Атомная энергия и освоение Марса (ядерные ракетные

Атомная энергия и освоение Марса (ядерные ракетные двигатели,
«атомное» электричество и тепло для космических аппаратов и
планетных баз, терраформирование).
По мере развития человечества дальнейший технический прогресс требует
все больших затрат энергии. Потому каждый раз, поднимаясь на новую
ступень развития, человек старается применить свои знания для поиска
новых источников в создании новых проектов по использованию уже
открытых. В наше время остро встает вопрос об отказе от традиционного
способа получения энергии путем сжигания углеводородов. Все чаще звучат
предостережения экологов о загрязнении атмосферы пылью, двуокисью
серы,
углерода,
окислами
азота
и
многими
прочими
ядовитыми
соединениями, образующимися при переработке нефти и угля. Кроме того,
прогнозы геологов также не утешительны. По их подсчетам, в среднем,
нефти
в
обнаруженных
месторождениях,
при
сохранении
темпов
потребления, хватит примерно еще на пятьдесят лет.
И поэтому люди стремятся познать другие планеты, чтобы в будущем мы
продолжали жить, а не вымерли, наша Земля не сможет нас всегда
обеспечивать. Человечество зародилось на Земле. Но ему не суждено здесь
погибнуть.
50 лет назад, когда осуществлялись самые первые шаги по освоению
космического пространства, казалось, что пройдёт совсем немного времени,
и земляне полетят к Марсу, Юпитеру и Сатурну, построят на этих планетах
или их спутниках станции, начнут обживать Солнечную систему и добывать
полезные ископаемые. Реальность оказалась совсем не такой. Пока человеку
удалось побывать только на Луне, а
постоянных станциях на планетах
остается только мечтать.
о
Прежде всего, стоит отметить, что космические аппараты, принесшие нам за
последние
десятилетия
точную
информацию
с
поверхности
планет
Солнечной системы и их спутников, позволили сделать однозначный вывод:
ни одно известное нам небесное тело, кроме самой Земли, к жизни человека
на данный момент не пригодно. А значит, для того, чтобы мы получили
возможность длительного пребывания и работы на поверхности других
планет, требуется эти планеты сначала приспособить для нужд человека. С
легкой руки фантастов в научную речь вошел термин «терраформирование»,
или «терраформинг».
Терраформирование
представляет
собой
комплекс
различных
мер,
предназначенных для получения на определенной планете условий,
пригодных для жизни человека. При этом стоит сразу отметить, что
терраформинг – длительный процесс, который растянется не на одно
десятилетие. А как же тогда быть с марсианскими и лунными базами? Как
добывать полезные ископаемые на поверхности планет и крупных
астероидов? Единственный выход в данной ситуации – создание на планетах
относительно небольших по площади герметичных уголков с условиями,
приближенными к земным. Разумеется, подобные оазисы можно обустроить
только под специальным куполом. Работы по созданию таких зон ведутся
уже не одно десятилетие, и стоит признать, что земная наука имеет немало
наработок в этом направлении. Пожалуй, такие дисциплины, как биология,
медицина и экология в данном вопросе уж никак не отстают в своем
развитии от космонавтики. Ещё в далекие 50-е годы было доказано, что
условия для нормального дыхания человека в замкнутом и очень
ограниченном пространстве способны обеспечить зеленые одноклеточные
водоросли, хлореллы. Были созданы и первые прообразы космических баз.
Под герметичными куполами в пустыне Невада восемь человек два года
прожили
в
почти
полной
изоляции.
В
каждом
секторе
станции
поддерживался микроклимат, свойственный для одной из семи различных
природных зон. В целом подобные эксперименты оправдали себя, уже
известно, как ведет себя организм человека в определенных условиях,
сколько требуется кислорода и воды для дыхания человека, предназначенных
для наполнения космических баз и станций. В общем, для освоения планет
почти всё готово. На орбитальных станциях проводятся опыты по
размножению
и
микроорганизмов,
выращиванию
в
том
числе
различных
земных
и
имеющих
культур,
растений
и
прикладное
сельскохозяйственное значение. Ученым удалось вырастить цветы на грунте,
аналогичному
лунному,
были
созданы
кислородно-аргонные
пожаробезопасные смеси, осталось только за создателями космических
кораблей, способных доставить на планеты их будущих обитателей и
большое количество грузов, в том числе секции для станции, разобранный
купол, и тонны самого различного необходимого оборудования.
