Сейчас тема жизни на других планетах как никогда очень популярна. Многие ученые на полном серьезе обсуждают необходимости переселения всего (или части) человечества на ближайшие планеты. Дело в том, что ресурсы нашей планеты медленно, но неумолимо, подходят к концу. Популяция людей растет экспоненциально. И нам скоро станет очень тесно, очень бедно и очень голодно. Человечество должно развиваться и самое главное, чтобы развитие не останавливалось, мы должны покорять все новые и новые неизведанные места. Осваивать их, делать пригодными для жизни. Мы рождены любопытными и наше любопытство постоянно тянет нас вперед.

Естественно, если говорить о жизни на других планетах, то пока не может быть и речи о перемещении в места, которые находятся за пределами нашей солнечной системы. Ближайшая планета, которая по условиям похожа на Землю, находится в нескольких десятках световых лет. А это значит, что нам потребуется около тысячи лет, чтобы добраться до нее. С текущим уровнем технологий. Поэтому сейчас наиболее реалистичным вариантом выглядит перемещение на планеты, которые находятся относительно близко от нас. Венера? Слишком жарко, убийственная атмосфера. Спутники Сатурна? Далеко и холодно. Самой предпочтительной планетой для дальнейшей колонизации сейчас является Марс. Она близко, там более-менее щадящая атмосфера и погодные условия. Давайте рассмотрим этот вариант подробнее, возможно он не такой уж и нереалистичный, как кажется на первый взгляд.

Стивен Петранек, научный журналист, который регулярно выступает на TED, опубликовал книгу How We’ll Live on Mars (2014). В ней он подробно рассказывает о том, что уже в очень скором времени (ориентировочно в 2027 году) человечество высадится на Марсе и начнёт его активно колонизировать. Публикуем ключевые идеи из книги.

Две важные детали, которые говорят нам о том, что путешествие на Марс реально

Еще в 1948 году немецкий ученый Вернхер фон Браун опубликовал научный труд Das Marsprojekt — Проект «Марс» — в котором подробно описал, как разработать и построить 10 космических кораблей, которые могли бы доставить в целости и сохранности первых переселенцев на Марс.

На тот момент идеи Фон Брауна не оценили даже его близкие коллеги, и его с треском уволили с работы. Но в 1960х его идеи наконец получили широкое признание, в том числе и среди разработчиков шаттла «Аполлон», который доставил астронавтов на Луну. Новая книга научного журналиста Стивена Петранека дает нам конкретные данные и рекомендации, как воплотить дерзкую идею Фон Брауна по переселению на Марс в жизнь.

Петранек считает, что 4 астронавта вполне могут справиться с 243-дневным перелетом на Марс и высадиться на этой планете в 2027 году. А к 2050 году уже будут созданы полноценные колонии, считает журналист. Давайте обсудим опасности и преграды, которые будут подстерегать нас на этом пути.

Мы не могли не заметить, что в книге слова «прогнозируемый» и «проект» используются бесчисленное множество раз. Но что скажут скептики, если эти данные действительно окажутся правдой?

Есть две важные детали, которые нужно упомянуть:

До недавнего времени НАСА даже обсуждать не хотели возможные перелеты на Марс. Но спустя некоторое время они нанимают специальную команду, которая трудится над созданием межпланетного шаттла «Орион». Вам не кажется это странным?

Илон Маск говорит, что единственной миссией, ради которой существует его компания Space X — это практическая возможность осуществления межпланетных перелетов. И в первую очередь — на Марс.

Еще 10 лет назад все смеялись на Илоном, когда он утверждал, что сделает первый полноценный электромобиль. А еще 50 лет назад об этом нельзя было прочитать даже в фантастических романах. Но Тесла смогла произвести настоящую революцию в автомобильной индустрии.

Space X осуществили уже 18 успешных полетов. И мы думаем, что Илон настроен действительно серьезно, если утверждает, что его миссией является успешная доставка первых колонизаторов на Марс.

Каковы наиболее серьезные проблемы по созданию самостоятельной колонии на Марсе? И как они будут решаться?

Еда, вода, одежда и даже отсутствие кислорода — не являются такими уж серьезными препятствиями для организации колонии. Уже сейчас у нас есть инструменты, которые могут помочь нам в создании питьевой воды и кислорода в нужном количестве. Космический шаттл также может поддерживать жизнь астронавтов в космосе очень долгий период времени. А ведь еще 10 лет назад многие ученые считали, что никто не продержится и года в условиях невесомости. А сегодня американские и русские астронавты уже более года работают рука об руку на МКС и это не кажется таким уж странным и невозможным.

