Космос для не космонавтов

Человечество непременно будет осваивать новые миры. Развитие человеческой цивилизации продолжалось тысячелетия, и лишь промышленная революция, начавшаяся в конце XVIII века, привела нас к идее покорения космоса. Сегодня речь идёт уже о полноценной колонизации. Но уже больше чем за шесть десятилетий с момента первого полёта человека в космос стало очевидно: для полноценного освоения космоса нам необходимо вывести на принципиально иной уровень развития целый ряд технологий. Наиболее перспективные среди них – аддитивные.

Почему сегодня мы вряд ли можем колонизировать другие планеты?

На сегодня не существует технологий строительства в космосе. До сих пор мы смогли научиться лишь собирать станции из готовых модулей. Поэтому большинство планов по колонизации основано именно на отправке на колонизируемый объект модулей. А это удовольствие невероятно дорогое, да и не самое универсальное. Развёртывание полноценных предприятий по добыче и переработке полезных ископаемых с их последующей механической обработкой на Луне, Марсе или любом другом космическом теле невозможно как минимум несколько ближайших десятилетий. Колонизируемый объект обязан быть независимым. Необходимость ждать, например на Марсе доставок материалов и новых модулей с Земли по году делает колонизацию невозможной.

С другой стороны, многие из современных промышленных технологий устарели и до сих пор работают на Земле лишь потому, что на них завязано огромное количество других технологий и целых производств. То есть кардинальное изменение в одной отрасли влечёт за собой столь же кардинальные изменения в других, связанных с ней.

Например, системы добычи полезных ископаемых, на которых завязаны все промышленные производства, зависят от систем геологической разведки. Все они, вместе взятые, в свою очередь, зависят от логистических систем. А им тоже нужны производства, чтобы хотя бы строить дороги, для которых также необходимо добывать и перерабатывать материалы.

Чем грозит применение старых подходов при колонизации планет?

Если мы решаем реализовывать освоение других планет посредством отправки модулей с Земли, мы попадаем в ловушку зависимости от родной планеты. Ведь развернуть производство новых модулей на недружелюбной планете невозможно.

Ну а в тех случаях, когда один из модулей выйдет из строя, придётся ждать, пока его заменят на Земле, а потом доставят на колонизируемый объект.

Конечно, для начала колонизации даже необходимо забросить на новую планету несколько основных модулей. Скажем, обитаемый модуль, модуль хранения и поддержания жизнедеятельности (условную оранжерею). Но своё развитие колония должна будет обеспечить самостоятельно. Иначе это сложно назвать колонизацией.

Здесь на выручку могут прийти несколько развивающихся технологий. Наиболее перспективными среди них выглядят аддитивные. В теории они позволяют обойтись без огромных трудоёмких производств. Их заменят комплексом, состоящим из систем добычи, сепарации и подачи расходного материала на печать. То есть 3D-принтер может выступить в роли мини-фабрики, объединяющей в себе сразу несколько производств.

Помимо прочего, использование аддитивных технологий в строительстве даст возможность применить топологическую оптимизацию. Это метод, который позволяет получить оптимальную форму изделия в заданных условиях эксплуатации.

Вы только представьте себе мир без острых углов с сооружениями самой причудливой, но максимально эффективной формы. Всё, как в фантастических фильмах!

Типологическая оптимизация позволит частично решить и энергетическую проблему. Ведь с помощью аддитивных технологий и топологической оптимизации можно создавать здания без температурных мостов – участков, имеющих пониженное термическое сопротивление. К примеру, убрать стыки между частями конструкции, которые значительно снижают теплозащиту здания. К тому же они служат причиной образования конденсата, что приводит к постепенному разрушению конструкции.

Другой положительный момент заключается в отсутствии отходов и вредных выбросов. То есть новый мир с самого начала не будет загрязняться.

Поскольку мы говорим о создании колонии на недружелюбных планетах, нужно понимать, что каждый ресурс ценен по-своему и даже из камней необходимо выжимать максимум. Именно поэтому разрабатываемые (к примеру, NASA) технологии сбора реголита для последующей 3D-печати из него включают термическую обработку с выделением воды, водорода и кислорода. Получается многофункциональное производство в обеспечении колонии всем необходимым.

Правда, на первых этапах вряд ли получится строить что-то,