Самый первый кандидат на проведение подобных работ – воспетый
несколькими поколениями фантастов Марс, так как условия на Марсе
наиболее близки к земным. По сравнению с другими планетами Солнечной
системы, здесь наиболее оптимальны сила гравитации, длина суток,
температура и состав атмосферы. Но! Конечно, есть и существенные
проблемы: очень разреженная атмосфера, низкая температура, наличие
некоторых ядовитых веществ. Но – повторюсь, по сравнению с другими
планетами условия на Марсе отличаются в значительно лучшую сторону.
Самая главная задача при проведении работ по терраформингу Марса:
повышение
температуры.
Достичь
этого
можно
разными
путями.
Предлагались такие способы, как организация парникового эффекта путем
насыщения атмосферы соответствующими газами, снижение альбедо
(например, покрытие полярных шапок слоем темного грунта), создание пояса
искусственных зеркал, которые будут отражать на планету солнечный свет,
заселение специальными микроорганизмами, производящими в процессе
жизнедеятельности метан. Конечно, рассматривались и более радикальные
методы, например, взрывы мощных термоядерных бомб на полярных
шапках, что должно привести к образованию морей и резкому снижению
отражающей способности планеты.
Терраформирование Марса
Марс является одним из наиболее подходящих
кандидатов
на
терраформирование
(площадь
поверхности равна 144,8 млн км², что является
28,4 % от поверхности Земли). Ускорение
свободного
падения
на
поверхности
Марса
составляет 3,72 м/с², а количество солнечной
энергии, принимаемой поверхностью Марса, составляет 43 % от количества,
принимаемого поверхностью Земли. На данный момент Марс представляет
собой, возможно, безжизненную планету. В то же время, полученный объём
информации о Марсе позволяет говорить о том, что природные условия на
нём были некогда благоприятны для поддержания и зарождения жизни. Марс
располагает значительными количествами водного льда и несёт на своей
поверхности многочисленные следы своего благоприятного климата в
прошлом: высохшие речные долины, залежи глины и многое другое. Многие
современные учёные сходятся в едином мнении о том, что планету возможно
нагреть, и создать на ней относительно плотную атмосферу, и NASA даже
проводит околонаучные дискуссии по этому поводу. Значительные запасы
воды и связанного кислорода в составе пероксидов и озонидов в почве Марса
дают прочное основание предполагать, что терраформирование этой планеты
станет возможным при направленном воздействии на марсианский климат.
На текущее время земной цивилизацией хорошо освоено использование
ядерной энергии, однако до сих пор нерешёнными остаются проблемы,
связанные с транспортировкой технического оборудования на Марс и его
обслуживанием на самой планете. В то же время, сам по себе Марс обладает
весьма значительными ресурсами металлов и ядерного топлива (уран, торий).
При налаживании на Марсе промышленности и последующем использовании
ядерного топлива предполагаются колоссальные выбросы тепла в атмосферу
планеты. Одним из важнейших технологических препятствий для освоения
не только Марса, но и других планет являются ограниченные возможности
космических транспортных средств, поэтому большие надежды возлагаются
на газофазные ядерные реактивные двигатели. Только при наличии ядерных
ракетных двигателей, обладающих значительной тягой, надежностью и
скоростью, станет вполне возможным доставка предназначенных для
начального этапа терраформирования тяжелых грузов к планетам, а в
перспективе даже и астероидов из водно-аммиачного льда, предназначенных
для наполнения атмосферы и гидросферы Марса азотом, водой и
кислородом. Предположительно, астероиды могут вывозиться из пояса
астероидов и даже из пояса Койпера с помощью ракетных двигателей или
солнечных парусов. Терраформирование Марса можно проводить как при
прямом введении в его атмосферу искусственно изготовляемых парниковых
газов (фреонов), так и посредством нагрева поверхности планеты с помощью
солнечного
излучения,
затемнения
поверхности
направленного
полярных
орбитальными
шапок
сажей
или
зеркалами,
и
полимерными
плёнками, и косвенно при освоении Марса и его полезных ископаемых
(металлургия, горные взрывные работы и проч.). Оба процесса могут
происходить одновременно и вносить большой вклад в изменение климата
Марса. Например, развитие масштабной ядерной, а в перспективе, и
термоядерной
энергетики
позволит
высвобождать
огромные
объёмы
вторичного тепла в атмосфере и гидросфере Марса. Так, например, при
наладке выработки водорода и кислорода для наземного марсианского
транспорта, космических кораблей и энергоснабжения поселений возникнут
условия для высвобождения больших объёмов тепловой энергии в
атмосферу. В совокупности общий объём энергетики будет нагревать
атмосферу Марса, и способствовать значительному парниковому эффекту
при таянии полярных шапок.
