> Колонизация Марса
Создание колонии на Марсе : как человечеству сформировать поселение на четвертой планете Солнечной системы. Проблемы, новые методы, исследования Марса с фото.
Марс предлагает крайне некомфортные условия для жизни. У него слабая атмосфера, нет защиты от космических лучей и отсутствует воздух. Но у него есть и много общего с нашей Землей: наклон оси, структура, состав и даже небольшое количество воды. Это означает не только то, что ранее на планете была жизнь, но и то, что у нас есть шанс колонизировать Марс. Вот только понадобится огромное количество ресурсов и времени! Как выглядит план колонизации Марса?
Проблем много. Начнем с тонкого слоя марсианской атмосферы, состав которой представлен углекислым газом (96%), аргоном (1.93%) и азотом (1.89%).
Колебания атмосферного давления охватывают 0.4-0.87 кПа, что приравнивается к 1% на уровне земного моря. Все это приводит к тому, что мы сталкиваемся с холодной обстановкой, где температура способна падать к -63°C.
На Марсе нет защиты от опасного космического излучения, поэтому доза составляет 0.63 мЗв в день (1/5 от количества, которое мы получаем на Земле за год). Поэтому придется нагреть планету, создать атмосферный слой и изменить состав.
Впервые Марс фигурирует в художественном произведении в 1951 году. Это был роман Артура Кларка «Пески Марса», где рассказывается о поселенцах, прогревающих планету для создания жизни. Одной из наиболее популярных книг считается «Озеленение Марса» от Д. Лавлока и М. Албаби (1984 год), с описанием постепенного превращения марсианской среды в земную.
В истории 1992 года Фредерик Похл использовал кометы из Облака Оорта, чтобы создать атмосферу и водные запасы. В 1990-х гг. появляется трилогия от Кима Робинсона: «Красный Марс», «Зеленый Марс» и «Голубой Марс».
В 2011 году возникла японская манга от Ю Сасуга и Кеничи Тачибана, где отображены современные попытки трансформировать Красную планету. А в 2012 году появился рассказ от Кима Робинсона, где говорится о колонизации всей Солнечной системы.
За последние десятилетия возникало множество предложений о способах создания колоний на Марсе. В 1964 году Дандридж Коул выступал за активацию парникового эффекта – доставка аммиачных льдов на поверхность планеты. Это мощный парниковый газ, поэтому должен загустить атмосферу и повысить температуру Красной планеты.
Еще один вариант – уменьшение альбедо, где марсианскую поверхность покроют темным материалом, чтобы сократить поглощение звездных лучей. Эту идею поддерживал Карл Саган. В 1973 году он даже предложил два сценария для этого: доставка низколегированного материала и посадку темных растений на полярных территориях, чтобы расплавить ледяные шапки.
В 1982 году Кристофер Маккей написал статью о концепции саморегулируемой марсианской биосферы. В 1984 году Д. Лавлок и М. Албаби предложили импортировать хлорфторуглероды, чтобы создать глобальное потепление.
В 1993 году Роберт Зубрин и Кристофер Маккей предложили разместить орбитальные зеркала, которые бы увеличили нагрев. Если расположить их возле полюсов, то можно было бы расплавить ледяные запасы. Также они голосовали за использование астероидов, которые при ударах накаляют атмосферу.
В 2001 году поступила рекомендация о применении фтора, который в качестве парникового газа в 1000 раз эффективнее СО 2 . Причем эти материалы можно добывать на Красной планете, а значит можно обойтись без земных поставок. Нижний рисунок демонстрирует концентрацию метана на Марсе.
Также предлагали доставлять метан и прочие углеводороды из внешней системы. Их много на Титане. Есть идеи по созданию закрытых биодомов, где будут использовать кислородосодержащие цианобактерии и водоросли, посаженные в марсианскую почву. В 2014 году проводили первые испытания и ученые продолжают развивать концепцию. Такие конструкции способны создать определенные кислородные запасы.
Начнем с того, что колонизация Марса - вызов всему человечеству, которое снова попытается посетить совершенно чужой мир. Но причина создания человеческой колонии заключается не только в научном азарте и человеческом эго. Дело в том, что наша планета Земля не бессмертна. Случайный сбой орбитального пути у астероида и нам конец. А в перспективе также расширение Солнца до состояния красного гиганта, который поглотит нас или поджарит. Не будем забывать о риске глобального потепления, перенаселения и эпидемии. Согласитесь, разумно подготовить себе путь к отступлению.
Тем более, Марс – выгодный вариант. Это планета земного типа, расположенная в пределах зоны обитаемости. Роверы и зонды подтвердили наличие воды, а также ее обилие в прошлом.
Нам удалось познакомиться с марсианским прошлым. Оказывается, 4 млрд. лет назад на поверхности была вода, а атмосферный слой был намного плотнее. Но планета потеряла это из-за серьезного удара или стремительного падения температуры во внутренней части.
Среди причин также называют необходимость расширения источников добычи ресурсов. Марс располагает изобилием льда и минералов. К тому же колония станет промежуточным пунктом между нами и поясом астероидов.
Да, нам придется крайне нелегко. Начнем с того, что трансформация требует использования огромного количества ресурсов, как человеческих, так и технологических. Есть также риск, что любое наше вмешательство пойдет не по сценарию. К тому же на это уйдут не годы и не десятилетия. Речь ведь идет не о простом создании защитных укрытий, а изменении атмосферного состава, создании водяного покрова и т.д.
