Марсианская колония. Суровые условия планеты. Пригодность для освоения

При создании компании SpaceX в 2002 году, перед ней ставилось две главные задачи. Первая - удешевление космических полетов на порядок, а вторая - освоение космоса и колонизация других планет.

Основатель и глава частной американской космической компании SpaceX Илон Маск представил план по созданию обитаемой колонии на Марсе. По его словам, с этой целью планируется отправлять на «красную планету» тысячи людей по 100 000 долларов за полет.

На Международном конгрессе по астронавтике в Мексике 27 сентября американский предприниматель рассказал, что представляет отправку людей для освоения планеты в огромной ракете с многочисленными каютами, игровыми и комнатами отдыха.

«Мы должны перейти от миссий по разведке к настоящему строительству самоподдерживающегося города на Марсе и на это понадобится от 40 до 100 лет, - рассказал Маск на Международном конгрессе по астронавтике в Гвадалахара. - Самое главное – сделать это доступным практически всем, кто хочет полететь туда. (...) Первые полеты будут стоить достаточно дорого. Но система позволяет достичь цены, которая будет меньше, чем $ 200 000, возможно, со временем это будет даже $ 100 000, в зависимости от веса груза».

На видео, которое иллюстрировало представление Маска о поездках на Марс, была изображена межпланетная транспортная система с многоразовыми ракетами, метательной установкой на Марсе и тысячей космических кораблей на орбите, способных перевозить около 100 человек каждый. По мнению Маска, у человечества сегодня есть 2 основных пути:

«Первый - мы остаемся на Земле навсегда и тогда неизбежно вымрем. Альтернативный вариант - стать мультипланетным видом - цивилизацией, которая непрерывно осваивает космическое пространство в поисках новых миров».

Ранее сообщалось, что SpaceX впервые успешно испытала ракетный двигатель Raptor, который разрабатывался для космического корабля Interplanetary Transport System (первоначально он назывался Mars Colonial Transporter или MCT, но в будущем планируется вылетать и за пределы орбиты Марса) и ракеты-носителя, который доставит его за пределы земной атмосферы.

Ракета должна доставлять на Марс 100 тонн груза. По законам ракетостроения – это должен быть гигантский летательный аппарат. Он будет больше и Falcon Heavy, и SLS. На изображении выше MCT находится справа. На этом наброске её диаметр составляет 10 метров.

Первый полет будет дорогим, рассказал SpaceX, но наша цель, добавил он, «сделать это доступным практически для всех желающих».

Ученые НАСА также уже длительное время готовят почву для колонизации Марса. SpaceX работает при поддержке американского космического агентства: их совместный проект - беспилотный полет на Марс в 2018 году . Беспилотная капсула должна будет испытать технику снижения, вхождение в атмосферу и посадки.

Подробности о плане колонизации Марса от Илона Маска и SpaceX можно узнать .

Слетаем на Марс? – Запросто!

Если кому-то из колонистов не понравится на Марсе, они смогут вернуться, заверил глава SpaceX. При этом дальний космический перелет и суровость нынешнего климата Марса, конечно же, несут серьезные риски для астронавтов. Все они должны быть «готовы к смерти», предупредил Маск. Специальной подготовки для того, чтобы отправиться к красной планете не потребуется. «Мы стараемся сделать так, чтобы слетать мог каждый после нескольких дней подготовки», - отметил глава SpaceX.

Недружелюбный Марс

Глава SpaceX не рассказал, где будут жить пионеры Марса, а также как они справятся с условиями микрогравитации. Однако Илон Маск подчеркнул, что условия жизни на Красной планете вполне пригодны для человека, а когда-то Марс был очень похож на Землю.

Как отмечает Хайтек , на видеоролике SpaceX корабль колонизаторов не вертится, а значит, не создает искусственную гравитацию. В таких условиях астронавтам придется приложить немало усилий, чтобы сохранить здоровье и физическую активность.

Цена вопроса

Во время презентации концепции глава SpaceX сообщил, что цена полета в один конец составит $200 000, а со временем сократится до $100 000. При этом на текущий момент себестоимость отправки одного человека на Марс составляет $10 млрд.

«Люди должны модифицировать свой организм для условий космоса»

Испытания ракетного ускорителя запланированы на 2019 год, а первые полеты на Марс состоятся уже в 2023 году, но только если все сложится удачно. «Спонсировать эту инициативу будет непросто», - заметил Маск. Для реализации проекта понадобится сотрудничество частного и государственного секторов.

Слетаем на Марс?

Согласно плану Маска, один корабль сможет доставить на Марс 100 человек, но со временем получится перевезти и 200 пассажиров за раз - в этом случае билеты будут стоить дешевле. Перелет займет от 80 до 150 дней. В дальнейшем этот срок удастся свести к одному месяцу.

Скучать на борту корабля экипажу не придется. Публика сможет провести время в невесомости, поиграть в игры, посидеть в ресторане или посмотреть кино. «Поездка будет веселой, вы отлично проведете время», - заявил Маск.

