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.
Не так давно на Марсе были обнаружены куполообразные структуры на холме, служащие признаком обитаемости планеты в прошлом.
Теперь появляется другой образ, который, казалось бы, дает серьезное доказательство, что на Красной планете происходит нечто большее, чем это говорят общественности космические агентства.
Согласно пришедшим от ровера НАСА изображениям, в окрестностях горы Шарп лежат гигантские структуры, некогда возвышавшиеся на Красной планете.
По мнению «охотников на НЛО», а также экспертов уфологии, на Марсе есть несколько структур, которые несмотря на время отчетливо видны наполовину похороненными в суровых марсианских условиях.
Многие сотни скептиков смотрят на подобные фотографии с неверием, считая это произведением Фотошопа. Тем не менее, несмотря на множество ранее бродивших по Интернету «фотожаб», последние два десятка лет нет никакой нужды для монтажа. Официальный ресурс НАСА, с архивами фотографий дает сумасшедшие снимки марсианской поверхности, — по этой ссылке можно .
Кто построил на Марсе сооружения?
В то время, как многие из нас могут с неверием относиться к подобному изображению, не видеть там разрушенных искусственных образований, никто не может отрицать, что определенная степень таинственности все же существует.
Глядя на изображение, присутствующее в статье, мы можем ясно увидеть несколько прямых линий на поверхности Марса. Не нужно быть большим поклонником уфологии, чтобы рассмотреть в этих линиях остатки стен, и прийти к пониманию, что это фактическое доказательство похороненных на Марсе останков зданий некой цивилизации, жившей какое-то время на Красной планете.
Вообще, это не первые «возмутительные» изображения, поступающие с планеты, которую человечество собирается колонизировать. Большое множество странных находок присутствуют в непосредственной близости от горы Шарп, и также артефакты можно увидеть во многих других изображениях с Красной планеты.
Уфологи говорят, что космические агентства не зря выбрали Марс первой планетой для колонизации, хотя Луна для «первого шага» была бы удобней – в далеком прошлом Красную планету населяли разумные существа, и надо добраться до их технологий.
Улучшенное изображение марсианских строений/улучшенное но не рисованное, клик для увеличения
Возможность того, что разумные существа обитали на Марсе в прошлом, достаточно высока. Они могли существовать здесь миллионы лет назад и погибнуть, либо уйти к другим планетам, и оставить после себя искусственные структуры. Есть приличные шансы, что большинство сооружений на планете хоть и погибли от времени и климата, и теперь похоронены под тоннами марсианской почвы, тем не менее сохранились.
Именно поэтому почти невозможно точно утверждать, что же мы видим на изображениях — реальную структуру искусственного происхождения, либо как говорят скептики естественное геологическое образование. Хотя большинство людей уверены, мы видим самую настоящую постройку разумных существ.
Приключения марсохода Кьюриосити на Красной планете.
Эксперты по НЛО считают, что спустя пару месяцев после посадки на Марс, марсоход Кьюриосити сфотографировал таинственное существо — инопланетянина. Мнения людей тут же разделись: одни были уверены-это глупости, все имеет разумное объяснение. Другие тут же заговорили о фальсификации и сокрытии информации, идущей от марсианского ровера. Якобы НАСА искусственно сдерживает поток данных с Марса, и выкладывает снимки, сделанные на Земле, выдавая те за марсианские.
К слову, эта версия как нельзя удачно объясняет редкие кадры взлетающих с Марса НЛО, на самом деле это взлетающие с места съемок вертолеты, дающие блики под яркими лучами Солнца. Третьи считают, что незачем все усложнять, мы не только не уникальные обитатели Галактики с интеллектом, более того, иной разум знает о нашем существовании.
Речь идёт о том фотоснимке, где приверженцы теории существования инопланетных цивилизаций рассмотрели тень, склонившуюся над марсоходом Кьюриосити, и как уверяют — это Чужой. Более того, как предполагают эксперты, инопланетянин, на спине которого рассмотрели «горб» систем жизнеобеспечения, починяет сломавшийся на Марсе ровер Кьюриосити!
По словам Майкла, специалиста секретной программы по телепортации, он 20 лет провел на Марсе! Ну, точнее он там жил не все это время, а в ходе своей работы посещал марсианский институт и соответственно земные колонии Красной планеты.
Как рассказывает Майкл, все технологии, что мы теперь видим в нашей современной космонавтике, это лишь инструменты необходимые для доставки установки телепортационного приёмника на осваиваемую планету. В недавнем прошлом, приемник телепорта был отправлен на Марс, что было еще до прихода Майкла Рэлфи в секретный проект.
К сожалению, Рэлфи, ушедший из проекта в 1996 году, не дает конкретики о своем участии в проекте, лишь упоминая, что телепорты и колония на Марсе работали еще до него, он же совершил множество перемещений по делам службы между Марсом и Землей.
Согласитесь, есть в существующих историях и фотографиях нечто удивительное, что дает нам повод задуматься о реальной истории исследования Красной планеты.
Что пить и чем дышать?
Проблемы жизнеобеспечения в Mars One и NASA собираются решать в рамках единого комплекса, который называется ECLSS (Система жизнеобеспечения и контроля окружающей среды). Вода на Марсе есть – в основном в виде льда, который сосредоточен в полярных шапках и под поверхностью.
Проект Mars One планирует добывать ее из грунта: вытапливать лед из почвы, конденсировать пар, а сухую почву возвращать на поверхность планеты. По расчетам, каждый марсоход будет способен доставлять 60 кг почвы за один раз, а один ECLSS – вырабатывать 365 кг кислорода и полторы тысячи литров воды за 365 дней.
