Czy ludzkość będzie w stanie opanować Układ Słoneczny?

2024 Autor: Seth Attwood | [email protected]. Ostatnio zmodyfikowany: 2023-12-16 16:14

Gdzie i po co jeszcze możemy latać, co nam to w praktyce da i czy wyprawy załogowe powinny być zawsze traktowane jako zadanie priorytetowe. W zasadzie lista obiektów kosmicznych interesujących Ziemian jest łatwa do wyobrażenia.

Przede wszystkim musimy nadal lecieć do miejsca, w którym już lecieliśmy, ale tak naprawdę nic nie wiedzieliśmy. Dziś istnieją wszystkie techniczne przesłanki do eksploracji Księżyca i nie ma przeszkód – poza finansowymi. Księżyc jest blisko, ale nie mamy pojęcia, jakie przydatne rzeczy można tam znaleźć.

Tak, już wiadomo, że na naszym satelicie jest lód wodny, co jest dobre dla organizacji baz księżycowych w przyszłości. Istnieje hel-3 - substancja prawie nieobecna na Ziemi. To prawda, że potrzeba tego będzie zdeterminowana postępem w dziedzinie energii termojądrowej. Ale w ogóle nie wiemy, co dzieje się w trzewiach księżyca głębiej niż trzy metry.

Wiadomo jednak, że istnieją warunki do przetrwania mikroorganizmów lądowych. I kto wie – może nasza nocna gwiazda skrywa w głębinach swoje pierwotne życie. To się dopiero okaże.

Księżyc na wszelki wypadek

Oprócz zadań czysto naukowych eksploracja Księżyca może przynieść ludzkości praktyczne korzyści. Moglibyśmy tam stworzyć zapasowy magazyn informacji ważnych dla ludzkości. Obecnie na Svalbardzie znajduje się magazyn nasion, gdzie na głębokości 130 m przed kataklizmami uratowany został fundusz nasion głównych upraw rolnych.

Ale bez względu na głębokość bunkra cała jego zawartość może zginąć w przypadku globalnej katastrofy, na przykład zderzenia Ziemi z asteroidą. Jeśli stworzymy kolejny taki magazyn na Księżycu, wzrośnie prawdopodobieństwo, że nie stracimy funduszu zalążkowego.

Każde zagrożenie z kosmosu, które dotyka Ziemię, z pewnością ominie Księżyc. Potężny rozbłysk słoneczny może wymazać wszystkie dane komputerowe ze wszystkich nośników stałych, a ludzkość straci otchłań informacji, które wówczas będą niezwykle trudne do odzyskania. A jeśli utworzysz kilka zapasowych baz danych na Księżycu, przynajmniej jeden z pewnością przetrwa: Księżyc, w przeciwieństwie do Ziemi, obraca się powoli wokół własnej osi, a skutki rozbłysku nie będą odczuwalne po stronie przeciwnej do Słońca.

Mars jest najbliższym po Księżycu celem rozwoju Ziemian. I chociaż żaden człowiek jeszcze tam nie postawił stopy, bezzałogowe sondy, które od dziesięcioleci pracują na Czerwonej Planecie, zebrały ogromną ilość informacji naukowych.

W palący upał sterowca

Kolejnym najważniejszym obiektem do rozwoju jest oczywiście Mars. Loty tam są znacznie droższe niż na Księżyc, a mieszkanie jest nieco trudniejsze, ale ogólnie warunki są podobne do księżycowych. Ze względu na wysoką temperaturę i kolosalne ciśnienie atmosferyczne, powierzchnia Wenus jest słabo dostępna do badań, ale od dawna istnieje dobrze rozwinięty projekt badania tej planety za pomocą balonów.

Balony można by umieszczać w takich warstwach atmosfery Wenus, gdzie zarówno temperatura, jak i ciśnienie są całkiem akceptowalne dla funkcjonowania stacji badawczych. Merkury to planeta kontrastów temperaturowych. Na biegunach panuje silne zimno (-200 °), w rejonie równikowym, w zależności od pory dnia Merkurego (58, 5 dni ziemskich), wahania temperatury wahają się od +350 do -150 °.

Merkury z pewnością interesuje naukowców, ale stworzenie baz na tej planecie będzie wymagało zakopania się w ziemi na głębokość 1-2 m, gdzie nie będzie nagłych zmian w straszliwym upale i ostrym mrozie, a temperatura będzie mieścić się w dopuszczalnych granicach dla ludzi.

