Колонизация солнечной системы⁠⁠

Часть 2

Заметка про то, что ждёт космонавтов в потенциальных местах для создания колоний.

Изображение проекта Starship при торможении в атмосфере Марса.

Часть 1 - Колонизация солнечной системы

Перед началом надо заметить, что данный пост (как и первая часть) не говорит, о том, что уже завтра летим колонизировать Титан, Марс. Колонизация, в полном ее понимании (не разовые высадки), в ближайшие лет 30, не грозит даже Луне. Это будет долгий и опасный процесс по длительности ближе к сотне лет. На вопрос «Зачем надо лететь к другим планетам?» очевидного ответа нет. Но я надеюсь, что человечество выберет путь запуска ракет на другие планеты, а не друг по другу.


Самое главное для колоний - это условия обитания вне жилых модулей.

Начнём с самых удобных для человека. А это Венера и Титан.

Венера

Для высот 45 - 55 км, в среднем примерно + 15 С. В атмосфере углекислый газ и немного азота 3.5%, давление близко к земному, (можно выбирать, что комфортнее температура или давление - поднимаемся выше, там холоднее и разряженее, ниже, наоборот). Тяготение 0.9 g - кислородный баллон очень быстро начнёт оттягивать спину. В облаках серная кислота, но концентрация довольно большая. Можно ходить в ОЗК, с баллоном кислорода. В принципе, акваланг с полным гидрокостюмом (из подходящего материала) вполне подойдёт. Вокруг облака, земли не видно. Если вывалиться из аэростата, то не долетев до земли, примерно одновременно, сварит в атмосфере и раздавит давлением. Радиация приемлема.

Подходящая форма одежды для длительного пребывания в облаках Венеры - это акваланг.

Если надо быстро перебежать от одного- конца дирижабля до другого - можно в повседневной одежде, надо просто задержать дыхание (опять же глаза лучше закрыть), если вдохнёте - отравитесь серной кислотой.

Серная кислота на Венере космонавтов не окислит - если судить, что концентрация кислоты 80%, а доля водяного пара на «жилых высотах» 1% (0.1 г/кг) , получаем 1 г кислоты на м3. (тут приблизительный расчёт), это в 5 раз выше смертельной дозы. Но в пластиковом костюме - не страшно.

Условия подтверждены аппаратами, совершившими посадку (либо попытку) на поверхность:
- Венера 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10 11, 12, 13, 14;
- Вега 1, 2;
- Пионер-Венера 1, 2.


Титан

Очень холодно, температура почти постоянна и равна - 179 С. На Земле люди периодически выдерживают - 70 С. Давление 1.5 атмосферы - будет не заметно даже. Тяготение 0.14 g - можно на себе таскать очень много кислорода и оборудования. Атмосфера - почти полностью азот и 1.6% метана + немного, но ядовитых примесей. Вдыхать даже подогретый местный «воздух» не стоит - можно хорошо травануться, а вдох холодного гарантировано убьёт. Много рек и озёр/морей жидкого этана, метана, пропана (вообщем мечта Газпрома). Из этих газов собственно состоят облака, идут дожди. Радиация приемлемая.

Подходящая форма одежды - очень тёплый непродуваемый (почти герметичный) комбинезон, с принудительным наддувом (система может состоять из насоса, тепловой спирали, батареи и нагнетая забортный воздух предотвратит поступление холодного воздуха из вне) подогретым атмосферным азотом и кислородная маска с баллоном.

В метановых озёрах купаться и мыть руки не следует.

Температура - 180С не такая страшная. В обычной зимней куртке, защитив глаза и задержав дыхание, можно кратковременно (минута) прогулялся по поверхности.
Теплопередача прямо пропорциональна разнице температур, соответсвенно, так как на Земле и на Титана в воздухе в основном азот, то человек будет мерзнуть всего в 3.5 раза быстрее. Можно вспомнить, что много людей пользуются криосаунами.

Условия подтверждены зондом «Гюйгенс», совершившим посадку на поверхность.


Теперь там, где условия похуже.

Для Луны/Цереры/Каллисто/Марса форма одежды одна - гермоскафандр.

Марс

Температура в среднем -63 С. Атмосфера считай отсутсвует, для человека разницы между ней и вакуумом нет. Радиация приемлема. Тяготение - 0.38 g. Пейзаж думаю всем известен.

Условия подтвердили как минимум 4-ре Марсохода и аппаратами Викинг 1, 2.


Луна

Температура от -173 до 117 С с резким перепадом, атмосферы нет, тяготение 0.17 g, вокруг пустыня, под ногами почти песок, на полюсах попадаются куски льда.
Большой плюс - уже частично освоена астронавтами. Радиация приемлема.

Условия пребывания подтверждены астронавтами.


Церера

Температура в среднем -106 С. Атмосферы нет. Тяготение - 0.028 g. Прыгать можно очень высоко (метров на 30), но ходить из-за этого будет тяжело. Под ногами глина с небольшой примесью льда. Радиация высока.

Посадок на поверхность не было, только пролеты.


Каллисто

Температура в среднем -139 С
Атмосферы нет. Тяготение - 0.126 g. Под ногами - на половину лёд и металлическая руда. Радиация высокая

Посадок на поверхность не было, только пролеты.


Пояснение:
- под радиацией приемлема понимаю, что можно гулять по поверхности в своё удовольствие, но со счетчиком Гейгера и пока он не покажет предел.
- под высокой радиацией понимаю, что выходить на поверхность лишний раз не стоит. Но если надо, то ладно.


Теперь про то, где жить.

У Венеры свой путь

Фотография дирижабля из интернета.

Создание наземной базы там исключено. Обитать там можно только а облаках. Так как сход с орбиты дирижабля жесткой конструкции в плотные слои атмосферы представляется маловозможным, то остаётся схема развёртывания относительно небольших мягких аэростатов из отсека космического корабля уже в атмосфере, после торможения.

Аэростаты из СССР в атмосфере Венеры уже успешно летали.


Для всего остального это подземные или хорошо присыпанные землей модули.

Строения должны быть похоже, как минимум, на данный проект ЕКА.

Лучше, но сложнее, углубляться под поверхность.

Такая концепция решает сразу несколько проблем:
- защита от радиации;
- сохранение тепла либо предотвращение нагрева;
- защита от микрометеоритов, если нет атмосферы.

Все проекты надземных городов на Марсе и Луне обречены на провал - жить там можно, но не постоянно. Придётся слишком часто менять персонал из за получения предельных доз облучения.

Абсолютно все модули должны быть герметичными, так как снаружи либо вакуум, либо недружелюбная атмосфера.

Основная проблема внеземных колоний - получение энергии. Пока есть электричество - есть тепло, воздух, вода, возможность работы оборудования и оборудования для починки оборудования. Как только электричество пропадает - начинается обратный отсчёт.
Солнечные панели дальше Марса не эффективны. Соответсвенно на все колонии надо будет везти реакторы.

Но это уже тема инфраструктуры колоний. Об этом в следующей части (через пару постов).


PS.
Веста, Энцелад (похожие на них планеты и астероиды) не попали в список по причине малых размеров и, как следствие, низкой гравитации (0.01 g для Энцелада).

Следующий пост скорее всего будет про космическую радиацию.