Основные задачи по колонизации Марса состоят в том, чтобы спроектировать, профинансировать, построить и организовать управление первым постоянным поселением на Марсе. Начальная цель для проекта “Mars Homestead” состоит в том, чтобы определить основные технологии, необходимые для экономичной марсианской базы, построенной, прежде всего с использованием материалов, имеющихся на планете.

Проект колонизации Марса

Усилия будут сосредоточены на модельных проектах, соответствующих современным требованиям. В их задачу входит выбор существующего оборудования, которое могло бы использоваться на Марсе, или постройка опытных образцов нового оборудования. Эти шаги приведут Mars Foundation к обоснованию экспериментальной модели марсианского поселения на Земле, которая будет служить основой для исследований.

Создание автономной колонии на другой планете — одна из самых перспективных задач для человечества. Несмотря на то, что проект требует огромных усилий, цель расширить влияние человечества в Солнечной системе оправдывает эти затраты. У этой проблемы есть несколько аспектов.

Какой должна быть автономная колония? Главная задача — независимость от Земли. Как только колония построена, она предоставляет среду обитания поселенцам на длительное время, желательно – навсегда. Вторая задача – стабильная управляемая колония, которая может использовать местные ресурсы. В отличие от миссии с запланированной смертью поселенцев в автономной колонии есть будущее для них и для их детей, рожденных на Марсе.

Технологические проблемы

Доставка колонистов от Земли до Марса — очень сложная часть плана. Есть много угроз, свойственных космическим перелетам: солнечная и космическая радиация, метеориты, физические и психические заболевания, и т.д. Планы должны учитывать каждую из перечисленных проблем.

Основная искусственная среда обитания с домами, хранилищами и оборудованием для длительного пребывания должна быть построена на поверхности Марса, так как люди не могут жить в условиях естественной атмосферы планеты. Оборудование должно быть технологически достаточным, чтобы позволить колонистам выращивать свою собственную пищу, строить новые здания и т.д.

Есть много неопределенности о влиянии марсианской окружающей среды. Оборудование должно быть проверено полностью на Земле, но влияние марсианской атмосферы не может быть исследовано полностью на Земле. Самый безопасный путь — беспилотная постройка колонии автоматизированными и управляемыми механизмами.

Энергия — самый критический ресурс. Она необходима для освещения и подогрева оранжерей, для металлургии и эффективности механизмов. Критический путь — генерирование достаточного количества энергии для производства запасных частей для энергетических установок и оранжерей. Другими словами: если энергетические установки и оранжереи не могут поддерживаться производимой энергией бесконечно долго, постройка автономной колонии теряет свой смысл.

Организационные Проблемы

Стоимость подготовки этой миссии огромна. Финансовая оценка помогает получить лишь общее представление.

В пределах небольшой группы колонистов ежедневный совет всех участников может быть достаточным, чтобы решать вопросы управления, наподобие традиции встреч ратуши Новой Англии. В растущем сообществе определенного рода репрезентативная демократия может стать необходимой.

Поскольку число членов в марсианском населении растет, будет расти и число смертей. Возникнет необходимость захоронений.

Медицинские Проблемы

Карантин

Перед высадкой на Марс любой экипаж должен быть изолирован, чтобы гарантировать, что его члены не страдают от инфекционных болезней. В результате марсианская колония должна быть более или менее свободной от патогенных микробов, это сэкономит затраты на медицинские обслуживание. Однако для детей рожденных на Марсе еще более эффективная программа прививки будет необходима, чтобы стимулировать развитие иммунных систем новорожденных.

Межродственное скрещивание

Размер народонаселения не должен быть слишком маленьким из-за риска близкородственного скрещивания.

Повышенное воздействие радиации может увеличить уровень заболеваемости раком. Колонисты будут нуждаться в защите от радиации во время полета от Земли до Марса и на поверхности Марса из-за разреженной атмосферы и нехватки планетарной магнитосферы.

Медицинское обслуживание

По сравнению с Землей ограниченная индустриальная производительность автономной колонии не позволяет обеспечивать тот же самый уровень медицинского обслуживания. Невозможно произвести высокосложное хирургическое оборудование и большое разнообразие медикаментов.