Дистилляционная установка, использовавшаяся на МКС. На ее основе NASA разрабатывает часть ECLSS для Марса. Фото NASA.
Генерировать кислород для дыхания можно будет только из воды. В марсианской атмосфере он содержится в сверхмалом количестве – немногим более 0,1%.
Для того чтобы создать пригодный для дыхания воздух, нужен будет также азот. Организаторы миссии Mars One планируют добывать его из марсианской атмосферы, а затем закачивать в жилые помещения.
С источником электричества тоже более или менее определились: и SpaceX, и Mars One собираются использовать энергию, полученную от солнечных батарей. Однако никаких расчетов, сколько батарей необходимо для миссии, еще не озвучивали.
Схема производства кислорода и метана на Марсе (SpaceX). Кадр из презентации Илона Маска.
Питание колонизаторов
Возить еду с Земли – дорого и бесперспективно. Колония сможет существовать только в том случае, если сама будет обеспечивать себя едой. Однако земные растения не предназначены для выращивания в марсианской почве, что создает огромный простор для развития биотехнологий.
В программе Mars One идут эксперименты по выращиванию овощей в симуляторе марсианского грунта. К 2017 году биотехнологи проекта научились выращивать картофель, морковь, зеленый горошек, бобы, редис и помидоры.
Еще более приближенный к реальным условиям эксперимент по выращиванию картофеля провело NASA совместно с Международным центром картофеля (CIP): клубни высаживали при низком давлении, высоком уровне CO2 и солнечной радиации.
Росток картофеля в условиях, приближенных к марсианским. Кадр из видео CIP.
Выяснилось, что картошка на Марсе расти может, но почву нужно разрыхлить и удобрить. Основная задача биотехнологов на этом этапе – найти способы повысить урожайность в марсианском грунте.
Растениям необходимы питательные вещества, которые содержатся в органических отходах, но требуют переработки. Для этого Имперский колледж Лондона ведет эксперименты по выращиванию в марсианской почве бактерий, а в миссии Mars One работают с дождевыми червями, которые будут рыхлить почву и также перерабатывать удобрения.
Дождевые черви Lumbricus terrestris в эксперименте Mars One. Фото Mars One.
Скафандры
Атмосфера на Марсе есть, но состоит она преимущественно из углекислого газа и значительно более разрежена по сравнению с земной. Но скафандры, которые используются на МКС, для Марса не подойдут: они не предназначены для длительного пребывания и работы на поверхности другой планеты.
В NASA уже несколько лет ведется разработка новых костюмов. В них предусмотрены системы вывода углекислого газа и испарения воды. Последняя нужна для того, чтобы регулировать температуру тела марсонавта, а также генерировать воздух для дыхания.
Агентство параллельно разрабатывает два варианта скафандров: для работы на орбите (модель PXS) и на поверхности планеты (Z-2). Важная деталь этих костюмов – возможность настраивать длину плеча и обхват талии, чтобы скафандр плотно сидел на разных фигурах. Разработчики PXS подчеркивают, что «плечики» для него можно будет печатать на 3D-принтере прямо на орбите.
Прототипы скафандров для марсианской миссии (в центре и справа) в сравнении со скафандром, используемым на МКС (слева). Фото NASA.
Еще одна модель скафандра разработана в этом году группой ученых и студентов Калифорнийского университета в Беркли. Она предназначена специально для «синих воротничков» – тружеников, которые будут выполнять физическую работу. По заверению разработчиков, он выдержит ежедневную работу по 7-8 часов в условиях постоянно меняющейся погоды.
Технологически он отличается от разработок NASA: весь кислород находится под давлением в шлеме, изолированном уплотнителем на шее. Если в нижней части скафандра образуется брешь, у космонавта будет больше времени, чтобы ее заделать. Ну и работать удобнее, конечно.
Черновой прототип скафандра, разработанный в Университете Беркли. Фото из архива проф. Лоуренса Кузнеца.
Медицинские технологии
Скудный рацион питания, микрогравитация, длительное пребывание в тяжелых условиях и отсутствие врачей узкой специализации – вот что ждет колонизаторов на Марсе. По оценкам NASA, самыми распространенными проблемами у астронавтов станут травмы костей, атрофия мышц, проблемы с вестибулярным аппаратом и потеря зрения. Еще более сложной проблемой станет радиация – как минимизировать ее воздействие, пока не знает никто.
Диагностика на Марсе абсолютно немыслима без применения современных технологий – в первую очередь, высокоточных датчиков, которые смогут «снимать» сотни и тысячи показателей, анализировать большие объемы данных в динамике с учетом индивидуальных характеристик пациента. По счастью, именно сейчас подобные технологии на стыке медицины и Big Data начали развиваться у нас на Земле – правда, большинство из них еще не показали своей эффективности.
Жамиля Каменева, директор по развитию бизнеса и маркетингу Konica Minolta Business Solutions Russia:
Эти проблемы можно решить с помощью мобильных диагностических комплексов, карманных устройств и точной медицины. Уже сейчас появляются комплексные и компактные диагностические решения – от ультразвуковых систем до систем цифровой рентгенографии, которые собирают и анализируют медицинские данные пациента. Системы прогнозной аналитики позволят определить диагноз пациента (точность диагноза таких решений сейчас – уже около 75%, согласно данным BioMed Central), а интеллектуальный помощник типа Siri, Alexa или Cortana скорректирует лечение относительно индивидуальных характеристик больного.
Марсоходы
Первый марсоход NASA «Соджорнер», запущенный еще в 1996 году, был похож на солнечную батарею на колесиках. После него были «Спирит» и «Кьюриосити», гораздо более мощные и функциональные – но для колонизации не годятся и они. В новой миссии марсоходам отведена роль передвижного робота на все случаи жизни.