Если кому-то из колонистов не понравится на Марсе, они смогут вернуться, заверил глава SpaceX . При этом дальний космический перелет и суровость нынешнего климата Марса, конечно же, несут серьезные риски для астронавтов. Все они должны быть «готовы к смерти», предупредил Маск. Специальной подготовки для того, чтобы отправиться к красной планете не потребуется. «Мы стараемся сделать так, чтобы слетать мог каждый после нескольких дней подготовки», - отметил глава SpaceX .

Если компании удастся организовать 20-50 полетов на Марс, то полноценная колония на миллион жителей - а именно столько нужно, по мнению Маска, для создания полноценной цивилизации на соседней планете, - будет построена через 40-100 лет.

Недружелюбный Марс

Глава SpaceX не рассказал, где будут жить пионеры Марса, а также как они справятся с условиями микрогравитации. Однако Илон Маск подчеркнул, что условия жизни на Красной планете вполне пригодны для человека, а когда-то Марс был очень похож на Землю.

Как отмечает The Verge , на видеоролике SpaceX корабль колонизаторов не вертится, а значит, не создает искусственную гравитацию. В таких условиях астронавтам придется приложить немало усилий, чтобы сохранить здоровье и физическую активность.

Маск не видит проблемы в солнечной радиации, которая может привести к развитию сердечно-сосудистых заболеваний и других проблем со здоровьем. По словам предпринимателя, в радиации нет ничего особенного, и она лишь слегка повышает риск развития онкологических заболеваний.

По определению Маска, люди могут стать мультипланетарным видом, который может выжить не только на Земле. Это высказывание аудитория встретила аплодисментами. Также, отвечая на вопрос аудитории, Маск сообщил, что хочет отправиться на МКС, а затем на Марс. Он уверен, что если во время миссии он погибнет, то с его компаниями ничего не случится - его дело продолжится.

Цена вопроса

Во время презентации концепции глава SpaceX сообщил, что цена полета в один конец составит $200 000, а со временем сократится до $100 000. При этом на текущий момент себестоимость отправки одного человека на Марс составляет $10 млрд.

Смотрите еще интересные материалы:

Новости партнеров:

Игра «Марсианская колония» – это стратегия реального времени, выполненная в лучших традициях знаменитой серии «Settlers». В отличие от игры-вдохновителя, действие в этой стратегии происходит на поверхности Марса в недалёком будущем. На Красной Планете был найден некий минерал, который сделал колонизацию рентабельной, после чего туда сразу же направились люди. Игра достаточно сложная, однако является полноценной стратегией, каковые редко встретишь на платформе Flash. «Марсианская колония» крайне рекомендуется всем любителям «твёрдой» научной фантастики и стратегий реального времени.

Чтобы запустить игру: После загрузки игры нажмите кнопку «Play», а затем ещё раз «Play» в главном меню. Выберите миссию и приступайте к колонизации.

Управление в игре: мышь. Держите клавишу Е для ускорения времени, или переключайте скорость игры клавишей F.

Оценка по версии Newgrounds: 4.02/5
Дата выхода: май 2013

Итак, нам необходимо обеспечить всем нужным колонию на Марсе и помимо этого выполнить распоряжения земли, а также сражаться с обезумевшими колонистами и контрабандистами в более поздних миссиях. Базовых потребностей у ваших подопечных всего три: кислород, еда и сон. Пока колонисту есть, чем дышать, чем питаться и где спать, он не покинет поселение. Помните, что люди в этой игре не подчиняются вашим прямым указаниям, управлять придётся опосредствованно, через систему приоритетов и указаний.

Ресурсы и здания

Основной ресурс в игре – некий минерал, который можно найти на поверхности Марса. Он определяет рентабельность вашей колонии и расходуется на постройку всех зданий, рекрутинг поселенцев и так далее. Помимо этого для возведения построек вам понадобится также металл и электроника. Эти ресурсы вы можете заказывать на Земле (вместе с пищей и кислородом) по всё возрастающим ценам, или же добывать/производить самостоятельно с помощью специальных зданий. Чтобы найти под поверхностью Марса железо и воду, вам необходимо пользоваться таким зданием, как георадар, показывающим наличие полезных ресурсов в небольшой области. Большинство зданий необходимо включать в систему электропитания и водоснабжения, так что аккуратно выбирайте место для постройки, чтобы можно было подвести коммуникации.

Электро- и водоснабжение.

Сеть проводов и труб должна соединять почти все здания для нормального их функционирования. Электростанции производят электричество, водные насосы добывают из под поверхности планеты воду. Основная часть воды должна идти в гидропонные сады, производящие пищу, так что стройте их рядом. Энергия и вода не накапливается, излишки уходят в никуда, так что следите за балансом производства/потребления.

Персонал

Ваши колонисты нанимаются на Земле и чем больше вы потратите денег на найм, тем продуктивнее будет работник. Это происходит потому, что у каждого колониста есть два активных перка, так или иначе влияющие на его продуктивность. У дешёвых – перки отрицательные, у дорогих – положительные. Каждому колонисту можно выставить, какими задачами он будет заниматься. Зачастую лучше сразу выставить людям специлизации (что, скажем, Джо занимается исключительно добычей минералов и защитой базы, а Дэннис постройкой и переноской ресурсов), но не забывайте посматривать в меню колонистов – вдруг единственный строитель умер или улетел на Землю, и тогда никто вообще не будет строить здания.

