Космос — это не только холод и тишина. О Плутоне, радиации и внеземных тайнах рассказал эксперт Николай Волков.
Если вы думаете, что в космосе только тишина и холод, – вы почти правы. Но знали ли вы, что означает космическая тишина, почему Плутон – карликовая планета и способны ли люди привыкнуть к радиации вне Земли? На эти и другие инопланетные вопросы ответил Николай Викторович Волков, кандидат физико-математических наук, доцент кафедры радиофизики и теоретической физики, ведущий научный сотрудник лаборатории космического мониторинга и вычислительных технологий.
Запредельное пространство
Космос – это пространство Вселенной, которое находится за пределами атмосфер планет и любых других небесных тел. Эта среда не совсем пуста в том смысле, который мы обычно вкладываем в слово пустота. Она заполнена излучением, а также элементарными частицами – теми, что принято называть космическими лучами. Кроме того, в космосе находится огромное количество пылевых и газопылевых облаков. Из них, вероятно, еще не успели сформироваться планеты, а возможно, они возникли уже после гибели звезд.
4 земных – 4 газовых
Международный астрономический союз сегодня официально признает восемь планет Солнечной системы. Это четыре планеты земной группы: Меркурий, Венера, Земля и Марс – и четыре газовых гиганта: Юпитер, Сатурн, Уран, Нептун. Чем же различаются эти две группы? Планеты земной группы отличаются прежде всего наличием твердой поверхности, тогда как газовые гиганты гораздо массивнее, состоят из газа и у них отсутствует твердая поверхность в привычном для нас понимании этого слова. Что касается Плутона: до 2006 года он действительно считался планетой, но классификация изменилась. Теперь он относится к карликовым объектам – так называемым транснептуновым, то есть находящимся за орбитой Нептуна, самой далекой из больших планет.
Наряду с Плутоном примерно такие же размеры имеют, например, Макемаке, Хаумеа и ряд других карликовых планет.
Ньютон, Гук и Ампер
Физические законы абсолютно универсальны и не подлежат сомнению или опровержению ни в одной точке известной нам Вселенной. Поэтому будь вы на Марсе, на других планетах или даже в пределах других галактик – эти законы будут справедливы там на все сто процентов.
Человек под особыми условиями
Конечно, законы физики повлияли на человека. Если не касаться вопроса биологической эволюции, то с физической точки зрения мы эволюционировали в особых обстоятельствах: в условиях гравитации нашей планеты, в условиях существующего электромагнитного излучения, в условиях радиационных процессов, происходящих в недрах планеты или прилетающих к нам из космоса. В частности, гравитация повлияла на формирование структуры скелета человека, создав его таким, чтобы скелет выдерживал мышечную массу и позволял осуществлять все жизненные процессы – прежде всего движение.
Через год людям на Луне быть!
Идея заселения других планет уже давно пропагандируется в средствах массовой информации и даже в культуре человека. Эта идея родилась достаточно давно, задолго до первого полета человека в космос, и укрепилась после того, как в семидесятые годы был осуществлен ряд лунных программ. Сейчас эта история снова получает дальнейшее развитие. Совсем недавно завершился второй этап программы возвращения людей на Луну от NASA – «Артемида II». Четыре астронавта совершили десятидневный облет вокруг Луны впервые с семидесятых годов. Третий этап (высадка на Луну) планируется на 2027 год. Только высадка. Ни о какой истории со строительством базы и с постоянным проживанием там пока речи нет. И тому есть масса причин. Прежде всего, у нас сегодня достаточно развиты технологии доставки грузов на другие планеты и технологии конструирования жилых модулей, но построить это все в суровых условиях космоса достаточно тяжело: на Луне нет атмосферы. Плюс пресловутая космическая радиация: она там в десятки раз мощнее. Человек мгновенно не умрет от этого, но последствия могут оказаться достаточно тяжелыми. И главный момент… Двигатель нашей цивилизации – это энергия. Мы можем брать с собой радиоизотопные источники энергии, можем размещать солнечные панели, но для бурного развития и колонизации нужны какие-то другие, альтернативные источники.
Несколько поколений радиоактивных
Приспособиться к космической радиации можно, но на нашей планете на это ушли миллионы лет.
Можно использовать конструкции жилых зданий, какие-то специальные средства защиты, специальные скафандры, ограждающие нас, но в обозримом будущем, даже не на этапе жизни нескольких поколений, человек не сможет все-таки адаптироваться в полном смысле этого слова.
Космическая тишина
Для начала стоит разобраться, что такое тишина. Это отсутствие звука. А звук – это механические колебания, распространяющиеся в среде. Ключевое слово здесь – среда. Для того чтобы механическая волна распространялась, нужно, чтобы пространство было чем-то заполнено. В космосе пространство слишком разреженное: буквально несколько атомов на кубический сантиметр, для формирования звуковой волны этого недостаточно. Возможно ли на Земле создать такие же условия? Во-первых, можно использовать специальные звукоизоляционные материалы, для того чтобы огородить некую часть пространства от проникновения звука, заглушить, поглотить звуковые волны, идущие извне. Либо же создать условия глубоко разреженной атмосферы: в неких объемах откачать воздух, создать условия, приближенные к вакууму. И тогда вы добьетесь воссоздания космической тишины.