Самая главная проблема, которую пока не решили ученые — это борьба с солнечной радиацией. Магнитные поля Земли и ее атмосфера нейтрализуют большую часть опасных солнечных частиц. Но это невозможно на Марсе, т.к. у него чрезвычайно тонкий атмосферный слой. И планета буквально кишит убийственной солнечной радиацией. Вы можете защититься от солнечной радиации с помощью воды и специального металла, но космическое излучение — это проблема посложнее. Но у нас есть спасение — бесчисленное множество пещер и лавовых трубок, которыми напичкан экватор планеты. А еще реголит — минерал, из которого состоит почва планеты. С помощью него можно производить строительный материал, который будет эффективно защищать от радиации. Ученые считают, что уже на глубине 3 метров опасность радиации будет крайне низкой. И они также серьезно задумываются над возможностью терраформирования — изменение климатических условий планеты таким образом, чтобы они были пригодны для жизни земных растений и животных.

Какие инструменты помогут нам в терраформировании Марса?

Самый простой способ — установить зеркала по периметру длиной 250 километров на Северном и Южном полюсах планеты. Зеркала будут отражать солнечные лучи и направлять их в места скопления замерзшего углекислого газа. Это будет способствовать созданию парникового эффекта, утолщению атмосферы планеты, и уже в скором времени на Марсе станет гораздо теплее и комфортнее. Сейчас же температурные условия даже на экваторе планеты не такие комфортные: 21С днем и до -73С ночью. Если мы сможем нагреть планету, мы получим и пресную воду, которая там есть. Вода позволит выращивать растения, которые, в свою очередь, будут производить кислород и сделают атмосферу более пригодной для жизни.

А что если последствия терраформирования будут не такими радужными, как описывается в теории? Что если ученые допустили ошибку в своих расчетах?

Нет никаких сомнений в том, что некоторые расчеты могут не подтвердиться на практике. Один из таких сценариев — что углекислый газ на Марсе окажется слишком специфичным для наших растений, с различными примесями, что не позволит им нормально расти и развиваться. Но мы часто недооцениваем ту скорость, с которой мы получаем новые знания. Сумма знаний, которые мы получили после Второй Мировой Войны больше всех теорий, которые были разработаны до нее. Скорость получения информации удваивается каждые два года. И уже через 50 лет эксперименты по терраформированию планеты будут намного более продуманными, чем сейчас. Сейчас у нас нет ответа, но нам остается лишь немного подождать.

Изменение ДНК человека с помощью генной инженерии

Чтобы преобразовать атмосферу Марса в подобие земной, нам потребуется более 1000 лет. Но мы можем использовать принципы генной инженерии, чтобы контролировать свои гены. Т.е., если мы уже практически изобрели генный препарат, который предотвращает рак молочной железы у женщин посредством внедрения специального вируса в ДНК, то мы можем поработать над ДНК так, чтобы в будущем мы были менее восприимчивы к углекислому газу. Например сейчас, если в воздухе будет хотя бы более 5% углекислого газа, то человек может умереть. Генная инженерия может настроить ДНК таким образом, чтобы концентрация в 40% не была смертельной.

Какой будет жизнь на Марсе через 50 лет после освоения колонии?

Питание первых переселенцев будет на 80% состоять из продуктов глубокой заморозки, которые они взяли с собой с Земли. В будущем они смогут выращивать грибы, овощи и фрукты в теплицах и есть их, что, на самом деле, больше связано с психологией человека, нежели с прямой необходимостью. Человек приспособлен для того, чтобы есть «жесткую» пищу, ему нужно, чтобы она выглядела как натуральная еда, а не бесформенное пюре. Солнце на Марсе не такое интенсивное, как на Земле. И погода на экваторе планеты напоминает солнечную зиму в Чикаго. На Марсе 12 часов светит солнце и 12 часов — ночь. Но времена года длятся в два раза дольше, год состоит из 24 месяцев. Люди на Марсе почти все время будут проводить под землей или в защищенных от солнечной радиации строениях. И это не так страшно на самом деле. Многие из нас уже проводят большую часть своей жизни в помещениях. Больше половины мира живет в городах, а города — это нагромождение домов и различных строений. Посмотрите, например, сверху на центральный парк Нью-Йорка. Люди проводят большую часть своей жизни в офисах, спят в своих домах, едят в ресторанах, ходят друг к другу в гости. На Марсе все будет практически так же привычно для нас. Переселенцы будут передвигаться по планете на специальных автомобилях, защищающих их от радиации, с автономной подачей кислорода. Скафандры будут намного легче, чем сейчас. У нас уже есть технология облегченных космических костюмов. Ученые также разработали легкие приборы автономной подачи воздуха и облегченные шлемы.

