Космос как барьер для человечества

Генеральный директор венчурного фонда Digital Evolution Ventures Евгений Кузнецов – о возможности расселения человечества по Солнечной системе.

Зададимся вопросом: зачем нам космос и можем ли мы без него обойтись? Если проводить параллели с историей колонизации человечеством своей планеты, то важнейшим мотивом Великих географических открытий был трансатлантический поход за ресурсами, которые в конечном счете досыта накормили Европу. Старый Свет безуспешно бился в мальтузианской ловушке ровно до тех пор, пока американская кукуруза и в особенности картофель не сумели дополнить сельхозцикл так, что началось перепроизводство даже дешевых углеводов, что, конечно, невозможно было сделать только на пшенице. Но космос большого количества дешевой еды нам не обещает. Что же забыло человечество в этой дикой, абсолютно бесплодной среде?

Сегодня Земля с точки зрения высокоразвитой галактической цивилизации выглядит просто убитой. Планета типоразмера Земли теоретически способна дать хлеб и кров триллиону разумных существ, а мы со своими девятью миллиардами умудрились загнать Землю в режим опасной разбалансировки климата. И тем не менее человечество подошло сегодня к границе превращения в космическую цивилизацию. Илон Маск называет это превращением Homo sapiens в космический вид. Мне нравится собственный термин — космореализация человечества.

Эта стадия развития человеческой цивилизации неизбежна. Фундаментальным свойством человека разумного является его гиперадаптивность. Мы существенно адаптивнее даже тараканов. Наш вид пережил и поглотил неандертальцев: наши предки адаптировались, выжили и заполнили все ареалы, включая те, где могли жить неандертальцы и где не могли в принципе. И вот эта гиперадаптивность постоянно толкает человечество к экспансии.

Страсть к экспансии заложена в природу нашего вида. Эта страсть абсолютно иррациональна: нас гонит в неизведанные миры не голод и не угроза жизни. Как раз наоборот, рискуют жизнями пионеры освоения новых пространств. Если говорить о переходе древних людей из Африки в Азию со сменой климата, это было наверняка очень тяжело для них. Еще тяжелее было тем, кто отправился пешком через Берингов мост — тогда это был не пролив, а сухопутный перешеек между двумя континентами. А потом на пространство равнин Северной Америки оттуда пришлось идти в узкой расщелине между двумя великими ледниками. И ничего — прошли и расселились сначала по Северной, а позднее и по Южной Америке. Преодолеть тысячи километров пешком по заледеневшей пустыне Северной Канады, думаю, было не сильно проще, чем сегодня работать в космическом пространстве.

Итак, космос сейчас превращается в барьер, взяв который человечество становится качественно более мощной, кардинально более эффективной цивилизацией. Мы, наверное, переоцениваем скорость прохождения этого пути, но, как обычно, недооцениваем масштаб. Мы думаем, что через 10 лет мы долетим до астероидов, а через 50 — до ближайшей обитаемой планеты. Я сомневаюсь, что эти сроки реальны, но мы точно расселимся по Солнечной системе и по другим планетам на горизонте 500 лет. Но для этого нам нужно сейчас делать необходимые заготовки.

Металлургия, сборка, энергетика – по-космически

Первый вызов, который нам надо принять, — придется пересоздать весь промышленно-ресурсный фундамент нашей цивилизации. Промышленно-ресурсный фундамент на Земле создавался тысячелетиями и пронизан практиками, которые уводят нас в глубину тысячелетий, во времена древних копателей болотного железа.

В космосе мы столкнемся с принципиально иными условиями распространения ресурсов, непривычными нам. Там не всегда привычные минералы, и, самое главное, там практически нет углерода. А значит, мы не сможем запустить на других небесных телах, по крайней мере на известных нам близлежащих, привычный металлургический цикл. Казалось бы, это тупик. Однако ровно сейчас мы видим, что и геологи, и металлурги совершают прорывы в расплавной оксидной электролизной металлургии. Это новый общий класс процессов, который — что важно пока здесь, на Земле, — одновременно снижает выбросы CO2. Компания Blue Origin в рамках проекта Blue Alchemist создает целый новый класс процессов комплексной переработки руд в материалы, включая, например, изготовление солнечных панелей и кабелей из лунного реголита. И американцы, и китайцы планируют заброску на Луну устройств, которые будут тестировать выработку и плавку металлов.

Следующая «заготовка» — сборочное производство в космосе, то есть создание разного рода сложных конструкций. Это задача, которая сейчас начинает прорабатываться всеми космическими державами с прицелом на следующие десятилетия. Понятно, что первой сборкой будут простые, но массивные устройства, прежде всего солнечные панели, которые будут питать лунные базы.

Более того, история с лунными электростанциями резко оживила дискуссию о солнечных электростанциях в космосе, которые микроволновым или лазерным излучением передают энергию на Землю. Это было прекрасной мечтой еще со времен фантаста Александра Беляева, который в романе «Звезда КЭЦ» описывал, как она своим светом превращала земную тундру в субтропики. Сегодня передача энергии из космоса уже не фантастическая история, ее активно тестируют. Правда, раньше сам вывод на орбиту конструкции такого объема и веса убивал экономику предприятия. Но если солнечные 10-гигаваттные электростанции на Луне изготавливать из лунных, а не из доставленных с Земли материалов и выводить на геостационарную орбиту не с Земли, а с Луны, то проект начинает выглядеть реалистично.

