Некоторые размышления на тему межзвездных полётов.


размышления на тему межзвездных полётовБольше года назад на нашем сайте была опубликована пара статей, рассказавших о проектах межзвездных путешествий. По самым оптимистичным расчетам ближайший полёт может состояться лет через 40-50. К этому времени планируется “подтянуть” передовые технологии, создать новые типа силовых установок и т.д.

Как говорилось в одном известном фильме: “Вертер, всё это очень интересно. Но мне бы в космопорт”. Так вот, имеются тут некоторые нюансы, один из которых заключается в следующем. Ученые рассчитывают, что путь “туда” займет не менее 50 лет, а может и больше. А назад?

Даже если представить, что цели миссии выполнены, захочет ли новое поколение экипажа снова проделать столь долгий путь и вернуться на Землю? Звездолёт-то может и вернётся, а вот с людьми сложнее и вот по какой причине.

В качестве примера возьмем широко известный проект “Daedalus”, смысл которого в последнее время ставиться под большое сомнение. При существующих технологиях к звезде Барнарда корабль с экипажем из 18 человек будет лететь 47 лет. Возможно столько же займет дорога назад. Есть большая вероятность того, что первый состав экипажа не доживет до встречи с далекой звездой. Значит, нужен второй состав – поколение тех, как родится и вырастет на корабле.

Современные исследователи это прекрасно понимают. Неспроста же проводятся эксперименты по долговременному пребыванию в космосе экипажей околоземных станций. В общем-то, всё идет пока неплохо, но в данном случае экипаж состоит из 3-8 человек, часть из которых не задерживается на станции надолго. А как быть в случае с 50-летним пребыванием на космическом корабле?

Вот тут выявилась одна интересная проблема. Жить в замкнутом пространстве – это одно, а размножаться – это совершенно другое. В этом плане очень интересен эксперимент под названием “Universum-25”, который 40 лет назад провел американский ученый Джон Колхаун из Института психического здоровья в г. Пулсвиль (штат Мэриленд, США). Суть его заключалась в следующем.

В 1969 году был создан “мышиный город”, рассчитанный на 4000 “жителей” со всеми удобствами, включая кормежку, чистку и даже отделения для беременных мышек. Это поселение вполне справедливо получило название “Мышиный рай”. Вначале в нем жили только 4 супружеские пары мышей, но уже через год население перевалило за 1000 особей. Разумеется, близкородственные контакты не воспрещались. Собственно, это и привело к закономерному итогу. А ведь начиналось всё очень перспективно.

Первое поколение мышей оказалось здоровым, оно давало такое же потомство, а некоторые мыши (но далеко не все) прожили около 800 дней! Почти рекорд. Второе поколение ничем особым не выделялось, зато третье стало в определенном смысле показательным. Самцы “троечники” в буквальном смысле слова приступили к истреблению себе подобных, условно разделившись на две фракции.

Победившая сторона дала новое потомство. Исследователи ожидали нового витка кровавой бойни, но она не случилась. Даже наоборот – четвертое поколение оказалось на редкость спокойным. И тут общая радость сменилась горьким разочарованием. Оказалось, что мыши неспособны к размножению, хотя состояние их здоровья было отличным. Не помогла даже подсадка обычных мышей.

В итоге, последний обитатель “Universum-25” скончался в мае 1973 года, полностью завершив эксперимент. Как и следовало ожидать, размножение в замкнутом пространстве привело к радикальному ухудшению генофонда, при котором “ген смертности” получал наибольшее распространение.

Биосфера-2

У доктора Колхауна был и другой, не менее интересный, а теперь уже классический опыт. Несколько групп норвежских крыс были помещены в замкнутое пространство с полной свободой размножения до тех пор, пока не будет достигнут уровень плотности, гораздо более высокий, чем у крыс, живущих на воле.

Результат оказался катастрофическим – было нарушено устройство гнезда и материнского поведения, увеличился уровень смертности крысят. Более того, у некоторых крыс развились гомосексуализм, гиперактивность и даже каннибализм. Отдельные крысы полностью самоустранились. Колхаун назвал это “крахом поведения” – я полагаю, комментарии тут излишни.

Конечно, люди не мыши и не крысы, но жизнь в замкнутом пространстве с минимумом необходимого вряд ли позволит экипажу звездолета пройти даже половину пути. Это наглядно продемонстрировал эксперимент под названием “Биосфера-2” (цифра “1” соответствовала планете Земля). Реализацией проекта занялась компания Space Biosphere Ventures при поддержке других спонсоров.

Цели и намерения были, что называется, самыми благими – изучить способность людей и других живых организмов существовать в условиях замкнутого пространства. Почти как в звездолёте.

О том, что представляла из себя Биосфера-2 рассказано на многих сайтах и бумажных изданиях, поэтому воспользуемся следующим отрывком из описания c Priroda.su:

“Комплекс “оранжерей”, полностью изолированных от окружающей среды (даже атмосферного воздуха) занял около 1,5 га, объём атмосферы “Биосферы-2″ составил около 204 тыс. м3 воздуха.

В гигантскую “теплицу” было “заключено” около 3000 видов животных и растений, а также 8 представителей Homo sapiens. К “услугам” разумных обитателей “Биосферы 2″ были семь различных биомов: тропический лес, пустыня, саванна, океан с небольшим коралловым рифом и мангровым эстуарием, агроценоз, в котором колонисты выращивали продукты питания (овощи, фрукты и скот), а также жилой блок.

