«Человечество не останется вечно на Земле, но в погоне за светом и пространством сначала робко проникнет за пределы атмосферы, а затем завоюет себе все околосолнечное пространство». Дополнил как то знаменитый основоположник космонавтики Циолковский свою не менее знаменитую фразу «Планета есть колыбель разума, но нельзя вечно жить в колыбели».
Этим Константин Эдуардович выражал не только личное мнение, но и чаяния всего просвещенного человечества, еще до тех времен, когда герои произведений Жюля Верна летали в пушечных снарядах на Луну. Космос представлял собой столь же естественное пространство для полета воображения (и не только), как и в свое время, огромная океанская гладь, уходящая далеко за горизонт, и увлекшая туда пионеров эпохи Великих географический открытий.
Так или иначе, через тернии мировых воин, человек все же пробил себе дорогу в космос к середине 20 века. Но, к сожалению, эйфория от первых полетов на орбиту Земли, а затем и на Луну, сменилась относительным застоем пилотируемой космонавтики на полвека.
В итоге «Космическая Одиссея 2001 года» была куда менее славной, чем представляли себе Кубрик и Кларк.
Почему так произошло и что ждать от космонавтики в будущем, можно попытаться понять, разбирая в трех частях основные императивы, обосновывающие экспансию человека в космос.
Часть 1. Императив перенаселения. Демография и ресурсы.
Чаще всего именно этот довод упоминается как основная причина освоения иных миров. И действительно, за последние 100 лет население Земли увеличилось в 7 раз, только за день появляется до 250 000 новых землян, что при учете глобальной смертности дает прирост в 80 000 человек/ сутки! И это число постоянно растет.
Однако если вникнуть в суть проблематики, то все выглядит не столь плачевно.
К примеру, по статистике ООН, если в 50ых годах 20 века на каждую женщину планеты в среднем приходилось по 5 детей, то эта цифра упала вдвое к 2010г (2,5 с тенденцией уменьшения). Практически все развитые страны мира переживают общий спад рождаемости или отрицательный прирост населения (даже в Китае он близок к 0)
Следствие эффективной демографической политики КНР, применимой и в других странах.
Наибольший прирост населения приходится на развивающиеся страны Азии, Ближнего Востока, Африки и Латинской Америки. Однако и там отмечается общий спад темпов рождаемости благодаря повышению уровня жизни и постепенной урбанизации сельского населения.
Согласно большинству моделей демографического перехода, при сохранении нынешней тенденции динамики роста населения, пик придется на конец 21 века с 11 млрд. человек (или 17 млрд при самом пессимистичном прогнозе), который вероятнее всего сменится отрицательным приростом населения Земли. Для известного российского ученого Сергея Капицы и 17 млрд не предел для планеты Земля: «при разумных предположениях Земля может поддерживать в течение длительного времени до 15 — 25 миллиардов людей». И это касается не только заселенных площадей (7 млрд человек занимают не более чем 10% земной суши!), но и пищевых ресурсов.
Плотность заселения человеком земной суши (жителей на км²)
Разумные предположения Сергея Петровича кажутся более реалистичными, если ознакомится с глобальной системой агропромышленного комплекса:
На урбанизацию и сельское хозяйство приходится 37% из 149 млн км² земной суши (3% на городские и сельские застройки, обрабатываемые земли — 11%, паздбища и луга — 23%). Если из оставшихся 63%, половину площади суши занимают леса (33%), то остальные 30% вообще не используются! Это примерно 40млн км2, что на 10 млн км2 больше площади Африки, и на 3млн км2 больше площади поверхности Луны.
Осваивать земные пустыни, разумеется, было бы гораздо проще и логичнее, нежели укрощать невероятно тяжелые климатические условия на других планетах. Это позволило бы увеличить сбор урожаев как минимум вдвое!
Далеко не все безнадежно и с истощением биологических ресурсов мировых океанов (гидробионтов). С одной стороны последние десятилетия наблюдается постоянный рост добычи гидробионтов (80 млн т в 1980 и 140т в 2000г!), нарушающих биологическое равновесие мировых океанов, но с другой стороны рост этот по большей части обеспечен развитием аквакультуры – искусственное разведение гидробионтов в промышленных масштабах.
Однако основная проблема с производством пищевых ресурсов связанна не столько с сокращением гидробиотических или земельных ресурсов (на душу населения), сколько с проблемами экологии и организацией производства/ распределения этих ресурсов. Это приводит к тому, что 1/3 произведенных продуктов питания в мире просто выбрасываются на помойку! Выходит не радужная картина, 15% населения Земли систематически голодает, хотя производство продуктов питания на 16% превосходит мировой спрос! Очевидно, что решение этой проблемы находится не на Марсе, и тем более не на Луне.
Последние успехи в генной инженерии позволяют надеется, что человек сумеет создать биологические культуры, способные не только выживать, но и давать богатые урожаи в тяжелых условиях земных пустынь, и даже преображать эти регионы.
И быть может, что пророчества Циолковского о возможности «(...) даже громадные оранжереи делать со стенками очень тонкими. Может быть, даже и растения переработаются так, что будут жить без внешней газовой среды, перерабатывая всё внутри себя, как зоофиты (кактусы). Если мы мечтаем о таком преобразовании для животных, то тем более можем научно думать о том же для более простых существ, каковы растения.», коснутся применения человеком в космосе методов и биотехнологий, очень успешно опробованных на матушке Земле.
Искусственная бактерия Mycoplasma capricolum. Вероятно первый шаг к исполнению «пророчества» Циолковского.
Куда более обнадеживает ситуация с полезными ископаемыми. Земля не только крупнейшая планета земной группы, но и превышает по массе все планеты этой группы вместе взятые, включая Луну. Геологи считают наш каменистый гигант теоретически неисчерпаемой кладезю полезных ископаемых (кроме углеводородов).
Однако добыча ресурсов на Луне и в поясе астероидов может быть оправдана в случае появления спроса на редкоземельные и перспективные ресурсы. Одним из наиболее вероятных решений энергетических проблем человечества считается управляемый термоядерный синтез. На первых порах предполагается использовать дейтерий-тритиевую реакцию. Первый изотоп водорода в огромных количествах содержится в океанах (5*10 ^ 16кг!), а тритий получается путем синтеза лития 6, которого хватает как в земной коре (20г/т породы), так и в толще океанов (17мг/л). Однако в будущем возможно применение крайне редкого изотопа гелия 3 для дейтерий-гелиевой реакции, с гораздо большим энерговыделением, нежели в дейтерий-тритиевом цикле!
Большие запасы этого изотопа связанны с лунным реголитом, что возможно станет основным поводом перманентного присутствия человека на лунной поверхности в будущем. Не меньший интерес представляют металлы платиновой группы, которыми богаты астероиды класса М, особенно крайне редко встречающийся на Земле иридий.
Трогательный клип о буднях будущих добытчиков гелия 3. Х/ф «Луна 2112».
В следующей части мы разберем научно-технические императивы присутствия человека в космосе. Без сомнения что именно ученые и инженеры будут предшественниками ударных отрядов рабочих космических корпораций будущего. И уж эти передовики научной мысли не станут ограничиваться лишь потенциальной финансовой выгодой.
Автор: praporweg