Таким представляют себе марсоход в миссии Mars One. Кадр из видео Mars One.
Миссия Mars One предполагает, что марсоход будет оборудован роботизированной рукой. Он поможет найти удачное место для поселения, измерит количество воды в грунте, развернет солнечные батареи, присоединит воздуховод системы жизнеобеспечения к жилым блокам и будет перетаскивать грунт для добычи воды. Пока ни NASA, ни SpaceX не представили новые версии марсоходов, а у Mars One готов лишь концепт – и он, если честно, совсем не впечатляет.
Артур Мурадян, исполнительный директор транспортной компании Traft:
Строительные технологии, освоенные на земле, не найдут применения на Марсе – здесь не будет такого разнообразия строительной техники и материалов. Для того чтобы поселенцам было где жить, проект Mars One планирует доставить на планету жилые блоки, собранные на Земле. Внутри них можно будет строить перегородки и этажи, выводить в нужных местах розетки, предусмотрены и «зоны влажности» – кухня и душ.
К разработке строительного материала присоединилось NASA. Летом агентство устроило конкурс на создание кирпичей из переработанного пластика с общим призовым фондом в 201 тысячу долларов. Шесть команд подготовили свои проекты кирпичей и распечатали их на 3D-принтере. Вот только от солнечной радиации на Марсе они не защитят.
Все миссии, объявившие свои программы по освоению Красной планеты, пока по-разному подходят к проблеме. Mars One сразу строит фантастические картины колонизации, SpaceX фокусируется на снижении стоимости «билета» на корабль, а NASA вообще собирается оставить своих астронавтов на орбите с возможностью «вылазок» на планету. Планы Роскосмоса пока выглядят самыми осторожными.
Госкорпорация подчеркивает, что ни к 2025, ни к 2030 году полеты на Марс не будут возможны: защиту от радиации, взлет и посадку нужно будет отработать на Луне. Но это неважно – главное, что люди снова обращают свои взгляды в космос.
Во время загрузки произошла ошибка.
ЛЕВЧЕНКО СЕРГЕЙ ВИКТОРОВИЧ
Краснодарский край, Тимашевский район, х. Незаймановский
МБОУ «Средняя общеобразовательная школа №9 им. Героя Советского Союза В.Ф. Мируна»
КОЛОНИЗАЦИЯ МАРСА
НАУЧНАЯ СТАТЬЯ
Аннотация.
«Космос даст человечеству неограниченное жизненное пространство, горы хлеба и новую философию»
К. Э. Циолковский
В прошлом, 2016 году, человечество отмечало наступление 55-летия величайшей вехи в своем развитии – в космос впервые полетел человек. Первый полет, длившийся всего 108 минут навсегда изменил нас, открыл новые горизонты знаний и громко заявил – мир не ограничивается нашей планетой, мы – дети Галактики! С тех самых пор началась совершенно новая эпоха – эпоха космических открытий.
Сегодня космические исследования – это одно из основных направлений научно – технической революции. Ученые полагают, что рассмотрение вопросов изучения космоса в эколого – экономическом аспекте представляет интерес для многих специалистов, разрабатывающих программы международного сотрудничества. То, что вчера казалось фантастикой, сегодня уже сбывшаяся реальность. Человек не только научился выходить в открытый космос, но уже прошел по Луне и отправил исследовательские аппараты в разные уголки вселенной.
Впереди – Марс!
По мнения ученых, сегодня Марс является наиболее привлекательной планетой для колонизации. В пользу этого есть множество доказательств, рассмотренных в данной работе. Так же в работе рассмотрены вопросы, которые сегодня решают видные ученые, препятствующие возникновению колонии на Марсе и последние научные достижения в этом вопросе. В завершении работы мы приходим к выводу о целесообразности построения большой колонии на Марсе, рассматриваем её целесообразность в развитии науки и технологии, а также строим гипотезы относительно будущего развития мировой космонавтики.
Содержание.
Введение________________________________________________ стр. 4
Глава 1 «История развития космонавтики» ___________________ стр. 6
Глава 2 «Доводы в пользу колонизации Марса» _______________ стр. 8
Глава 3
«Основные проблемы, препятствующие колонизации Марса»___ стр. 11
Глава 4 «Предполагаемые этапы колонизации Марса» _________ стр. 14
Глава 5 «Деятельной проекта «Mars One»» ___________________ стр. 16
Вывод __________________________________________________ стр. 19
Список использованных источников ________________________ стр. 20
Приложения _____________________________________________ стр. 21
Введение.
В 1960 году – в год, в котором планировался первый полет человека в космос, состоявшийся, правда, несколько позже, тандемом авторов Войновичем и Фельцманом была написана песня, которая вобрала в себя все надежды советского народа, окрыленными первыми успехами в освоении космического пространства. Песню «Я верю, друзья» и исполнил Геог Отс:
«Я верю, друзья,
Караваны ракет
Помчат нас вперёд
От звезды до звезды.
На пыльных тропинках
Далёких планет
Останутся
Наши следы»
Мне кажется, что слова этой песни становятся все более актуальнее с каждым годом, ведь только недавно мы точно поняли, что на других планетах человек не только сможет оставить след, но и жить. Это стало возможно благодаря более чем полувековому развитию науки и техники. Сегодня мы как никогда близки к освоение пусть и ближайших, но новых для нас планет.