Враги

Вашими врагами будут безумные колонисты и контрабандисты. И те, и те живут в нейтральных строениях и атакуют всё, что находится рядом, только первые враги послабее, а вторые – посильнее. Вы можете указать их строения как цель атаки, и тогда колонисты с активной профессией «защита базы» постараются их уничтожить. Новые строения врагов в процессе игры не появляются, так что каждое уничтоженное здание – маленькая победа.

Итак, надеюсь, вы уже поняли, насколько хороша эта игра-стратегия и начнёте играть прямо сейчас.

Бесконечность Вселенной всегда волновала ученых и путешественников. Колонизация планет – это один из самых интересных вариантов прогрессивного развития общества. Речь идет не только об организации запасного плацдарма для человечества. Инициаторы таких проектов также рассчитывают получить коммерческую и политическую выгоду.

Зачем человечеству колонизировать Марс

Постепенное переселение людей на неизведанные до сих пор пространства должно послужить на благо человечества. Разработка месторождений ценных металлов окупит затраты на преодоление сверхдальних дистанций и выживание вне привычного окружения. Освоение Марса станет доказательством нашей способности автономно существовать вне родной цивилизации.

Почему именно Марс

Наличие атмосферы, ледников, геологическая структура делают возможным – рукотворное приближение среды обитания к земной. Колонизация Марса выглядит более реалистичной, чем попытки завоевания безжизненной Луны или раскаленной Венеры с ее кислотными дождями. Длительность суток там чуть больше 24 часов. Год продолжается 687 дней, но сезоны сменяются привычным для землян образом. Это поможет переселенцам приспособиться к новому месту обитания и включиться в природный цикл.

Список целей колонизации Марса

Из-за сложности жизнеобеспечения стационарные базы более эффективны, чем заброска отдельных отрядов. В некоторых ситуациях их существование просто неоценимо:

• В случае глобальной катастрофы на Земле мы выживем как вид, сохранив культурный потенциал.
• Растущие населенные пункты будут способствовать решению демографической проблемы.
• Строительство и добыча полезных ископаемых в агрессивной среде дадут толчок к формированию новых технологий.
• Появится база для научных исследований, полигон для экспериментов, опасных для нашей биосферы.
• Освоенные территории станут стартовой площадкой для дальних экспедиций.

Для достижения общей цели сильнейшие государства и коммерческие структуры объединят свои усилия. Сформируются принципиально новые общественные отношения.

Проблемы колонизации Марса

Важные и сложные задачи – это транспортировка живых организмов и материалов, обеспечение питанием, защита от радиации. Вопросов много, но не все пока решены. Поэтому лишь немногие оптимисты уверены, что скорое появление внеземных городов вообще возможно.

Доставка людей на Марс

Первый вопрос, который нужно будет решить при заселении, это как доставить первых жителей на место. При современном уровне техники полет на Марс займет около 8 месяцев. Удобный для старта момент появляется раз в два года, когда расстояние между небесными телами минимально. А значит, в случае нештатной ситуации первопроходцы не смогут получить быструю помощь.
Обшивка корабля задерживает только 5% космических лучей. Во время полета члены экспедиции получат потенциально опасные дозы облучения. Остается надеяться, что когда люди отправятся на Марс, уже будет придумана безопасная защита корпуса.

Суровые условия планеты

Жителям колонии будет противостоять суровый холодный и сухой климат. Средняя составляет -55°С и резко колеблется в течение дня. Кроме того:

• Сила тяжести составляет всего 1,8g, что приводит к атрофии мышц и остеопорозу.
• имеет низкую плотность и на 95% состоит из углекислого газа.
• Магнитное поле почти отсутствует, как результат – сильная ионизирующая радиация.
• Атмосферное давление менее 1% требуемого для жизни, что делает нереальным существование без скафандра.
• Дополнительную опасность представляет постоянная угроза падения метеоритов.

Но это не значит, что препятствия непреодолимы. Хотя неизвестно, как будет проходить адаптация организма к длительному пребыванию в столь жесткой среде.

С чего начать – основные задачи

На предварительном этапе подготовки к колонизации Марса необходимо подробное изучение ландшафта и имеющихся ресурсов. От этого зависит определение конкретных пунктов высадки, выбор снаряжения и технологий.

Возможные места основания колонии

Вероятно, освоение далекого мира начнется из-под его поверхности. По имеющимся данным, там есть глубокие пещеры, которые смогут защитить от опасного излучения. Если удастся соединить их туннелями и герметизировать, это избавит от необходимости пользоваться кислородными баллонами.
Оборудовать поселения лучше вблизи экватора, где температура воздуха самая высокая, например, в долине Маринера. Максимальное давление воздуха отмечено на дне впадины Эллада. Есть идея сооружать убежища в кратерах, которые изнутри покрыты слоем льда, а значит, под рукой будет источник влаги.

