальней планеты, и ничего их не ограничивает улетать всё дальше и дальше, но формально они всё ещё находятся в нашей Солнечной системе, поскольку влияние Солнца на них сильнее, чем влияние какого-либо другого объекта, и выйдут из пределов нашей системы они только тогда, когда долетят до сферы влияния другой звезды, но случится это через несколько десятков тысяч лет, а окочурятся они куда как раньше. Практически же мы пока не можем добираться даже до соседних звёзд за обозримое время, даже в теории - физические принципы существующих двигателей либо не позволяют набрать нужную скорость, либо требуют безумное количество топлива, которое взять в межзвёздном пространстве негде. Для справочки - расстояние до самой дальней более-менее известной и вменяемой планетки в системе - Плутона - 6 млрд. километров (в 7 раз дальше, чем до Юпитера, и в 100 - чем до Марса); тогда как до ближайшей звезды - Проксимы Центавра - ~42 триллионов километров (4.2 световых года против 5 часов). То есть, даже стартовав с Плутона, придётся пролететь в 7000 раз большее расстояние, чем от Плутона до Солнца - а это и так достаточно неблизко. Это означает, что дозаправок там не будет, и нужно всё своё везти с собой, и как это сделать, современная физика пока не может дать ответ даже в теории. А ведь, я извиняюсь, столько же топлива/энергии нужно для торможения при прибытии, так что пока что мы будем говорить исключительно про Солнечную систему, оставив звёздные пути не-научной фантастике.
Такое пространное и очень далёкое вступление я сделал для того, чтобы постулировать, что при любом упоминании о системах в пределах нашей солнечной системы надо иметь в виду влияние Солнца - так или иначе мы все под ним ходим и оно влияет на все остальные объекты - где-то меньше (у внешних планет), где-то больше; тем не менее оно всегда участвует в других вложенных системках. Про это не стоит забывать, когда я иногда буду про это забывать сказать. :)))
Может быть, я не совсем корректный термин сейчас использую, однако важно понимать, что у каждого более-менее крупного космического тела - своя собственная космическая система, подверженная влиянию Солнца, спутников, окружающих тел, но которая, тем не менее, обособленная и самостоятельная система, обладающая собственными физическими параметрами, зачастую радикально отличающимися от других, даже соседних. Обычно это просто называют "планета такая-то", "планетоид такой-то", однако я предпочитаю называть их "системами", поскольку фактически это правила игры в определённой части нашей Вселенной. Космические системы обладают радикально разным физическим составом, разной атмосферой (включая её отсутствие), магнитосферой (которой часто тоже нет), разными космическими скоростями и гравитацией; фактически то, к чему мы привыкли в одной системе, может не иметь никакого смысла в другой системе. Собственно об этом и статья.
Приведу примеры.
1) Система планеты Земля. Самая наша известная система, которая является частью Солнечной системы, но замкнутая на себя. Правила игры - сиречь физические параметры - нам всем прекрасно известны, вплоть до того, что люди уверены, что везде точно так же, как и на Земле; однако ж это, понятное дело, не так. Система Земли, как показывал в прошлой части статьи, весьма богата и максимально пригодна для человечьей жизни, но обладает одним недостатком, если рассматривать её как часть Солнечной системы - её чертовски сложно покинуть. С одной стороны, это не особо-то и надо; но Человечество уже давно подошло к мысли, что уже пора, и тут возникают проблемы. Дабы покинуть систему Земли и перейти на следующий уровень - уровень открытого космоса Солнечной системы - нужно набрать скорость около 8 км/с. Для справки, скорость пассажирского самолёта - около 300 м/с, то есть в 20+ раз меньше. Сверхзвуковые самолёты умеют разгоняться до скоростей порядка 1 км/c, но это около верхнего предела скорости для летательных аппаратов в земной атмосфере, даже если выбираться в её верхние слои. Чем выше летишь, тем меньше сопротивление, но тем меньше и кислорода, который выступает окислителем для авиа-двигателей; поэтому авиация ограничена по скоростям и высотам, а всё, что дальше - это уже ракетная техника, которая везёт с собой и топливо, и окислитель.
Шо я заладил - окислитель, окислитель... Есть же типы двигателей, которым он не нужен - те же электро-двигатели вполне могут применяться не только для коптеров :), но и для космических аппаратов - хотя и совсем на других принципах. Проблема в том, что для старта с Земли необходима очень высокая тяговооружённость, то есть соотношение тяги двигателя к весу всего аппарата - нужно набрать очень высокую скорость, преодлевая сопротивление земной атмосферы, которое на высоких скоростях весьма значительное; и если это делать слишком долго, то и энергии потребуется караул. Подавляющее большинство электро-двигателей, пригодных для работы в космосе, попросту не оторвут ракету или корабль от земли, не то что набирать скорость - не потому, что они плохие, просто они нужны в другой системе. Поэтому приходится маяться с ракетными двигателями, которые тоже, надо сказать, пригодны для старта с Земли довольно условно - им приходится отстреливать ступени, чтобы вывести в космос хотя бы какое-то количество полезного груза - это всё равно, что кораблю бы пришлось сжигать собственный корпус, чтобы добраться до пункта назначения. И вообще процесс старта с Земли фактически является управляемым взрывом, что категорически сказывается на рисках и стоимости данного процесса, и затрудняет сообщение системы Земли с остальными.
