Нижегородские ученые рассказали, зачем человеку нужен космос

Зачем люди летают в космос, если это могут сделать роботы? Грозит ли человечеству переселение на Марс? И как космические процессы моделируют на Земле, в нижегородских лабораториях? Обо всем этом рассказали ученые на лекциях «ИЦАЭ OPEN: Путеводитель по Вселенной».

Земля в иллюминаторе

В 1961 году человек впервые отправился в космос, а сегодня каждые полгода-год на МКС летают все новые группы космонавтов, которые в течение этого времени живут на околоземной орбите.

Казалось бы, что человечество сегодня может все: в космосе «обитает» телескоп «Джеймс Уэбб», через который мы можем обозревать самые далекие глубины Вселенной, а на Марсе работают марсоход Curiosity и зонд InSight, высылающие данные о самой планете. Так а зачем же человеку подвергать свою жизнь опасности в космосе, если за него все может сделать робот?

Этому есть несколько объяснений. Космос кишит не только различными астероидами, звездами и прочими небесными телами, но и космической радиацией, испускаемой ими же. Она включает в себя различные виды излучений, многие из которых человеческому глазу недоступны, – например, гамма-излучение. До Земли оно попросту не долетает, растворяясь в озоновом слое. Именно поэтому надо находиться в космосе для изучения таких частиц.

Кроме того, новые собранные данные зачастую объяснений сразу же не имеют: человек встретил некое явление впервые, а как оно устроено и почему так работает, не знает. Тогда данные отправляются на Землю, где ученые могут по заданным параметрам моделировать такие явления, но уже в меньших масштабах.

Этим, к примеру, занимается Институт прикладной физики РАН в Нижнем Новгороде. Здесь есть лаборатория моделирования геофизических плазменных явлений, где находится уникальная плазменная установка «Крот». Она имеет вакуумную камеру длиной 10 метров, в которой проводятся различные «космические» эксперименты.

В эту установку ученые загружают плазму. Она представляет собой четвёртое состояние вещества – сильно ионизированный газ (первое состояние — твёрдое тело, второе — жидкое состояние и третье — газообразное). Плазма является одним из основных видов материи в космосе, она есть на многих космических объектах – Солнце, звезды, Земля. И чтобы понять, как «работает» космос, ученые проводят все эксперименты на «Кроте».

«За счет больших размеров установки и камер, которые входят в ее состав, мы можем проводить исследования, испытания неких образцов, даже объектов техники, в том числе полноразмерных, потому что диаметр камеры составляет до трех метров», – рассказал кандидат физико-математических наук, заведующий лабораторией моделирования геофизических плазменных явлений ИПФ РАН Михаил Гущин.

Космонавты также помогают прогнозировать синоптикам, какая погода ожидается в разных точках нашей планеты. Обитателям МКС в течение всего дня видно, насколько сильно распространились пожары в Калифорнии, куда движутся пыльные бури в Кувейте и насколько сильно поредели тропические леса из-за вырубки в Бразилии.

«Конечно, сейчас это делается практически в автоматическом режиме, без участия человека. Но некоторые события происходят слишком быстро и ждать ответа от робота нет времени: пока произойдёт обработка всех накопленных данных, пока сформируется прогноз… Все это занимает время, и это время не позволит получить оперативную информацию и отреагировать очень быстро», – пояснил кандидат физико-математических наук, декан физико-технического факультета Мининского университета Николай Лапин.

Не земляне, а марсиане?

Еще одна причина, зачем нам так нужен космос, – это возможное будущее переселение землян на другую планету. Пока что в качестве нашего будущего дома рассматривается Марс, который, как и Земля, имеет свою атмосферу, 24 часа в сутках, залежи замерзшей воды – а значит, легче будет колонизировать новую планету.

Полет до Марса в момент наибольшего сближения с Землей на космическом корабле займет 260 – 300 дней. Все это время пассажиры корабля будут находиться в замкнутом пространстве. Чтобы они смогли выжить в это время, как-то питаться и взаимодействовать друг с другом, на МКС проводятся регулярные эксперименты по самым разным направлениям. Там не только смотрят, как действует человеческая психика в необычных условиях и как ведет себя организм в невесомости, но и также как выращивать различные фрукты, овощи, зелень и как ведет себя техника в космосе.

По имеющимся данным ученые знают, к примеру, что в невесомости у человека перестает болеть спина, суставы, да и сам человек как будто немного подрастает из-за того, что межпозвонковые диски в позвоночнике немного расправляются, – все из-за отсутствия гравитации. Однако есть у этого и обратная сторона – по возвращению на землю атрофируются мышцы, так как кровь не поступает в достаточной мере. Именно поэтому во время полетов космонавтам необходимы постоянные физические нагрузки.

Основатель космической компании SpaceX Илон Маск считает, что непилотируемые корабли Starship смогут оказаться на Марсе уже в течение двух лет. А сами люди смогут отправиться на красную планету в ближайшие четыре года.

«В ближайшем, наверное, десятилетии мы сможем увидеть людей на Марсе. Это так же, как и с удержанием плазмы для создания термоядерного синтеза. Есть большая шутка, но шутка есть только шутка. Я думаю, что скоро все получится», — заключил Николай Лапин.

Ранее на сайте pravda-nn.ru сообщалось, что нижегородцы рассказали о работе на космодроме Байконур.