Колонизация иных миров

Красоты чужих миров, звездолеты и космические станции, роботы и иной разум

Колонизация иных миров

Postby Elena Kulakova » July 4th, 2012, 12:42 pm

есть очень много фантастических фильмов о том, как человечество строит лаборатории на Луне, занимается научными исследованиями и т.п. Как Вы думаете, это осуществимо, или так и будет жить в наших мечтах?
User avatar
Elena Kulakova
IgorLab Software TEAM
IgorLab Software TEAM
 
Posts: 163
Joined: November 24th, 2011, 11:29 am

Re: Колонизация иных миров

Postby Igor Kulakov » January 21st, 2016, 10:38 am

Школа Марса: можно ли научиться жить в полной изоляции?

http://www.bbc.com/russian/science/2016 ... n_of_space
http://www.bbc.com/future/story/2015122 ... n-of-space


В Антарктиде ученые имитируют условия полета на космическом корабле к Марсу – в том числе и полную, невероятную изоляцию, в которой неизбежно окажутся астронавты во время такого полета, отмечает корреспондент BBC Future.
Из окна британской антарктической станции Halley VI, расположенной на шельфовом леднике Бранта в Антарктиде, много не увидишь.
"Сплошное однообразие, - говорит Натали Пэттин. - Я могу в любой момент выглянуть в окно и всегда там увижу плоскую, белую бесконечность".
С приближением середины лета, когда температура поднимается до вполне мягких значений в минус 3 градуса по Цельсию, это все, что здесь открывается взору.

Пэттин не только работает врачом на станции Halley, но и занимается научными исследованиями - она изучает эффекты воздействия изоляции на небольшое сообщество людей, оказавшихся в суровых природных условиях.
Исследовательский проект пользуется поддержкой Европейского космического агентства (ЕКА). Его цель - выявить проблемы, с которыми могут столкнуться люди при жизни на Луне или во время полета на Марс и обратно.
Имитация марсианской миссии займет как минимум два года.

"Органы чувств в буквальном смысле отключаются, - говорит Паттин. – В окружающем ландшафте не происходит никаких перемен, и то же самое можно сказать о социальной среде. Зимой здесь только мы, нас 12 человек и никого больше".
В ходе нашего разговора по телефонной линии, обеспечивающей удивительно качественную связь, выясняется, что Пэттин живет на станции уже больше года.
"От моей спальни до моего рабочего места ровно 23 шага, - говорит она. - Что действительно спасает, так это возможность поговорить с кем-нибудь из домашних, потому что это помогает сохранять перспективу – прямо как в антиутопическом обществе из научно-фантастического романа".
Очевидно, что это не та фраза, которую вы ожидаете прочитать в буклете, приглашающем на работу в Британский институт арктических исследований.
Тем не менее, именно такая среда как нельзя лучше подходит для научных занятий Пэттин. И хотя смотреть здесь особенно не на что, одно из направлений ее исследований включает изучение условий полета на космическом корабле.

Для проекта используется полностью оборудованный тренажер космического корабля "Союз", позволяющий проследить, как могут деградировать навыки астронавта во время длительного полета.
"Деградация навыков и умений - по-настоящему острая и насущная проблема для таких профессий, как моя", - говорит Пэттин.
"Я врач-консультант, специалист по экстремальной медицине, но вот прошло уже больше года с тех пор, как я работала в больнице, принимала по 20 пациентов день, осуществляла бесчисленные действия и тому подобное, - продолжает она. – Мы отправляем на Марс хорошо подготовленного профессионала, но какого уровня подготовки, опыта и умения можно от него ожидать, если он не будет применять свои навыки на практике?".