Уже сейчас разработана технология многоразовых челноков, причём с самолётным стартом, что в теории должно существенно удешевить и упростить в целом процесс вывода грузов на орбиту; однако пока что они ограничены суб-орбитальными скачками, что не позволяет говорить о них как о космических кораблях - они "выходят в космос", но не входят в космическую систему, что не позволяет им взаимодействовать с ней, этой самой системой. Пример - геодезические ракеты умеют достигать космоса без отстрела ступеней, т.е. они одноступенные; однако их скорость при "выходе в космос" около нуля, и по окончанию топлива Земля напоминает, что пора домой, и без скорости в 8 км/с относительно Земли любое тело свалится обратно на поверхность, как его не назови. Если же, например, космонавты захотят подобрать груз, "выведенный в космос" подобной ракетой, то им придётся сбрасывать собственную скорость до нуля, что довольно быстро превратит их из космонавтов в паштет; а набирать/сбрасывать космические скорости по поводу и без повода - эдак волостей не напасёшься. То есть либо мы набираем первую космическую, либо мы остаёмся в системе Земли. Поэтому и смысл от суб-орбитальных полётов какой угодно, но только не освоение космоса - они не могут взаимодействовать с космическими объектами.
2) Система "открытый космос Солнечной системы". Начинается с низких орбит вокруг Земли (ну, для землян, конечно), и простирается до сферы влияния соседних звёзд, то есть, грубо говоря, до бесконечности. Так как Земля - достаточно толстая планетка, то вблизи Земли даже открытый космос немного сообщается с системой Земли; именно это позволяет земным космонавтам не изжариваться от солнечного излучения, а вполне комфортно годами прозябать на МКС и аналогичных станциях; вблизи Земли проявляется небольшое влияние её атмосферы и особенно магнитосферы. Однако основные принципы существования в этой системе уже кардинально отличаются от земных.
Главное отличие - здесь всё постоянно движется по орбитам, нельзя просто так взять и остановиться; теоретически можно, но тогда ты свалишься в сторону ближайшей системы - на Землю, Луну, или на Солнце. На практике же все тела в Космосе всё время вращаются вокруг центра самой влиятельной системы в округе по эллиптическим орбитам; где-то орбиты почти круговые, а где-то с сильным эксцентриситетом - например, у бОльшей части наблюдаемых с Земли комет. Здесь практически нет атмосферы, силы трения; соответственно, та же тяговооружённость двигателя перестаёт иметь такое значение, как на Земле; дурь химического ракетного двигателя перестаёт быть необходимой, и вполне пригодными становятся двигатели с микроскопической тягой, которые на Земле абсолютно бесполезны; если запустить на земле ионный двигатель, он не сдвинет сам себя с места, тогда как в космосе он даёт небольшую, но всё же тягу, которая увеличивает или уменьшает скорость аппарата и позволяет ему маневрировать и даже совершать межпланетные перелёты.
Второе важнейшее отличие открытого космоса от остальных систем - в том, что там ничего нет. В материальном плане - концентрация вещества тут минимальна, и фактически даже на околоземной орбите можно сказать, что нет вообще ничего. Теоретически на самых низких орбитах можно попытаться как-то улавливать частички атмосферы, но скомпенсирует ли награбленное расходы топлива на коррекцию орбиты и транспортировку добра - большой вопрос. Куда более надёжный источник материальных благ - внезапно - космическое пиратство, сиречь грабёж спутников, которые доверчивые земляне развешивают тут и там. Звучит странно, однако именно утилизация отработанного барахла может послужить источником вещества при начале промышленного освоения Космоса - больше взять на околоземной орбите нечего. Единственным источником материальных благ для космоса являются астероиды и кометы, а также другие Системы - однако мы с вами уже лицезрели, во что выливается взаимодействие Земли с Космосом; уж лучше пиратство. Астероидов в космосе крайне мало - как уже говорил в прошлой статье, весь целиком пояс астероидов, в котором сосредоточено большинство известных космических камней, составляет по массе 4% Луны, а ведь он разбросан на сотни и сотни миллионов километров; про отдельно слоняющиеся булыжники и говорить нечего; они есть, но крайне редки. Теоретически можно отловить какой-нибудь такой камешек и приволочь к Земле, как источник материала для орбитальных заводов, и даже на современных технологиях это вполне осуществимо, было бы кому этим заняться - об этом писал в первой статье цикла.
В целом же назначение этой Системы - сугубо транспортное; она является центральным связующим звеном между всеми остальными Системами. И поэтому крайне важно начинать её осваивать, а не тупо наблюдать Землю в иллюминатор - в плане освоения космоса Человечество как будто ещё не оторвало пуповину родной Системы, всё время пучимся назад, хотя самый сложный шаг из колыбельки уже сделан; самое сложное - попасть в Космос и закрепиться там, дальше уже само пойдёт. А вот как-то не идёт, увы. Ну, как говорил ранее, возможно, производственные силы не созрели. Хотя давно пора.