Полуавтономная колония на Марсе живет в основном за счет собственного производства энергии, пищи и воздуха, используя ввезённую с Земли технологию. Все жизненные системы низкотехнологичны и могут быть поддержаны в рабочем состоянии с использованием локальных ресурсов.

Дополнительные ресурсы регулярно доставляются с Земли:

— Сложное медицинское оборудование
— Медикаменты для лечения
— Качественные продукты
— Высокотехнологичное оборудование (например, компьютеры)

Как часть стратегии это может быть разумный шаг в программе колонизации.

Ограничения транспортировки

Транспортировка грузов к Марсу с использованием имеющейся на сегодняшний день технологии ракетоносителей дорого. Если массовая транспортировка грузов станет реальностью, должны быть разработаны более дешевые коммерческие пусковые системы. Поскольку доставка больших грузов на поверхность является трудной задачей, это могло бы быть сделано с использованием новой технологии, разработанной специально для этой колонии. Ограничения на транспортировку грузов, однако, означают, что колония приближается по своим свойствам к автономной.

Что, если остановится поддержка с Земли?

Однако, если бы доставка грузов прекратилась, колония была бы в состоянии поддерживать себя длительное время за счет низкотехнологичного оборудования. Некоторые поселенцы могли бы тогда вернуться на Землю, если сохранится возможность космических перелетов.

Поддерживаемая Землей колония является самой простой среди всех типов колоний. Как часть стратегии колонизации это может использоваться для дальнейших локальных исследований и постройки более продвинутых колоний на Марсе. Это может быть или пилотируемый односторонний полет или колония с регулярно меняющейся командой.

Требования

Чтобы поддерживать существование поселенцев, необходимы следующие основные условия:

— Воздух для дыхания
— Пища, чтобы обеспечить энергию для человеческого метаболизма
— Подогрев искусственной среды обитания

Существуют и другие условия, необходимые для комфортного проживания:

— Оборудование для ежедневных физических упражнений при низкой марсианской гравитации
— Возможность общения и уединения
— Психологические консультации
— Сравнение с другими концепциями

По сравнению с автономной колонией у этой концепции есть следующие преимущества:

— Меньше новых технологий должно быть разработано
— Меньшая масса и объем начальной транспортировки
— Поддержка может быть приспособлена
— Возможна небольшая группа поселенцев

и следующие неудобства:

— Постоянные затраты
— У колонистов есть меньше возможностей самоуправления. Управление осуществляется с Земли
— Энергия и продовольственная помощь

Колония регулярно получает топливо и пищу с Земли. В оранжереях нет необходимости. Производство энергии необходимо главным образом для того, чтобы обогреть жилье. Это может быть возможно с использованием ядерной энергии.

Энергетическая поддержка

Колония регулярно получает топливо с Земли. Оранжереи или биотехнология необходимы для локального производства пищевых продуктов. Необходимое количество энергии выше вследствие того, что коэффициент эффективности использования энергии любого производства пищевых продуктов значительно ниже 1. При использовании устаревших методов (искусственное освещение оранжереи) коэффициент составляет приблизительно 0.001, что означает транспортировку огромного количества энергии от Земли до Марса, чтобы прокормить колонистов.

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

Предпосылки для колонизации Марса

Марс – наиболее оптимальный выбор для по ряду причин:

• Относительная . При существующих скоростях кораблей полет займет менее года.
• Сходные с нашей планетой условия : практически такая же продолжительность суток, осевой наклон, благодаря которому сменяются времена года, площадь суши, почти равная земной. Даже грунт Марса во многом напоминает почву на Земле, что дает надежду на адаптацию к его условиям земной флоры.
• Наличие атмосферы . Невзирая на ее разреженность, она все же служит некоторой защитой от солнечной радиации.
• Подтверждено существование на Марсе воды , что облегчает возможность жизнеобеспечения потенциальной колонии.

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?

Терраформирование – что для этого потребуется?