Satelity Saturna Chociaż załogowa ekspedycja na planety gazowe nie jest możliwa, ich satelity są bardzo interesujące dla lotów z Ziemi – zwłaszcza Tytana z jego gęstą atmosferą, która chroni ludzi przed promieniowaniem kosmicznym.

Gdzie się ukryć przed promieniowaniem

Bardzo interesujące są satelity gigantycznych planet z oceanami. Takich jak księżyc Jowisza Europa i księżyce Saturna Tytan i Enceladus. Można powiedzieć, że Tytan jest boskim darem dla Ziemian. Atmosfera jest tam prawie jak ziemska - azot, ale znacznie gęstsza.

A to jedyne poza Ziemią ciało niebieskie, w którym można przebywać długo bez obawy przed promieniowaniem. Na Księżycu i Marsie, gdzie praktycznie nie ma atmosfer, promieniowanie zabije każdą niechronioną żywą istotę w ciągu półtora roku. Pasy radiacyjne Jowisza mają śmiertelną moc, a na Io, Europie, Ganimedesie i Kallisto człowiek przeżyje maksymalnie kilka dni.

Saturn ma również potężne pasy promieniowania, ale będąc na Tytanie nie ma się czym martwić – atmosfera niezawodnie chroni przed szkodliwymi promieniami. Ponieważ siła grawitacji na satelicie jest siedmiokrotnie mniejsza niż na Ziemi, ciśnienie gęstej atmosfery jest tylko 1,45 razy wyższe niż na Ziemi.

Połączenie niskiej grawitacji z dużą gęstością ośrodka gazowego spowodowałoby, że loty na niebie Tytana miałyby niskie zużycie energii, tam każdy mógłby swobodnie poruszać się na mięśniu pedału (na Ziemi tylko wyszkoleni sportowcy mogą podnieść taką rzecz do góry). powietrze). Na Tytanie są też jeziora, jednak nie są one wypełnione wodą, ale mieszaniną ciekłych węglowodorów (przydałyby się w rozwoju Tytana). Oczywiście woda w stanie ciekłym na Tytanie znajduje się tylko w jelitach.

Na powierzchni nieuchronnie zamieniłaby się w lód, ponieważ jest tam bardzo zimno: średnia temperatura wynosi -179 °. Utrzymanie ciepła na Tytanie jest jednak znacznie łatwiejsze niż utrzymywanie chłodu na Wenus.

Żelazo, ale nie złoto

Kolejnym ważnym obszarem badań są asteroidy. Zagrażają Ziemi, dlatego musimy dokładniej poznać ich orbity, określić ich skład, zbadać ich jako potencjalnych wrogów. Ale najważniejsze jest to, że asteroidy są najbardziej dostępnym materiałem budowlanym w Układzie Słonecznym dla baz, stacji itp.

Podniesienie kilograma materii z Ziemi na orbitę kosztuje dziesiątki tysięcy dolarów. Zabranie materii z asteroidy nic nie kosztuje, ponieważ siła jej grawitacji jest znikoma. Asteroidy są bardzo zróżnicowane. Są metalowe zawierające żelazo i nikiel. A żelazo jest naszym najczęstszym materiałem konstrukcyjnym. Istnieją asteroidy wykonane z gęstych minerałów, takich jak skała. Są też takie, które składają się z luźnego „pierwotnego” materiału – substancji wyjściowej do formowania się planet.

Możliwe, że istnieją asteroidy zawierające duże ilości metali nieżelaznych, a także złota i platyny. Ich „niebezpieczeństwem” jest to, że jeśli raz zostaną włączone do obrotu gospodarczego, to wszystkie te metale na Ziemi ulegną amortyzacji, co może wpłynąć na losy wielu państw.

Asteroidy Asteroidy to nasi najbliżsi sąsiedzi i potencjalni wrogowie. Dlatego stały się obiektem dokładnych badań, wysłano do nich sondy japońskie i amerykańskie. W 2020 roku sonda OSIRIS-REx (USA) dostarczy na Ziemię próbkę gleby z asteroidy Benu.