Этот аспект исследовательских изысканий Пэттин может оказаться полезен уже сейчас для авиационной отрасли здесь, на Земле.
Например, результаты ее исследований можно использовать в тех случаях, когда пилоты возвращаются к работе после перерыва в полетах или переучиваются на другие модели самолетов.
Космический тренажер, с которым работает Пэттин, оснащен тем же набором приборов, что и настоящий корабль "Союз".
Он функционирует точно так же, как тренажеры, на которых тренируются космонавты и астронавты в Звездном городке в России.
Волонтеры, участвующие в эксперименте, подвергаются воздействию тех же искусственно создаваемых условий, чтобы можно было наблюдать за тем, как они выполняют возложенные на них задачи.
"Мы тренируем их до тех пор, пока они не достигнут определенного уровня мастерства, - рассказывает Пэттин. – После этого их делят на две группы. Одна тренируется часто, другая – редко".
Все быстро забывается
Аналогичный эксперимент проводится другим врачом на франко-итальянской исследовательской станции Concordia на антарктическом Полярном плато и – параллельно - в центре управления в Университете города Штутгарта в Германии.
В ходе этих исследований ожидаемо выяснилось, что те, кто тренировался редко, с высокой степенью вероятности теряли профессиональные навыки.
Ученые искали ответы на ряд важных вопросов: как быстро улетучиваются знания, насколько критичной может быть потеря навыков и как соотносятся результаты, которые показывали участники этого эксперимента, с показателями тех, кто тренировался на других тренажерах.
Пэттин уже сделала кое-какие предварительные выводы.

"Мы знаем, что люди обучаются разными темпами. Одни схватывают налету, другим нужно время, - говорит она. – Самое смешное, что одно с другим никак не коррелируется. Человек может очень быстро обучаться и в то же время очень быстро все забывать".
Полученные данные имеют непосредственное отношение к процессу подготовки пилотов самолетов, в ходе которого способность быстро обучаться очень часто воспринимается инструкторами как хороший показатель будущих успехов.
Результаты вышеперечисленных исследований дают основания полагать, что это далеко не всегда именно так.

Наряду с работой на космических тренажерах Пэттин проводит несколько других экспериментов, для которых использует замкнутое пространство антарктической станции.
Это позволяет воспроизводить проблемы, которые таят в себе длительные периоды изоляции в космосе.
При этом исследователь настаивает, что речь не идет об имитации.
"Если у меня возникнет чрезвычайная ситуация здесь и сейчас, - объясняет Пэттин, – это действительно будет чрезвычайная ситуация. Мне придется действительно в одиночку справляться с ней, и это куда ближе к реальности настоящего космического полета, чем эксперимент, искусственно имитирующий изоляцию".
Персонал антарктических экспедиций вынужден справляться еще с одной проблемой: можно ли нормально высыпаться при постоянном дневном свете полярного лета – или при круглосуточной темноте зимой?

Астронавтам и космонавтам на Международной космической станции аналогичным образом приходится адаптироваться к нарушениям чередования периодов сна и бодрствования при 90-минутных сутках (МКС совершает один оборот вокруг Земли за полтора часа – Ред.).
Скорее всего, любой космический корабль, совершающий полет к Марсу, будет вынужден почти постоянно быть освещаемым Солнцем - для подзарядки солнечной энергией. Таким образом, на одном борту будет стоять постоянный день, а на другом – ночь.
"Было поразительно наблюдать за тем, как жестко влияет на некоторых людей отсутствие света, и как другие почти не обращают на это внимания, - делится впечатлениями Пэттин. – Мне лично было тяжело бодрствовать зимой и заряжаться энергией в течение дня, когда из окна не видно дневного света".
Принимая во внимание то, что постоянно обитаемые станции работают в Антарктиде уже более 50 лет, остается только удивляться, почему исследователи так мало внимания уделяли сбоям в работе биологических часов в организме человека.
Для изучения соответствующих эффектов Пэттин подвергает добровольцев воздействию яркого света зимой и дает им заменители мелатомина летом.
"Мелатомин – это гормон, который настраивает нас на восприятие света в окружающей среде, - объясняет она. – Если в природе не наблюдается [суточных и сезонных] изменений интенсивности света, у вас возникают проблемы с секрецией мелатомина, а это означает, что вы сталкиваетесь с нарушениями сна".
Ссоры и вражда
Самая, пожалуй, острая проблема, возникающая в процессе жизни и работы в замкнутой среде, будь то в Антарктиде или на борту космического корабля, летящего к Марсу, заключается в регулировании взаимоотношений людей.
Как избежать того, чтобы мелкие ссоры не перерастали в острую вражду, а то и драки?

