Tag Archives: energy

Украинец о своей возможной
колонизации Красной планеты

Янина Корниенко

http://platfor.ma/magazine/text-sq/projects/mars-one/

В 2026-м году человечество может отправить первую экспедицию на Марс. Для этого в рамках проекта Mars One по всей Земле уже два года ищут желающих получить билет в один конец на Красную планету. В четверг в столичной Атмасфера 360 прошла встреча с одним из ста финальных кандидатов – украинцем Сергеем Якимовым. Platfor.ma записала его самые интересные высказывания о том, как проходит отбор, почему экипажу придется смотреть плохие фильмы и как основная деятельность на Марсе будет заключаться в размахивании веником.

Проект Mars One был анонсирован в 2011-м году нидерландским инженером Басом Лансдорпом. Он создал программу, которая подразумевала следующее. С 2013-го по 2015-й идет отбор астронавтов.К ноябрю уже будут известны имена 24 счастливчиков, которые получат свою оплачиваемую работу на должности астронавтов, и будут проходить весь цикл тренировок, необходимый для полета на другую планету.

Помимо этого, нужно проверить технологии, которые будут использоваться. Это солнечные батареи, добыча воды из грунта, выращивание растений – для всего этого полагается запуск беспилотной миссии в 2020-м году.

Следующая миссия – запуск марсохода. В 2024-м году состоится запуск всех модулей и грузов, которые необходимы для переселенцев: это жилые модули, системы жизнеобеспечения и энергоснабжения. В 2026-м году планируется запуск первой экспедиции. Дальше каждые 36 месяцев на Марс будет отправляться новый экипаж по 4 человека.

Как отбирались кандидаты

Отбор начался в 2013-м году. На первый этап зарегистрировалось больше 200 000 человек со всего мира. Руководство Mars One сделало регистрацию платной. Цена была разная, в зависимости от расположения кандидата, в основном от $10 до $20. Это было сделано для того, чтобы регистрировались только заинтересованные люди, и потом не приходилось тратить время на тех, кому просто захотелось пошутить. Но все равно находились такие, которые платили деньги, снимали видео в обнаженном виде, выкладывали на сайте Mars One – и эти видео участвовали в отборе.

На первом этапе нужно было заполнить анкету и дать ответы на вопросы о том, как бы вы реагировали на те или иные жизненные ситуации. Затем нужно было ответить еще на три вопроса: «Почему я хочу полететь на Марс?», «Есть ли у меня чувство юмора?» и «Почему я являюсь лучшим кандидатом?» В следующий этап прошло 1058 человек.

В начале второго этапа мы проходили предварительную медкомиссию. Нужно было ее пройти у себя, по тем требованиям, которые прислали Mars One. После медкомиссии осталось 660 человек. Вторая половина этого этапа заключалась в том, что нужно было пройти собеседование онлайн. После двух месяцев ожидания я попал в 100 отобранных.

Следующий этап будет проходить в декабре этого года. Нас соберут предположительно в США, в группы по 10-15 человек. Мы должны будем несколько дней выполнять какие-то задания, жить, работать, и затем отвечать на вопросы друг про друга. После этого останется 50 человек, а затем и вовсе 24 счастливчика, из которых сделают 6 экипажей по 4 человека. Больше всего кандидатов со Штатов, на втором месте Европа.

Программа тренировки

Когда выберут 24 человека, у них будет приблизительно 10 лет до старта. Они будут готовиться вместе, и только в последние полгода выберут экипаж, который стартует первым.

За 10 лет подготовки нужно будет изучать соответствующие знания. Два человека получат медицинскую подготовку, чтобы они были врачами в экспедиции. Почему два? Два – потому что, если с одним из них что-то случится, в экипаже все равно будет медик. Однако и все остальные члены экипажа получат знания по оказанию первой медицинской помощи.

Основные инженерные навыки. Все марсонавты должны будут идеально знать все системы, которые будут использоваться, и уметь их починить вплоть до винтика.

Дальше необходимо будет получить знания по биологии. Это необходимо для того, чтобы марсонавты могли выращивать еду для себя. Овощи и какие-то зерновые культуры будут составлять основной рацион марсонавтов, соответственно, придется забыть о мясе. Что касается добычи полезных ископаемых, то, скорее всего, это дело не ближайшего будущего – слишком дорого.