Człowiek i wątpliwości

Główne kierunki badania ciał niebieskich Układu Słonecznego są jasne. Pozostaje główne pytanie. Czy powinniśmy dążyć do tego, aby wszystkie te kosmiczne światy musiały być postawione ludzką stopą? Wielu naukowców z mojego pokolenia, których dzieciństwo i młodość spędzili w atmosferze kosmicznego romansu podczas lotu Gagarina i amerykańskiego lądowania na Księżycu, obiema rękami dla załogowych astronautów.

Ale jeśli mówimy o wynikach naukowych, które chcesz uzyskać przy minimalnych kosztach, musimy przyznać: wysłanie człowieka w kosmos jest dziesięć razy droższe niż wystrzelenie robota, podczas gdy nie ma w tym żadnego naukowego sensu. Obecność ludzi na niskiej orbicie okołoziemskiej lub na Księżycu nie przyniosła żadnych znaczących odkryć, a statki kosmiczne, takie jak teleskop Hubble'a czy łaziki marsjańskie, dostarczyły otchłani naukowych informacji.

Tak, amerykańscy astronauci przywieźli próbki gleby z Księżyca, ale było to możliwe i automatyczne, co zostało udowodnione przy pomocy radzieckiej stacji „Luna-24”.

Pod względem technologicznym ludzkość jest już wystarczająco blisko lotu na Marsa. W ciągu najbliższych 5-10 lat powinny pojawić się okręty i superciężkie pojazdy nośne, odpowiednie do tej misji. Ale są problemy innego rodzaju. Nadal nie jest jasne, jak chronić ludzkie ciało przed promieniowaniem podczas długiego lotu poza ziemską atmosferą.

Czy osoba psychicznie jest w stanie wytrzymać długą podróż kosmiczną bez nadziei na pomoc w nagłych wypadkach? Przecież nawet kosmonauta, który od wielu miesięcy przebywa na pokładzie ISS, wie, że Ziemia jest odległa tylko o 400 km i w takim razie stamtąd przyjdzie pomoc lub będzie można się pilnie ewakuować w kapsule. W połowie drogi z Ziemi na Marsa nie ma nadziei na coś takiego.

Robots in Space Experience pokazuje, że bezzałogowe platformy kosmiczne wniosły znacznie większy wkład w naukę i technologię niż załogowa eksploracja kosmosu. Nie ma co się spieszyć, by deptać „zakurzone ścieżki odległych planet”, lepiej najpierw powierzyć robotom poznanie naszego środowiska kosmicznego.

Rezerwy cudzego życia?

Jest jeszcze jeden ważny argument przeciwko lotom załogowym: możliwość skażenia światów kosmicznych ziemskimi organizmami żywymi. Do tej pory życia nie znaleziono nigdzie w Układzie Słonecznym, ale nie oznacza to, że w przyszłości nie będzie można go znaleźć w trzewiach planet i satelitów. Na przykład obecność metanu w atmosferze Marsa można wytłumaczyć żywotną aktywnością mikroorganizmów w glebie planety.

Gdyby można było znaleźć autochtoniczne życie marsjańskie, byłaby to prawdziwa rewolucja w biologii. Ale musimy zdołać nie zainfekować wnętrzności Marsa bakteriami lądowymi. W przeciwnym razie po prostu nie będziemy w stanie zrozumieć, czy mamy do czynienia z życiem lokalnym, tak podobnym do naszego, czy z potomkami bakterii przywiezionych z Ziemi.

A ponieważ amerykański aparat badawczy InSight próbował już zbadać glebę Marsa na głębokości kilku metrów, ryzyko infekcji stało się realnym czynnikiem. Ale statki kosmiczne lądujące na Marsie lub Księżycu są teraz bezbłędnie dezynfekowane. Nie można zdezynfekować osoby. Poprzez wentylację skafandra kosmonauta z pewnością „wzbogaci” planetę mikroflorą żyjącą wewnątrz ciała. Czy warto więc spieszyć się do lotów załogowych?

Z drugiej strony, załogowa astronautyka, choć nie dostarcza nic szczególnego dla nauki, wiele znaczy dla prestiżu państwa. Poszukiwanie bakterii w jelitach Marsa w oczach większości jest znacznie mniej ambitnym zadaniem niż wysłanie bohatera na „zakurzone ścieżki odległych planet”.

W tym sensie załogowa eksploracja kosmosu może odegrać pozytywną rolę jako sposób na zwiększenie zainteresowania władz i wielkiego biznesu ogólnie eksploracją kosmosu, w tym projektami interesującymi dla nauki.