Апдейт: начинается Система космоса с первой космической скорости для текущего космического тела (для Земли - 8 км/с, для Луны - 1.7 км/с), но на этой скорости вы окрестностей этого тела не покинете, так и будете вечно нарезать круги вокруг - вон, можно посмотреть на ту же Луну. Чтобы выйти в пределы Солнечной системы, нужно развить 2-ю космическую для данной окрестности: для Земли 11 км/с, для Луны 2.4 км/с, а, например, для Амальтеи - менее 100 м/с (правда, для неё это скорость входа в Систему Юпитера). На этой скорости можно уже слоняться от планеты к планете и от спутника к спутнику; а если думать о выходе за пределы Солнечной Системы, то нужно набрать и третью космическую; но практически это пока нафиг не нужно.
3) Система Луны. Это планетарная Система, где некоторые вещи похожи на земные, но многое совсем не так. Другая сила тяжести, другие космические скорости, отсутствие атмосферы и магнитосферы - для человеков это плохо, а для техники и особенно для логистики тут просто рай по сравнению с Землёй. 1-я космическая тут всего 1.7 км/с, причём атмосферы нет, и можно газовать на полную хоть прямо со старта; разве что при посадке не получится тормозиться об атмосферу, использовать парашюты и прочая - но то дело такое, садиться всё же проще, чем взлетать. В этом плане Луна - на порядок более простая в плане логистики космическая Система, и её намного проще увязать в единую экономику, нежели, как ни странно, Землю - чем сложнее логистика, тем сложнее товарообмен. А при промышленном освоении космоса это будет важнейшим фактором развития. Промышленный потенциал Земли даже в отдалённом светлом будущем будет превышать любую иноземную колонию на порядки, но что с него толку, если доставка товара в другие системы стоит даже не как самолёт, а как ракета (каламбурчик).
Луна - место интересное с точки зрения экономики; так как это другая Система, то здесь всё немного не так, и некоторые вещи на ней делать проще, чем на Земле. Несмотря на то, что, по общепринятой версии, Луна сформирована из материала Земли, тем не менее, их химический состав различается - ведь они миллиарды лет существовали порознь. Например, на Земле почти нет гелия-3, тут он выветривается в атмосферу, а на Луне он накапливается в грунте под воздействием солнечного ветра (от которого Землю охраняет атмосфера и магнитосфера, которых на Луне нет); это весьма перспективный энергоноситель; жаль, что слишком перспективный, сейчас он почти и ни к чему. Также на Луне из-за меньшей массы наверняка найдутся месторождения тяжёлых металлов, которые на Земле под влиянием гравитации в основном скопились в ядре планеты, до которого пока что доступа нема. Более того - на Земле некоторые редкие и тяжёлые металлы сохраняются исключительно в виде... следов падения метеоритов из космоса (больших метеоритов, времён Тяжёлых Бомбардировок) - как минимум, такие же следы есть и на Луне; в этом плане Луна - исключительно перспективный источник богачеств.
Для построения тут нормальной промышленной базы как минимум необходимо найти энергоносители, и не перспективные, а пригодные в пищу. Причём даже если мы каким-то чудом найдём на Луне нефть (а мы там её не найдём), то она по-прежнему будет нам бесполезна, ведь в вакууме она не горит; то есть надо ещё где-то добыть окислитель. Кислород - весьма распространённый материал в Солнечной системе; однако на Луне, возможно, лучше подойдёт какая-нибудь другая схема, вплоть до едрёных реакторов; надо смотреть, шансы прикидывать. Геологоразведкой там надо заниматься, но в последние годы Человечество на Луну подзабило - как и практически на весь остальной Космос в целом.
Надо постараться создать на Луне энергонезависимую базу, способную снабжать горючим собственные космические челноки, и через это мы получим первую (возможно) промышленную базу вне Земли. Почему "возможно"? Потому что первой такой базой может оказаться орбитальная база, снабжаемая с астероидов - но для этого нужно их найти в ближнем Космосе во вменяемом количестве, либо же вовсе притащить на орбиту Земли. Тут тоже надо смотреть и прикидывать шансы.
4) Система Марса. Немного похожа на лунную, с поправкой на удаление от Солнца и наличие минимальной атмосферы. С точки зрения космической логистики она сложнее, чем Луна, однако куда более перспективнее в биологическом плане - здесь потребуется минимальная защита (за пределами системы Земли) для живых организмов, и условия в экваториальной зоне немногим отличаются от земных - длина дня почти такая же, дневная температура как на Земле (правда, ночью до -50); в общем, как уже писал в прошлой части статьи, Марс нужно колонизировать как минимум в качестве резервного дома для Человечества. Он плохонький, но более подходящего нет и не предвидится.
Колонизировать Марс намного сложнее, чем построить базу на Луне, так что, возможно, именно Луна и должна быть главной промышленной базой при колонизации Марса - не с Земли же таскать всякий хлам, чесслово. Цветочки да человечки - это да, это с Земли, а вот бетон, железо и прочее горючее - это проще с Луны подтащить. Под колонизацией надо понимать не "гигантские шаги для всего человечества " (ололо), а шахты, электростанции, оранжереи и прочую промышленность для постоянного проживания человеков на планете.
Апдейт: на грани системы Марса и Открытого космоса слоняются два марсианских спутника - Фобос и Деймос; крайне полезные для космической логистики булыжники; причём гипотетически Человечество может спасти Фобос от неминуемого разрушения Марсом, приданием ему ускорения.