Познание космоса бесконечно, как бесконечна Вселенная, и подавляющее число вопросов так и останется без ответов, но мне хочется мечтать, что когда-нибудь мы приблизимся к разгадке этой великой тайны. Первым шагом на пути к этому я вижу в освоении новых планет. Пока даже видным ученым эта идея кажется немного фантастической, но ведь буквально сотню лет назад идеи о и полетах в космос вызвали бы только улыбку. Не стоит и говорить о том, что привычный для нас мобильный телефон и интернет сильно бы удивили тех, кто стоял у истоков космонавтики. Каждому поколению присущи свои открытия и достижения, и я верю, что мое поколение должно выйти к новым горизонтам неизведанных планет.
В своей работе я рассматриваю научные статьи, посвящённые колонизации Марса - наиболее вероятностной для создания на ней комплекса жизнеобеспечения планеты с подселяющим заселением её людьми.
Цель работы : изучить источники по вопросам перспектив колонизации Марса и на основании их сделать выводы о способах использования космического пространства
Задачи:
Осветить историю зарождения и развития космонавтики
Привести доводы в пользу колонизации Марса
Рассмотреть возможные проблемы, которые необходимо решить на пути к освоению Марса
Изучить предполагаемые этапы колонизации Марса
Осветить деятельность проекта «Mars One»
Предмет исследования: Освоения космоса в разрезе заселения новых планет
Объект исследования: Возможность колонизации Марса
Гипотеза: на основании изученного материала по проблемы сделать вывод об объективности возможности колонизации Марса в ближайшем будущем
Методы исследования: поиск к анализ научных работ по исследуемым вопросам, обобщение полученной информации, создание макета предполагаемой станции жизнеобеспечения с наиболее важными модулями и с обоснованием их важности.
Новизна работы: в работе рассматриваются подходы, выдвинутые учеными разных стран и в разное время с целью выявить наиболее общие идеи решения данного вопроса
Глава 1 «История развития космонавтики»
Среди всех естественно – научных дисциплин, астрономии появилась самой первой, как ответ на запрос путешественников об ориентации в ночное время. Возможно, уже тогда людей стали посещать мысли о полете к звездам. Однако, прошло очень много лет до того дня, когда эти мечты хотя бы немного приблизились к осуществлению.
Большой шаг был сделан с изобретением пороха и созданием первого фейерверка .
По настоящему серьезно ближе космос стал для нас благодаря идеям нашего соотечественника Константина Эдуардовича Циолковского. Школьный учитель, ученый- самоучка, она не только стал основоположником теоретической космонавтики, но и разработал модель «ракетного поезда» -по сути, прототипа современной многоступенчатой ракеты. Над последним вопросом он работал особенно долго. Результатом его работы стало создание нового раздела теоретической механики – механика тел переменного состава (первая и вторая задачи Циолковского).
В 1911 году Циолковский будто предсказал: “Человечество не останется вечно на Земле, но, в погоне за светом и пространством, с начала робко проникнуть за пределы атмосферы, а затем завоюет себе все около земное пространство”. Сегодня это, по сути, уже сбывшаяся реальность.
В середине двадцатого века начался новый виток развития идей освоения космоса. Был запущен и выведен на орбиту первый искусственный спутник Земли. Его первый позывные «Бип! Бип!» услышала вся планета. Этот незамысловатый звук был гимном победы над земным притяжением. Буквально через несколько лет в космос полетели, а главное вернулись живыми и невредимыми первые живые существа – знамение на весь мир собаки Белка и Стрелка. То, что они вернулись живыми стало последней точной в вопросе – полетит ли человек в космос? Ответ теперь стал однозначен.
12 апреля 1961 года стрелой в небо устремилась ракета, на борту которой был первый человек, наш соотечественник Юрий Алексеевич Гагарин. Его громогласное «Поехали!» запомнили во всем мире. Он стал первым, кто открыл нам космос как обычное место для рядовых полетов.
С тех пор и до сегодняшнего дня, за чуть более чем пятьдесят лет человек поставил себе на службу множество искусственных спутников, запустил не одну Международную орбитальную станцию для проведения исследований в условиях невесомости и безвоздушного пространства, отправил во все уголки Вселенной автоматические станции (более известные нам под нарицательным именем «марсоходы» или «лунаходы»), а также вышел в открытый космос и прошел по Луне.
Нельзя не упомянуть о теоретических открытиях, связанных с астрофизикой. Сегодня мы не только открываем все новые и новые звезды, вглядываясь в космические дали сквозь пространство и время, но и научились исследовать их химический состав и предсказывать их поведение в будущем.
Освоение Марса началось в октябре 1960 года с запуска, правда неудачного, советского аппарата «Марс 1960А». Последующие попытки так же не привели к значительным успехам, и даже чуть не стали причиной разгара новой войны.
Первый успех в исследовании Марса был достигнут в 1965 году с запуском американского аппарата «Mariner-4», который прошел в 9846 км от его поверхности и передал на Землю первые снимки планеты.
Уже к началу нового века для исследования Марса было сделано 35 запусков, в том числе 15 удачных.
Выводы по главе : Выход в космос и его освоение, в частности, исследование Луны, планет и дальнего космоса навсегда изменили вектор развития передовой научной мысли. На сегодняшний день освоение космоса является наиболее перспективной областью знания – в ней совершается большое число научных открытий, значимость которых нам только предстоит оценить в будущем.
Глава 2 «Доводы в пользу колонизации Марса»
Люди, так или иначе интересующиеся развитием современной науки часто задаются вопросом: «Почему для потенциальной колонизации был выбран именно Марс?» Возможно, следует подробно рассмотреть те преимущества, которые отличают «красную планету» от других, потенциально возможных к освоению и заселению.
План колонизации Марса привлекает человечество так же из-за большого запаса различных полезных ископаемых на планете: меди, железа, вольфрама, рения, урана и других.