Жилье колонистов

В начале колонизации Марса постройки можно будет экранировать местным грунтом – реголитом. Позднее материалом для стен и препятствием для радиации станет толстый слой произведенного там же керамического кирпича.
Недавно ученые обнаружили на красной планете лавовые трубки большого диаметра. Они возникают под поверхностью после извержения вулканов и тянутся на сотни метров. Такая подземная система может стать основой для создания целого марсианского города.

Источники энергии

Становление промышленной цивилизации трудно представить без энергетических ресурсов. На солнечные лучи нельзя рассчитывать из-за пыльных бурь, которые продолжаются месяцами. Надежды возлагаются на ядерную энергетику. Месторождения урана и лития, а также высокое содержание дейтерия во льду сделают рентабельным энергоснабжение от ядерных реакторов.

Производство кислорода

Атмосфера и грунт насыщены углекислым газом, запасы которого в виде сухого льда есть также на южном полюсе. Прямым разложением СО2 можно будет синтезировать необходимый для дыхания кислород. Для этого поселенцы привезут с собой фотосинтезирующие растения: сине-зеленые водоросли и планктон. Есть и , например, применение низкотемпературной плазмы.

Добыча воды

Запасы воды, по информации с зондов, достаточно велики. На холодных полюсах сформировались ледники, а в глубине недр специалисты надеются найти подземные реки. Сканирование зондов показало, что под поверхностью южной полярной шапкой на глубине 1,5 километров есть шириной в 20 км. Сама почва содержит до 6% влаги на глубине около метра. Все говорит о том, что на Марсе есть вода, но не в жидком виде, а в виде льда. Причина, по которой мы не видим ее на поверхности в том, что из-за низкого давления на поверхности вода сразу испаряется. Но есть хорошие шансы все же извлечь лед и очистить до питьевого качества. Топление льда в специальных печать станет основным способом добычи воды колонистами.

Постройки ферм

Для пополнения запасов еды планируется строительство комплексов, по функциям сходных с земными фермами. Как вариант защиты от вредного излучения, теплицы будут скрыты под верхним слоем грунта.

Теоретически в местной почве можно выращивать растения. Но скорее всего, она окажется либо слишком кислой, либо сильнощелочной, поэтому потребуется серьезная предварительная обработка. При налаженном водоснабжении овощи и травы можно будет культивировать с помощью гидропоники.

Связь с Землей

Новоявленные марсиане не будут полностью оторваны от остального человеческого общества. Обмен информацией () технически осуществим, но будет происходить с задержкой от 5 до 45 минут. Для этого на орбиту вокруг Солнца запустят спутник-ретранслятор. Позднее количество орбитальных спутников позволит даже подключить поселенцев к глобальной интернет-сети.

Предложенные планы колонизации

Разнообразные проекты колонизации Марса активно обсуждаются в академических и деловых кругах. В наиболее реалистичных из них точно указывается время, когда люди уже будут жить на Марсе. Но на практике эти даты постоянно сдвигаются, как бы хорошо ни были продуманы стратегии колонизации.

План Mars One

Группа предпринимателей из Нидерландов объявила о начале создания обитаемой базы. Компенсировать расходы голландцы собираются за счет телетрансляций, освещающих процесс подготовки и все дальнейшие события. В 2024 году планируется запустить на орбиту спутник связи, а вслед за ним автоматический марсоход и грузовые корабли. В 2031 году произойдет отправка экипажа из 4 человек, но только в одном направлении, у них технически не будет шансов вернуться обратно. Затем количество первопроходцев будет возрастать.

План Илона Маска

По версии компании SpaceX во главе с Илоном Маском первая сотня колонистов появится на Марсе уже в 2022 году.

SpaceX разрабатывает многоразовые ракетные двигатели для перевозки товаров и людей в обоих направлениях. Межпланетная транспортная система обеспечит жизнедеятельность сложившейся колонии. Как бизнесмен, Илон Маск надеется на прибыль от продажи редких металлов и драгоценных камней, торговли недвижимостью и результатов уникальных экспериментов.

План NASA

В 2017 году агентство NASA опубликовало доклад о поддержке программы дальних пилотируемых полетов. В ней предусмотрены подробные исследования на МКС, в том числе изучение влияния долгого пребывания в космосе на живых существ. Затем на околоземной орбите будет смонтирована межпланетная станция. Последняя фаза будет включать непосредственно строительство сооружений и наладку коммуникации через спутник. Осуществление миссии запланировано на 2030-е годы.

У концепции переселения в чужие миры есть и противники. По их мнению, ничего особо ценного там пока не обнаружено, а свободных территорий хватает и на Земле. Многие опасаются непредсказуемых последствий встречи с неизвестными формами жизни. Но, несмотря на это, появляется все больше желающих отправиться в неизведанное и оставить след в истории.

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.