5) Пояс астероидов. Ещё одна потенциальная промышленная база, ещё более перспективная, чем Луна - потому, что логистика тут ещё проще, нежели там. Астероиды представляют собой самые разные материальные ценности, которые нужно просто подлететь и забрать; также ничего не мешает поставить завод по добыче и производству всякого хлама прямо на астероиде, с доставкой продукции напрямую в космос, минуя орбитальные челноки. Единственная проблема - удаление ещё дальше, чем у Марса, и транспортные расходы по доставке на Землю и Луну будут весьма велики - однако не будем забывать, что Космос похож на земное море, тут можно доставлять дёшево, но медленно. Как минимум, в поясе астероидов можно делать космические корабли, с доставкой Заказчику своим ходом. А уж значение оного как транзитной базы для полётов к внешним планетам сложно переоценить - здесь можно готовить топливо и прочие припасы для дозаправки и починки кораблей.
Основная особенность данной Системы - сочетание материальных ресурсов и логистики открытого космоса. Также он содержит несколько карликовых планет, которые проще Луны в плане логистики, и, вполне возможно, также не потребуют орбитальных челноков для связи с Космосом. Это всё радикально отличает пояс астероидов и от планетарных систем, и от открытого космоса.
6) Система Юпитера. Ещё одна уникальная система, фактически являющаяся системой систем. В некотором плане и Земля, и Марс также являются системой систем, ибо содержат спутники, но в системе Юпитера многообразие сильно выше.
6.1) Планета Юпитер. Сама по себе практически бесполезна, т.к. газовый гигант; однако если в отдалённом светлом будущем удастся тырить его вещество с орбиты, то это станет практически неисчерпаемым источником ресурсов для всей Солнечной системы в целом - его масса превышает массу Земли в... 300+ раз. А до того - он замечательный источник радиации, магнитных полей и просто большое светлое пятно в центре системы.
6.2) Мелкие внутренние спутники - своего рода мини-пояс астероидов; планетоиды, на которых возможна установка промышленных баз с упрощённой доставкой в космос. Одно "но" - радиация Юпитера тут исключает биологическую жизнь, так что только роботы, беспилотники и андроиды. Как, впрочем, и почти везде в космосе.
6.3) Галилеевы спутники - 4 крупнейших спутника Юпитера, каждый из которых сравним с Луной, а дальние даже существенно больше. На Ио - филиал ада, и толку от неё немного, хотя оно выбрасывает в космос вещество, которое можно безнаказанно тырить какими-нибудь уловителями (правда, это скажется на магнитном поле всей системы Юпитера). Европа - одна из надежд земных учёных на возможность инопланетной жизни - но не имени рептилоидов, а хотя бы на уровне микробов; теоретически это возможно - под ледяной коркой там водяной океан; практически же с этого толку немного. Тем более, что Европа всё ещё находится слишком близко к Юпитеру, и земной жизни там придётся несладко. Ганимед и Каллисто - луно-подобные спутники, только побольше размером, и сравнимые с Луной в плане космической логистики - непросто, но реально.
6.4) Всякая мелочь за орбитами Галилеевых спутников, часть из которой вращается почему-то в обратную сторону; что совсем не айс с точки зрения космо-логистики.
Система интересна тем, что тут сразу куча всего сосредоточена в относительной близости друг от друга (хотя та же Каллисто - в 4.5 раза дальше, чем Луна от Земли; но всё же это вам не Марс), и позволяет установку целой кучи взаимо-дополняющих промышленных баз. Однако условия тут сильно отличаются от всех вышеперечисленных - большая удалённость, низкие температуры, высокая радиация, сильное гравитационное влияние Юпитера; в общем, это действительно особое место и особая Система.
Вывод. Для чего я всё это написал? Для понимания окружающего мира - сейчас это выглядит непонятной около-научной хренью, однако при некоторой корректировке идеологическо-культурного курса всё это вполне может стать жизненными вопросами, которые нужно решать здесь и сейчас. Если Человечество не самоуничтожится в очередной Мировой войне, то от освоения Космоса ему никуда не уйти - Земля же лишь первая из доступных ему Систем, и вторую он уже даже немного пощупал. Самый сложный шаг в этом направлении уже сделан, и многих напугала его сложность - однако дальше должно быть проще; как только мы освоимся в Системе открытого космоса, как нам тут же станут не так уж далеки и Марс, и Юпитер. Тут главное понять, что нельзя мерить Космос мерками земной системы, там всё по-другому, и действовать надо тоже по-другому. Понимаю, что сейчас это особо и незачем - надо рубить бабло, сеять нестабильность, чтобы конкуренты не подняли голову; по сути вся Земля с 1991-го года превратилась в криминальный притон, где убить или отобрать у слабого - норма жизни. Как только нормальные смыслы в голову вернём, так и поймём, зачем нам Космос, и, главное, что он уже практически у нас в кармане - надо лишь рыльце от корытца поднять и в другую сторону посмотреть. Не то, чтобы Земля была Злом, просто хватит уже толочься в колыбельке-то.
В очередной раз приложу картинку, пусть и немного не соответствующую специфике статьи, зато вполне - духу:
Добавлен новый тег - космос; правда, пока я им не злоупотребляю.