Наиболее важным отличием этой планеты от других является наличие атмосферы. Требуется её терраформирование и преобразование для того, чтобы человек мог полноценно жить на планете, но главное, нам есть с чем работать.
Недавняя информация об открытии воды на планете только подогрела интерес ученых. Как никогда громко зазвучали идеи о скорой колонизации планеты – стало возможным строительство станции жизнеобеспечения и заселения первых «марсиан».
Так же не стоит забывать о том, что человеческий век мизерное короток по сравнению со временем и скоростями Вселенной. До подавляющего большинства исследуемых объектов нет возможности долететь в силу того, что путь к ним может достигать времени в сотни, а то и тысячи лет. При уровне современных технологий Марс от нас в 9 месяцах полета, что безусловно, очень и очень важно. Ученые считают, что и это время в будущем можно будет сократить с использованием новых технологий постоянного ускорения. В частности, модели ионного приводы и солнечного паруса могут теоретически сократить время полета до нескольких недель. По меркам космоса, это можно сравнить с походом человека на соседнюю улицу города.
Так же я уже указал, что во всем мире развивается идея терраформирования Марса, которая позволит человеку жить на Марсе так же, как и на Земле, то есть исследовать планету без скафандров. Однако сейчас, в силу не плотности атмосферы, это не возможно из-за большого количества ионизирующего излучения. Более подробно проблемы освоения Марса мы рассмотрим в следующей главе.
Между Марсом и Землей уже налажена связь. НАСА и Европейское космическое агентство уже разместили некоторое количество спутников на орбите «красной планеты» и стабильно получает от них информацию. Правда, задержки значительные – от 3 до 22 минут, что делает бессмысленным телефонную связь, но, когда-то и сам разговор по телефону был нереален.
Все же наиболее важным плюсом является возможность создания постоянной сети перевозок. Автоматические системы, которые используют в настоящее время, должны будут позволить совершать перелеты и проводить дальнейшие исследования. Автоматические аппараты НАСА позволили отправить марсоходы «Spirit» и «Opportunity» к «красной планете» по программе «Mars Exploration Rover». Автоматические системы сократили транспортные расходы и оказались полезными для поисков льда и воды на поверхности Марса. Создание посадочных площадок и постоянных баз на поверхности Марса можно также провести при использовании таких космических аппаратов.
Так же на Марсе уже довольно подробно исследованы места предполагаемого проживания людей. Благодаря ледяным шапкам, образовавшимся на полюсах, эти районы планеты сейчас кажутся наиболее привлекательными. Однако, и в экваториальных районах обнаружены пещеры в которых допускается наличие воды. В любом случае рельеф Марса может оказаться иным при детальном изучении непосредственно на его поверхности.
Не будем забывать, что марсианские утки лишь на 39 минут больше земных, что площадь поверхности Марса так же приблизительно равна площади поверхности «голубой планеты». Ось вращения Марса не значительно отличается от наклона Земли из-за чего там так же есть смена года, правда, идущая почти в два раза медленнее.
И один из главных плюсов – параметры марсианского грунта (соотношение pH, наличие необходимых для растений химических элементов, и некоторые другие характеристики) близки к земным, и на марсианской почве теоретически можно было бы выращивать растения .
Не стоит так же забывать и о том, что Марс считают «условно обитаемой» планетой. Серьезно рассматривались вопросы о том, что на «красной планете» может быть жизнь. Этот вопрос вошел даже в доклад профессора из комедии Эльдара Рязанова «Карнавальная ночь». Современные ученые серьезно считают, что нынешнее развитие Марса даже более благоприятно для зарождения жизни, чем когда-то была юная Земля. Большая часть основы ДНК и РНК – рибоза, которая могла формироваться только в пустынных сухих местах нашей очень влажной планеты смогла образоваться на Марсе с наибольшей вероятностью. Есть даже теории, которые гласят, что жизнь вообще изначально зародилась на Марсе, а потом была «переселена» на Землю. Однако, в силу невозможно не доказать, не опровергнуть эти теории, они так и остаются в статусе гипотез.
Выводы по главе : На сегодняшний день есть множество плюсов к тому, что колонизация Марса возможна и наиболее вероятна относительно идей колонизации других планет. Основные преимущества «красной планеты» выгодно отличают её от всех прочих.
Глава 3 «Основные проблемы, препятствующие колонизации Марса»
Среди проблем, которые уже возникли и могут возникнуть позднее на пути к колонии на Марсе, постараемся рассмотреть наиболее существенные. Безусловно, это не самый полный их перечень, да и вполне возможно, что многие проблемы и предсказать пока не возможно, но на сегодняшний момент ученые работают над решением именно этих вопросов.
Во-первых, еще до строительства космического корабля, который унесет к Марсу первую группу колонистов возникли проблемы, которые поставили под угрозу само существование марсианской миссии. Наиболее видной из них является проблема геополитики. Не секрет, что страны всего мира ведут негласную войну за главенство в космосе, и ни одна из держав, даже потенциально способных на строительство колонии на Марсе, не отдаст пальму первенства в этом вопросе. Возможно, если бы проблема освоения «красной планеты» имел бы мировой характер, то есть над решениями возникающих вопросов работали ученые всего мира и согласовывали свои открытия друг с другом мы бы уже были на Марсе, но реальность такова, что сегодня совершенно параллельно над вопросами первой колонии работают несколько команд. При таком раскладе дел скорость нашего полета на Марс и построение там первой колонии становится практически вопросом теории вероятности – какой стране повезет первой разрешить наиболее сложные вопросы. История показывает, что в данном вопросе нет явного преимущества ни у одной страны – страны с большим количеством ресурсов (и трудовых в том числе) не обладают достаточным уровнем знаний, когда страны с более развитыми технологиями не могут сделать производство достаточно дешевым.