В середине 1990-х годов экипаж одной из антарктических станций взбунтовался против начальника экспедиции и отказался выполнять его распоряжения. (Вероятно, речь идет о случае, имевшем место на австралийской антарктической станции Casey в 1996 году - прим. переводчика.)
Романтические отношения также чреваты проблемами: только вообразите себе, что вам приходится постоянно жить и работать бок о бок с вашей "бывшей" или вашим "бывшим".
Еще более неловкая ситуация складывается, когда у тех - новый роман с кем-то из коллег, с которыми вы вместе работаете.
"Люди легко теряют способность адекватно оценивать окружающую действительность, - говорит Пэттин. – Необходимы разумная организация и структурирование группы. Это позволит облегчить повседневную жизнь и верно реагировать на экстремальную ситуацию, если таковая возникнет. В противном случае жизни людей окажутся в опасности".

Вызовы, встающие перед теми, кто живет на дрейфующей льдине на другом конце света, поразительно схожи с проблемами, с которыми предстоит столкнуться космическим путешественникам будущего.
Результаты нынешних изысканий в Антарктиде наверняка помогут жить, работать и адаптироваться к особенностям существования в экстремальных условиях.
На вопрос о том, готова ли она к участию в полете на Марс после приключений в Антарктиде, Натали Пэттин отвечает отрицательно.
"Нет, - говорит она. – Мне слишком нравится моя жизнь на Земле".
User avatar
Igor Kulakov
IgorLab Software TEAM
IgorLab Software TEAM
 
Posts: 2630
Joined: November 21st, 2011, 11:18 am
Location: Evil Empire

Re: Колонизация иных миров

Postby Igor Kulakov » January 21st, 2016, 10:40 am

Как колонизировать Млечный путь?

http://inosmi.ru/science/20160121/235119899.html
http://www.scientificamerican.com/artic ... ilky-way1/

Выход человечества за пределы нашей солнечной системы — популярная в научной фантастике тема, однако сделать это будет намного сложнее, чем может показаться.
21.01.2016
Ким Стэнли Робинсон (Kim Stanley Robinson)

Мысль о том, что люди когда-нибудь расселятся по всей галактике, много лет назад замечательно выразил русский изобретатель Константин Циолковский. «Земля — колыбель человечества, но нельзя вечно оставаться в колыбели», — писал он. С тех пор эту идею старательно эксплуатировала научная фантастика, сделавшая ее частью общепринятого образа нашего будущего. Полет к звездам часто считают чем-то обязательным, своего рода мерой успеха человечества как вида. Однако спустя век после того, как о подобных вещах заговорили, мы узнали о себе и о вселенной ряд вещей, которые предполагают, что, возможно, человечеству не судьба путешествовать по галактике.