>>> Про вызовы космической экспансии >>>
Все мы находимся в большой космической системе, с центром в Солнце, которая чисто случайно так и называется - Солнечная Система. Пока что производственные силы не позволяют нам толком осваивать и вообще хоть как-то прикасаться к чему-либо вне этой системы, кроме визуальных наблюдений; так что всё, о чём будет идти речь в этой статье, будет касаться именно нашей Солнечной Системы. Теоретически мы уже давно можем покидать её - американские аппараты серий Пионер и Вояджер уже сейчас слоняются за пределами орбиты самой дальней планеты, и ничего их не ограничивает улетать всё дальше и дальше, но формально они всё ещё находятся в нашей Солнечной системе, поскольку влияние Солнца на них сильнее, чем влияние какого-либо другого объекта, и выйдут из пределов нашей системы они только тогда, когда долетят до сферы влияния другой звезды, но случится это через несколько десятков тысяч лет, а окочурятся они куда как раньше. Практически же мы пока не можем добираться даже до соседних звёзд за обозримое время, даже в теории - физические принципы существующих двигателей либо не позволяют набрать нужную скорость, либо требуют безумное количество топлива, которое взять в межзвёздном пространстве негде. Для справочки - расстояние до самой дальней более-менее известной и вменяемой планетки в системе - Плутона - 6 млрд. километров (в 7 раз дальше, чем до Юпитера, и в 100 - чем до Марса); тогда как до ближайшей звезды - Проксимы Центавра - ~42 триллионов километров (4.2 световых года против 5 часов). То есть, даже стартовав с Плутона, придётся пролететь в 7000 раз большее расстояние, чем от Плутона до Солнца - а это и так достаточно неблизко. Это означает, что дозаправок там не будет, и нужно всё своё везти с собой, и как это сделать, современная физика пока не может дать ответ даже в теории. А ведь, я извиняюсь, столько же топлива/энергии нужно для торможения при прибытии, так что пока что мы будем говорить исключительно про Солнечную систему, оставив звёздные пути не-научной фантастике.
Такое пространное и очень далёкое вступление я сделал для того, чтобы постулировать, что при любом упоминании о системах в пределах нашей солнечной системы надо иметь в виду влияние Солнца - так или иначе мы все под ним ходим и оно влияет на все остальные объекты - где-то меньше (у внешних планет), где-то больше; тем не менее оно всегда участвует в других вложенных системках. Про это не стоит забывать, когда я иногда буду про это забывать сказать. :)))
Может быть, я не совсем корректный термин сейчас использую, однако важно понимать, что у каждого более-менее крупного космического тела - своя собственная космическая система, подверженная влиянию Солнца, спутников, окружающих тел, но которая, тем не менее, обособленная и самостоятельная система, обладающая собственными физическими параметрами, зачастую радикально отличающимися от других, даже соседних. Обычно это просто называют "планета такая-то", "планетоид такой-то", однако я предпочитаю называть их "системами", поскольку фактически это правила игры в определённой части нашей Вселенной. Космические системы обладают радикально разным физическим составом, разной атмосферой (включая её отсутствие), магнитосферой (которой часто тоже нет), разными космическими скоростями и гравитацией; фактически то, к чему мы привыкли в одной системе, может не иметь никакого смысла в другой системе. Собственно об этом и статья.
Приведу примеры.
1) Система планеты Земля. Самая наша известная система, которая является частью Солнечной системы, но замкнутая на себя. Правила игры - сиречь физические параметры - нам всем прекрасно известны, вплоть до того, что люди уверены, что везде точно так же, как и на Земле; однако ж это, понятное дело, не так. Система Земли, как показывал в прошлой части статьи, весьма богата и максимально пригодна для человечьей жизни, но обладает одним недостатком, если рассматривать её как часть Солнечной системы - её чертовски сложно покинуть. С одной стороны, это не особо-то и надо; но Человечество уже давно подошло к мысли, что уже пора, и тут возникают проблемы. Дабы покинуть систему Земли и перейти на следующий уровень - уровень открытого космоса Солнечной системы - нужно набрать скорость около 8 км/с. Для справки, скорость пассажирского самолёта - около 300 м/с, то есть в 20+ раз меньше. Сверхзвуковые самолёты умеют разгоняться до скоростей порядка 1 км/c, но это около верхнего предела скорости для летательных аппаратов в земной атмосфере, даже если выбираться в её верхние слои. Чем выше летишь, тем меньше сопротивление, но тем меньше и кислорода, который выступает окислителем для авиа-двигателей; поэтому авиация ограничена по скоростям и высотам, а всё, что дальше - это уже ракетная техника, которая везёт с собой и топливо, и окислитель.
Шо я заладил - окислитель, окислитель... Есть же типы двигателей, которым он не нужен - те же электро-двигатели вполне могут применяться не только для коптеров :), но и для космических аппаратов - хотя и совсем на других принципах. Проблема в том, что для старта с Земли необходима очень высокая тяговооружённость, то есть соотношение тяги двигателя к весу всего аппарата - нужно набрать очень высокую скорость, преодлевая сопротивление земной атмосферы, которое на высоких скоростях весьма значительное; и если это делать слишком долго, то и энергии потребуется караул. Подавляющее большинство электро-двигателей, пригодных для работы в космосе, попросту не оторвут ракету или корабль от земли, не то что набирать скорость - не потому, что они плохие, просто они нужны в другой системе. Поэтому приходится маяться с ракетными двигателями, которые тоже, надо сказать, пригодны для старта с Земли довольно условно - им приходится отстреливать ступени, чтобы вывести в космос хотя бы какое-то количество полезного груза - это всё равно, что кораблю бы пришлось сжигать собственный корпус, чтобы добраться до пункта назначения. И вообще процесс старта с Земли фактически является управляемым взрывом, что категорически сказывается на рисках и стоимости данного процесса, и затрудняет сообщение системы Земли с остальными.