Мы точно не знаем, сколько земных организмов потребуется и смогут ли они адаптировать к новым условиям, чтобы создать свою экологию. Формирование атмосферы с кислородом и озоном возможно за счет фотосинтезирующих организмов. Но на это уйдут миллионы лет!
Но сроки можно сократить, если вывести специальную разновидность бактерий, которая уже приспособлена к экстремальным условиям Красной планеты. Но даже тогда счет идет на века и тысячелетия.
Есть также нехватка в инфраструктуре. Мы говорим об аппаратах, способных добывать необходимые материалы на чужих планетах и спутниках. Это значит, что их полеты должны осуществляться в приемлемых для нас временных рамках. Современные двигатели не соответствуют этим задачам.
У Новых Горизонтов ушло 11 лет для прибытия к Плутону. Ионный двигатель Рассвета доставил аппарат к Веста (в поясе астероидов) за 4 года. Но это совершенно не практично, ведь мы собираемся отправлять их туда-обратно, как конвейер по доставке.
Есть также другой момент. Мы не знаем, есть ли на планете живые организмы, поэтому наша трансформация нарушит их естественную среду. В итоге, мы просто станем виновниками геноцида.
Так что в долгосрочной перспективе освоение Марса – выгодная идея. Но она не подойдет тем, кто мечтает справиться за десятилетие. Тем более, что любая миссия будет рискованная, если не жертвенная. Найдутся ли смельчаки?
Однако опрос показал, что сотни тысяч людей согласны отправиться в поездку в один конец. Да и многие агентства заявляют о своем желании принять участие в колонизации. Как видите, все-таки научный азарт и неизвестность притягивают к себе и заставляют нас углубляться в пространство и открывать новые горизонты.
Когда людей на Земле станет слишком много – очевидно начнется активная колонизация соседних планет. На сегодня, в основном из-за дороговизны процедуры освоения Космоса, вопрос переселения людей в иные атмосферы практически никак не решается. Но как вы понимаете это лишь вопрос времени, денег и постепенного истощения природных ресурсов нашей планеты.
Впервые задуматься о том, отправилась бы лично я в марсианскую экспедицию с невозможностью возвращения на Землю, пришлось примерно год назад. Тогда во всех СМИ пестрила новость о том, что международный проект Mars One набирает группу добровольцев из 4-х человек для основания колонии на поверхности Марса и трансляции происходящего с новой планеты по нашему ТВ. Помню, что даже видела на эту тему сюжет с девушкой из России, которая подала заявку на участие в колонизации Марса и весьма убедительно говорила в интервью какому-то каналу о том, почему готова отважиться на данное мероприятие.
Если честно, на тот момент меня повергло в шок такое положение дел – вам предлагают улететь на неведомый Марс для того, чтобы построить там цивилизацию, испытать все тонкости и тяжбы создателей на своей шкуре и больше никогда ни одним глазком не увидеть планету, на которой родился , никогда не вернуться на Землю. Возможно, я слишком люблю синее небо и воздух, возможно, я чрезвычайно скептически отношусь к самопожертвованию людей, возможно, я не настолько отчетливо понимаю и вижу миссию человека во Вселенной, чтобы положительно отозваться о безвозвратном переселении человека на Марс.
Однако, безусловно, в нашем современном мире и жизни есть веские основания на то, чтобы осваивать, так или иначе, другие планеты. В том числе и Марс – наиболее оптимально расположенное от Земли планетарное пространство, с найденными толщами воды и более-менее ощутимыми признаками или возможностями для создания и поддержания жизни.
В данном материале я хочу рассмотреть все за и против относительно колонизации Космоса, на примере не первый год рассматриваемой как учеными, так и фантастами самой красной планеты в известной нам Галактике.
В результате долгих и скрупулезных исследований вопроса выяснилось, что обустроить жизнь на Марсе это вам не шоколадку скушать . Хотя с одной стороны он и находится относительно недалеко от Земли, а также обладает наиболее подходящими природными характеристиками для освоения поверхности человеком, говорить о том, что поработить Марс будет легко и просто не приходится.
А дело вот в чем. Наряду со всеми имеющимися различиями Марса и Земли, куда входит и разность силы тяжести, и температура поверхности неосвоенной планеты, и низкое атмосферное давление с маленьким магнитным полем, красная планета таит еще и на пути в своем направлении целый букет опасностей . Здесь следует отметить высокий уровень космической радиации , опять-таки сезонные колебания температуры, а также её ощутимую разность за одни сутки. При полете и нахождении на Марсе никак не разрешенным останется вопрос метеоритных дождей , и соответствующих последствий. Также человека подстерегает на пути к красной обители перхлоративная и гипсовая пыль в буквальном смысле уничтожающая и заражающая всё живое.
И если завести ракету на Земле и отправить её в Космос в направлении Марса сегодняшняя наука и инженерия практически способны, то приземлить летательный объект на планете с низким атмосферным давлением будет чрезвычайно сложно . Для этого потребуется соблюсти такие тонкие и подчас непредсказуемые пункты как — остановка двигателей до того как летательный объект войдёт в атмосферу Марса, воспроизвести торможение об атмосферу, а также начать его с помощью двигателей находясь непосредственно в атмосфере, и в довершение ко всему осуществить приземление на определенного типа подушки.
Но как вы понимаете, технические сложности это лишь одна сторона медали. Полететь и приземлиться на Марсе хоть и трудно, и дорого, но уже сегодня выглядит достижимой для человечества задачей. Однако выжить на планете без кислорода и растений типичному индивиду с Земли будет крайне проблематично .
