vk. com/volnoslushatel Пилотируемая космонавтика будущего: Пилотируемая

vk. com/volnoslushatel

Пилотируемая космонавтика будущего:

Пилотируемая космонавтика будущего: сеанс научной фантастики с ее разоблачением

Зачем человечеству покидать Землю?

Жизненный цикл солнца Настоящее время (4, 57 млрд лет) Масштаб и цвета условны. Временная шкала в миллиардах лет (приблизительно)

До «начала конца» остается немногим больше миллиарда лет.

Другие угрозы • Закончатся невозобновимые ресурсы / человечество убьет себя само

Другие угрозы • Закончатся невозобновимые ресурсы / человечество убьет себя само • Очередной ледниковый период

Другие угрозы • Закончатся невозобновимые ресурсы / человечество убьет себя само • Очередной ледниковый период • Прилетит астероид

Другие угрозы • Закончатся невозобновимые ресурсы / человечество убьет себя само • Очередной ледниковый период • Прилетит астероид • Где-то поблизости в галактике случится гамма-всплеск

Что мы предпринимаем чтобы освоить космос?

Миссии «Аполлон» • Шесть высадок на Луну (последняя — в 1972 году) • Максимальная продолжительность пребывания экипажа на поверхности Луны: 75 часов ( «Аполлон 17» )

Прошло 55 лет…

400 километров за 55 лет?

55 лет, Карл!

Где «настоящая» пилотируемая космонавтика?

• Где посещение Марса людьми? Где «настоящая» пилотируемая космонавтика?

• Где посещение Марса людьми? • Где обитаемые колонии на Луне и Марсе? Где «настоящая» пилотируемая космонавтика?

• Где посещение Марса людьми? • Где обитаемые колонии на Луне и Марсе? • Где любые полеты человека за пределы магнитного поля Земли продолжительнее полутора недель? Где «настоящая» пилотируемая космонавтика?

• Где посещение Марса людьми? • Где обитаемые колонии на Луне и Марсе? • Где любые полеты человека за пределы магнитного поля Земли продолжительнее полутора недель? • Где любые пилотируемые полеты за пределы магнитного поля Земли после 1972 года? Где «настоящая» пилотируемая космонавтика?

Почему мы до сих пор не в космосе?

Невесомость

Невесомость ~438 дней

Дороговизна

• Солнечный ветер. В основном состоит из гелиево-водородной плазмы. Летит со скоростью 300— 1200 км/с.

• Солнечный ветер. В основном состоит из гелиево-водородной плазмы. Летит со скоростью 300— 1200 км/с. • Солнечные вспышки. 160 млрд мегатонн в тротиловом эквиваленте. В основном, жесткое рентгеновское и ультрафиолетовое излучение.

• Солнечный ветер. В основном состоит из гелиево-водородной плазмы. Летит со скоростью 300— 1200 км/с. • Солнечные вспышки. 160 млрд мегатонн в тротиловом эквиваленте. В основном, жесткое рентгеновское и ультрафиолетовое излучение. • Космические (галактические) лучи. Энергии больше, чем может «закачать» в частицу БАК.

Почему космическая радиация не убивает экипаж МКС на орбите Земли?

Магнитное поле Земли

Магнитное поле Земли • Защищает от солнечного ветра

Магнитное поле Земли • Защищает от солнечного ветра • Защищает от радиации во время солнечных вспышек

Магнитное поле Земли • Защищает от солнечного ветра • Защищает от радиации во время солнечных вспышек • Защищает от космических (галактических) лучей

Именно магнитное поле Земли…

Именно магнитное поле Земли…

« Ненастоящий космос »

RAD: 15 месячный полет туда и обратно + 500 дней на Марсе = ~1, 1 Зиверт

1 Зиверт Это предельная доза радиации, которую американскому астронавту разрешается получить за всю свою карьеру , т. е. за 2 -3 длительных полета на орбите Земли.

1, 1 Зиверт поглощенной космонавтом радиации на 5 -7% выше риск возникновения злокачественной опухоли

Одно дело – заболеть в 400 км от Земли…

И совсем другое… в 400 миллионах километров!