Уже сейчас разработана технология многоразовых челноков, причём с самолётным стартом, что в теории должно существенно удешевить и упростить в целом процесс вывода грузов на орбиту; однако пока что они ограничены суб-орбитальными скачками, что не позволяет говорить о них как о космических кораблях - они "выходят в космос", но не входят в космическую систему, что не позволяет им взаимодействовать с ней, этой самой системой. Пример - геодезические ракеты умеют достигать космоса без отстрела ступеней, т.е. они одноступенные; однако их скорость при "выходе в космос" около нуля, и по окончанию топлива Земля напоминает, что пора домой, и без скорости в 8 км/с относительно Земли любое тело свалится обратно на поверхность, как его не назови. Если же, например, космонавты захотят подобрать груз, "выведенный в космос" подобной ракетой, то им придётся сбрасывать собственную скорость до нуля, что довольно быстро превратит их из космонавтов в паштет; а набирать/сбрасывать космические скорости по поводу и без повода - эдак волостей не напасёшься. То есть либо мы набираем первую космическую, либо мы остаёмся в системе Земли. Поэтому и смысл от суб-орбитальных полётов какой угодно, но только не освоение космоса - они не могут взаимодействовать с космическими объектами.
2) Система "открытый космос Солнечной системы". Начинается с низких орбит вокруг Земли (ну, для землян, конечно), и простирается до сферы влияния соседних звёзд, то есть, грубо говоря, до бесконечности. Так как Земля - достаточно толстая планетка, то вблизи Земли даже открытый космос немного сообщается с системой Земли; именно это позволяет земным космонавтам не изжариваться от солнечного излучения, а вполне комфортно годами прозябать на МКС и аналогичных станциях; вблизи Земли проявляется небольшое влияние её атмосферы и особенно магнитосферы. Однако основные принципы существования в этой системе уже кардинально отличаются от земных.
Главное отличие - здесь всё постоянно движется по орбитам, нельзя просто так взять и остановиться; теоретически можно, но тогда ты свалишься в сторону ближайшей системы - на Землю, Луну, или на Солнце. На практике же все тела в Космосе всё время вращаются вокруг центра самой влиятельной системы в округе по эллиптическим орбитам; где-то орбиты почти круговые, а где-то с сильным эксцентриситетом - например, у бОльшей части наблюдаемых с Земли комет. Здесь практически нет атмосферы, силы трения; соответственно, та же тяговооружённость двигателя перестаёт иметь такое значение, как на Земле; дурь химического ракетного двигателя перестаёт быть необходимой, и вполне пригодными становятся двигатели с микроскопической тягой, которые на Земле абсолютно бесполезны; если запустить на земле ионный двигатель, он не сдвинет сам себя с места, тогда как в космосе он даёт небольшую, но всё же тягу, которая увеличивает или уменьшает скорость аппарата и позволяет ему маневрировать и даже совершать межпланетные перелёты.
Второе важнейшее отличие открытого космоса от остальных систем - в том, что там ничего нет. В материальном плане - концентрация вещества тут минимальна, и фактически даже на околоземной орбите можно сказать, что нет вообще ничего. Теоретически на самых низких орбитах можно попытаться как-то улавливать частички атмосферы, но скомпенсирует ли награбленное расходы топлива на коррекцию орбиты и транспортировку добра - большой вопрос. Куда более надёжный источник материальных благ - внезапно - космическое пиратство, сиречь грабёж спутников, которые доверчивые земляне развешивают тут и там. Звучит странно, однако именно утилизация отработанного барахла может послужить источником вещества при начале промышленного освоения Космоса - больше взять на околоземной орбите нечего. Единственным источником материальных благ для космоса являются астероиды и кометы, а также другие Системы - однако мы с вами уже лицезрели, во что выливается взаимодействие Земли с Космосом; уж лучше пиратство. Астероидов в космосе крайне мало - как уже говорил в прошлой статье, весь целиком пояс астероидов, в котором сосредоточено большинство известных космических камней, составляет по массе 4% Луны, а ведь он разбросан на сотни и сотни миллионов километров; про отдельно слоняющиеся булыжники и говорить нечего; они есть, но крайне редки. Теоретически можно отловить какой-нибудь такой камешек и приволочь к Земле, как источник материала для орбитальных заводов, и даже на современных технологиях это вполне осуществимо, было бы кому этим заняться - об этом писал в первой статье цикла.
В целом же назначение этой Системы - сугубо транспортное; она является центральным связующим звеном между всеми остальными Системами. И поэтому крайне важно начинать её осваивать, а не тупо наблюдать Землю в иллюминатор - в плане освоения космоса Человечество как будто ещё не оторвало пуповину родной Системы, всё время пучимся назад, хотя самый сложный шаг из колыбельки уже сделан; самое сложное - попасть в Космос и закрепиться там, дальше уже само пойдёт. А вот как-то не идёт, увы. Ну, как говорил ранее, возможно, производственные силы не созрели. Хотя давно пора.