Главная проблема связана с размерами вселенной, которые люди просто не представляли себе, когда начинали грезить о межзвездных полетах. Тау Кита, одна из ближайших к нам звезд, находится примерно в 12 световых годах от Земли, то есть примерно в 100 миллиардов раз дальше Луны. Количественное различие такого масштаба переходит в качественное. Люди не смогут преодолевать такие расстояния на простых космических кораблях — потому что в корабле не возможно будет создать среду, способную веками обеспечивать существование человеческой популяции. Вместо космического корабля нам пришлось бы создать некий космический ковчег, достаточно большой, чтобы поддерживать существование людей, животных и растений в замкнутой экосистеме.
С другой стороны, корабль должен быть достаточно маленьким, чтобы набирать высокую скорость, позволяющую сократить время воздействия космического излучения на экипаж и снизить вероятность поломок. В некотором смысле, большой размер корабля — это преимущество, однако чем больше будет такой ковчег, тем больше топлива ему понадобится для торможения в конечной точке. Это порочный круг, из которого невозможно выбраться. В свою очередь, при уменьшении размера возникнут трудности с ресурсным метаболизмом и экологическим балансом. На проблемы, которые может породить миниатюризация, указывают, в частности, данные островной биогеографии. При этом космический ковчег будет находиться в намного большей изоляции, чем любой земной остров. Требования к размеру вполне могут оказаться принципиально противоречащими друг другу, что сделает создание корабля невозможным.
Кроме того, в список потенциальных проблем, проистекающих из радикальной миниатюризации, упрощения и изоляции среды в ковчеге, какого бы размера он ни был, входит воздействие на наш микробиом. Мы не автономны. Примерно 80% ДНК в нашем теле — не человеческая ДНК, а ДНК множества мельчайших созданий. Чтобы мы были здоровы, между этими существами должно сохраняться динамическое равновесие. Вся эта сложная система развилась на поверхности нашей планеты под влиянием специфических факторов, в числе которых земная гравитация, магнитное поле, химический состав, атмосфера, инсоляция и бактериальная нагрузка. Полет к звездам означает отсутствие этих факторов и необходимость создавать им искусственную замену. При этом насколько эффективной будет замена заранее предсказать невозможно, так как ситуация слишком сложна для моделирования. Соответственно, любой «звездный ковчег» будет экспериментом, а его обитатели — лабораторными животными. Причем даже если первое поколение добровольно на это согласится, на их потомков это согласие распространяться не будет. Эти люди будут — поколение за поколением — жить в замкнутом пространстве, в триллион раз меньшем, чем Земля, без возможности его покинуть.
Чтобы эксперимент мог продолжаться в условиях накладываемых средой ограничений, экипажу необходимо будет придерживаться определенных правил. Размножение в ковчеге не будет вопросом свободного выбора, так как экипажу нужно будет поддерживать минимальную численность и не превышать максимальную. Некоторые занятия, требующиеся для функционирования корабля, станут обязательными — соответственно, выбор работы тоже не будет свободным. Вдобавок, жесткие условия, в конечном итоге, приведут к тому, что общество ковчега начнет предписывать своим членам определенные нормы и модели поведения. Таким образом, сама ситуация будет диктовать создание чего-то вроде тоталитарного государства.
Разумеется, в областях социологии и психологии затруднительно делать прогнозы, так как для человечества характерна высокая приспособляемость. Однако, как показывает история, жизнь в рамках жестких государств и социальных систем плохо сказывается на людях. Добавьте к этому изоляцию, отрыв от естественных для нас условий земной поверхности и возможные проблемы со здоровьем — и вы получите высокую вероятность психологических трудностей и душевных болезней. Трудно представить себе, что такое общество сможет сохранять стабильность на протяжении нескольких поколений.
Впрочем, люди — существа гибкие и изобретательные, и вполне возможно, что все перечисленные выше проблемы получится разрешить. Однако, даже если экипаж ковчега успешно достигнет ближайшей планетной системы, проблемы только начнутся.
Любая планета, на которой высадятся люди, будет либо живой, либо мертвой. Если на ней будет жизнь, последствия контакта с ней могут оказаться любыми — от безобидных до фатальных, но в любом случае потребуют особого внимания. С другой стороны, если жизни на планете не будет, колонистам придется ее терраформировать, используя исключительно местные ресурсы и то, что они с собой привезут. Это означает медленный процесс, который будет длиться веками. Все это время ковчег — или его аналог на планете — должен будет продолжать функционировать без серьезных сбоев.

Также вполне возможно, что будет непонятно, живая это планета или мертвая — как мы сейчас не понимаем про Марс. В этом случае проблемы того или иного сорта у колонистов все равно будут, но они не будут понимать, какие именно, что замедлит их решения и реакции.

Подведем итог: с межзвездными путешествиями связан целый набор исключительно непростых проблем, а еще один набор проблем будет связан с колонизацией новой системы. Это не делает проект неосуществимым, однако он будет чрезвычайно сложным и его шансы на успех выглядят небольшими. Неизбежная неопределенность во многих вопросах также предполагает, что перед началом проекта должен быть выполнен ряд условий. Во-первых, на Земле должна возникнуть устойчивая человеческая цивилизация, само создание которой должно научить нас многим вещам, необходимым, чтобы сконструировать на ковчеге жизнеспособный мезокосм. Во-вторых, нам потребуется потренироваться на ковчеге, вращающемся вокруг Солнца. Его можно будет чинить, и от него можно будет получать обратную связь — пока мы не проверим все, что следует. В-третьих, нам следует заняться активным исследованием ближайших планетных систем с помощью автоматики, чтобы выявить подходящие кандидатуры для освоения.