И вот почему – во-первых, до сих пор неизвестно как будет происходить адаптация человеческого организма к особенностям марсианской гравитации.
Во-вторых, из-за невозможности выйти наружу человеку придется всё время проводить в запертом помещении, в ограниченном кругу людей – а это, по мнению врачей, может привести к глубокому стрессу, депрессии и прочим психологическим расстройствам.
Кроме этого, земляне столкнутся с нарушениями сна, работоспособности и корректировкой процесса метаболизма. Исследователи отмечают, что помимо всего прочего люди испытают на себе ортостатическую неустойчивость после приземления на Марс, негативные последствия ждут человека и в связи с воздействием космической радиации.
И, тем не менее, если рассматривать колонизацию Космоса как неизбежную необходимость для человечества, то, пожалуй, лучше Марса нам ничего не найти . Полет до красной планеты по расчетам ученых должен занять не более девяти месяцев, а жизнь на Марсе потребует небольших энергетических расходов, если сравнивать освоение планеты с другими допустимо возможными.
Среди плюсов Марса относительно освоения его человеком выступают и его некоторые сходства с нашей планетой. Например, то, что у Марса также как у Земли есть атмосфера , правда весьма разряженная, за счет чего человек сможет без специального костюма прожить в ней не больше одной минуты, однако она всё-таки защищает кое-как от радиации, и может быть использована для торможения летательных аппаратов. Из обнаруженных достоинств Марса явным плюсом стало подтверждение наличия воды на планете . Правда, в замороженном виде, но сама по себе вода – это уже возможность поддержания жизни, а не этого ли мы хотим?
Более того, пока что теоретически говорится о том, что на красной планете, прямо в грунте возможно выращивание растений . Исследования показали, что марсианский грунт по химическому составу и соотношению ряда иных характеристик довольно-таки близок к земному. Плюсов Марсу добавляет и в целом химический состав его поверхности – обилие минералов, полезных ископаемых, которые позволят еще долго и счастливо существовать землянам , если только мы научимся их добывать на Марсе и доставлять на свою планету.
А сейчас давайте вернемся к тому, с чего начали – почему вообще возникли такие мысли у человечества как колонизация Марса? Неужели люди являются такими ярыми эксплуататорами, что сумели засорить Землю, истощить её и перенаселить, что теперь им придется искать прибежище на холодном и непонятном красном шаре, вдалеке от синего неба, обилия кислорода и привычной силы притяжения?
Вообщем-то, всё так и есть. Ключевыми целями колонизации Марса являются:
Несмотря на то, что первый полет в космос, а также посещение человеком Луны состоялись уже несколько десятилетий назад, покорение землянами иных планет тормозится до сих пор. И связанно это не только с высокой вероятностью гибели первооткрывателей Марса и исходя из этого очевидным риском человеческих потерь, но и, конечно же, с финансовой картиной.
Так, например, для создания ядерной электродвигательной установки, которую готовит Росатом, только в 2010 году было выделено 430 миллионов рублей . В свою очередь на разработку двигателей, генераторов и турбокомпрессоров, порученную Роскосмосу тогда же было выделено 70 миллионов рублей. Все это спонсирование направлено на создание ядерной электродвигательной установки будущего поколения ракетной техники, для предстоящего в первой половине 21-го века пилотируемого полета на Марс с российской стороны.
А вот в США расчеты 1992 года на предстоящий пилотируемые полет к Марсу требовали не менее 400 миллиардов долларов , что предопределило отказ правительства от подобной авантюры и на несколько лет закрыло «глаза» на освоение красной планеты. Однако уже в 2011 году, действующий президент США Барак Обама высказался о том, что американские астронавты таки планируют лететь на Марс. И в 2013 году миру стало известно о проекте организации Inspiration Mars Foundation , целью которой является пилотируемая экспедиция к Марсу, стартующая в 2018 году.
Что касается финансирования кампании, то его первые два года будет осуществлять известный всему миру бывалый в космосе Деннис Тито. В целом, цена вопроса полета на Марс в рамках Inspiration Mars Foundation варьируется в промежутке от одного до двух миллиардов долларов , что вызывает некое подозрение своей дешевизной. Для сравнения, НАСА тратят на программу Mars Science в два с половиной миллиарда долларов больше.
Как видите, стоимость всего лишь полета на Марс нескольких человек обойдется космическим державам довольно дорого. Но если взять во внимание то, сколько правительство США и других развитых стран тратит из своих бюджетов на создание оружия и грамотно расставить приоритеты, то освоение Космоса окажется не таким уж затратным . Тут лишь важно отчетливое знание – возможно ли устроить жизнь людей на Марсе, и так ли он богат ископаемыми, как нам это кажется с Земли.
Загвоздка тем временем кроется еще и в том, что если отправить на Марс экспедицию, скорее всего, землянам удастся, то вернуть оттуда людей обратно вряд ли получится . Именно поэтому предстоящая колонизация космоса и требует от желающих полететь понимания и осознания о том, что дороги назад не будет .
Сторонники заселения Марса людьми на этот счет настроены весьма позитивно, и подкрепляют это тем, что при всех необходимых первоначальных затратах на транспортировку человека и обеспечение его жизнедеятельности на Марсе, в случае удачной автономии и успешной организации производства на новой планете при условии невозвращения — человечество экономически выиграет . Ведь даже если у колонизаторов уйдет уйма времени на пути поиска добычи полезных ископаемых, Марс можно будет использовать как полигон для реализации научных и технических исследований и экспериментов , которые на Земле в виду опасности загрязнения и без того не чистой биосферы — невозможны.