Стоимость разработок так же большая проблема. Не стоит забывать, что сегодня полет на Марс инвесторами рассматривается быстрее как научная фантастика, чем план на ближайшее будущее. Что бы нам не говорили, к Марсу мы приблизились еще не достаточно близко для того чтобы с точностью утвердить тот факт, что колонии на «красной планете» быть .
В любом случае сегодня мы имеем следующий расклад – выход на Марс любой из стран автоматически ставит её в ранг космической державы, утверждает за ней право первой страны на Марсе со множеством связанных с этим нововведений и еще больше отдаляет сраны в вопросах сотрудничества, что в отдаленной перспективе чревато разгаром новой войны. Как бы там ни было, что пока не планируем покидать Землю навсегда, так что вопрос её безопасности тоже необходимо считать наиболее важным. Хочется напомнить слова Эйнштейна, которыми он ответил на возможность применения в третьей мировой войне ядерного оружия: «Я не знаю, каким оружием будет вестись третья мировая война, но четвертая палками и камнями».
Непосредственно сама «красная планета» несет нам следующие опасности:
торможение об атмосферу,
посадка на огромные «подушки» .
Высокий уровень космической радиации – мы писал выше, что атмосфера Марса очень тонка – она составляет лишь 0,007 земной. Из-за этого, пребывание человека на планете в принципе не возможно (без специального оборудования конечно)
Сильные сезонные и суточные колебания температуры – надо отметить, что только в «летние» месяцы в экваториальной зоне Марсе наблюдается температура до 20 градусов Цельсия.
Метеоритная опасность – все так же, из-за тонкости атмосферы, даже самые малые метеоритные осколки будут достигать поверхности планеты в практически неизменном виде. Учитывая скорость их движения, они представляют серьезную опасность целости куполов системы жизнеобеспечения.
Низкое атмосферное давление
Пыль с высоким содержанием гипса
Высокая сложность посадки на поверхность планеты – затруднительные два из четырех обязательных пунктов:
Со счетов не стоит так же списывать и человеческий фактор. У экипажа первой миссии на Марс могут возникнуть стресс, апатия к размеренному и однообразному образу жизни, неустойчивость при посадке из-за неприспособленностями к условиям планеты, нарушение деятельности сенсорных систем (зрение, слух), нарушение сна и как следствие, снижение работоспособности. Условия «красной планеты» могут привести к изменению процессов, протекающих в организме человека, а также негативно может повлиять космическая радиация. Ученые уверены, что если не просчитать сейчас все возможные риски, то жители Марса будут страдать от онкологии значительно чаще и больше, чем земляне.
Выводы по главе: Не смотря на то, что у колонизации Марса есть ряд важных преимуществ, вопросы, препятствующие этому, остаются пока не разрешенными. Безусловно, предусмотреть все не получится, однако зада ученых сводится к тому, чтобы первый опыт быть более или менее удачным, но ни в коем случае не провальным – в противном случае исследование и колонизация Марса отложится на неопределенный срок. Мы считаем, что мировому сообществу необходимо выработать общий план и стратегию по исследованию «красной планеты» с целью расширения возможностей отдельно взятых групп исследователей и более продуктивной работы над возникающими вопросами.
Глава 4 «Предполагаемые этапы колонизации Марса»
Как мы уже отмечали выше, у разных групп ученых разнятся взгляды на понимание многих вопросов колонизации Марса, в том числе и на то, какие этапы этой программы необходимо совершать и в какой последовательности. В общем виде эти шаги сводятся к четырем базовым, присущим практически всем группам в том или ином виде:
Исследование,
Базовое строительство,
Заселение,
Терраформирование.
Подробнее рассмотрим каждый из них.
Исследовательский этап, как писалось выше, уже идет некоторый период времени. Планета изучается телескопами и роботами. Однако речь сейчас идет о том, что когда планету начнет исследовать непосредственно человек, мы сможем получить значительно больше информации. Значит, необходимо найти способ для того, чтобы отправить на «красную планету» группу исследователей. Если использовать атмосферу Марса для производства ракетного топлива и кислорода, необходимого для обратного пути на Землю, то такой полет возможен ужи и при нынешнем уровне развития технологий. Цели такого исследования очевидны – получить ответы на вопросы истории Марса как планеты и возможного приюта для жизни в прошлом, провести предварительный обзор ресурсов и определить оптимальное место для строительства баз колонии, а так же проверить план действий путешествия на Марс с целью его будущих доработок.
Сущность этапа базового строительства - в проведении сельскохозяйственного, промышленного, химического и технологического исследования Марса в контексте овладения растущим массивом технологий, необходимых для использования марсианского сырья и полезных ресурсов. Хотя соответственно оснащённые первоначальные исследовательские миссии будут использовать марсианский воздух для производства топлива и кислорода, на этапе базового строительства этот элементарный уровень использования местных ресурсов перейдёт на новый уровень - появится скопище базовых марсианских знаний: как извлекать воду и растить злаки на Марсе, как производить керамику, стекло, металл, пластик, провода, жилища, надувные устройства, солнечные панели и всяческие виды других полезных материалов, инструментов и устройств. В то время, как этап первоначального исследования может быть обеспечен небольшими командами (примерно по 4 человека) в спартанских базовых лагерях, оставляющими огромные территории Марса не охваченными, этап базового строительства потребует разделения труда, которое привлечёт большое количество людей (порядка 50), оснащённых разнообразным оборудованием и значительными источниками энергии. Короче говоря, цель периода базового строительства - развить совершенное владение технологиями, позволяющими производить на Марсе еду, одежду и жильё для поддержания большого населения «красной планеты». Ученые предполагают, что этот этап начнется не ранее чем через 10 лет после первой высадки человека на поверхность Марса.