Апдейт: начинается Система космоса с первой космической скорости для текущего космического тела (для Земли - 8 км/с, для Луны - 1.7 км/с), но на этой скорости вы окрестностей этого тела не покинете, так и будете вечно нарезать круги вокруг - вон, можно посмотреть на ту же Луну. Чтобы выйти в пределы Солнечной системы, нужно развить 2-ю космическую для данной окрестности: для Земли 11 км/с, для Луны 2.4 км/с, а, например, для Амальтеи - менее 100 м/с (правда, для неё это скорость входа в Систему Юпитера). На этой скорости можно уже слоняться от планеты к планете и от спутника к спутнику; а если думать о выходе за пределы Солнечной Системы, то нужно набрать и третью космическую; но практически это пока нафиг не нужно.
3) Система Луны. Это планетарная Система, где некоторые вещи похожи на земные, но многое совсем не так. Другая сила тяжести, другие космические скорости, отсутствие атмосферы и магнитосферы - для человеков это плохо, а для техники и особенно для логистики тут просто рай по сравнению с Землёй. 1-я космическая тут всего 1.7 км/с, причём атмосферы нет, и можно газовать на полную хоть прямо со старта; разве что при посадке не получится тормозиться об атмосферу, использовать парашюты и прочая - но то дело такое, садиться всё же проще, чем взлетать. В этом плане Луна - на порядок более простая в плане логистики космическая Система, и её намного проще увязать в единую экономику, нежели, как ни странно, Землю - чем сложнее логистика, тем сложнее товарообмен. А при промышленном освоении космоса это будет важнейшим фактором развития. Промышленный потенциал Земли даже в отдалённом светлом будущем будет превышать любую иноземную колонию на порядки, но что с него толку, если доставка товара в другие системы стоит даже не как самолёт, а как ракета (каламбурчик).
Луна - место интересное с точки зрения экономики; так как это другая Система, то здесь всё немного не так, и некоторые вещи на ней делать проще, чем на Земле. Несмотря на то, что, по общепринятой версии, Луна сформирована из материала Земли, тем не менее, их химический состав различается - ведь они миллиарды лет существовали порознь. Например, на Земле почти нет гелия-3, тут он выветривается в атмосферу, а на Луне он накапливается в грунте под воздействием солнечного ветра (от которого Землю охраняет атмосфера и магнитосфера, которых на Луне нет); это весьма перспективный энергоноситель; жаль, что слишком перспективный, сейчас он почти и ни к чему. Также на Луне из-за меньшей массы наверняка найдутся месторождения тяжёлых металлов, которые на Земле под влиянием гравитации в основном скопились в ядре планеты, до которого пока что доступа нема. Более того - на Земле некоторые редкие и тяжёлые металлы сохраняются исключительно в виде... следов падения метеоритов из космоса (больших метеоритов, времён Тяжёлых Бомбардировок) - как минимум, такие же следы есть и на Луне; в этом плане Луна - исключительно перспективный источник богачеств.
Для построения тут нормальной промышленной базы как минимум необходимо найти энергоносители, и не перспективные, а пригодные в пищу. Причём даже если мы каким-то чудом найдём на Луне нефть (а мы там её не найдём), то она по-прежнему будет нам бесполезна, ведь в вакууме она не горит; то есть надо ещё где-то добыть окислитель. Кислород - весьма распространённый материал в Солнечной системе; однако на Луне, возможно, лучше подойдёт какая-нибудь другая схема, вплоть до едрёных реакторов; надо смотреть, шансы прикидывать. Геологоразведкой там надо заниматься, но в последние годы Человечество на Луну подзабило - как и практически на весь остальной Космос в целом.
Надо постараться создать на Луне энергонезависимую базу, способную снабжать горючим собственные космические челноки, и через это мы получим первую (возможно) промышленную базу вне Земли. Почему "возможно"? Потому что первой такой базой может оказаться орбитальная база, снабжаемая с астероидов - но для этого нужно их найти в ближнем Космосе во вменяемом количестве, либо же вовсе притащить на орбиту Земли. Тут тоже надо смотреть и прикидывать шансы.
4) Система Марса. Немного похожа на лунную, с поправкой на удаление от Солнца и наличие минимальной атмосферы. С точки зрения космической логистики она сложнее, чем Луна, однако куда более перспективнее в биологическом плане - здесь потребуется минимальная защита (за пределами системы Земли) для живых организмов, и условия в экваториальной зоне немногим отличаются от земных - длина дня почти такая же, дневная температура как на Земле (правда, ночью до -50); в общем, как уже писал в прошлой части статьи, Марс нужно колонизировать как минимум в качестве резервного дома для Человечества. Он плохонький, но более подходящего нет и не предвидится.
Колонизировать Марс намного сложнее, чем построить базу на Луне, так что, возможно, именно Луна и должна быть главной промышленной базой при колонизации Марса - не с Земли же таскать всякий хлам, чесслово. Цветочки да человечки - это да, это с Земли, а вот бетон, железо и прочее горючее - это проще с Луны подтащить. Под колонизацией надо понимать не "гигантские шаги для всего человечества " (ололо), а шахты, электростанции, оранжереи и прочую промышленность для постоянного проживания человеков на планете.
Апдейт: на грани системы Марса и Открытого космоса слоняются два марсианских спутника - Фобос и Деймос; крайне полезные для космической логистики булыжники; причём гипотетически Человечество может спасти Фобос от неминуемого разрушения Марсом, приданием ему ускорения.