Возвращаясь к целям колонизации Марса, хочется отметить, что и для добычи полезных ископаемых, коих может оказаться великое множество в залежах красной планеты, и на массовое переселение землян как способа решить вопрос с перенаселением, в рамках сегодняшних возможностей космической техники потребуется не только уйма времени, но и опять-таки невообразимое количество финансовых средств. А это, сами понимаете, способно отвернуть человечество от освоения Марса или иных планет на неопределенное количество лет.
Дело в том, что с одной стороны первые экспедиции на Марс должны продемонстрировать нам, что жить на другой планете без привычной атмосферы и силы притяжения можно . Однако во сколько Земле встанет воссоздание на Марсе пригодной для дыхания атмосферы, гидросферы, биосферы и универсальных костюмов, защищающих человека от мощного излучения? Как дорого обойдется нашей планете транспортировка тех же добытых полезных ископаемых с Марса на Землю?
Выгодно ли всё это будет человечеству? Или может быть, разумнее будет заняться сохранением природы и атмосферы на родной планете? Сегодня ответить на данные вопросы не представляется возможным. Должно быть, более точно мы сможем узнать об этом после первого полета человека на Марс — экспедицией Mars One или Inspiration Mars Foundation или какой-нибудь еще.
Кстати об экспедициях. Что касается Inspiration Mars Foundation , то ими не планируется непосредственное приземление на Марс, но рассматривается пилотируемый облет планеты . Для этого будет выбрано два человека, а именно женатая пара , которая и полетит в космическое путешествие на 501 день . Стоит отметить, что такой короткий по времени путь к Марсу выпадает крайне редко, и именно в 2018 году планеты встанут таким образом, что полёт в пусковое окошко пройдет сравнительно быстрее, чем занял бы при обычной ситуации . Главной целью организации Денниса Тито выступает оживление интереса к науке и изучению космического пространства в обществе.
Конкурентный международный проект Mars One предполагает не просто облет планеты, но основание на ней настоящей колонии. В результате многолетней подготовки, тщательного отбора участников проекта и организации «почвы» для появления первых людей на Марсе, высадка экипажа планируется на 2024 год. Трансляция жизни на Марсе будет осуществляться на Землю круглосуточно благодаря специальным спутникам. Цель проекта – создание колонии на Марсе.
Еще одним глобальным проектом на сегодня является «Столетний космический корабль», в планы которого входит подготовка экспедиции в соседнюю звездную систему, а также отправка людей на Марс с тем, чтобы его колонизировать. Разрабатывает его одна из лабораторий НАСА. Последний проект изначально не предполагает возвращения людей на Землю . То есть, оно станет возможным лишь в том случае, если люди сумеют самостоятельно организовать полет с Марса обратно.
Наряду с тем, что энтузиасты, ученые, правительства и бизнесмены готовы инвестировать свое время и средства в разработку проектов покорения Марса, существует масса оппонентов, утверждающих, что колонизировать неизвестную нам планету совершенно бесполезно и более того – опасно.
Так, противники марсианских походов говорят о том, что:
Здесь же приводится в качестве аргумента против колонизации психологический фактор – долгий перелет, постоянная жизнь в замкнутом пространстве и так далее. И напоследок остается подвешенным вопрос существования жизни на Марсе . Он до сих пор не выяснен.
В виду всех вышеуказанных противоречий хочется добавить, что противники колонизации также намекают на то, что даже если людям удастся обосноваться на Марсе, тем самым повысится вероятность межпланетных войн , а это уже сами понимаете, чем грозит. Именно поэтому рассматривать Марс как «запасную колыбель» сегодня становится еще более сомнительным мероприятием.
Тем не менее, авантюристов, готовых навсегда распрощаться с Землей в нашем мире находится достаточное количество. И это доказывает, что человек сам по себе является существом, нацеленным на эволюционное развитие, на нескончаемый прогресс.
Задаваясь вопросом – смогла бы я полететь на Марс с вариантом невозвращения, рассмотрев все за и против, я так и осталась при своем первоначальном мнении – нет, не смогла бы. Но если добавить в это предложение вместо невозможности вновь увидеть родную планету – максимально вероятный шанс вернуться, то я бы согласилась. Посмотреть своими глазами, какова жизнь на Марсе я бы хотела, но только с тем, чтобы после космического путешествия вновь увидеть Землю, пройтись по ней ногами и подышать всеохватывающим воздухом. В противном случае подобная авантюра не для меня.
А вы готовы были бы улететь на Марс и больше никогда не вернуться обратно? Нужно ли нам колонизировать Марс?
Марс с учётом его орбиты, поверхности и наличия водяного льда на полюсах является одним из самых привлекательных для людей космическим объектом. На Земле с каждым днём растёт озабоченность по поводу будущего человечества, а поэтому колонизация Марса становится всё более насущной проблемой. Нельзя также сбрасывать со счетов экономические интересы, которые ещё больше разжигают внимание к далёкому космическому собрату.
Земля и Марс имеют относительное сходство . Марсианский день или сол очень близок к земному. Солнечный день на четвёртой планете равен 24 часам 30 минутам 35,244 секундам. Площадь составляет 28,4% от площади Земли и лишь немного меньше земной суши. Радиус составляет половину земного, а масса только одну десятую.
Осевой наклон равен 25,19 градусов, а у Земли он 23,44 градуса. В результате этого на красной планете сезоны года похожи на земные. Но длятся они почти в 2 раза дольше, так как марсианский год составляет около 1,88 земных лет. И самое главное, на Марсе имеется вода, спрятанная под коркой замёрзшего углекислого газа.