Если процесс освоение марсианских технологий завершиться успешно, то, можно будет начать этап массового заселения «красной планеты». В приоритете – заселить Марс достаточным количеством людей для создания новой ветви развития цивилизации с растущими возможностями к преобразованию красной планеты. На этом этапе становится возможным переход на сомообеспечение, и это даже не столько положительный шаг, сколько необходимость. Если марсианская колони не станет автократичной, независимой, она не сможет развиваться до сколь-нибудь приличного количества членов на одном лишь государственном финансировании. Это означает, что первым поселенцам необходимо будет вести разработку ресурсов и производство товаров на межпланетарный экспорт.
Если жизнеспособная марсианская цивилизация будет создана, её население и силы к изменению планеты будут продолжать расти. Преимущества от терраформирования Марса в более дружелюбную для людей среду были описаны выше. Проще говоря, если достаточное количество людей найдёт способ жить и процветать на Марсе, нет сомнений, что раньше или позже они терраформируют планету. Следовательно, возможности терраформирования Марса или их недостаток - следствие экономической жизнеспособности усилий по колонизации Марса.
Выводы по главе : не смотря на то, что различные группы ученых по-разному относятся к этапам колонизации Марса, все они едины в необходимости четырех шагов – от исследования до терраформирования. План покорения «красной планеты» осуществим, однако, требует значительный временных затрат.
Глава 5 « Деятельной проекта «Mars One» »
От теоретического изучения вопроса освоения Марса перейдем к рассмотрению проектов, которые практически реализую планы этой колонизации.
Одним из самых видных проектов на сегодняшний день является проект некоммерческой голландской компании « Mars One ». Суть этого проекта заключается в том, что астронавты отправляются на «красную планету» без возможности вернуться на Землю. В целом, они закладывают первую колонию и ожидают новых переселенцев, которые, по замыслу организаторов, будут отправляться на Марс с завидной регулярностью.
Возникает вопрос – где взять необходимое финансирование? Ответна него найден поистине оригинальный. Деятельность « Mars One » очень прозрачна и практически яростно афишируется в СМИ. По большому счету, весь проект строится как телешоу о покорении Марса. На волне повальной увлеченностью идеей колонизации других планет и подогреваемом интереса к этой теме писателями-фантастами, этот проект пользуется большой популярностью. Нашлись люди, готовые участвовать в первом, полете, среди них даже отобрали победителей.
Давайте подробнее изучим план проекта « Mars One » по годам :
2011 - старт проекта, все поставщики оборудования подтверждают свою готовность принять участие;
2013 - начало международного отбора астронавтов;
2015 - начало технической и психологической подготовки отобранных 24 кандидатов, получение навыков выживания в изолированной среде и в условиях, приближенных к марсианским;
2018 - в мае будет запущена демонстрационная миссия: отправка посадочного модуля для проверки солнечных батарей, технологии извлечения воды из марсианского грунта, а также запуск коммуникационного спутника, который 24 часа в сутки, 7 дней в неделю будет передавать изображения, видео и другие данные с поверхности Марса;
2020 - запуск второго спутника связи на орбиту вокруг Солнца (точка L5, для обеспечения бесперебойного потока), оборудования для строительства колонии и беспилотного марсохода с прицепом, который выберет лучшее место для поселения и подготовит поверхность Марса для прибытия груза и размещения солнечных панелей;
2022 - в июле будет запущено 6 грузов: 2 жилых блока, 2 блока с системами жизнеобеспечения, 2 грузовых/складских блока;
2023 - в феврале грузы совершат посадку на Марс рядом с марсоходом, он начинает готовить базу для прибытия людей: доставляет блоки на выбранное место, активирует системы энергопитания и жизнеобеспечения, создающие запасы воды (3000 литров) и кислорода (120 кг);
2024 - в апреле-мае на орбиту Земли будут отправлены: транзитный модуль, корабль MarsLander (посадочный модуль) со «сборочным» экипажем на борту и 2 разгонных ступени. В сентябре первая четвёрка миссии сменяет «сборочный» экипаж и, после последней проверки системы на Марсе и транзитного модуля, состоится запуск первого пилотируемого корабля на Марс. Одновременно отправляется груз для обеспечения жизни второго экипажа;
2025 - в апреле первый экипаж в посадочном модуле высаживается на Марсе (транзитный останется летать по орбите вокруг Солнца). После восстановления и акклиматизации «поселенцы» установят дополнительные солнечные панели, соберут все модули, включая 2 жилых блока и 2 системы жизнеобеспечения для второго экипажа, в единую марсианскую базу и начнут обживать свой новый инопланетный дом;
2027 - в июле высадка следующей группы людей из 4 человек, новые модули, вездеходы и оборудование. И так каждые два года;
2035 - население колонии должно достигнуть 20 человек.
Однако, как и предполагалось, проект столкнулся с массой трудностей. Не будем рассматривать некую непродуманность финансирования – наоборот, мы считаем, что с учетом геополитике полет на Марс состоится быстрее на деньги, собранные группой энтузиастов методом «сrowd funding». При этом, поек сам почти провалился на этапе старта – не хватает технологий для осуществления старта. Люди будут платить за зрелища, как и предполагали создатели, но смотреть пока не на что, а значит, и денег тоже нет.