Многие ученые сравнивают колонизацию Марса с великой миграцией европейцев в Америку. Что между ними общего?

В 1620 году всего 102 человека пересекли Атлантику и прибыли на американский континент на знаменитом корабле Мейфлауэр. Уже через 20 лет численность переселенцев составляла 30 000 человек. За это время количество кораблей, которые прибывали в американские порты возросло с 2 кораблей в месяц до 700. Размеры колонии на Марсе будут увеличиваться так же быстро.

Что насчет «темных» аспектов этой аналогии: как, например, переселенцы прибегали к каннибализму во время холодных зим в Джорджтауне, высокой смертности и насилию?

Люди погибали в Джорджтауне и Плимуте, потому что им не хватало еды, не было системы здравоохранения и заботы об окружающей среде. Мы предусмотрим все это в нашем перелете на Марс. У нас даже будет рентгеновский аппарат и другая профессиональная медицинская техника. Но на самом деле сейчас даже сложно представить, с какими трудностями нам там придется столкнуться. История начала миграции — это одна из самых тяжелейших эпох в истории человечества.

Сколько людей будут жить на Марсе после освоения колонии через 10, 20, 50 лет?

Илон Маск, пожалуй, единственный человек на Земле, кто может дать нам наиболее адекватную оценку численности населения колонии. В 2025 или 2027 он отправит 2 шаттла с первыми переселенцами на Марс. В одном корабле будет от 4 до 10 астронавтов. К 2030 году шаттл прибудет на красную планету. Уже в ближайшее время начнется разработка больших многоразовых космических кораблей, способных вместить от 80 до 100 человек. И, по самым консервативным подсчетам, если у нас будет 50 кораблей с 80 астронавтами на каждом, то к 2032 году на Марсе будут жить уже 4000 человек. Корабли будут совершать перелеты каждые два года. И Илон хочет построить к 2050 году до 1000 таких шаттлов. Т.е. в 2050 за одно путешествие на Марс будет прилетать уже 80 000 колонистов. К 2060 году численность колонистов достигнет одного миллиона.

Стоимость билета в один конец на Марс будет составлять около полумиллиона долларов. Возможно ли, что данная цена будет падать?

Маск очень конкретно проработал свою политику ценообразования. Он анонсировал, что в период с 2031 по 2032 годы стоимость билета составит 400 000 долларов (сейчас известно, что стоимость билета на Марс была уже снижена до 200 000 долларов). Потенциальный колонист: человек, которому за сорок, которому надоела своя работа и кто хочет кардинально изменить свою жизнь. Например, чтобы достать такие деньги, он может продать свой дом. На Марсе будет чем заняться, а размеры оплаты рабочей силы будут существенно выше, чем на Земле. Множество компаний уже согласились развернуть предприятия, предназначенные для обслуживания колонистов, на красной планете. Мы также предполагаем, что на Земле будет пользоваться большим спросом документальные фильмы о Марсе, а также реалити-шоу. Правда, есть одна опасность, о которой мы уже знаем — это рабство от компаний, которые продадут колонисту билет в обмен на 20 лет бесплатной работы на нее.

Нет ли опасности в том, что такие амбициозные планы по колонизации Земли являются всего лишь предлогом для того, чтобы уничтожить планету в бесконечных войнах?

Несколько лет назад Пан Ги Мун, председатель ООН, сказал, что мы должны улучшать экологическое состояние планеты, потому что у нас нет никакого плана Б, нам некуда бежать, если что-то случиться. Сейчас Марс — это наш План Б. Он дает нам надежды, нравится это кому-нибудь или нет. Я считаю, что будет большой трагедией, если люди, зная о Плане Б, начнут менее бережливо относиться к планете, на которой живут. Но гораздо большей проблемой будет, если человечество исчезнет вовсе. Вы можете проснуться однажды утром и узнать, что гигантский 20 километровый астероид летит прямо на Землю и скоро столкнется с ней. В таком случае мы абсолютно ничего не сможем сделать, всё человечество погибнет. У нас нет таких ракет, которые могли бы сбить астероид такого диаметра. И есть только один сценарий, чтобы предотвратить все потенциальные угрозы по уничтожению человеческого вида: мы должны стать межпланетной расой. Я очень волнуюсь, когда люди говорят, что мы можем отправиться на Марс, если уничтожим Землю, но еще более волнительно для меня, если все человечество исчезнет с лица Земли.