А теперь давайте рассмотрим различия Марса и Земли . Здесь сразу надо сказать, что даже экстремофильные организмы, выживающие на Земле во враждебных условиях, не могут выдержать экстремальную среду, которая присутствует на поверхности Марса.
Его поверхностная гравитация составляет 38% от земной. Тут следует заметить, что микрогравитация вызывает проблемы со здоровьем у людей. Они теряют мышечную массу и наблюдается деминерализация костей. Возможен ли такой негативный эффект на поверхности красной планеты? Это неизвестно, так как научные исследования, связанные с поверхностной гравитацией Марса, пока не проводились на Земле.
На четвёртой планете гораздо холоднее, чем на Земле. Средняя температура составляет минус 50 градусов по Цельсию, а на Земле она равна плюс 15 градусам по Цельсию. Количество солнечной энергии, достигающей Марса, гораздо меньше земной, так как он на 52% отстоит дальше от Солнца, чем Земля. Солнечная постоянная равна 43,3% от земной.
В то же время марсианская атмосфера более тонкая, а поэтому более высокая доля солнечной энергии достигает поверхности. Но тут не надо забывать про круглогодичные пылевые бури. Они способны блокировать солнечный свет на несколько недель. Отсутствие магнитосферы делает поверхность незащищённой от солнечного ветра.
Марсианское атмосферное давление ниже предела Армстронга. Атмосфера на 95% состоит из углекислого газа. Ещё есть азот (3%), аргон (1,6%) и следы других газов, включая кислород (0,4%). В марсианском воздухе парциальное давление углекислого газа равно 0,71 кПа по сравнению с 0,031 кПа за Земле.
Отравление углекислым газом (гиперкапния) у людей начинается при 0,1 кПа. Даже для растений 0,15 кПа является токсичным. А означает это только одно – воздух на Марсе токсичен для растений, животных и человека. И в добавление следует сказать, что тонкая атмосфера не способна отфильтровывать ультрафиолетовый солнечный свет.
На основании всего вышесказанного напрашивается вполне обоснованный вывод: колонизация Марса представляет собой довольно сложную задачу . Марсианская среда враждебна для людей, а разница в гравитации пагубно скажется на здоровье. Она приведёт к ослаблению костей и мышц, возникновению остеопороза и сердечно-сосудистым проблемам.
Обязательно следует учитывать и психологический фактор. Люди, работающие на Марсе, будут находиться в десятках миллионов километров от Земли. Если миссия будет продолжаться 2,5 года, то члены экипажа начнут испытывать чувства изоляции, тоски, депрессии. У них возникнет ощущение, что они брошены в космосе, ведь Земля в марсианском небе будет выглядеть как крошечная голубовато-зелёная точка.
Поэтому огромное значение при колонизации Марса будет иметь правильный выбор людей. Все они в обязательном порядке должны будут пройти специальную психологическую подготовку. А при возвращении на Землю им будут необходимы психосоциальные сессии, чтобы опять влиться в человеческое общество.
А теперь поговорим о самом главном – о связи с Землёй . Надо сказать, что Марс уже имеет спутники связи. Они со временем износятся, а поэтому потребуются другие орбитальные устройства, пока не будут разработаны новые продвинутые технологии.
Задержка односторонней связи при ближайшем приближении планет составляет около 8 минут. А когда планеты находятся на большом удалении друг от друга, возрастает до 40 минут. Также прямая связь блокируется на 2 недели, когда Солнце оказывается между Землёй и Марсом. Но в реальности полная потеря связи может достигать целого месяца.
Единственным выходом в данной ситуации может служить целый каскад спутников связи. Но они будут привлекать к себе космическую пыль и астероиды, что негативно скажется на их работе. Идеальным вариантом станут спутники, оборудованные ионными двигателями. Они смогут двигаться с небольшой скоростью по своим орбитам и обеспечивать непрерывную связь Марса с Землёй.
Какие места на Марсе являются самыми подходящими для колонии ? Для этих целей подходит экваториальный регион. Там много естественных пещер возле вулканов. Эти убежища надёжно защитят колонистов от радиации и микрометеоритов. Также есть версия, что в экваториальном регионе имеется в наличии геотермальная энергия.
Второй вариант – это размещение колонии в лавовых трубках. По аналогии с Землёй они должны иметь длинные проходы, которые обеспечат полную защиту от излучения. Большим плюсом также является то, что их легко герметизировать, используя местные материалы, особенно на небольших участках.
Помимо всего сказанного колонизация Марса подразумевает терраформирование . Данный термин означает изменение поверхности и климата красной планеты таким образом, чтобы она стала пригодной для проживания людей. Разговор идёт, естественно, об искусственном изменении окружающей среды.
У Марса нет магнитосферы, которая смягчает воздействие солнечной радиации и удерживает атмосферу. Поэтому для восстановления атмосферы и появления жидкой воды необходимы магнитные полюса или искусственная магнитосфера. Японские учёные выдвинули идею создания искусственной магнитосферы путём построения охлаждаемых широтных сверхпроводящих колец с достаточной величиной постоянного тока. Есть и другая теория, предполагающая развёртывание магнитного дипольного щита в точке Лагранжа Марса L1.
Моделирование показывает, что при наличии магнитосферы на красной планете за несколько десятков лет появится атмосфера, а её давление будет равно половине земного. Как результат, замороженный на полюсах углекислый газ начнёт сублимироваться, то есть переходить из твёрдого состояния в газообразное и согреет экватор. Ледяные шапки начнут таять и появятся океаны. Этому также будет способствовать вулканическая дегазация.