Нехимические движители

Конечно, важнейший барьер колонизации космоса состоит в создании необходимых средств доставки — космических кораблей. Когда Маск впервые подошел к теме космоса, он произнес следующую фразу: «Я не понимаю, почему ракета стоит в тысячу раз дороже, чем сумма материалов, из которых она изготовлена. Это неправильно». Все посмеялись тогда над чудаком-неофитом, а вопрос-то законный. В любой массовой индустрии финальная цена продукта равна стоимости затраченных ресурсов, плюс стоимость труда, плюс небольшая маржинальность. Но до Маска никому в голову не приходило, что ракеты могут быть массовыми. А Илон сделал на это ставку и уверенно продвигается по пути мультимногоразовости своих носителей. И лет через десять мы придем к тому, что освоение ресурсов Марса, других планет Солнечной системы или астероидов будет сводиться к стоимости материалов. А стоимость материалов — это вес ракеты, 90‒95% которого приходится на топливо.

Одна из идей Маска — использовать то обстоятельство, что на Марсе есть метан и вчерне понятно, как «варить» метан из двуокиси углерода марсианской атмосферы. А значит, имеет смысл превратить Марс в топливную заправку для ракет, летящих за Марс в дальний космос.

Правда, вполне возможно, что более перспективными окажутся водородные двигатели. А получать водород можно из лунной воды, которой, как выясняется, достаточно в реголите. Серия китайских экспериментов последних лунных миссий была нацелена на то, чтобы выяснить, сколько там этой воды, ну и попутно понять, как она образуется в реголите. Оказалось, что солнечные протоны, врезаясь в лунный грунт, состоящий почти целиком из оксидов, образуют там водяные шарики. Таким образом, уже не кажется невероятной история о металлургическом заводе на Луне, который будет производить в рамках единого цикла и металлы, и газ, и воду. Дополнительным преимуществом лунной геологии является то, что многие металлы находятся на естественном спутнике значительно ближе к поверхности, чем мы привыкли видеть дома. Кстати говоря, роботизированные горнопромышленные технологии, развиваемые для лунного реголита, будут востребованы и на Земле, например при исследованиях океанического шельфа или разведке редких металлов.

Поэтому мы сейчас двигаемся к тому, чтобы научиться строить на орбите полный цикл сборки космических кораблей из лунного металла. С Земли надо будет доставлять только легирование, необходимое для того, чтобы получить сплавы нужного класса, знаменитые сплавы «от SpaceX». В итоге мы получаем единый производственный цикл «Луна — орбита». На нем производство ракет может быть существенно дешевле, чем на Земле. Тогда регулярное сообщение с астероидными и марсианскими орбитами перестает быть фантастикой. Пользуясь исторической аналогией, мы от эпохи Колумба с одиночными плаваниями движемся к эпохе промышленного освоения Америки с тысячами кораблей.

Но чтобы добраться до звезд, понадобятся космолеты, двигатели которых работают на нехимических принципах. Возможно, получат развитие идеи ядерного импульсного двигателя, впервые предложенные в американском проекте «Орион» в конце 1950-х годов. Такого рода двигатель, используя компактный запас ядерных зарядов, вполне может разогнать космолет до 0,2‒0,3 скорости света. Стартовать такой корабль по понятным причинам будет не с Земли, а из относительно низкой гравитационной ямы, например из лунной точки Лагранжа. Кстати, это был бы отличный вариант утилизации накопленных человечеством ядерных зарядов.

Все аспекты космореализации, которые мы перечислили, потребуют работы во внеземном пространстве не только автоматов — ключевую роль сыграют люди. И поэтому важнейший аспект — наработка технологий поддержания и воспроизводства человеческой жизни за пределами Земли. Для того чтобы выжить в космосе, человеку понадобится радикально трансформировать себя. В частности, научиться эффективно увеличивать продолжительность активной жизни и купировать негативное воздействие невесомости на человеческий организм.

Рывок к сингулярности

Только от нас зависит, сделает ли род человеческий шаг вперед, став галактической цивилизацией, или самоуничтожится. Само движение в сторону космореализации, доказательства нашей космической состоятельности есть шаг к потенциальному диалогу с другими цивилизациями во Вселенной. Ведь с точки зрения любой галактической этики вступать в контакт с примитивной цивилизацией абсолютно бессмысленно: тогда на тебя падает вся ответственность за то, что твои визави могут с собой натворить. Пока люди будут вести себя со своей планетой и друг с другом как дикари, никто в контакт с нами вступать не будет — даже если такая возможность уже есть.

Мы в одном шаге от самоуничтожения — и мы в одном шаге от освоения космоса. Мы выходим в новую среду обитания. По емкости технологий, знаний и навыков это потребует многопорядкового рывка. И этот рывок и есть сингулярность. Человечество, становясь космическим видом, преодолевает сингулярный барьер — за которым то, что мы действительно из сегодняшней точки не вполне можем даже представить.

Ранее опубликовано на: https://stimul.online/articles/science-and-technology/homo-sapiens-na-poroge-kosmorealizatsii/

Печать