Пригодность для освоения

Сходство с Землёй

Различия

• Сила тяжести на Марсе примерно в 2,63 раза меньше, чем на Земле (0,38 g). До сих пор неизвестно, достаточно ли этого, чтобы избежать проблем для здоровья, возникающих при невесомости .
• Температура поверхности Марса гораздо ниже земной. Максимальная отметка составляет +30 °C (в полдень на экваторе), минимальная - −123 °C (зимой на полюсах). При этом температура приповерхностного слоя атмосферы - всегда ниже нуля.
• В силу того, что Марс находится дальше от Солнца , количество достигающей его поверхности солнечной энергии примерно вдвое меньше, чем на Земле.
• Орбита Марса имеет больший эксцентриситет , что увеличивает годовые колебания температуры и количества солнечной энергии.
• Атмосферное давление на Марсе слишком мало, чтобы люди могли выжить без пневмокостюма . Жилые помещения на Марсе придётся оборудовать шлюзами , наподобие устанавливаемых на космических кораблях, которые могли бы поддерживать земное атмосферное давление .
• Марсианская атмосфера состоит в основном из углекислого газа (95 %). Поэтому, несмотря на её малую плотность, парциальное давление CO 2 на поверхности Марса в 52 раза больше, чем на Земле, что, возможно, позволит поддерживать растительность .
• У Марса есть два естественных спутника, Фобос и Деймос . Они гораздо меньше и ближе к планете, чем Луна к Земле. Эти спутники могут оказаться полезными [ ] при проверке средств колонизации астероидов .
• Магнитное поле Марса слабее земного примерно в 800 раз. Вместе с разреженной (в 100-160 раз в сравнении с Землёй) атмосферой это существенно увеличивает количество достигающего его поверхности ионизирующего излучения . Магнитное поле Марса не способно защитить живые организмы от космической радиации, а атмосферу (при условии её искусственного восстановления) - от рассеивания солнечным ветром.
• Обнаружение аппаратом Феникс , приземлившимся вблизи Северного полюса Марса в 2008 году, в грунте Марса перхлоратов ставит под сомнение возможность выращивания в марсианской почве земных растений без дополнительных экспериментов либо без искусственного грунта .
• Радиационный фон на Марсе в 2,2 раза превышает радиационный фон на Международной космической станции и приближается к установленным пределам безопасности для космонавтов.
• Вода, вследствие низкого давления, закипает на Марсе уже при температуре +10 °C . Другими словами, вода изо льда, почти минуя жидкую фазу, быстро превращается в пар.

Принципиальная достижимость

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.

Условия обитания

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 .

Основные сложности

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 терраформирования Марса

Основные задачи

Способы

• Управляемое обрушение на поверхность Марса кометы , одного крупного или множества малых ледяных астероидов из Главного пояса или одного из спутников Юпитера , с целью разогреть атмосферу и пополнить её водой и газами .
• Вывод на орбиту спутника Марса массивного тела, астероида из Главного пояса (например, Цереры) с целью активации эффекта планетарного «динамо», и усиления собственного магнитного поля Марса .
• Изменение магнитного поля с помощью прокладки вокруг планеты кольца из проводника или сверхпроводника с подключением к мощному источнику энергии.
• Взрыв на полярных шапках нескольких ядерных бомб. Недостаток метода - радиоактивное заражение выделенной воды .
• Помещение на орбиту Марса искусственных спутников, способных собирать и фокусировать солнечный свет на поверхность планеты для её разогрева .
• Колонизация поверхности архебактериями (см. археи) и другими экстремофилами , в том числе генно-модифицированными, для выделения необходимых количеств парниковых газов или получения необходимых веществ в больших объёмах из уже имеющихся на планете . В апреле г. Германский центр авиации и космонавтики сделал доклад о том, что в лабораторных условиях симуляции атмосферы Марса (Mars Simulation Laboratory) некоторые виды лишайников и цианобактерии после 34 дней пребывания приспособились и показали возможность фотосинтеза .

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. ).

Радиация

Пилотируемый полёт на Марс

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

«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

«Inspiration Mars Foundation» - американская некоммерческая организация (фонд), основанная Деннисом Тито , планирующая отправить в январе 2018 года пилотируемую экспедицию для облёта Марса .

Столетний космический корабль

«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).

Связь с Землей

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.

Возможные места основания колоний

Наилучшие места для колонии тяготеют к экватору и низменностям. В первую очередь это:

• впадина Эллада - имеет глубину 8 км, и на её дне давление наивысшее на планете, благодаря чему в этой местности наименьший уровень фона от космических лучей на Марсе [ ] .
• Долина Маринера - не столь глубока, как впадина Эллада, но в ней наибольшие минимальные температуры на планете, что расширяет выбор конструкционных материалов [ ] .

В случае терраформирования первый открытый водоём появится в долине Маринера.

Колония (Прогноз)

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:

• Гарантированное трёхлетнее самообеспечение колонии (дополнительные 10 месяцев на полёт и изготовление заказа). Это возможно только при условии накопления конструкций и материалов на территории будущей колонии до первоначального прилёта людей.
• Производство в колонии основных конструкционных и расходных материалов из местных ресурсов.

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 .