При достаточно высоком атмосферном давлении человеку на поверхности Марса уже не нужен будет специальный защитный напорный костюм. Ему потребуется только маска, обеспечивающая 100% кислород. Также исчезнет потребность в защите от солнечного ветра, радиации и сильного холода. Ситуация будет как на Земле, только человек будет ходить в маске с кислородным баллоном.
Таким образом, колонизация Марса в рамках терраформирования предусматривает создание магнитосферы, атмосферы и повышение температуры. Главная роль здесь отводится углекислому газу, благодаря которому усилится парниковый эффект, а формирование атмосферы и потепление будут дополнять друг друга.
Всё это здорово, но как быть с кислородом ? Не хотелось бы всё время ходить в маске по марсианской поверхности. Основная масса кислорода присутствует в виде двуокиси углерода. Кислород также имеется в оксидах металлов и в почве в виде нитратов на поверхности красной планеты. Анализ образцов грунта показал наличие перхлората. Его используют для высвобождения кислорода в химических кислородных генераторах. Воду с помощью электролиза можно разделить на кислород и водород, если есть электричество и жидкая вода.
С помощью водорослей и другой зелени можно добавить небольшое количество кислорода в атмосферу. Но этого будет недостаточно, чтобы люди получили возможность свободно дышать, а колонизация Марса превратилась в комфортное занятие.
Есть вариант создания биодомов, в которых будут размножаться кислородосодержащие цианобактерии и фотосинтезирующие водоросли для производства молекулярного кислорода. Такие биодома нужно будет разместить на Марсе ещё до его колонизации, чтобы прибывшие на планету люди сразу оказались в кислородной среде. Но данная технология предназначена лишь для изолированных помещений, а вот глобальной планетарной технологии пока нет.
В заключении следует сказать, что, несмотря на кажущиеся трудности и фантастичность многих проектов, колония на Марсе обязательно станет реальностью. Случится это в самом ближайшем будущем, так как технический прогресс идёт вперёд семимильными шагами, а освоение космоса является приоритетной задачей. Человек непременно обустроится на четвёртой планете, а затем наступи черёд других далёких планет и спутников .
Владислав Иванов
Колонизация других миров – непременный атрибут любого фантастического романа космической тематики. Это вполне объяснимо, ведь исключительно альтруистическая тяга к познанию неведомого никогда не оправдает затрат, которых потребуют космические путешествия. Рано или поздно встает вопрос о практическом применении результатов всех исследований. И вот пришло время, когда наука уже может противопоставить теориям фантастов реальные проекты колонизации другой планеты.
Илон Маск, его космическая экспансия и колонизация Марса - The Night Air
Марс – наиболее оптимальный выбор для по ряду причин:
Однако существуют и подводные камни. Во-первых, это характерные для красной планеты резкие перепады температур, да и в целом этот мир значительно холоднее Земли. Не следует забывать и о разнице в силе тяжести, что при постоянном пребывании там людей может стать причиной проблем со здоровьем, а в дальнейшем в сочетании с повышенным уровнем радиации – привести к различным мутациям. Низкое атмосферное давление и сам состав атмосферы – тоже усложняющие процесс заселения Марса факторы.
Колонизаторы красной планеты
Колонизация космоса, когда начнется колонизация Марса?
В силу вышеперечисленных причин для организации колонии на Марсе понадобится так называемого терраформирования, то есть приближения его условий к более подходящим для землян.
Прежде всего, это касается атмосферы, с трансформацией которой климат на планете изменится в более теплую сторону и появятся водоемы. С наибольшей вероятностью пригодными для обитания будут территории, прилегающие к экватору. Однако то, что так оптимистично выглядит в теории, не обещает быть простым в осуществлении на практике. Дело в том, что некоторые проекты, сулящие в кратчайшие сроки превратить Марс чуть ли не в пляжный рай, являются утопией и грозят нарушить природный баланс до степени глобальной катастрофы.
Гораздо более реалистичным является замысел постепенно, в течение многих десятков лет, формировать новую атмосферу, поэтапно поставляя на Марс замороженный азот, который будет добываться в Солнечной системе.
Также рассматривается возможность направлять на поверхность планеты кометный материал, состоящий, в основном, из воды, которая будет высвобождаться в атмосферу в виде пара. Выдвигаются идеи и как откорректировать орбиту и наклон оси Марса, чтобы обеспечить более стабильные климатические условия.
Но такие масштабные работы пока что – лишь теории, тогда как разработанный голландской компанией «Mars One» проект колонизации рассчитан на вполне обозримое будущее, и в соответствии с ним уже в 2023 году первые колонисты должны отправиться на красную планету.
Первые люди на Марсе - ч1 PlanetBase
Проблемы можно условно подразделить на 3 группы:
1. Технические;
Первые поколения колонистов особенно сильно будут зависеть от надежности работы всех систем и установок, ведь неисправность оборудования в условиях чужого, мало приспособленного для жизни мира – это не просто неприятность, а серьезная угроза для жизни. Существующий проект базируется на установке солнечных батарей как основного источника энергии, но должны быть и дополнительные ее источники, ведь в зимний период батареи будут практически бесполезны, да и КПД у них не слишком высок.
2. Биологические;
Жизнь на Марсе будет возможна лишь на станции, которая должна обеспечивать колонистов воздухом, теплом, пищей. И функционировать этим системам придется многие годы. Если выращивать растения в условиях построенной базы вполне реально, то разнообразить рацион другими продуктами удастся только за счет поставок с Земли, но они будут отнюдь не частыми, учитывая расстояние и стоимость подготовки полета. А самообеспечение колонии – дело далекого будущего.
