Космос для не космонавтов - Денис Игоревич Юшин

Для выращивания Arabidopsis thaliana команда использовала образцы лунного реголита, собранные в миссиях «Аполлон-11, -12 и -17». Причём для каждого растения выделяли только 1 г реголита. Питательный раствор добавляли ежедневно.

Уже через два дня все растения опытной группы начали прорастать. Однако на 7-й день стало ясно, что они не были такими же устойчивыми, как растения контрольной группы, высаженные в вулканическом пепле.

«Лунные растения» росли медленнее. У них были меньше и корни, и листья, а также наблюдалась красноватая пигментация. Растения, выращенные в образце грунта, полученного во время миссии «Аполлон-11», были ещё слабее, чем в двух других образцах. Таким образом, Arabidopsis thaliana по-разному реагировали на образцы реголита из разных областей Луны.

Однако первое и самое важное, что показало данное исследование, – растения можно выращивать в лунном реголите! Это имеет решающее значение для предстоящего освоения Луны. Через 20 дней, как раз перед тем, как растения начали цвести, команда их собрала, измельчила и изучила РНК.

Секвенирование выявило, что растения находились в состоянии стресса и реагировали соответствующим образом на рост в суровых условиях. Например, когда в почве было слишком много соли или тяжёлых металлов.

Это небольшой, но очень важный шаг к дальнейшим исследованиям.

Перед нами открывается целый ряд вопросов:

• Может ли понимание того, какие гены растения должны приспособиться к росту в реголите, помочь нам понять, как уменьшить его стрессовое воздействие?

• Как определить, какие параметры реголита отвечают за то, насколько он подходит для выращивания растений?

• Может ли изучение лунного реголита помочь нам понять больше о реголите Марса?

Всё только начинается, но уже интересно и вселяет надежду на будущее, полное открытий. Человечество очень далеко продвинулось в изучении Вселенной в целом и собственной Солнечной системы в частности. Сейчас наступает эпоха освоения новейших технологий частными кампаниями (такими, например, как SpaceX и Relativity Space) и их дальнейшего внедрения в повседневное использование. Да, пока не всё идёт гладко, но ведь и первые пуски в космическое пространство были неудачными. Нам необходимо разработать новые системы жизнеобеспечения, материалы для защиты от столь недружелюбного, но всё же притягательного космоса. А главное – освоить новые скорости или даже принципы передвижения в пространстве. Нас ждёт много удивительных открытий! Главное – не останавливаться, объединять усилия и двигаться в едином порыве, как истинные представители вида Homo sapiens.

Раздел 6

Технологии, порождённые освоением человеком космоса, и будущее, к которому мы идём

Почему сегодня мы не можем колонизировать другие планеты и какие технологии необходимо для этого развивать?

Человечество непременно будет осваивать новые миры. Развитие человеческой цивилизации продолжалось тысячелетия, и лишь промышленная революция, начавшаяся в конце XVIII века, привела нас к идее покорения космоса. Сегодня речь идёт уже о полноценной колонизации. Но уже больше чем за шесть десятилетий с момента первого полёта человека в космос стало очевидно: для полноценного освоения космоса нам необходимо вывести на принципиально иной уровень развития целый ряд технологий. Наиболее перспективные среди них – аддитивные.

Почему сегодня мы вряд ли можем колонизировать другие планеты?

На сегодня не существует технологий строительства в космосе. До сих пор мы смогли научиться лишь собирать станции из готовых модулей. Поэтому большинство планов по колонизации основано именно на отправке на колонизируемый объект модулей. А это удовольствие невероятно дорогое, да и не самое универсальное. Развёртывание полноценных предприятий по добыче и переработке полезных ископаемых с их последующей механической обработкой на Луне, Марсе или любом другом космическом теле невозможно как минимум несколько ближайших десятилетий. Колонизируемый объект обязан быть независимым. Необходимость ждать, например на Марсе доставок материалов и новых модулей с Земли по году делает колонизацию невозможной.

С другой стороны, многие из современных промышленных технологий устарели и до сих пор работают на Земле лишь потому, что на них завязано огромное количество других технологий и целых производств. То есть кардинальное изменение в одной отрасли влечёт за собой столь же кардинальные изменения в других, связанных с ней.

Например, системы добычи полезных ископаемых, на которых завязаны все промышленные производства, зависят от систем геологической разведки. Все они, вместе взятые, в свою очередь, зависят от логистических систем. А им тоже нужны производства, чтобы хотя бы строить дороги, для которых также необходимо добывать и перерабатывать материалы.

Чем грозит применение старых подходов при колонизации планет?

Если мы решаем реализовывать освоение других планет посредством отправки модулей с Земли, мы попадаем в ловушку зависимости от родной планеты. Ведь развернуть производство новых модулей на недружелюбной планете невозможно.

Ну а в тех случаях, когда один из модулей выйдет из строя, придётся ждать, пока его заменят на Земле, а потом доставят на колонизируемый объект.

Конечно, для начала колонизации даже необходимо забросить на новую планету несколько основных модулей. Скажем, обитаемый модуль, модуль хранения и поддержания жизнедеятельности (условную оранжерею). Но своё развитие колония должна будет обеспечить самостоятельно. Иначе это сложно назвать колонизацией.

Здесь на выручку могут прийти несколько развивающихся технологий. Наиболее перспективными среди них выглядят аддитивные. В теории они позволяют обойтись без огромных трудоёмких производств. Их заменят комплексом, состоящим из систем добычи, сепарации и подачи расходного материала на печать. То есть 3D-принтер может выступить в роли мини-фабрики, объединяющей в себе сразу несколько производств.

Помимо прочего, использование аддитивных технологий в строительстве даст возможность применить топологическую оптимизацию. Это метод, который позволяет получить оптимальную форму изделия в заданных условиях эксплуатации.

Вы только представьте себе мир без острых углов с сооружениями самой причудливой, но максимально эффективной формы. Всё, как в фантастических фильмах!

Типологическая оптимизация позволит частично решить и энергетическую проблему. Ведь с помощью аддитивных технологий и топологической оптимизации можно создавать здания без температурных мостов – участков, имеющих пониженное термическое сопротивление. К примеру, убрать стыки между частями конструкции, которые значительно снижают теплозащиту здания. К тому же они служат причиной образования конденсата, что приводит к постепенному разрушению конструкции.

Другой положительный момент заключается в отсутствии отходов и вредных выбросов. То есть новый мир с самого начала не будет загрязняться.

Поскольку мы говорим о создании колонии на недружелюбных планетах, нужно понимать, что каждый ресурс ценен по-своему и даже из камней необходимо выжимать максимум. Именно поэтому разрабатываемые (к примеру, NASA) технологии сбора реголита для последующей 3D-печати из него включают термическую обработку с выделением воды, водорода и кислорода. Получается многофункциональное производство в обеспечении колонии всем необходимым.

Правда, на первых этапах вряд ли