Психологическая подготовка. Она нужна для того, чтобы марсонавты не поубивали друг друга в том замкнутом пространстве, где будут жить. Чтобы разрядить обстановку, есть метод, который использовался еще на советской станции «Мир». Космонавты смотрели плохие фильмы, и всю свою негативную энергию выпускали на комментарии к ним.

И, конечно же, физподготовка. Она нужна для того, чтобы пережить 7-10 месяцев перелета Земля–Марс. Чтобы после нескольких месяцев невесомости марсонавты могли встать, дойти до посадочного модуля, а затем до своей базы, которая будет функционировать и ждать первых поселенцев. Предполагается, что три часа в день марсонавты будут бегать на беговых дорожках и заниматься на специальных тренажерах, чтобы сохранить тонус мышц. А чтобы в условиях невесомости кальций не вымывался из костей, они будут принимать необходимые для этого препараты. На Марсе нужно будет заниматься этими же тренировками.

О первой беспилотной миссии

Некая американская компания уже начала эскизное проектирование космического аппарата. За основу возьмется посадочная станция «Феникс», которая уже была на Марсе в полярных областях, и проводила исследования наличия воды в грунте. Она имеет круглую форму, две солнечные батареи, которые снабжают саму аппаратуру модуля электроэнергии, плюс та полезная нагрузка, которую необходимо испытать. Солнечная батарея будет тонкопленочная, и станет основным источником энергии для марсианской базы. Почему мы выбрали именно тонкопленочную? Несмотря на то, что у нее КПД ниже, чем у твердотельных солнечных батарей, за счет ее легкости и тонкости ее можно взять в очень больших количествах. А для добычи электричества от Солнца необходимо, чтобы общая площадь была около 3000 кв. м. Поскольку в атмосфере Марса много пыли, она будет постоянно оседать на солнечной батарее. Поэтому одним из основных повседневных занятий марсонавтов будет хождение с веником и заметание пыли с солнечных батарей.

Также на одном из этих беспилотных аппаратов планируется отправить один университетский проект, который будет демонстрировать, как в марсианских условиях смогут проращиваться растения. Кроме того, будут испытываться технологии по добыче воды из грунта. Все ученые, которые занимаются этим вопросом, доказали, что в марсианском грунте есть вода. С одного ведра грунта можно добыть около литра воды.

Такая станция прилетит на Марс, чтобы доказать реальные возможности тех технологий, которые будут использоваться в проекте.

О перелете и жизни на Марсе

Марсианская пыльная буря – это не то, что показывают в блокбастерах. Она совсем не такая ужасная, что сметает космонавтов, уничтожает все оборудование, и на этом месте ничего не остается. Поскольку на Марсе очень разряженная атмосфера, порядка 1% от Земли, марсианская буря представляет собой просто висящий в воздухе песок. Самый сильный ветер – это наш земной бриз. Он ничего не способен повредить, может только покрыть слоем пыли все, что можно покрыть. В течение этой бури энергообеспечение базы будет минимальным, потому что солнечные батареи будут закрыты от солнца. Для этого будет аварийный запас кислорода на 60 дней, запас воды, а энергией будут снабжаться только вентиляторы, которые гоняют воздух.

Чтобы достичь Марса, необходим перелетный модуль. Он должен состоять из жилого отсека, в котором экипаж будет жить все восемь месяцев, проводить физтренировки и развлекаться. Еще он должен состоять из отсека, который выведет его на траекторию Земля – Марс, и с помощью которого будет проводиться коррекция маршрута.

Что из себя должны представлять эти модули. Это отсек, по стенкам которого будет оборудование и каюты с очень маленькими спальными мешками. Там же будут находиться беговые дорожки, тренажеры для тренировки в невесомости, какие-то вещи для досуга (плазма, чтобы смотреть плохие фильмы, возможно, кто-то возьмет гитару). Вся еда будет сублимированной.

Перелет будет проходить по Гомановской траектории. Она наиболее выгодна для перелета от одной орбиты к другой. Для Земли и Марса такой шанс открывается раз в 26 месяцев. Если не успеть запустить космический корабль в следующе полетное окно, придется отодвигать все запуски на два года. Конечно же, есть возможность запустить все по другой траектории, но это потребует больше топлива. Соответственно стоимость экспедиции возрастет во много-много раз.

В конце пути команда перейдет в посадочный модуль, отстыкуется от перелетного модуля, и скорректирует траекторию так, чтобы упасть на Марс. Сам перелетный модуль полетит дальше путешествовать по просторам Солнечной системы.