• Высокая научная или экономическая продуктивность колонии. Похожесть Марса на Землю определяет большую ценность Марса для геологии, и при наличии жизни - для биологии. Экономическая выгодность колонии возможна исключительно при обнаружении крупных богатых месторождений золота, платиноидов или драгоценных камней.
• Первая экспедиция должна ещё разведать удобные пещеры, пригодные к герметизации и накачке воздуха для массового заселения городов строителями. Обживание Марса начнется из-под его поверхности.
• Другим вероятным эффектом от создания грот-колоний на Марсе может стать консолидация землян, подъём глобального осознания на Земле; планетарная синхронизация.
• Физический образ человека перерождения поселенца - «подсушенное» от тройной потери веса тело, облегчение скелета и мышечной массы. Перемена походки, манер передвижения. Существует также опасность набора избыточного веса. Есть вероятность смены режима питания в сторону уменьшения потребления еды.
• Питание колонистов может сместиться к молочно-кислому, продуктам от коров с местных гидропонных конвейерных пастбищ, устроенных в шахтах.

Критика

Помимо основных аргументов критики идеи колонизации космоса человеком (см. Колонизация космоса), имеются и возражения, специфичные для Марса:

• Колонизация Марса не является эффективным способом решения каких-либо стоящих перед человечеством проблем, которые можно рассматривать как цели этой колонизации. На Марсе пока не обнаружено ничего настолько ценного, что оправдало бы риск для людей и расходы на организацию добычи и транспортировку, а для колонизации на Земле всё ещё остаются огромные незаселённые территории, условия на которых гораздо благоприятнее, чем на Марсе, и освоение которых обойдётся намного дешевле, в том числе Сибирь , огромные пространства приэкваториальных пустынь и даже целый материк - Антарктида . Что же касается самого исследования Марса, то его экономичнее вести с использованием роботов .
• В качестве одного из основных аргументов против колонизации Марса приводится довод о его чрезвычайно малом ресурсе ключевых элементов, необходимых для жизни (в первую очередь это водород , азот , углерод). Впрочем, в свете последних исследований, обнаруживших на Марсе, в частности, огромные запасы водяного льда, по крайней мере, по водороду и кислороду вопрос снимается.
• Условия на поверхности Марса требуют разработки для жизни на нём инновационных проектов систем жизнеобеспечения. Но поскольку на земной поверхности не встречаются условия, достаточно близкие к марсианским, то проверить их экспериментально не представляется возможным. Это, в некотором отношении, ставит под сомнение практическую ценность большинства из них .
• Также не изучено долгосрочное влияние марсианской силы тяжести на людей (все опыты проводились либо в среде с земным притяжением, либо в невесомости). Степень влияния гравитации на здоровье людей при её изменении от невесомости до 1g не изучена. На земной орбите предполагается провести эксперимент («Mars Gravity Biosatellite») на мышах с целью исследования влияния марсианской (0,38g) силы притяжения на жизненный цикл млекопитающих .
• Вторая космическая скорость Марса - 5 км/с - довольно высока, хоть и в два раза меньше земной, что при нынешнем уровне космической техники делает невозможным достижение уровня безубыточности колонии за счёт экспорта материалов. Однако, плотность атмосферы , форма (радиус горы около 270 км) и высота (21,2 км от основания) горы Олимп позволяют использовать разного рода электромагнитные ускорители масс (электромагнитную катапульту или маглев , или пушку Гаусса и т. д.) для вывода грузов в космос. Атмосферное давление на вершине Олимпа составляет лишь 2 % от давления, характерного для среднего уровня марсианской поверхности. Учитывая, что на поверхности Марса давление составляет менее 0,01 атмосферы , разреженность среды на вершине Олимпа почти не отличается от космического вакуума.
• Вызывает опасение также и психологический фактор. Длительность перелета на Марс и дальнейшая жизнь людей в замкнутом пространстве на нём могут стать серьёзными препятствиями на пути освоения планеты.
• У некоторых вызывает беспокойство факт возможного «загрязнения» планеты земными формами жизни. Вопрос о существовании (в настоящее время или в прошлом) жизни на Марсе до сих пор не решён .
• До сих пор отсутствует технология получения технического кремния без использования древесного угля, как и технология производства полупроводникового кремния без технического. Это означает огромные трудности с производством солнечных батарей на Марсе. Не существует другой технологии получения технического кремния, так как технология с использованием древесного угля самая дешёвая в плане дешевизны этого материала и затрат энергии. На Марсе же можно использовать металлотермическое восстановление кремния из его диоксида магнием до силицида магния , с последующим разложением силицида соляной или уксусной кислотой с получением газообразного моносилана SiH4 , который можно очистить от примесей разными способами, а затем разложить на водород и чистый кремний.
• Недавние исследования на мышах показали, что длительное пребывание в условиях невесомости (космоса) вызывает дегенеративные изменения печени, а также симптомы сахарного диабета. У людей после возвращения с орбиты наблюдались аналогичные симптомы, но причины этого явления были неизвестны. Но Марс обладает гравитацией, ускорение свободного падения на его экваторе равно 3,711 м/с², что составляет 0,378 земного. Путешествие на Марс же можно либо ускорить до 69 дней , либо провести часть его или всё под действием искусственной силы тяжести , используя центрифуги или вращающиеся отсеки .

