Космическое пространство, да и другие небесные тела Солнечной системы условиями для жизни человека не располагают. Поэтому давайте разберемся с теми проблемами и опасностями, которые ожидают нас на пути колонизации.
Вакуум космического пространства — это серьезная проблема. Человек в такой среде жить не может. На сегодня можно сказать, что эта проблема решена весьма удовлетворительно. Опыт пилотируемых полетов и долговременных станций, например МКС, накоплен огромный и строительство малых и больших космических аппаратов реально производится. И эти аппараты успешно работают.
Кроме того, отработаны также вопросы индивидуальной защиты человека от вакуума (скафандры). Проблема практически решена.
Космическая инфраструктура — рассчитывать, что возможно построить на Земле большой корабль и сразу на нем полететь на Марс — самонадеянность и только. Техническая сложность такого проекта огромна. Ограничения по массе не позволят установить на таком корабле необходимые приборы, ремонтные механизмы и т.д. А значит, такой аппарат будет больше ломаться, чем служить надежным транспортным средством. Выход в том, что такой корабль должен собираться из модулей, весом 10-40 тн. И строительство (сборку) его надо вести на орбите Земли, для полета на Марс или Венеру. И потом, на Марсе, для полета к Юпитеру или в пояс астероидов. И так далее. Практически надо создавать космические верфи.
Кроме того, как в каждом нормальном порту, понадобятся буксиры, причалы, швартовочные узлы и много всего. Практических решений этой проблемы пока нет, но есть вполне исполнимые предложения специалистов.
Космическая радиация — это весьма серьезная проблема и пока очень немного сделано для её решения. От Солнечного ветра нас на Земле защищает магнитосфера. Её охват примерно 70 000 км или 10-15 радиусов Земли. Эта защита также покрывает и орбиту МКС и большинства спутников. Но далее от Земли защиты не будет.
Очевидно, что таскать в космос многотонную противолучевую броню — идея скверная. Однако ещё в 1939 году в Физико-техническом институте была разработана система защиты кораблей военного флота от неконтактных магнитных мин и торпед (система ЛФТИ). Эту работу возглавлял академик А.П. Александров. Вот и в нашем случае, обитаемому космическому аппарату необходимо генерировать свою небольшую магнитосферу. Проблема и опасность высокоэнергетических потоков достаточно серьезная, но решение найти можно и нужно.
Выведение на орбиту Земли — как же без этого! Казалось бы, проблема успешно решена, но не всё так просто. Здесь, как кажется, нет универсальных решений. А именно, выведение массивных грузов должно быть отдельной задачей, с высокими перегрузками при старте, с вибрациями. И очень важно поднять грузоподъемность носителей до 30-40 тн.
Другой вопрос это доставка экипажей и персонала. Здесь нужны деликатные условия транспортировки и безопасность.
И конечно многоразовость аппаратов, как для грузовых, так и пилотируемых полетов. Самым лучшим вариантом для доставки на орбиту людей может быть космоплан. Но необязательно.
Невесомость — очень большая проблема, как для людей, так и для техники. Современная космонавтика научилась с ней бороться, но какой ценой? Для поддержания мышечного тонуса космонавт должен несколько часов заниматься на тренажерах. Для сохранения минерального состава костей скелета – нужны препараты. А потом, после приземления — без посторенней помощи не встать и не пойти. Хорошее начало для дальней экспедиции! Прилетели на Марс за 90 дней и что? Калеки? А работа приборов и автоматики внутри корабля или станции. При невесомости нет конвекции, а значит, нет охлаждения за счет циркуляции воздуха. Остается принудительно всё вентилировать, а это затраты по массе и по энергии.
Выход, конечно, есть — создание искусственной гравитации. Разумеется не за счет фантастических «гравиторов», а за счет центробежной силы при вращении аппарата. А это очень сильно повлияет на конструкцию кораблей и станций.
Датчики и приборы — очень важные и нужные вещи для дальнего космического полета. Например, корабельный телескоп! Казалось бы зачем? На МКС такой совсем не нужен. Но в дальнем полете придется многократно корректировать траекторию движения. Точно прицелится в то место, где будет Марс, когда корабль туда прилетит — с земной орбиты невозможно. А значит надо регулярно уточнять траекторию движения и выполнять коррекции. А по чему ориентироваться в космосе? Там же нет указателей «До Марса 30 млн. км, далее поворот направо». Ориентироваться можно только по звездам, по планетам. И как тут без телескопа. Хорошо бы совместить оптику телескопа с лазерным указателем и дальномером. Ну, это как выйдет.
А уж сколько потребуется измерителей, контролеров и как их объединить в одну, а лучше несколько шин управления кораблем/станцией? Конечно, об этом ниже.
Экспедиционный космический корабль — основная рабочая лошадка для колонизации космоса. И надо понимать, что такой корабль должен служить долго и многократно. Например: до Марса, далее в пояс астероидов и обратно, и так раз в год и 10-20 лет службы.