Основные способы терраформирования Марса
•
Наполнение атмосферы Марса парниковыми газами: метан и другие
углеводороды, доставляемые в больших количествах с Титана, способны
быстро поднять давление и температуру на Марсе до приемлемого уровня, а
также служить источником недостающих ключевых элементов (углерод,
водород), необходимых для полноценного терраформирования Марса.
•
Выброс в атмосферу Марса искусственных парниковых газов: Фреоны
(тетрафторметан, октофторпропан и т. п.), а также элегаз обладают
рекордными показателями парникового эффекта. Однако эти соединения
очень дороги в производстве.
•
Затемнение поверхности полярных шапок: сажа, смог
из углеводородов, доставляемых с Титана, напыляемые
полимерные пленки, взрывное уменьшение альбедо.
•
Прогрев полярных шапок: космические сверхлёгкие орбитальные
зеркала.
•
Бомбардировка астероидами: водно-аммиачные льды способны создать
на Марсе океаны и атмосферу с приемлемым давлением.
•
Техногенная деятельность: выброс тепла атомными электростанциями
и транспортом, потоки тепла от купольных поселений.
•
Биогенное воздействие: введение земных бактерий и водорослей,
устойчивых на Марсе.
Технические возможности осуществления
Космическая
линза
(сделанная
принципу линзы Френеля
тонких
мембран.),
по
на основе
предлагаемая
для
терраформирования Венеры или Марса
Солнечная штора — диск из легкого материала (около 1 гр.), огромное
количество (трлн.) которых предполагается выпустить на геостационарную
орбиту между терраформируемой «горячей планетой» и солнцем тем самым
уменьшая температуру на поверхности планеты. На современном этапе
развития технологий, возможности для проведения терраформирования
климатических условий на других планетах весьма ограниченные. Уже к
концу XX-го века земляне обладали возможностями для запуска ракет к
наиболее далеким планетам Солнечной системы для выполнения задач
научного
характера.
Мощности
и
скорости,
а
также
возможности
масштабного запуска ракет в космос в начале XXI-го века значительно
возросли, и в случае спонсирования крупными космическими державами,
такими как США, Россия или Китай, уже в наши дни человечеству вполне
под силу выполнение определённых задач по терраформированию планет. В
настоящее
время
возможности
современной
астрономии,
ракетной,
вычислительной техники и других областей высоких технологий прямо или
косвенно позволяют, например, буксировать небольшие астероиды, вносить
небольшие объёмы бактерий в атмосферы или почву других планет,
доставлять необходимое энергетическое, научное и др. оборудование.
Важнейшими задачами земной цивилизации по обеспечению возможности
терраформирования планет и их спутников являются:
•
для
Заинтересованность космических держав — необходимый компонент
начала
практической
подготовки
и
изучения
планет
для
терраформирования.
•
Создание экономических фондов и компаний по освоению планет —
необходимая государственная и частная инициатива для финансовой
поддержки научных проектов.
•
Развитие наблюдательной астрономии — в целях экономичного и
быстрого изучения объектов Солнечной системы.
•
Изучение планет с
помощью
зондов
— источник
детальной
информации о планетах и их составе.
•
Развитие энергетики Земли — обеспечение космических запусков и
развитие сопутствующих областей промышленности.
•
Постройка достаточно мощных ракетных двигателей — работы в
области ядерных ракетных двигателей, электроядерных двигательных
установок, солнечных парусов, ионных ракетных двигателей.
•
Развитие материаловедения — поиск новых материалов.
•
Развитие биотехнологий — изучение земных микроорганизмов и
предполагаемых микроорганизмов, обитающих в гипотетической биосфере
Марса; выведение генно-модифицированных микроорганизмов, устойчивых
к природным условиям терраформируемых планет
. Вывод: В результате проведенных исследований можно сделать вывод, что
возможность освоения Марса землянами – реальна, потребует достаточно
много времени ( не исключено, что процесс начнётся только лет через 150) т.
к. современные технологии не позволяют достаточно глобально приступить к
работе. Сейчас мы только можем тестировать некоторые разработки и
изучать строение Марса.
Нам всегда было свойственно преодолевать невозможное... Мы вспоминаем
эти моменты.
Моменты,
когда
мы осмеливаемся
стремиться
к невыполнимому, сокрушать барьеры, дотягиваться до звёзд, объяснить
необъяснимое. Мы гордимся этими достижениями. Мы лишь в начале пути,
что наши
величайшие
стремиться ввысь.
свершения
ещё впереди,
что наша
судьба
—