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

Какого рода сложности ожидают потенциальных колонистов?

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

Билет в один конец – «Mars One» ищет добровольцев

• Невзирая на скептицизм многих ученых, авторы голландского проекта считают его вполне осуществимым и уже объявили набор добровольцев, которым предстоит после 8 лет подготовки получить билет в один конец. Как сама процедура отбора, так и предстоящие тренировки будут проходить в режиме реалити-шоу, что должно стать одним из основных источников финансирования проекта.
• В 2016 году уже должен стартовать корабль с первой партией необходимых будущим колонистам грузов. В дальнейшем туда отправятся еще несколько кораблей, которым предстоит стать базой для колонистов.
• Сложно сказать, насколько перспективен данный конкретный проект, но в любом случае освоение и колонизация Марса силами частной компании вряд ли возможны. Для организации полноценной колонии с налаженной инфраструктурой, а не просто островка марсианских Робинзонов, потребуется долгая работа и объединенные усилия специалистов всего мира, и тогда, возможно, спустя несколько веков красная планета станет вторым домом для человечества.

В статье рассказывается о возможной колонизации Марса, ее целях, опасностях, технических аспектах, и почему это «билет в один конец».

Начало космической эры

Так что проекты терраформирования без участия человека невозможны, и как раз первые поселенцы могут заложить их основу. Смысл их вертится вокруг атмосферы Марса. Состоит она в основном из углекислоты, и слишком разряжена, чтобы на поверхности существовала жидкая вода или нормальные облака. И есть предложения заселить ее бактериями, которые будут вырабатывать еще больше углекислоты, в результате чего газовая оболочка планеты станет плотнее, температура повысится и начнут таять полярные шапки, а вслед за ними пойдут и теплые дожди.

Колонизация Марса. Отбор кандидатов

В 2011 году было объявлено о старте проекта Mars One. Смысл его заключался в том, что будет проведен широкий отбор всех желающий покинуть Землю, а не только уже действующий космонавтов, для основания поселения на Марсе. Чуть позже действительно любой человек мог посредством интернета предложить свою кандидатуру, и в случае успешного прохождения теста он зачислялся в ряды претендентов, получал специальность и ждал возможности.

Проект этот частный, и все сложные технические работы его руководство планировало передавать подрядчикам, а свою выгоду получать, сделав из подготовки колонизаторов реалити-шоу.

Желающих, кстати, было очень много, и их даже не пугал тот факт, что это полет на Марс в один конец. Так как в случае чего забрать поселенцев будет невозможно.

На данный момент отбор завершен, но планируется провести еще несколько в течение ближайшего времени. Вообще, очень многие критикуют Mars One, и небезосновательно. Так как за 5 лет существования было сделано очень мало, а даты различных мероприятий и планов постоянно переносятся. Также вызывают сомнения критерии отбора участников.

Сложности и опасности

Первая сложность - это сам непосредственный перелет на Марс. Колонизация осложняется тем, что даже при максимальной близости к нам красной планеты, при нынешних технологиях перелет займет около 7 месяцев. И все это время космонавтам нужно чем-то питаться, а на борту и так будет масса оборудования. Еще одна опасность - это Для защиты от него нужно разработать специальные средства.

Также насущный вопрос - это питание на Марсе. Абсолютно замкнутых пока что нет, и колонистам придется надеяться только на себя и оранжереи на гидропонике. И плюс для всего этого нужно жилье, хоть какие жилые модули, которые также нужно доставить, без повреждений спустить, собрать… Ведь случись что, космонавтам придется ждать как минимум 7 месяцев корабль с посылкой.

Связь

Несмотря на то что скорость радиоизлучения сопоставима со в моменты максимального удаления от земли «пинг» составит около 22 двух земных минут.

Гравитация

Также еще одним фактором опасности такой вещи, как проект полета на Марс, является его низка по сравнению с земной и непонятно, как это скажется на детях, рожденных в таких условиях. Да и самих поселенцах тоже.

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.

Подробности Опубликовано: 28.09.2016 06:28

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:

Please enable JavaScript to view the