Видовой состав живых организмов был подобран, чтобы наилучшим образом имитировать биосферный круговорот веществ, включающий продуцирование и разложение органики, в том числе и естественное разложение отходов жизнедеятельности людей.”

Эксперимент был проведен в два этапа: первый с 26 сентября 1991 года по 26 сентября 1993 года и второй – в 1994 году. На первом этапе в комплексе проживало 8 человек. Вначале всё было очень оптимистично. Исследователи вошли в Биосферу-2 жизнерадостными людьми, полными надежд и мечтаний. Но после нескольких месяцев пребывания в комплексе всё пошло наперекосяк.

Проблем набралась масса. Перечислим лишь некоторые из них:

– количество кислорода снизилось до 15% при нормальном содержание в атмосфере 21%
– без ветра деревья становились ломкими
– под куполом скапливался конденсат влаги и временами шел искусственный дождь
– в больших объёмах расплодились микроорганизмы, тараканы и муравьи

Биосфера-2Вместе с этим выяснилось, что агроценоз и мелкое скотоводство не мог удовлетворить требования в пище даже 8 человек. Нехватка калорийной еды привела к тому, что на её выращивание просто не оставалось сил. Но самая главная проблема заключалось не в этом – между участниками стали возникать ссоры, что привело к расколу группы на две “партии”, имевшими различные взгляды на образ жизни и работы в Биосфере-2. Конфликт зашел слишком далеко, когда стало ясно, что из проекта пытаются извлечь материальные выгоды и затем предложить результаты исследований “на продажу”.

Дальше стало ещё хуже. Из-за недостатка продуктов и кислорода поставки этих “элементов” пришлось делать извне, что было грубейшим нарушением эксперимента. Обывателям, а также некоторым ответственным за проект лицам, об этом ничего не сообщалось. Когда же обман был открыт разразился большой скандал и всё закончилось вполне предсказуемо – вконец рассорившихся интеллигентов пришлось выселить из комплекса раньше времени.

Официально сообщалось, что второй этап, начатый в 1994 году, был преждевременно прерван из-за “организационно-финансовых проблем”. За этой формулировкой скрывался отказ компании Space Biosphere Ventures от дальнейшего участия в эксперименте, который к то времени “съел” 150 миллионов долларов.

После этого комплекс поставили на реконструкцию, которая длилась почти три года, и в 1996 году начался новый эксперимент, но этот раз без людей. Тогда пытались определить, насколько сильно влияет на урожайность увеличение количества углекислого газа в атмосфере. Глобальных результатов достичь не удалось по причине закрытия проекта в 1997 году. Формально комплекс оставался в ведении Колумбийского Университета, руководство которого в январе 2005 года выставило Биосферу-2 на продажу. А ведь когда этот проект только замышлялся, правительство США по космосу считало возможным создать в 2017 году поселения на Луне, а к 2027 году − на Марсе. Мечты, мечты…

mars500_virtual

При таком раскладе думать землянам о продолжительных миссиях к звездам пока ещё рано. Слишком рано. Другое дело, что в состав экипажа набирают не интеллигентов, а военных. Закалка у них совершенно другая, да и правила отбора создавались несколько иначе. Поэтому приведем другой пример, более успешный – Марс-500.

Предтечей проекта было предложение, с которым в 2006 году выступил российский космонавт Валерий Поляков (между прочим, он пробыл на орбите 430 дней подряд). Эксперимент получил название “500 дней”. Предполагалось, что в течение этого времени 6-7 членов международного экипажа станут жить в автономном режиме в “марсианском корабле”, на котором будет установлена система жизнеобеспечения замкнутого цикла. Поляков уточнил, что даже вода, кислород и часть продуктов питания будет вырабатываться “на борту”.

Идея понравилась и в скором времени российское космическое агентство Роскосмос и европейское ESA договорились о проведении эксперимента “Марс-500”. Как можно догадаться, проект играл роль имитации полёта на Марс, во время которого шесть добровольцев будут находиться в замкнутом комплексе от 520 до 700 дней.

mars 500

Учтя горький опыт зарубежных коллег “Марс-500” решили провести в несколько этапов:

1-й этап – продолжительность 14 дней, проведен в ноябре 2007 года. Целью ставилась проверка соответствия технических и эксплуатационных характеристик систем жилого модуля ЭУ-150 и медицинского модуля ЭУ-100. Завершено успешно.

2-й этап – продолжительность 105 суток, проведен с 31 марта по 14 июля 2009 года. Основные задачи: изучение особенностей физиологической и психологической адаптации членов экипажа в условиях автономного существования, исследование взаимодействия экипажа с сотрудниками центра управления с учётом задержки связи.

3-й этап – продолжительность 520 дней, проводится с 3 июня 2010 по ноябрь 2011 года. В рамках завершающей стали проекта проводятся исследования взаимодействия «человек – окружающая среда» и сбор информации о состоянии здоровья и работоспособности экипажа, будучи в условиях, приближённых к марсианскому полёту: высокая длительность нахождения в замкнутом пространстве, автономность, связь с Землёй со значительной задержкой, ограниченность ресурсов.

Эксперимент “Марс-500” находится в процессе выполнения и пока всё идёт успешно. Так что, есть большая надежда на то, что освоение Солнечной системы нам всё-таки по силам.

Главное – не пускать в космос мышей и интеллигентов…