Никто не поможет астронавту, если он заболеет по прибытии на Марс

«Срочная» эвакуация с Марса займет при удачном раскладе около года

И это еще не все…

И это еще не все…

В случае же солнечных вспышек…

В случае же солнечных вспышек… 1, 1 Зв

В случае же солнечных вспышек… ~5 -10 Зв 1, 1 Зв

Летальная доза: 4 -7 Зв

Мы не умеем предсказывать солнечные вспышки на несколько лет вперед

«Миссия на Марс» будет длиться минимум несколько лет (~2 -3 года)

« Но разве нельзя экранировать космонавтов от радиации на время полета? »

«Магнитный пузырь»

Мощность компактного источника энергии, который необходим: ~1 -3 гигаватт

Мощность компактного источника энергии, который необходим: ~1 -3 гигаватт Проблема: таких нет.

Пассивное экранирование

«Защита веществом» :

«Защита веществом» : ~2, 5 метра Полиэтилен

~3 -4 метра «Защита веществом» : ~2, 5 метра Полиэтилен Вода

«Наведенная радиация»

«Наведенная радиация» Утолщение экрана проблему, конечно, решает, но временно

=Пилотируемый марсианский корабль

Пилотируемый марсианский корабль с защитой от радиации =

Как должна выглядеть марсианская миссия с учетом угроз?

Как должна выглядеть марсианская миссия с учетом угроз? • Постройка корабля должна вестись силами многих стран и займет, вероятно, около десятка лет

Как должна выглядеть марсианская миссия с учетом угроз? • Постройка корабля должна вестись силами многих стран и займет, вероятно, около десятка лет • «Марсианский паром»

Как должна выглядеть марсианская миссия с учетом угроз? • Постройка корабля должна вестись силами многих стран и займет, вероятно, около десятка лет • «Марсианский паром» • Предварительные автоматические миссии для постройки убежища на Марсе (лучше, под поверхностью) и доставки припасов

Как должна выглядеть марсианская миссия с учетом угроз? • Постройка корабля должна вестись силами многих стран и займет, вероятно, около десятка лет • «Марсианский паром» • Предварительные автоматические миссии для постройки убежища на Марсе (лучше, под поверхностью) и доставки припасов • «Близнецовый» экипаж

О колонизации других планет

«Одиссея 2001» (2001: A Space Odyssey, 1968)

«Миссия на Марс» (Mission To Mars, 2000)

«Марсианин» (The Martian, 2015)

Bullshit!

Факт #1 У Марса нет собственного магнитного поля

Факт #1 У Марса нет собственного магнитного поля Оно слабее земного в 800 (!) раз

Факт #2 У Марса очень тонкая и разреженная атмосфера

Факт #2 У Марса очень тонкая и разреженная атмосфера Меньше 1% от атмосферного давления на Земле

Риторический вопрос #1: Сможет ли человек укрыться от космической радиации на поверхности Марса?

Риторический вопрос #1: Сможет ли человек укрыться от космической радиации на поверхности Марса? Например, от галактических лучей высоких энергий

Риторический вопрос #2: Сможет ли человек долговременно обитать на поверхности Марса?

«Закапываться» будущим колонистам стоит гораздо глубже

Солнечная радиация vs галактические лучи (GCR)

1. За пределами гелиосферы (жить нельзя) 2. Внутри солнечной системы , но за пределами магнитного поля Земли (можно, но с серьезными оговорками) 3. Внутри магнитного поля Земли (можно, долго)

1. В глубине теплее

1. В глубине теплее 2. Атмосферное давление в глубине планеты ближе к земному

1. В глубине теплее 2. Атмосферное давление в глубине планеты ближе к земному 3. Метеоритная угроза

Риторический вопрос #3: Интересно ли нам колонизировать другие миры, если мы обречены жить в нескольких километрах под поверхностью, не рискуя лишний раз «показать нос» наружу?

Так неужели человечеству никогда не покинуть свою «колыбель» ?

Deinococcus radiodurans

Deinococcus radiodurans* * «ужасная ягода» (лат. )

Уровень радиации, при котором гибнет бактерия: 15 тысяч Грей.

У человека: 5 Грей. . .

D. radiodurans вполне может питаться радиоактивными отходами АЭС!

При этом она даже не образует споры!

Deinococcus radiodurans

100 поколений – ни одной мутации!