Первая опасность, которая ждет всех, кто отправляется в космос, особенно тех, кто вылетает за пределы земного пространства, а именно за пределы земной магнитосферы – это космическая радиация. Ее там очень много, но Солнце дает только 5%, остальное происходит от галактического излучения нашей галактики. В модуле, в котором будут лететь марсонавты, будет достаточный уровень защиты от радиации. Но на Солнце время от времени происходят вспышки, и от этого уровень радиации повышается во много раз. Это может убить тех, кто находится на борту любого перелетного модуля з пределами земной магнитосферы. Поэтому планируется, что будет специальное радиационное убежище. Оно будет выложено надувными корпусами, между которыми будет находиться вода. Жидкость будет использоваться для питья и других нужд, но затем ее можно обратно закачивать в пустые секции, чтобы в случае чего использовать как защиту от радиации. Это будет очень маленькое пространство, но оно необходимо для того, чтобы выжить.

Колонизация предполагает, что человеческий род будет продолжаться на Марсе. Однако первым переселенцам не рекомендуется производить детей, поскольку еще не изучено то, как низкая гравитация повлияет на развитие плода и на рост ребенка.

Для полета на Марс и посадки туда существуют все технологии, но, чтобы вернуть человека с Марса на Землю, туда нужно послать еще одну ракету, которая стартует с Марса и долетит до Земли. При этом объем и вес оборудования увеличатся во много раз. Значит, возрастет цена. Было подсчитано, что экспедиция по возвращению домой будет стоить в несколько раз дороже, чем экспедиция в один конец. Тем более, что технологии, которые позволят вернуться человеку с Марса, еще не разработали. Первая экспедиция Mars One будет стоить $6 млрд. А по подсчетам NASA – $100 млрд. Поэтому выбрали более дешевый вариант. Население развивается, специалисты изучают все на месте – и постоянная ротация для этого не требуется.

From the nature of the universe (that’s if there is only one) to the purpose of dreams, there are lots of things we still don’t know – but we might do soon. A new book seeks some answers

Hayley Birch, Colin Stuart and Mun Keat Looi

1 What is the universe made of?

Astronomers face an embarrassing conundrum: they don’t know what 95% of the universe is made of. Atoms, which form everything we see around us, only account for a measly 5%. Over the past 80 years it has become clear that the substantial remainder is comprised of two shadowy entities – dark matter and dark energy. The former, first discovered in 1933, acts as an invisible glue, binding galaxies and galaxy clusters together. Unveiled in 1998, the latter is pushing the universe’s expansion to ever greater speeds. Astronomers are closing in on the true identities of these unseen interlopers.

2 How did life begin?

Four billion years ago, something started stirring in the primordial soup. A few simple chemicals got together and made biology – the first molecules capable of replicating themselves appeared. We humans are linked by evolution to those early biological molecules. But how did the basic chemicals present on early Earth spontaneously arrange themselves into something resembling life? How did we get DNA? What did the first cells look like? More than half a century after the chemist Stanley Miller proposed his “primordial soup” theory, we still can’t agree about what happened. Some say life began in hot pools near volcanoes, others that it was kick-started by meteorites hitting the sea.

3 Are we alone in the universe?

Perhaps not. Astronomers have been scouring the universe for places where water worlds might have given rise to life, from Europa and Mars in our solar system to planets many light years away. Radio telescopes have been eavesdropping on the heavens and in 1977 a signal bearing the potential hallmarks of an alien message was heard. Astronomers are now able to scan the atmospheres of alien worlds for oxygen and water. The next few decades will be an exciting time to be an alien hunter with up to 60bn potentially habitable planets in our Milky Way alone.

4 What makes us human?

Just looking at your DNA won’t tell you – the human genome is 99% identical to a chimpanzee’s and, for that matter, 50% to a banana’s. We do, however, have bigger brains than most animals – not the biggest, but packed with three times as many neurons as a gorilla (86bn to be exact). A lot of the things we once thought distinguishing about us – language, tool-use, recognising yourself in the mirror – are seen in other animals. Perhaps it’s our culture – and its subsequent effect on our genes (and vice versa) – that makes the difference. Scientists think that cooking and our mastery of fire may have helped us gain big brains. But it’s possible that our capacity for co-operation and skills trade is what really makes this a planet of humans and not apes.