5) Пояс астероидов. Ещё одна потенциальная промышленная база, ещё более перспективная, чем Луна - потому, что логистика тут ещё проще, нежели там. Астероиды представляют собой самые разные материальные ценности, которые нужно просто подлететь и забрать; также ничего не мешает поставить завод по добыче и производству всякого хлама прямо на астероиде, с доставкой продукции напрямую в космос, минуя орбитальные челноки. Единственная проблема - удаление ещё дальше, чем у Марса, и транспортные расходы по доставке на Землю и Луну будут весьма велики - однако не будем забывать, что Космос похож на земное море, тут можно доставлять дёшево, но медленно. Как минимум, в поясе астероидов можно делать космические корабли, с доставкой Заказчику своим ходом. А уж значение оного как транзитной базы для полётов к внешним планетам сложно переоценить - здесь можно готовить топливо и прочие припасы для дозаправки и починки кораблей.
Основная особенность данной Системы - сочетание материальных ресурсов и логистики открытого космоса. Также он содержит несколько карликовых планет, которые проще Луны в плане логистики, и, вполне возможно, также не потребуют орбитальных челноков для связи с Космосом. Это всё радикально отличает пояс астероидов и от планетарных систем, и от открытого космоса.
6) Система Юпитера. Ещё одна уникальная система, фактически являющаяся системой систем. В некотором плане и Земля, и Марс также являются системой систем, ибо содержат спутники, но в системе Юпитера многообразие сильно выше.
6.1) Планета Юпитер. Сама по себе практически бесполезна, т.к. газовый гигант; однако если в отдалённом светлом будущем удастся тырить его вещество с орбиты, то это станет практически неисчерпаемым источником ресурсов для всей Солнечной системы в целом - его масса превышает массу Земли в... 300+ раз. А до того - он замечательный источник радиации, магнитных полей и просто большое светлое пятно в центре системы.
6.2) Мелкие внутренние спутники - своего рода мини-пояс астероидов; планетоиды, на которых возможна установка промышленных баз с упрощённой доставкой в космос. Одно "но" - радиация Юпитера тут исключает биологическую жизнь, так что только роботы, беспилотники и андроиды. Как, впрочем, и почти везде в космосе.
6.3) Галилеевы спутники - 4 крупнейших спутника Юпитера, каждый из которых сравним с Луной, а дальние даже существенно больше. На Ио - филиал ада, и толку от неё немного, хотя оно выбрасывает в космос вещество, которое можно безнаказанно тырить какими-нибудь уловителями (правда, это скажется на магнитном поле всей системы Юпитера). Европа - одна из надежд земных учёных на возможность инопланетной жизни - но не имени рептилоидов, а хотя бы на уровне микробов; теоретически это возможно - под ледяной коркой там водяной океан; практически же с этого толку немного. Тем более, что Европа всё ещё находится слишком близко к Юпитеру, и земной жизни там придётся несладко. Ганимед и Каллисто - луно-подобные спутники, только побольше размером, и сравнимые с Луной в плане космической логистики - непросто, но реально.
6.4) Всякая мелочь за орбитами Галилеевых спутников, часть из которой вращается почему-то в обратную сторону; что совсем не айс с точки зрения космо-логистики.
Система интересна тем, что тут сразу куча всего сосредоточена в относительной близости друг от друга (хотя та же Каллисто - в 4.5 раза дальше, чем Луна от Земли; но всё же это вам не Марс), и позволяет установку целой кучи взаимо-дополняющих промышленных баз. Однако условия тут сильно отличаются от всех вышеперечисленных - большая удалённость, низкие температуры, высокая радиация, сильное гравитационное влияние Юпитера; в общем, это действительно особое место и особая Система.
Вывод. Для чего я всё это написал? Для понимания окружающего мира - сейчас это выглядит непонятной около-научной хренью, однако при некоторой корректировке идеологическо-культурного курса всё это вполне может стать жизненными вопросами, которые нужно решать здесь и сейчас. Если Человечество не самоуничтожится в очередной Мировой войне, то от освоения Космоса ему никуда не уйти - Земля же лишь первая из доступных ему Систем, и вторую он уже даже немного пощупал. Самый сложный шаг в этом направлении уже сделан, и многих напугала его сложность - однако дальше должно быть проще; как только мы освоимся в Системе открытого космоса, как нам тут же станут не так уж далеки и Марс, и Юпитер. Тут главное понять, что нельзя мерить Космос мерками земной системы, там всё по-другому, и действовать надо тоже по-другому. Понимаю, что сейчас это особо и незачем - надо рубить бабло, сеять нестабильность, чтобы конкуренты не подняли голову; по сути вся Земля с 1991-го года превратилась в криминальный притон, где убить или отобрать у слабого - норма жизни. Как только нормальные смыслы в голову вернём, так и поймём, зачем нам Космос, и, главное, что он уже практически у нас в кармане - надо лишь рыльце от корытца поднять и в другую сторону посмотреть. Не то, чтобы Земля была Злом, просто хватит уже толочься в колыбельке-то.
В очередной раз приложу картинку, пусть и немного не соответствующую специфике статьи, зато вполне - духу:
Добавлен новый тег - космос; правда, пока я им не злоупотребляю.
>>> Про вызовы космической экспансии >>>