Если заранее не предпринять все эти шаги, человечество не сможет успешно колонизировать другие звездные системы. При этом сама подготовка к этому проекту займет много веков и будет требовать создания на Земле устойчивой цивилизации, способной осуществлять подобные долгосрочные планы. Такая цивилизация — необходимое, хоть и не достаточное условия для межзвездных перелетов. Таким образом, если мы не создадим ее на собственной планете, никакой другой планеты у нас не будет.
User avatar
Igor Kulakov
IgorLab Software TEAM
IgorLab Software TEAM
 
Posts: 2630
Joined: November 21st, 2011, 11:18 am
Location: Evil Empire

Re: Колонизация иных миров

Postby Igor Kulakov » January 21st, 2016, 10:49 am

Рудники на астероидах: реально ли это? И зачем?

http://www.bbc.com/russian/science/2016 ... oid_mining
http://www.bbc.com/future/story/2016010 ... oid-mining

Image

Image

Image

Image




Несметные богатства, скрытые в недрах астероидов и на других планетах, могли бы стать ключом к изучению отдаленных уголков Вселенной. Корреспондент BBC Future оценил экономический потенциал некоторых наших соседей по Солнечной системе.
В то время как наша планета Земля неспешно вращается вокруг Солнца, мимо пролетают почти 13000 астероидов.
Эти небесные тела, известные как околоземные объекты, не просто интересны сами по себе – они настоящие кладовые сокровищ.

Объем ресурсов, который содержится в них, таков, что потенциально они могут принести несметные богатства; астероиды - это будущие нефтеносные поля космоса.
Вопрос заключается вот в чем: стоит ли игра свеч?
Ведь легко усомниться в реальности шансов осуществить этот кажущийся, честно говоря, совершенно невероятным план.
Новые рубежи
Однако люди, занятые в едва зарождающейся ныне астероидной горнодобывающей промышленности, утверждают, что существует множество неверных представлений об их достижениях.
"Естественно, что человек, который мало что знает в данной области, считает это маловероятным, - объясняет Крис Левицки, президент и главный инженер астероидной горнодобывающей компании Planetary Resources. - Многие люди просто читают заголовки и строят умозаключения на их основе".
"Мы всего лишь повторяем то, чем люди занимались на протяжении всей истории, просто в других условиях", - добавляет он.
Охота за природными ресурсами всегда позволяла нам продвигаться к новым рубежам.

Когда первые европейские поселенцы обосновались в Северной Америке, они жили за счет ресурсов, которые там нашли, и таким образом создали одну из самых мощных экономик в мире.
На протяжении XX века нефть помогала формировать и переустраивать мир; важнейшие изменения начинались благодаря довольно узкому кругу людей.
"Первыми всегда идут разведчики-старатели, так происходило на протяжении всей истории", - говорит Чед Андерсон, управляющий директор компании Space Angel Network, глобальной сети для первых инвесторов, предлагающих доступ к зарождающейся индустрии частных космических полетов.
Люди, которые собираются заниматься добычей полезных ископаемых на астероидах, верят в то, что потенциально эта индустрия может сформировать XXI век и определить, каким будет его облик.
"Результаты могут быть революционными по тем дивидендам, которые они принесут - как в сфере освоения космоса, так и всем нам, живущим на Земле", - убежден Стив Айзенхарт, старший вице-президент Space Foundation, глобальной некоммерческой организации, которая поддерживает и поощряет проекты, связанные с освоением космоса.
Подпитка ресурсами из космоса
Первое, что надо понимать, говоря о горнодобывающей промышленности в космосе: речь идет не просто о добыче полезных ископаемых на астероидах - или даже на Луне - с их последующей транспортировкой обратно на Землю.
"Наоборот, ценность заключается в том, чтобы оставить ресурсы в космосе и затем использовать их для дальнейших исследований Вселенной в нашей Солнечной системе и за ее пределами", - говорит Андерсон.
Наиболее важным ресурсом для потенциальных космических горняков является вода.
Причина в том, что космические полеты при существующих стандартах - это то же самое, что автомобильное путешествие через всю территорию США, при том что вы вынуждены везти с собой все топливо, которое вам понадобится в поездке.

В данном случае все намного хуже. Для того чтобы вырваться за пределы первых 300 километров от Земли, потребуется больше энергии, чем на преодоление следующих 300 миллионов километров.
"Как только вы выйдете на околоземную орбиту, вы уже окажетесь на полпути к любой точке Солнечной системы", - объясняет Левицки.
Однако если бы можно было найти в космосе источники для получения ракетного топлива и затем там же его и использовать, этой проблемы можно было бы избежать.
Если расщепить воду на ее составные компоненты, водород и кислород, вы получите два наиболее часто применяемых в ракетном топливе элемента.
Еще более завораживающим для тех, кто собирается добывать полезные ископаемые в космосе, является тот факт, что воду можно найти по всей нашей Солнечной системе.
Она есть на Луне, на Марсе, на астероидах, и это только те места, о которых мы знаем.