В искусстве

• Советская песня «На марсе будут яблони цвести» (музыка В. Мурадели , слова Е. Долматовский) .
• «Место жительства - Марс» (англ. Living on Mars ) - научно-популярный фильм, снятый National Geographic в 2009 г.
• Песня группы Otto Dix - Утопия так же имеет упоминание («… И яблони будут цвести на Марсе, как на Земле…»)
• Песня исполнителя Noize MC - «На Марсе классно».
• В фантастическом фильме 1990-го года «Вспомнить всё » действие сюжета происходит на Марсе.
• Песня исполнителя David Bowie - «Life on Mars», а также Зигги Стардаст (англ. Ziggy Stardust ) - вымышленный персонаж, созданный Дэвидом Боуи и являющийся центральной фигурой его концептуального глэм-рок-альбома «The Rise and Fall of Ziggy Stardust and the Spiders From Mars » .
• Рей Бредбери - «Марсианские хроники ».
• Айзек Азимов - Серия «Лакки Старр». Книга 1 - «Дэвид Старр, космический рейнджер».
• Фильм «Миссия на Марс » рассказывает о спасательной миссии на планету Марс после катастрофы, постигшей первую экспедицию на красную планету.
• На колонизированном Марсе происходит действие OVA Armitage III.
• Процессу колонизации и (во втором случае) терраформирования Марса посвящены настольные ролевые игры «Mars Colony» и «Марс: Новый воздух» .
• Терраформирование и колонизация Марса составляет основной фон событий «Марсианской трилогии» Кима Стэнли Робинсона .
• Серия книг Эдгара Берроуза о фантастическом мире Марса .
• В британском телесериале Доктор Кто в серии Воды Марса на поверхности Марса была освоенная первая колония в кратере Гусева «Bowie Base One ».
• Научно-фантастический рассказ Гарри Гаррисона «Тренировочный полет» рассказывает о первой пилотируемой экспедиции на Марс. Особое внимание уделено психологическому состоянию человека, пребывающего в замкнутой дискомфортной среде.
• Роман писателя Энди Уира «Марсианин » повествует о полуторагодичной борьбе за жизнь астронавта оставленного в одиночестве на Марсе. В 2015 году вышла экранизация этого произведения.
• «Джон Картер » (англ. John Carter) - фантастический приключенческий боевик режиссёра Эндрю Стэнтона, поставленный по книге Эдгара Райса Берроуза «Принцесса Марса».
• «Марсианин » - фильм режиссёра Ридли Скотта , выпущен кинокомпанией 20th Century Fox .
• «Познать неизведанное » - американский художественный фильм 2016 года об одиночном космическом полёте на Марс.
• «Прикладное терраформирование» - фантастический роман Эдуарда Катласа о колонизации Марса.

Обозреватель сайт узнал, как может выглядеть первая марсианская колония, с какими проблемами придется столкнуться первым людям на Красной планете и как их решить. Среди главных задач - доставка людей на планету, выращивание еды, добыча воды и борьба с радиацией.

27 сентября 2016 года Элон Маск рассказал о планах по колонизации Марса и о системе межпланетной транспортировки людей. Первый корабль с колонистами может отправиться на Марс уже в 2023−2025 году. Но готово ли человечество к заселению красной планеты и какие технологии помогут людям выжить на расстоянии 225 млн километров от Земли?

Суровая красота

Элон Маск не зря выбрал Марс в качестве второго дома для землян - это наиболее подходящая для жизни планета в Солнечной системе. Правда, условия там суровые: атмосфера Марса на 96% состоит из углекислого газа, температура колеблется от +20 °C до −127 °C, а уровень радиации во много раз выше, чем в окрестностях Чернобыля. Зато на планете много воды и углекислого газа, из которых можно делать пригодный для дыхания воздух и топливо для космических кораблей. Сутки на Марсе длятся почти столько же, сколько и на Земле, и гравитация в несколько раз меньше земной.

Первое марсианское селфи Curiosity

Доставка людей на Марс

Первая проблема, которую предстоит решить SpaceX - это доставка людей на Красную планету. До Марса 400 миллионов километров, и пассажирам придется лететь восемь месяцев, чтобы туда добраться. При этом нужно вылететь в определенный период, когда Земля и Марс сблизятся на минимальное расстояние.

«До сих пор наши попытки долететь до Марса были довольно жалкими. И американцы, и русские, и европейцы, и японцы, и китайцы, и индусы отправили туда 44 ракеты, бóльшая часть из которых либо потерялась, либо сломалась. Только треть миссий на Марс были успешными», - пишет автор книги «Как мы будем жить на Марсе» Стефан Петранек.

У Маска пока тоже не все ладно с безопасностью полетов. Falcon 9 первого сентября 2016 года стала второй за историю коммерческих запусков SpaceX. Перед этим компания потеряла ракету и груз для МКС в июне 2015 года - ракета взорвалась в воздухе из-за неполадок во второй ступени. Правда после этого SpaceX провела девять успешных запусков и у Маска есть еще время, чтобы проанализировать причины катастроф и избежать их в дальнейшем.