Кроме того, многие болезни и травмы, с которыми современная медицина давно научилась справляться, при отсутствии больниц, оборудования и специалистов снова станут серьезной проблемой. К тому же, неизвестно, какие виды вирусов и бактерий могут обнаружиться на Марсе, насколько серьезно повлияет меньшая сила тяжести на здоровье землян… Вопросов здесь гораздо больше, чем ответов.
3. Психологические.
Пожалуй, эти сложности самые непредсказуемые. Никакие эксперименты и тесты не подготовят человека к такому испытанию. Полная изоляция от привычного мира, замкнутое и весьма ограниченное пространство, один и тот же круг людей изо дня в день на протяжении многих лет – срывы в таких условиях будут неизбежны. Все отработанные подходы к набору экипажа здесь неактуальны, команда должна будет формироваться таким образом, чтобы в дальнейшем в ее рамках колонисты смогли создать семьи. А это дополнительный риск: когда люди вынуждены постоянно пересекаться друг с другом, вопросы любви, ревности, личных антипатий и прочих аспектов взаимоотношений приобретают особую остроту.
Многих ученых наверняка привлечет возможность побывать на Марсе, но ключевое слово здесь «побывать». А не остаться там до конца жизни. Не исключено, что среди добровольцев немало найдется людей легкомысленных, не понимающих, на что они идут, а также авантюристов.
Проект ЭкзоМарс / фильм про космос
Части материалов и предметов первой необходимости (прежде всего - кислород , вода , продукты питания) из местных ресурсов этот путь ведения исследований окажется в целом экономически эффективнее, чем отправка возвращаемых экспедиций или создание станций-поселений для работы вахтовым методом. Кроме того, в перспективе Марс может стать удобным полигоном для проведения масштабных научных и технических экспериментов, опасных для земной биосферы .
Что касается добычи полезных ископаемых, то, с одной стороны, Марс может оказаться достаточно богат минеральными ресурсами, причём из-за отсутствия свободного кислорода в атмосфере возможно наличие на нём богатых месторождений самородных металлов , с другой - на текущий момент стоимость доставки грузов и организации добычи в агрессивной среде (непригодная для дыхания разрежённая атмосфера и большое количество пыли) настолько велика, что никакое богатство месторождений не обеспечит окупаемости добычи.
Для решения демографических проблем потребуется, во-первых, переброска с Земли населения в масштабах, несопоставимых с возможностями современной техники (как минимум - миллионы человек), во-вторых - обеспечение полной автономии колонии и возможности более или менее комфортной жизни на поверхности планеты, для чего потребуется создание на ней пригодной для дыхания атмосферы , гидросферы , биосферы и решение проблем защиты от космического излучения . Сейчас всё это можно рассматривать лишь умозрительно, как перспективу на отдалённое будущее.
Время полёта с Земли до Марса (при нынешних технологиях) составляет 259 суток по полуэллипсу и 70 - по параболе . В принципе, доставка на Марс необходимого минимума снаряжения и припасов на начальный период существования небольшой колонии не выходит за пределы возможностей современной космической техники, с учётом перспективных разработок, срок реализации которых оценивается в одно-два десятилетия. На текущий момент принципиальной нерешённой проблемой остаётся защита от излучений во время перелёта; в случае её решения сам перелёт (в особенности, если он будет производиться «в одну сторону») вполне реален, хотя и требует вложения огромных финансовых средств и решения целого ряда научных и технических вопросов различного масштаба.
При этом необходимо заметить, что «стартовое окно» для полёта между планетами открывается один раз в 26 месяцев. С учётом времени перелёта даже в самых идеальных условиях (удачное расположение планет и наличие транспортной системы в состоянии готовности) ясно, что, в отличие от околоземных станций или лунной базы, марсианская колония в принципе не будет иметь возможности получить оперативную помощь с Земли или эвакуироваться на Землю в случае возникновения нештатной ситуации, с которой невозможно справиться своими силами. Вследствие вышеизложенного, просто для выживания на Марсе колония должна иметь гарантированный срок автономии не менее трёх земных лет . С учётом возможности возникновения в течение этого срока самых различных нештатных ситуаций, аварий оборудования, природных катаклизмов ясно, что для обеспечения выживаемости колония должна иметь значительный резерв оборудования, производственных мощностей во всех отраслях собственной промышленности и, что на первых порах самое главное - энергогенерирующих мощностей, так как и всё производство, и вся сфера жизнеобеспечения колонии будет остро зависеть от наличия электроэнергии в достаточных количествах.
Без защитного снаряжения человек не сможет прожить на поверхности Марса и нескольких минут. Тем не менее, по сравнению с условиями на жарких Меркурии и Венере , холодных внешних планетах и лишённых атмосферы Луне и астероидах , условия на Марсе гораздо более пригодные для освоения. На Земле есть такие разведанные человеком места, в которых природные условия во многом похожи на марсианские. Атмосферное давление Земли на высоте 34 668 метров - рекордная по высоте точка, которой достиг воздушный шар с командой на борту (4 мая г. ) - приблизительно вдвое превышает максимальное давление на поверхности Марса.
Результаты последних исследований показывают, что на Марсе имеются значительные и при этом непосредственно доступные залежи водяного льда, почва, в принципе, пригодна для выращивания растений, а в атмосфере присутствует в достаточно большом количестве диоксид углерода . Всё это в совокупности позволяет рассчитывать (при наличии достаточного количества энергии) на возможность производства растительной пищи, а также добычи воды и кислорода из местных ресурсов, что значительно снижает потребность в технологиях замкнутого цикла жизнеобеспечения , который был бы необходим на Луне, астероидах или на удалённой от Земли космической станции .