Астероиды представляют особый интерес для компании Planetary Resources.
"Мы знаем, что на астероидах есть вода, потому что она была найдена на метеоритах, которые падали на Землю, - говорит Левицки. – Кроме того, не потребуется много энергии для того, чтобы опуститься на их поверхность. Это легче, чем осуществить полет на Луну".
Эти астероиды, летающие рядом с нашей планетой, могут стать внеземными "заправочными станциями".
И когда люди отважатся улететь за пределы околоземной орбиты, вода будет необходима для поддержания жизни и выращивания пищи.
Она даже может быть использована для того, чтобы защищать астронавтов от радиации.
Однако стоимость доставки одной тонны груза в космос составляет 50 миллионов долларов.
Иметь и не иметь
Астероиды также дают нам возможность производить в космосе инструменты.
"Они содержат обильные запасы железа, - говорит Левицки, - а также никеля и кобальта. Используя такие технологии, как 3D-печать, вы можете извлекать материал из астероида и при помощи трехмерного принтера создавать вещи, которых на ракете никогда не было".
Инструменты, механизмы и даже жилища можно будет построить вне Земли, таким образом еще больше снизив затраты на освоение космоса.

онечно, условия в космосе тяжелые и проведение горных работ в безвоздушном пространстве точно не будет прогулкой по парку.
"Безусловно, придется справляться с определенными проблемами, однако из этого состоит вся история освоения космоса", - говорит Эйзенхарт.
Представители компании Planetary Resources утверждают, что уже зарабатывают на технологиях, которые создали еще до того, как начали добычу полезных ископаемых за пределами Земли.
"Важно понимать, что это именно то, что должно будет случиться, и более того - это уже происходит", - говорит Левицки.
У компании уже есть один спутник на орбите, а следующий аппарат, который будет запущен, способен искать воду на околоземных астероидах с помощью инфракрасных датчиков.
В то же время другие частные компании рассматривают возможность добычи воды и других ресурсов на Луне.

Первую воду удастся, вероятно, извлечь из астероидов в начале 2020-х годов.
Это обозначит начало новой эры, в которой человечество улетит с нашей планеты и навсегда застолбит свое присутствие в космосе.
"Мне нравится дерзость этого проекта, но это именно то, что будит воображение и стимулирует процесс развития инноваций", - говорит Эйзенхарт.
Конечно, добыча ресурсов из недр астероидов ставит определенные юридические вопросы.
Законодательство США гласит, что вы не можете обладать Луной или астероидами, но можно владеть материалами, добытыми там – также как вы не можете обладать Мировым океаном, но можете быть владельцем выловленной в нем рыбы.
Это означает, что частные компании могут отправляться в космос, добывать там нужные им материалы, и эту будет абсолютно законно.
Недавнее решение президента США Барака Обамы* может считаться огромным шагом вперед с точки зрения создания законных оснований для дальнейшего развития в этой области.
Сейчас невозможно предсказать, куда заведет нас добыча ресурсов в космосе. Но ее сторонники верят, что их первые попытки - это инвестиции в отдаленное будущее человечества, как биологического вида.
Возможно, мы не доживем до того, чтобы увидеть плоды этой работы, но если наши потомки смогут расселиться по Солнечной системе, это может оказаться полезным для них.
Примечание переводчика:
*В конце 2015 года Барак Обама подписал принятый Конгрессом Закон США о конкуренции в сфере коммерческих космических пусков. Закон, в частности, предусматривает: поощрение коммерческих поисков и утилизации космических ресурсов в национальных интересах; отмену правительственных барьеров в этой сфере для развития экономически оправданных отраслей, использующих космические ресурсы; обеспечение права коммерческих компаний США использовать космические ресурсы, не принося при этом ущерба.
User avatar
Igor Kulakov
IgorLab Software TEAM
IgorLab Software TEAM
 
Posts: 2630
Joined: November 21st, 2011, 11:18 am
Location: Evil Empire


Return to Наука и космические исследования будущего

Who is online

Users browsing this forum: No registered users and 1 guest

cron