Создатели проекта не теряют оптимизма и уверены, что именно астронавты с нашивками « Mars One » первыми ступят на поверхность «красной планеты» . Однако научное сообщество с большей вероятностью отдает пальму первенства одной из американских компаний – НАСА или « SpaceX ». Деятельность этих компаний довольно засекречена и не столь громко афишируется, поэтому мы можем только строить предположения относительно того, когда первый человек ступит на Марс.
Общественность, анализируя деятельность обеих этих компаний отдает преимущество « SpaceX » за из большую мотивацию и успешное управление финансами – не секрет, что на сегодняшний момент они запускают гораздо больше частных спутников, чем иные компании.
С выводами все же торопиться нельзя. На комической арене могут появиться новые группы разработчиков и компании, технологии могут совершить прорыв в любое время в обозримом будущем.
На основании изученных нами материалов, полет человека к Марсу вряд ли произойдет в ближайшее время. Мы склонны считать, то первая экспедиция состоится не ранее чем через 20 лет, т.е. в районе 2030 года.
Насколько целесообразна колонизация Марса? Мы считаем, что в будущем потребуется источники ресурсов, расположенные вне нашей планеты, да и может потребоваться дополнительное пространство для жизни. Однако так же считаем, что вопрос ребром в таком ключе может стать не ранее чем через несколько сотен лет. Изучению этого вопроса можно посвятить другую работу.
Выводы по главе: Деятельность ученых по колонизации Марса зачастую хранится в строжайшем секрете из-за проблем корпоративного и геополитического характера. Наиболее известная и открытая компания « Mars One » скорее всего пытается создать для нас красивую мечту, а не полететь к «красной планете» на самом деле. В любом случае объективно, развитие технологий еще не позволяет нам строить планы с привязкой их ко времени реализации. Сегодня мы можем строить только предположения, опираясь на отчеты космических гигантов, которые, при детальном изучении, могут оказаться блефом для конкурентов.
Вывод .
Покорение космоса всегда было для нас только фантазий, сегодня – сбывшаяся мечта, а кто знает, что ждет нас завтра? Возможно следующий шаг именно в колонизации Марса- ближайшей к нам, пригодной для колонизации планеты.
Остается последний открытый вопрос – нужна ли нам эта колонизация? За и против очень много. Не стоит забывать и о том, что «прогресс ради прогресса» настолько же плох, насколько плохо сознательное торможение развития. Объективно, в развитии космических знаний нам нужны полеты и высадки на Марс, потому что астрофизика сегодня становится уж очень теоретической. С подхода необходимости для человечества в целом – наверное рано еще думать о реализации этих планов. Ко всему прочему, мы пока не готовы нив техническом, ни в каком-либо еще плане к колонизации Марса.
Если даже форсировать события и все же полететь к «красной планете» в ближайшем будущем, то велика вероятность неблагоприятного исхода, после которого на идеях полетов к дальним планетам можно поставить крест.
В любом случаем, мы не отрицаем своей работой планов по колонизации Марса, но лишь оцениваем нынешнее положение дел и приходим к выводу, что сроки, выдвигаемые в программе освоения «красной планеты» сильно занижены, техническая база совершенно не готова и нет предпосылок к тому, что мировое сообщество объединится в этом вопросе, т.к. отсутствует острая необходимость в срочном освоении Марса.
Список использованных источников
– научно – популярный проект «Человек и космос»
«Наблюдения звездного неба» Дагаев М.М. 6-е изд., доп. - М.: Наука, 1988.
«Планеты Солнечной системы» Маров М. Я. 2-е изд., - М.: Наука, 1986.
«В мире множества лун» Силкин Б. И. - М.: Наука, 1982
The Computer Guide To The Solar System, Winter Tech, Version 1.20, 1989 г .
– проект «Новости высоких технологий
Hi
-
News
.
Проект бокса жизнеобеспечения на Марсе
Основные структурные компоненты жилища
Предполагаемые вид колонии на Марсе
Кадр из фильма «Марсианин» - одна из моделей поведения первых колонистов на Марсе
В качестве целей колонизации Марса называются следующие:
- Создание постоянной базы для научных исследований самого Марса и его спутников, в перспективе - для изучения пояса астероидов и дальних планет Солнечной Системы .
- Промышленная добыча ценных полезных ископаемых.
- Решение демографических проблем Земли .
- Основной целью является создание «Колыбели Человечества» на случай глобального катаклизма на Земле .
Основным ограничивающим фактором является, прежде всего, крайне высокая стоимость доставки колонистов и грузов на Марс .
На текущий момент и ближайшее будущее, очевидно, актуальна только первая цель. Ряд энтузиастов идеи колонизации Марса считает, что при больших первоначальных затратах на организацию колонии в перспективе, при условии достижения высокой степени автономии и организации производства 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. Директор научного отдела НАСА Джим Грин считает, что естественное магнитное поле Марса восстановить нельзя, во всяком случае, сейчас или даже в очень отдаленном будущем человечеству это не по силам. А вот создать искусственное поле можно. Правда, не на самом Марсе, а рядом с ним. Выступая с докладом «Будущее окружающей среды Марса для исследований и науки» на мероприятии Planetary Science Vision 2050 Workshop, Грин предложил создать магнитный щит. Этот щит, Mars L1, по замыслу авторов проекта, закроет Марс от солнечного ветра, и планета начнет восстанавливать свою атмосферу. Расположить щит планируется между Марсом и Солнцем, где он находился бы на стабильной орбите. Создать поле планируется при помощи громадного диполя или же двух равных и противоположно заряженных магнитов.
- 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.
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 «Красная планета » рассказывает о начале терроформирования Марса ради спасения землян.
- 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