Главные опасности, подстерегающие космонавтов во время полета к Марсу и пребывания на планете, следующие:
Возможные физиологические проблемы при нахождении на Марсе у экипажа будут следующие:
Способы воздействия, связанные с выводом на орбиту или падением астероида, требуют основательных расчётов, направленных на изучение подобного воздействия на планету, её орбиту, скорость вращения и многое другое.
Серьёзной проблемой на пути колонизации Марса является отсутствие магнитного поля, защищающего от солнечной радиации. Для полноценной жизни на Марсе без магнитного поля не обойтись.
Необходимо отметить, что практически все вышеперечисленные действия по терраформированию Марса на текущий момент являются не более чем «мысленными экспериментами», так как в большинстве своём не опираются на какие-либо существующие в реальности и хотя бы минимально проверенные технологии, а по приблизительным энергозатратам многократно превышают возможности современного человечества. Например, для создания давления, достаточного хотя бы для выращивания в открытом грунте, без герметизации, наиболее неприхотливых растений, требуется увеличить имеющуюся массу марсианской атмосферы в 5-10 раз, то есть доставить на Марс либо испарить с его поверхности массу порядка 10 17 - 10 18 кг. Нетрудно посчитать, что, например, для испарения такого количества воды потребуется приблизительно 2,25 10 12 ТДж, что более чем в 4500 раз превышает всё современное ежегодное энергопотребление на Земле (см. ).
Создание космического корабля для полёта к Марсу - сложная задача. Одной из главных проблем является защита космонавтов от потоков частиц солнечной радиации . Предлагается несколько путей решения этой задачи, например, создание особых защитных материалов для корпуса или даже разработка магнитного щита, подобного по механизму действия планетарному .
«Mars One» - частный проект по сбору средств, руководимый Басом Лансдорпом , предполагающий полет на Марс с последующим основанием колонии на его поверхности и трансляцией всего происходящего по телевидению.
«Inspiration Mars Foundation» - американская некоммерческая организация (фонд), основанная Деннисом Тито , планирующая отправить в январе 2018 года пилотируемую экспедицию для облёта Марса .
«Столетний космический корабль» (англ. Hundred-Year Starship ) - проект, общей целью которого является подготовка в течение века к экспедиции в одну из соседних планетарных систем. Одним из элементов подготовки является реализация проекта безвозвратного направления людей на Марс с целью колонизации планеты. Проект разрабатывает с 2010 года Исследовательский центр имени Эймса - одна из основных научных лабораторий НАСА . Основная идея проекта состоит в том, чтобы отправлять людей на Марс для того, чтобы они основали там колонию и продолжали жить в этой колонии, не возвращаясь на Землю. Отказ от возвращения приведёт к значительному сокращению стоимости полета, появится возможность взять больше груза и экипаж. Дальнейшие полёты будут доставлять новых колонистов и пополнять их запасы. Возможность обратного перелёта появится лишь тогда, когда колония своими силами сможет организовать на месте производство достаточного количества необходимых для этого предметов и материалов из местных ресурсов (прежде всего, речь идёт о топливе и запасах кислорода, воды и пищи).
Для общения с потенциальными колониями может использоваться радиосвязь, которая имеет задержку 3-4 мин в каждом направлении во время максимального сближения планет (которое повторяется каждые 780 дней) и около 20 мин при максимальном удалении планет; см. Конфигурация (астрономия) . Задержка сигналов от Марса к Земле и наоборот обусловлена скоростью света. Однако использование электромагнитных волн (в том числе световых) не даёт возможности поддерживать связь с Землей напрямую (без спутника ретрансляции), когда планеты находятся в противоположных точках орбит относительно Солнца.
Наилучшие места для колонии тяготеют к экватору и низменностям. В первую очередь это:
В случае терраформирования первый открытый водоём появится в долине Маринера.
Хотя до сих пор проектирование марсианских колоний не зашло дальше эскизов, из соображений близости к экватору и высокого атмосферного давления их обычно планируют основывать в разных местах долины Маринера. Каких бы высот в будущем ни достиг космический транспорт, законы сохранения механики определяют высокую цену доставки грузов между Землёй и Марсом, и ограничивают периоды полётов, привязывая их к планетарным противостояниям.
Высокая цена доставки и 26-месячные межполётные периоды определяют требования:
Это означает необходимость создания цементного, кирпичного, ЖБИ , воздушного и водного производств, а также разворачивания чёрной металлургии, металлообработки и оранжерей. Экономия продуктов питания потребует вегетарианства [ ] . Вероятное отсутствие коксующихся материалов на Марсе потребует прямого восстановления оксидов железа электролизным водородом - и, соответственно, производства водорода. Марсианские пылевые бури могут на месяцы сделать непригодной для использования солнечную энергетику, что при отсутствии природного топлива и окислителей делает единственно надёжной, на данный момент, только ядерную энергетику . Крупномасштабное производство водорода и впятеро большее содержание дейтерия во льдах Марса по сравнению с земными приведёт к дешевизне тяжёлой воды, что при добыче урана на Марсе сделает самыми эффективными и рентабельными тяжеловодные ядерные реакторы .
Помимо основных аргументов критики идеи колонизации космоса человеком (см. Колонизация космоса), имеются и возражения, специфичные для Марса:
