Композитная фотография Титана в инфракрасном диапазоне с космического аппарата «Кассини»
В ближайшие десятилетия человечество планирует основать первые космические базы за пределами земной орбиты. Принятые космические программы США и других стран предполагают пилотируемые полёты к Луне и Марсу. Понятно, что такой выбор продиктован в первую очередь тем, что Луна и Марс ближе всех находятся к Земле. Климатические условия там кажутся вполне приемлемыми, в отличие от других внутренних планет.
У других планет земной группы — Меркурия и Венеры — крайне враждебный климат. Меркурий находится слишком близко к Солнцу, так что солнечная сторона нагревается там до +430 °C, а атмосфера Венере слишком ядовита, очень тяжела и раскалена до сумасшедшей температуры из-за парникового эффекта, который вышел из-под контроля. По этой причине на поверхности Венеры ещё жарче, чем на Меркурии, да ещё и атмосферное давление составляет примерно 93 атм.
В общем, Меркурий и Венера — это вообще не варианты для колонии. Там даже роботы не смогут выжить сколько-нибудь продолжительное время (рекорд по продолжительности работы космического аппарата с поверхности Венеры составляет около двух часов).
Остаётся Луна и Марс?
Сравнительные размеры планет земной группы: Меркурий, Венера, Земля, Марс
Но и здесь всё может оказаться не так оптимистично, как казалось на первый взгляд. У этих космических тел отсутствует магнитное поле и плотная атмосфера, защищающие поверхность от мощного потока заряженных частиц из космоса, в том числе солнечного ветра. До сих пор непонятно, как защитить людей от вредоносной солнечной радиации.
Учёные считают, что магнитное поле на Марсе исчезло около 4,2 млрд лет назад, когда внезапно пропал эффект геодинамо от конвекции (движения жидкостей) в ядре планеты. С тех пор Марс попал под постоянную бомбардировкой ионизированных частиц солнечного ветра, который в следующие 500 млн лет медленно сдул с Марса атмосферу.
Творческий рендер солнечного ветра на Марсе. Изображение: NASA/GSFC
Согласно замерам космического аппарата Mars Odyssey, постоянный радиационный фон на Марсе примерно в 2,5 раза выше, чем на МКС — 22 мрад в день (8 рад в год). За полтора года космический аппарат зафиксировал также два протонных события, когда радиация зашкаливала за 2000 мрад в день и ещё несколько событий, когда уровень превышал 100 мрад в день. Для сравнения, жители Земли получают в среднем 0,62 мрад в год. То есть за одно протонное событие на Марсе колонист в один момент получит сразу трёхлетнюю норму облучения. Научные исследования показывают, что такое облучение негативно отражается на здоровье человека, приводит к деградации тканей, раковым опухолям и повреждению мозга.
Уровень космической радиации на поверхности Марса. Иллюстрация: NASA
Сейчас НАСА и другие организации ищут наилучший способ защитить колонистов от радиации. Похоже, единственным реальным вариантом является строительство подземных колоний. Но это не очень хороший выбор для долговременной колонии на сотни и тысячи лет. Придётся проводить огромное количество раскопок, чтобы освободить пространство для жилья, производственных площадей, выращивания сельскохозяйственных культур, добычи минералов и т.д. Вопрос — ради чего всё это? Ведь жить под землёй можно и не улетая на другую планету.
Подземные жилища на Марсе. Творческий рендер: NASA Ames Research Center
Отдельные учёные, в том числе сотрудник НАСА планетолог Аманда Хендрикс (Amanda R. Hendrix) считают, что практически единственным вариантом для размещения колонии в пределах Солнечной системы является не Луна и не Марс, а крупнейший спутника Сатурна — Титан. Это единственное место в Солнечной системе за пределами земной орбиты, где люди могут жить на поверхности.
Такое предположение звучит немного неожиданно, учитывая температуру на поверхности Титана в районе −180 °C, дожди из метана и этана, которые стекаются в моря углеводородов. Тем не менее учёные уверены, что это единственное место, где люди могут построить долговременную самодостаточную колонию.
Несмотря на температуру и прочие факторы, Титан больше всех остальных планет и спутников похож на нашу Землю. Даже те самые моря и озёра из метана и этана удивительно похожи внешне на земные моря и озёра. Дюны из твёрдых углеводородов тоже напоминают земные песчаные дюны.
Моря и озёра на Титане. Фото: NASA / JPL-Caltech / USGS
Самое главное, что на Титане имеется естественная защита от радиации. Это азотная атмосфера, которая на 50% плотнее земной. Дополнительный щит предоставляет магнитосфера Сатурна. Чего точно не будет на Титане — так это недостатка в топливе. Илон Маск сейчас решает, как синтезировать углеводороды на Марсе, а на Титане они повсюду.
Правда, в атмосфере Титана нет кислорода (азот 98,4%, остальное — аргон и метан), но прямо под поверхностью спутника располагаются залежи водяного льда. Оттуда можно легко добывать кислород для дыхания и сжигания углеводородов.
Атмосферное давление на Титане вполне нормальное. Колонисты могут передвигаться по поверхности без скафандров. Только тёплая одежда и респираторы для дыхания. Дома можно строить из пластмассы на основе того же углеводородного сырья. Внутри герметичных помещений — подходящий для дыхания воздух с кислородом. Простота строительства позволяет быстро соорудить здания больших размеров, это же не рытьё туннелей.
Аманда Хендрикс из НАСА и её единомышленники говорят, что титанцы получат не только удобное место для жизни, но и уникальные возможности для отдыха и развлечений. Например, они могут летать. Низкая гравитация и плотная атмосфера дают возможность спокойно летать с помощью крыльев на спине. Даже если же крылья отвалятся в полёте — ничего страшного, посадка будет довольно мягкой с ускорением 1,352 м/с2. Ускорение свободного падения в семь раз меньше земного, а предельная скорость падения с учётом сопротивления воздуха — в десять раз меньше. При падении с любой высоты невозможно разогнаться сильнее, чем примерно 20 км/ч. Если посчитать, то до такой скорости разгоняется тело при падении с высоты 1,57 метра на Землю (h=v2/2g). Можно подвернуть ногу, не более того.
Титан кажется более подходящим местом для жизни, чем Марс. Только добираться туда гораздо дальше. На существующих двигателях поездка займёт семь лет. Так что главная проблема для основания колонии на Титане — разработка более эффективных космических двигателей. Когда такие двигатели появятся, то люди обязательно создадут колонию на Титане, рано или поздно.
Источник