Что влияет на Нептун?
Открытия планет начались еще в Средние века, хотя древние люди уже знали о существовании как минимум пяти объектов. Однако развитие измерительной техники, прежде всего телескопов, с которыми начал работать Галилей, а потом подключился Ньютон со своими оптическими системами, позволило открывать планеты в видимом диапазоне. Странное поведение планет, отклонение их орбит от расчетных, позволяло сделать выводы, что на них оказывают влияние какие-то другие планеты. Так был открыт Нептун – планета, которую впервые нашли расчетами и только потом обнаружили визуально. В расчетах ученые обнаружили, что отклонение орбиты Нептуна может быть вызвано существованием определенной гравитационной массы, воздействие которой приводит к этому отклонению. Аналогичная история была и с Плутоном. Плутон долгое время считался планетой – с момента открытия в тридцатые годы XX века. Однако потом, как уже было сказано, открыли ряд других таких же массивных объектов, плюс получили детальную информацию о так называемом поясе Койпера – это пояс астероидов, находящихся за орбитой Нептуна. В Международном астрономическом союзе было принято решение развенчать статус Плутона в силу того, что других объектов, обладающих такими же характеристиками, очень много.
Доставка груза на другую планету
Уже давно разработана концепция жизни за пределами нашей планеты, и она вряд ли претерпит какие-то существенные изменения. Сегодняшние технологии в какой-то степени позволят решить ряд ключевых проблем. Необходима, на мой взгляд, прежде всего разработка нового типа двигателей, которые позволят летать по так называемым некеплеровским орбитам. Для того чтобы запустить ракету, нужно придать ей определенную скорость для выхода на нужную орбиту, чтобы при орбитальном движении с искусственным или естественным небесным телом точки сошлись. Эта математика в принципе известна, и сегодня мы не можем отказаться от этих законов. Траектории движения будут орбитами, которые открыл великий датский астроном Кеплер: это либо эллипсы, либо параболы, либо гиперболы. Для того чтобы заселить другую планету, нам необходимо будет держать с ней постоянную связь, летать туда в экстренных ситуациях для помощи и доставки грузов. К тому же нужно освоить сборку тяжелых кораблей на орбите Земли, чтобы запускать их прямо с нее. И, как уже упоминалось, важно совершенствование технологий добычи энергии, технологий жизнеобеспечения и, в частности, защиты от радиации.
Жизнь на Марсе
Если бы жизнь на другой планете была возможна, то, скорее всего, люди заселились бы на Марс. Неслучайно он так обсуждается. Несмотря на то, что на Марсе отсутствует такая плотная, как на Земле, атмосфера, там есть твердая поверхность. Да, существуют проблемы с резкими перепадами температур, но все же условия не такие суровые, как, к примеру, на Венере с ее плотной атмосферой, состоящей из абсолютно вредных веществ, и с отсутствием кислорода. Меркурий не подойдет: слишком экстремальная планета из-за огромных температур. Поэтому, скорее всего, Марс, и то в ограниченных условиях герметичных модулей.
Так близко, но так далеко
Луна находится от нас на расстоянии 384 000 километров. Это не так уж и далеко. Солнечному свету, чтобы преодолеть такое расстояние, нужно около секунды. Но для нас это, конечно, колоссальное расстояние. Марс находится уже на расстоянии нескольких астрономических единиц. Астрономическая единица – это средний радиус земной орбиты, а точнее 150 миллионов километров. На таком расстоянии угловое разрешение наших глаз и измерительной аппаратуры едва-едва позволяет видеть эти объекты как точечные.
Любимые фильмы про космос
«Гагарин. Первый в космосе», потом «Салют» – про драму со спасением станции. Нашумевший фильм «Вызов», где наши актеры впервые летали в космос: технически снято хорошо, но это все же зрелищный фильм. Обсуждение самой перспективы проведения медицинских операций на орбите, конечно, я уверен, происходит и планируется, но пока все же далеко от реальности. Из иностранных фильмов очень много нашумевших про выживание на Марсе. Но нужно понимать – это Голливуд и фильмы, рассчитанные только на зрелище. Хотя есть физически обоснованные вещи.
Фантастический фильм «Титан». Это даже не про космос – сюжет повествует о подготовке группы людей для колонизации Титана, спутника Сатурна. Главная идея и драма развиваются вокруг того, что люди должны выживать в экстремальных условиях атмосферы с отсутствием кислорода, экстремально низких температур, в условиях, когда нет воды, а есть жидкий метан. Конечно, большей частью данный фильм тоже зрелищная штука – искусственная генетическая модификация людей, способных такие условия выдерживать. Но физическая постановка вопроса и обсуждаемые проблемы там очень хорошо проработаны.
Ольга КОВБЕНЧУК
Фото Дмитрия ГЕРАЙКИНА