Минимум 10 устойчивых к экстремальной радиации таксонов

Kineococcus radiotolerans до 20 тысяч Грей

Thermococcus gammatolerans Выдерживает до 30 тысяч Грей

«Но это же просто бактерии » , скажете вы…

D. radiodurans 15 000 Грей Человек 5 Грей Тихоходки 5 000 Грей

D. radiodurans 15 000 Грей Человек 5 Грей Тихоходки 5 000 Грей

Главный вопрос космонавтики будущего:

Удастся ли методами биоинженерии создать «радиационно-устойчивого человека» ?

Мои оценки: >80 -100 лет

Но единственный ли это путь?

Ведь можно для этого использовать роботов!

Три истории

1. Concept Net

2. Net. Talk

3. George Hotz

Но ведь так хочется «побывать лично» …

«Сознание на флешке»

Вы удивитесь, но что-то подобное мы уже умеем

Coenorabditis elegans

Мы знаем каждый из его 302 нейронов. Coenorabditis elegans

Коннектом – это «карта связей» всех нейронов в нервной системе животного

Когда-нибудь будут описаны коннектомы более сложных , чем червь животных

Проблема «излишней чувствительности» наших тел к космическим перелетам может быть решена радикально

~25 -30 лет

Но вероятно, что времени потребуется несколько больше

Eyewire. org

Sebastian Seung

Если с о временем удастся усовершенствовать технологию…

Карты активности мозга с «разрешением» в один нейрон. Путь к коннектомам и синаптомам живых людей

«Коннектомика подобна изучению подробной модели дома, в котором живет человек, чтобы понять сущность этого человека» .

Умеем

Умеем

Не умеем

Не умеем

Не умеем

Не умеем

Не умеем

Не умеем

Не умеем

Не умеем

Не умеем

Не умеем

Эти трудности преодолимы

А как же межзвездные перелеты?

Куда лететь?

~2700 экзопланет

В нашей галактике их ~100 млрд

В нашей галактике их ~100 млрд «Землеподобных» ~5 -20 млрд

12 световых лет до ближайшей потенциально пригодной для жизни планеты

Межзвездное пространство не является пустым!

«Варп-двигатели» и «гиперпространственные прыжки»

«Варп-двигатели» и «гиперпространственные прыжки»

Реалистичная оценка достижимых скоростей: 0. 1 -3. 0% от скорости света.

Полет к системе Тау Кита займет от нескольких сотен до нескольких (десятков? ) тысяч лет…

Проблемы космонавтики будущего: 1. Радиация 2. Расстояние (время)

«Стазис» , анабиоз и т. п.

Почему нельзя просто заморозить экипаж на время межзвездного полета?

Увы, в космосе «балом правит» радиация…

«Корабль поколений»

Огромный плюс: эволюция (стабилизирующий отбор) отбракует гибельные и опасные для здоровья мутации

Огромный минус: Нужны сотни тысяч (миллионы? ) человек экипажа

Ресурсов не напасешься!

1. Радиация 2. Расстояние (время) 3. РЕСУРСЫ!

Основную часть полета черпать энергию от ближайшей звезды , как мы привыкли на Земле, не получится

Можно ловить водород из окружающего пространства и синтезировать гелий.

Нужен управляемый термоядерный синтез.

«Клетки вместо людей»

Каждый из нас когда-то был одной клеткой…

Меньше груз Снимаются этические проблемы, если не долетели или ошиблись насчет планеты Гораздо дешевле защитить от радиации

Меньше груз Снимаются этические проблемы, если не долетели или ошиблись насчет планеты Гораздо дешевле защитить от радиации

Меньше груз Снимаются этические проблемы, если не долетели или ошиблись насчет планеты Гораздо дешевле защитить от радиации

1. Нужна «инкубаторская» технология воспроизведения людей из клеток в искусственных условиях

2. Нужны разумные и надежные роботы

«Перевозка знаний»

Подведем итоги

1. Первопроходцы Марса, весьма вероятно, будут « смертниками»

2. Ближайшие лет 25 -30 (а то и все 50) серьезной пилотируемой космонавтики в направлении Марса ждать особо не стоит

3. В этом столетии к другой планетной системе человек, вероятнее всего, не полетит

4. Надо крепко задуматься о возможности биоинженерии людей (например, в сторону большей устойчивости к радиации)

5. Роботы — это «наше все»

Спасибо за внимание