5 What is consciousness?

We’re still not really sure. We do know that it’s to do with different brain regions networked together rather than a single part of the brain. The thinking goes that if we figure out which bits of the brain are involved and how the neural circuitry works, we’ll figure out how consciousness emerges, something that artificial intelligence and attempts to build a brain neuron by neuron may help with. The harder, more philosophical, question is why anything should be conscious in the first place. A good suggestion is that by integrating and processing lots of information, as well as focusing and blocking out rather than reacting to the sensory inputs bombarding us, we can distinguish between what’s real and what’s not and imagine multiple future scenarios that help us adapt and survive.

6 Why do we dream?

We spend around a third of our lives sleeping. Considering how much time we spend doing it, you might think we’d know everything about it. But scientists are still searching for a complete explanation of why we sleep and dream. Subscribers to Sigmund Freud’s views believed dreams were expressions of unfulfilled wishes – often sexual – while others wonder whether dreams are anything but the random firings of a sleeping brain. Animal studies and advances in brain imaging have led us to a more complex understanding that suggests dreaming could play a role in memory, learning and emotions. Rats, for example, have been shown to replay their waking experiences in dreams, apparently helping them to solve complex tasks such as navigating mazes.

7 Why is there stuff?

You really shouldn’t be here. The “stuff” you’re made of is matter, which has a counterpart called antimatter differing only in electrical charge. When they meet, both disappear in a flash of energy. Our best theories suggest that the big bang created equal amounts of the two, meaning all matter should have since encountered its antimatter counterpart, scuppering them both and leaving the universe awash with only energy. Clearly nature has a subtle bias for matter otherwise you wouldn’t exist. Researchers are sifting data from experiments like the Large Hadron Collider trying to understand why, with supersymmetry and neutrinos the two leading contenders.

8 Are there other universes?

Our universe is a very unlikely place. Alter some of its settings even slightly and life as we know it becomes impossible. In an attempt to unravel this “fine-tuning” problem, physicists are increasingly turning to the notion of other universes. If there is an infinite number of them in a “multiverse” then every combination of settings would be played out somewhere and, of course, you find yourself in the universe where you are able to exist. It may sound crazy, but evidence from cosmology and quantum physics is pointing in that direction.

9 Where do we put all the carbon?

For the past couple of hundred years, we’ve been filling the atmosphere with carbon dioxide – unleashing it by burning fossil fuels that once locked away carbon below the Earth’s surface. Now we have to put all that carbon back, or risk the consequences of a warming climate. But how do we do it? One idea is to bury it in old oil and gas fields. Another is to hide it away at the bottom of the sea. But we don’t know how long it will stay there, or what the risks might be. Meanwhile, we have to protect natural, long-lasting stores of carbon, such as forests and peat bogs, and start making energy in a way that doesn’t belch out even more.

10 How do we get more energy from the sun?

Dwindling supplies of fossil fuels mean we’re in need of a new way to power our planet. Our nearest star offers more than one possible solution. We’re already harnessing the sun’s energy to produce solar power. Another idea is to use the energy in sunlight to split water into its component parts: oxygen, and hydrogen, which could provide a clean fuel for cars of the future. Scientists are also working on an energy solution that depends on recreating the processes going on inside stars themselves – they’re building a nuclear fusion machine. The hope is that these solutions can meet our energy needs.

11 What’s so weird about prime numbers?

The fact you can shop safely on the internet is thanks to prime numbers – those digits that can only be divided by themselves and one. Public key encryption – the heartbeat of internet commerce – uses prime numbers to fashion keys capable of locking away your sensitive information from prying eyes. And yet, despite their fundamental importance to our everyday lives, the primes remain an enigma. An apparent pattern within them – the Riemann hypothesis – has tantalised some of the brightest minds in mathematics for centuries. However, as yet, no one has been able to tame their weirdness. Doing so might just break the internet.

12 How do we beat bacteria?

Antibiotics are one of the miracles of modern medicine. Sir Alexander Fleming’s Nobel prize-winning discovery led to medicines that fought some of the deadliest diseases and made surgery, transplants and chemotherapy possible. Yet this legacy is in danger – in Europe around 25,000 people die each year of multidrug-resistant bacteria. Our drug pipeline has been sputtering for decades and we’ve been making the problem worse through overprescription and misuse of antibiotics – an estimated 80% of US antibiotics goes to boosting farm animal growth. Thankfully, the advent of DNA sequencing is helping us discover antibiotics we never knew bacteria could produce. Alongside innovative, if gross-sounding, methods such as transplanting “good” bacteria from fecal matter, and the search for new bacteria deep in the oceans, we may yet keep abreast in this arms race with organisms 3bn years our senior.