Планета Марс, или как иначе нередко выражаются Красная планета, представляет огромный интерес для человечества. Исследованием Марса ученые занимаются с 1960 года с помощью автоматических станций.

И по мнению исследователей, Марс имеет огромные перспективы в плане освоения человеком красных пустынь планеты человеком. Здесь надо отметить, что Марс это планета земного типа, и как выяснилось недавно, разряженная атмосфера планеты, хорошо защищает поверхность Марса от космической радиации. Так что поселенцам не придется искать серьезных убежищ от проникающей радиации

Одна из черт схожести Марса с нашей планетой, это период вращения, и смену времен года, — правда климат на планете суше земного, и значительно холоднее. Однако как полагают ученые, так было не всегда. Сейчас на Марсе довольно таки суровая климатическая ситуация средняя температура составляет?50 °C, колебания происходят от?153 °C на полюсе зимой,и до свыше +20 °C в полдень на экваторе.

Как предполагают исследователи, некогда на Марсе существовал не столь холодный климат, и было время, что поверхность Марса покрывали моря, океаны, озера – то есть было наличие воды в жидком состоянии. Но было это миллиард или более лет назад.

Перспективы колонизации Марса.

В качестве перспективных целей освоения Марса, рассматривается в первую очередь постройка на планете постоянной научно-исследовательской обитаемой базы. Приоритетной задачей сотрудников базы будет изучение непосредственно Марса, его спутников Фобоса и Деймоса. И как будущая цель исследовательской базы, изучение астероидного пояса, и Солнечной системы.

Конечно же, это добыча ресурсов, ведь Марс может оказаться богатой планетой в плане полезных ископаемых. Однако в этом случае, серьезную проблему представляет доставка грузов, высокая стоимость перевозки грузов не оправдает затрат. Разве что, по мнению экспертов, колонизаторы обнаружат редкоземельные металлы, — уран, золото, алмазы, платина.

И как считают некоторые ученые, ситуация на Земле подошла к тому рубежу, когда человечеству необходимо задуматься о решении демографического вопроса. Да и не только угроза перенаселения, или истощение ресурсов Земли заставляют пристальнее рассматривать вопросы колонизации планет.

Как считает некоторое количество ученых, — осторожно об этом высказываясь – просматривается и другая необходимость создания колоний на Марсе.

Дело в том, что в истории Земли уже случались катастрофы глобального масштаба. К примеру, падения крупных космических объектов, настолько огромных, что волна разрушений уничтожала все живое на Земле, заново перестраивая поверхность планеты. Когда суша и водные бассейны менялись местами.

Как полагают ученые-исследователи, нельзя исключить того факта, что из дальнего космоса может прилететь объект огромной массы, и столкнуться с планетой. А колоссальная сила удара космического объекта «встряхнет» Землю, настолько сильно, что все живое погибнет. Но даже при более благоприятном сценарии, выживание человека станет нелегким делом.

Ведь в таком случае, под удар существования ставится вся человеческая цивилизация. Даже при более благоприятном развитии сценария, выживание человека станет нелегким делом. Пыль, поднятая ударом громадного объекта, извержения от заработавших вулканов, — вся эта пыле и пепла — гаревая взвесь, на долгие года закроет планету от Солнца. Температура на десятилетия снизится до минусовых, — то есть, будет то же, что произошло и во времена гибели динозавров.

Так вот, как полагают ученые, человек должен подумать, что необходимо сделать, чтобы не погибла вся земная культура. И вариант, который видится думающим в этом направлении ученым-исследователям один, создание поселений на других планетах нашей системы.

Наиболее благоприятным, и более доступным в этом отношении, подходит Марс. Конечно и Луна не забыта, но только в плане освоения, — обитаемая научно-исследовательская база, этакий форпост человечества, но не более того. А вот в отношении Марса, смело мыслящие ученые, говорят о больших перспективах.

Как планируется создавать поселения на Марсе.

Изначально, планируется постройка исследовательского поселка модульного типа. Где строительным материалом послужат специально изготовленные панели доставленные с Земли. На Марсе из них будут собираться жилые модули, и модули исследовательской лаборатории.