Сама схема полета на Марс будет выглядеть следующим образом: ракета с астронавтами поднимется на земную орбиту, после чего ее первая ступень вернется за Землю, в нее загрузят капсулу с топливом и снова отправят к ракете с астронавтами. После дозаправки корабль вновь вернет танкер с топливом на Землю и начнет свой путь в сторону Марса. По словам Маска, это будет самая крупная ракета из существующих - диаметр корабля составит 17 метров, а общая высота стартового комплекса - 122 метра.

В конце сентября 2016 года SpaceX успешно провела испытания метанового ракетного двигателя Raptor, который будет использоваться в системе межпланетных перелетов (ITS).

Маск планирует совершить первое беспилотное путешествие на Марс уже в 2018 году. После этого миссии на красную планету будут отправляться каждые два года в период максимального сближения планет. По оценкам NASA, этот проект обойдется Маску в $320 млн. Первые миссии будут беспилотными, люди полетят на Марс только через 8−10 лет в случае успешности тестовых полетов.

Что будут есть и пить марсианские колонисты

Вода стоит на первом месте в списке необходимых для выживания вещей, но доставлять ее с земли дорого и тяжело, поэтому колонистам придется добывать ее прямо на месте. Грунт на Марсе содержит до 60% воды, а по данным спутников многие кратеры имеют слои льда внутри. Ученые предполагают, что в дополнение к ледникам на Марсе могут течь и подземные воды. Правда, для их добычи потребуется специальное оборудование, которое остановит замерзание воды сразу же после того, как она поднимется на поверхность.

Снимок, сделанный Phoenix Lander в 2008 году. Белое вещество - это лед

Воду на Марсе можно добыть даже из атмосферы, которая часто имеет стопроцентную влажность. Осушитель воды был создан еще в 1988 году в Университете Вашингтона и может быть использован в суровых марсианских условиях.

Помимо воды, в NASA решили еще одну проблему - придумали, где взять воздух, которым будут дышать астронавты. Ученый Массачусетского технологического института (MIT) Майкл Хект разработал машину под названием Moxie - она всасывает марсианскую атмосферу и выкачивает кислород из углекислого газа. Следующий большой корабль NASA, запуск которого запланирован на 2020 год, будет оборудован одним из таких устройств. Тестовая версия Moxie сможет производить достаточно кислорода для обеспечения жизни одного человека.

С едой все несколько сложнее. По мнению Стефана Петранека, с помощью гидропоники (выращивании растений в воде с питательными веществами) можно будет получить не больше, чем 15−20% необходимой для пропитания астронавтов еды, остальную часть придется доставлять с Земли в высушенном виде.

Теоретически растения смогут расти в почве на основе марсианского грунта. Но ученые, изучившие образцы с марсоходов, пока что склоняются к выводу, что марсианская почва может оказаться слишком кислотной или слишком щелочной и потребует реабилитации и насыщения питательными веществами вроде азота. Поэтому на первых порах более надежным способом для выращивания растений станет гидропоника. При условии, что колонисты уже наладят добычу и хранение воды в жидком состоянии.

Биолог Анжело Вермюлен, проживший несколько месяцев в симуляторе марсианской среды на Гавайских островах, уверен, что первые посевы должны занимать мало места и быть максимально питательными. Например, это может быть фасоль или ставшая знаменитой после фильма «Марсианин» картошка. А вот зеленые салаты, укроп и петрушка станут для колонистов деликатесом - они малокалорийны и занимают много места.

Не стоит надеяться, что марсианские теплицы будут похожи на иллюстрации из советских журналов - скорее всего, они будут скрыты под толстым слоем почвы или в лавовых каналах, чтобы избежать воздействий губительной солнечной радиации.

Что касается удобрений для марсианских растений, то Джим Кливс из исследовательского института Blue Marble Space выразил мнение , что для подпитки почвы марсиане смогут использовать тела погибших на красной планете колонистов.

«Астронавты уже сейчас нарушают земные табу на тему отходов, употребляя переработанную мочу в качестве питьевой жидкости. Если нам удастся преодолеть табу смерти, активное компостирование человеческого тела будет не сильно отличаться от его захоронения в земле», - считает Джим.

Где жить

Следующий ключевой момент для выживания марсиан - это помещения, где они будут жить. Людям нужно будет защищаться не только от холода, но и от космической радиации. На Земле от излучения нас защищает плотная атмосфера и чем выше поднимаются люди, тем больше они подвержены воздействию космической радиации.

В отличии от Земли, на Марсе практически отсутствует магнитное поле и поселенцы получат немногим меньше радиации, чем в открытом межпланетном пространстве - от 400 до 900 миллизивертов облучения в год. Для сравнения, среднестатистический житель Земли в течении года накапливает в своем организме 3 миллизиверта, при 4000 мЗв развивается лучевая болезнь с большой вероятностью летального исхода, а 6000−7000 мЗв считается смертельной дозой.