13 Can computers keep getting faster?

Our tablets and smartphones are mini-computers that contain more computing power than astronauts took to the moon in 1969. But if we want to keep on increasing the amount of computing power we carry around in our pockets, how are we going to do it? There are only so many components you can cram on to a computer chip. Has the limit been reached, or is there another way to make a computer? Scientists are considering new materials, such as atomically thin carbon – graphene – as well as new systems, such as quantum computing.

14 Will we ever cure cancer?

The short answer is no. Not a single disease, but a loose group of many hundreds of diseases, cancer has been around since the dinosaurs and, being caused by haywire genes, the risk is hardwired into all of us. The longer we live, the more likely something might go wrong, in any number of ways. For cancer is a living thing – ever-evolving to survive. Yet though incredibly complicated, through genetics we’re learning more and more about what causes it, how it spreads and getting better at treating and preventing it. And know this: up to half of all cancers – 3.7m a year – are preventable; quit smoking, drink and eat moderately, stay active, and avoid prolonged exposure to the midday sun.

15 When can I have a robot butler?

Robots can already serve drinks and carry suitcases. Modern robotics can offer us a “staff” of individually specialised robots: they ready your Amazon orders for delivery, milk your cows, sort your email and ferry you between airport terminals. But a truly “intelligent” robot requires us to crack artificial intelligence. The real question is whether you’d leave a robotic butler alone in the house with your granny. And with Japan aiming to have robotic aides caring for its elderly by 2025, we’re thinking hard about it now.

16 What’s at the bottom of the ocean?

Ninety-five per cent of the ocean is unexplored. What’s down there? In 1960, Don Walsh and Jacques Piccard travelled seven miles down, to the deepest part of the ocean, in search of answers. Their voyage pushed the boundaries of human endeavour but gave them only a glimpse of life on the seafloor. It’s so difficult getting to the bottom of the ocean that for the most part we have to resort to sending unmanned vehicles as scouts. The discoveries we’ve made so far – from bizarre fish such as the barreleye, with its transparent head, to a potential treatment for Alzheimer’s made by crustaceans – are a tiny fraction of the strange world hidden below the waves.

17 What’s at the bottom of a black hole?

It’s a question we don’t yet have the tools to answer. Einstein’s general relativity says that when a black hole is created by a dying, collapsing massive star, it continues caving in until it forms an infinitely small, infinitely dense point called a singularity. But on such scales quantum physics probably has something to say too. Except that general relativity and quantum physics have never been the happiest of bedfellows – for decades they have withstood all attempts to unify them. However, a recent idea – called M-Theory – may one day explain the unseen centre of one of the universe’s most extreme creations.

18 Can we live for ever?

We live in an amazing time: we’re starting to think of “ageing” not as a fact of life, but a disease that can be treated and possibly prevented, or at least put off for a very long time. Our knowledge of what causes us to age – and what allows some animals to live longer than others – is expanding rapidly. And though we haven’t quite worked out all the details, the clues we are gathering about DNA damage, the balance of ageing, metabolism and reproductive fitness, plus the genes that regulate this, are filling out a bigger picture, potentially leading to drug treatments. But the real question is not how we’re going to live longer but how we are going to live well longer. And since many diseases, such as diabetes and cancer, are diseases of ageing, treating ageing itself could be the key.

19 How do we solve the population problem?

The number of people on our planet has doubled to more than 7 billion since the 1960s and it is expected that by 2050 there will be at least 9 billion of us. Where are we all going to live and how are we going to make enough food and fuel for our ever-growing population? Maybe we can ship everyone off to Mars or start building apartment blocks underground. We could even start feeding ourselves with lab-grown meat. These may sound like sci-fi solutions, but we might have to start taking them more seriously.

20 Is time travel possible?

Time travellers already walk among us. Thanks to Einstein’s theory of special relativity, astronauts orbiting on the International Space Station experience time ticking more slowly. At that speed the effect is minuscule, but ramp up the velocity and the effect means that one day humans might travel thousands of years into the future. Nature seems to be less fond of people going the other way and returning to the past, however some physicists have concocted an elaborate blueprint for a way to do it using wormholes and spaceships. It could even be used to hand yourself a present on Christmas Day, or answer some of the many questions that surround the universe’s great unknowns.