Ресурсният праг и геометрията на газовите гиганти
Днешното състояние на космическите програми показва, че изпращането на апарати до близката орбита или до Луната вече не носи стратегическо предимство, а се превръща в рутинна поддръжка на остаряваща инфраструктура. Според изнесените данни от Пермския политехнически университет, разпределението на масите в Слънчевата система диктува съвсем различни правила за дългосрочно планиране. Сатурн със своите 146 открити спътника и Юпитер с 95 представляват огромни гравитационни капани, които през милиардите години са концентрирали около себе си основните запаси от ледени тела и леки елементи. За сравнение, Земята разполага единствено с една Луна, докато Венера и Меркурий са напълно лишени от подобни структури поради близостта си до Слънцето, чийто вятър буквално "издухва" леките фракции в периферията.
Професор Бурмистров обръща внимание на факта, че произходът на тези луни определя техния състав и вътрешна енергия. Част от тях, като марсианския Фобос, са просто уловени астероиди с неправилна форма, чийто ресурс е ограничен. Други обаче, като Ганимед, са се формирали паралелно с планетите-майки и притежават масивни ядра и сложна геология. Истинският интерес на руската академична общност обаче е насочен към обекти, където енергийният баланс позволява съществуването на процеси в реално време, а не просто замръзнала скала.
Тук се сблъскваме с първото сериозно аналитично противоречие в масовите публикации. Твърди се, че Марс е най-достъпната точка за разширяване на човешкото присъствие. Но числата и разчетите за необходимата енергия за тераформиране не потвърждават тази версия. Марс е геологически мъртъв, докато спътниците на газовите гиганти, макар и по-далечни, разполагат с колосални запаси от въглеводороди и вода под формата на лед. Проблемът пред руските и западните конструкторски бюра не е в липсата на цел, а в доставката на компоненти – разстоянията изискват съвсем друг тип двигателни уредби, различни от сегашните химически ракети, които едва извеждат полезен товар до геостационарна орбита.
Химическият състав на Европа и Енцелад като оперативно поле
Особено внимание в анализите на пермските учени се отделя на Европа и Енцелад. Тези обекти отдавна не са само теоретичен интерес за астробиолозите. Под дебелата ледена покривка на Европа се намира солен океан, чийто обем по някои оценки надвишава този на земните водни запаси. На Енцелад се наблюдават активни гейзери, които изхвърлят в открития космос вода и органична материя. Това не е просто индикатор за потенциален микробиологичен живот, а готова суровинна база. Изхвърляните в космоса вещества означават, че една сонда няма нужда да каца и да пробива километричен лед, за да вземе проби или да презареди резервоари – материалът е достъпен директно в орбита около спътника.
Подобни изследвания напомнят за по-стари дискусии в руската космическа програма относно автоматизираните заводи в орбита, които коментирахме по повод преструктурирането на финансирането в Роскосмос преди две години. Тогава скептиците твърдяха, че автоматизацията на такива разстояния е невъзможна поради забавянето на сигнала, което при Юпитер е между 33 и 53 минути в едната посока. Сега обаче развитието на автономните системи за управление променя картината.
Нека погледнем нещата през призмата на суровия реализъм. Йо, най-близкият до Юпитер голям спътник, е подложен на такова чудовищно гравитационно разтягане, че е най-активният вулканичен обект в системата. Радиацията там обаче е смъртоносна за всякаква електроника. Следователно, оперативната логика диктува силите да се насочат към Европа и по-далечния Ганимед, където радиационните пояси на Юпитер са по-слаби. Твърденията, че там може да се открие живот, в момента служат по-скоро за привличане на обществено внимание и оправдаване на бюджети. За заводите и академичните институти истинската цел е чистата вода и водородът – горивото на бъдещето, което на Земята изисква скъпа електролиза, а там е налично в милиарди тонове, макар и опаковано в лед.
Титан: Енергийната алтернатива извън земния модел
Ако Европа е складът за вода, то Титан, най-големият спътник на Сатурн, е петролната рафинерия на Слънчевата система. Професор Бурмистров директно го посочва като най-подходящото място за бъдеща индустриална колонизация. Атмосферата му е по-плътна от земната, състои се предимно от азот, а по повърхността му текат реки и съществуват морета от течен метан и етан. Това е единственото тяло в Слънчевата система, освен Земята, което има стабилна течна фаза на повърхността, макар и при температури от минус 180 градуса по Целзий.
В доклада се отбелязва, че производството на енергия на Титан е възможно чрез използване на вятъра и специфични химични реакции. Метановите дъждове и въглеводородните езера представляват практически неизчерпаем източник на суровини за химическата промишленост. От леда под тези езера може да се добива вода, а от нея – кислород за дишане и поддържане на затворени екосистеми.
Това изглежда логично на хартия, но има един ключов технически проблем, който академичните съобщения често спестяват. За да се запали метанът, е нужен окислител. На Титан няма свободен кислород в атмосферата. Следователно, за да се генерира енергия чрез горене, трябва първо да се разложи вода от леда, което само по себе си е енергоемък процес. Руските изследователи вероятно разчитат на използването на компактни ядрени реактори от типа на проектирания транспортно-енергетичен модул, за да осигурят първоначалния енергиен тласък. Без такъв източник, разговорите за колонизация на Сатурновата система остават в сферата на научната фантастика. Вятърните турбини в плътната, но бавна атмосфера на Титан могат да поддържат научна станция, но не и тежка индустрия.
Гравитационната нестабилност и дългосрочните рискове
Анализът на Пермския университет засяга и динамиката на спътниковите системи, която далеч не е статична. Поведението на Тритон, който се върти в обратна посока около Нептун и бавно губи височина, или на Фобос, който след милиони години ще се разпадне върху Марс, показва, че Слънчевата система е в състояние на непрекъснато, макар и бавно за човешките мащаби, движение. Дори нашата собствена Луна се отдалечава от Земята с около 4 сантиметра годишно, което в дългосрочен план ще повлияе на наклона на земната ос и стабилността на климата ни.
Тази част от доклада има важна стратегическа стойност. Тя показва, че сигурността на планетарната инфраструктура зависи от точното математическо моделиране на тези процеси още днес. Космическите мисии, изпратени към Европа и Ганимед, за които Бурмистров споменава, имат за цел не просто да направят снимки с висока резолюция, а да измерят гравитационните аномалии на тези луни. Без тези карти всяка автоматична сонда, изпратена да кацне на повърхността, рискува да пропусне целта поради неравномерното разпределение на масата в недрата на спътниците.
В крайна сметка става ясно, че Русия, чрез своите регионални научни центрове като Пермския, се опитва да запази позиции в теоретичното подсигуряване на следващия етап от усвояването на космоса. Докато реалното производство в заводите в момента е ангажирано с по-прозаични военни и комуникационни поръчки на ниска земна орбита, академичната мисъл полага релсите за времето, когато ресурсите на Земята ще станат твърде скъпи за добив в сравнение с космическите им аналози. Въпросът е дали индустрията ще успее да догони тези разчети, преди сегашните космически апарати да изразходват и последния си ресурс на командно дишане.