На первом этапе создания исследовательских баз, рассматриваются районы в области экватора. В области экватора держится более умеренная температура. Что более подходит для обитания, и ведения дальнейшей геологической разведки Марса, и прочей исследовательской деятельности.

На втором этапе освоения, — безусловно при успехе первичного – речь идет уже как раз о создании колонии на Марсе. То есть, поселенцы приступят к постройке постоянных, базовых поселений. А вот постоянные поселения, предусматривается строить уже из местных материалов. Это будут капитальные строения, предназначенные для проживания колонистов и следующих поколений.

Некоторые ученые, заглядывая далеко вперед, говорят и таких вещах, как терраформирование, когда на марсе можно будет искусственным путем сформировать ландшафт, изменить атмосферу. Ведь нынешняя атмосфера Марса не пригодна для выживания человека без специальных защитных средств. А вот с помощью терраформирование, атмосферу Марса можно будет наполнить пригодным для дыхания воздухом. – Впрочем это очень далекая перспектива.

Трудности колонизации планет.

В настоящее время, освоение и создание научно-исследовательских баз на любом планетно-спутниковом объекте нашей системы дело очень не простое. Трудности существуют не только на этапе полета, когда колонистов надо доставить на Марс. Даже отстроив жилые и лабораторные модули станции, существует проблема что в модулях будет существовать нормальная обстановка для жизнедеятельности.

Многие наверно помнят, в связи с чем была снята с орбиты, и затоплена космическая станция, — космонавтам так и не удалось избавиться от поразившего станцию грибка. Плесень в буквальном смысле одолела станцию.

И даже на Земле, отстроив некую модель закрытой базы, в ней начались проблемы. В начале 1990 года, в пустыне под Аризоной был реализован проект задуманный миллиардером Эдвардом Бассом. Американцы создали в пустыне громадный комплекс,

Проект продержался около двух лет, четыре мужчины и четыре женщины, поддерживали связь с внешним миром исключительно через компьютер. Очень быстро климат внутри группы испортился, команда распалась на две противоборствующие группировки. Кстати, даже после 20 лет, участники эксперимента избегают встречаться друг с другом.

Но не только вопросы совместного проживания небольшой группы людей в замкнутом пространстве сорвали проект «Биосфера-2». Огромный комплекс, рассчитанный на то, что люди будут жить в нем автономно не смог существовать без поддержки извне. А ведь внутри был замкнут целый мир, — деревья, кустарники, свинарники и курятники, козы и пастбища для них. Водоемы с рыбой, целая экосистема, изолированная от внешнего мира.

Однако случилось непредвиденное, микроорганизмы и насекомые, начали размножаться в огромных количествах, и процесс было невозможно отрегулировать. И это началось спустя несколько недель после начала эксперимента «Биосфера-2». В связи с чем, резко возросло потребление кислорода, и уничтожение сельскохозяйственных культур.

Вследствие этого, участники проекта начали задыхаться от недостатка кислорода, и эксперимент потерял свою чистоту – ученым пришлось снабжать людей кислородом.

Но так можно решить проблему на Земле, но как этот вопрос можно будет решить на Марсе? – ведь там не кому будет влить свежего кислорода в модули. Хочется верить, что нынешние ученые-исследователи, работающие в этом направлении, имеют на своем вооружении технологии как решать такие задачами.

И перед первыми поселенцами Марса, не встанут вопросы выживания, вследствие нарушения систем жизнеобеспечения. А более тщательный подбор первой группы колонистов, по психологической совместимости, сократит количество конфликтных ситуаций.

Марс с учётом его орбиты, поверхности и наличия водяного льда на полюсах является одним из самых привлекательных для людей космическим объектом. На Земле с каждым днём растёт озабоченность по поводу будущего человечества, а поэтому колонизация Марса становится всё более насущной проблемой. Нельзя также сбрасывать со счетов экономические интересы, которые ещё больше разжигают внимание к далёкому космическому собрату.

Земля и Марс имеют относительное сходство . Марсианский день или сол очень близок к земному. Солнечный день на четвёртой планете равен 24 часам 30 минутам 35,244 секундам. Площадь составляет 28,4% от площади Земли и лишь немного меньше земной суши. Радиус составляет половину земного, а масса только одну десятую.

Осевой наклон равен 25,19 градусов, а у Земли он 23,44 градуса. В результате этого на красной планете сезоны года похожи на земные. Но длятся они почти в 2 раза дольше, так как марсианский год составляет около 1,88 земных лет. И самое главное, на Марсе имеется вода, спрятанная под коркой замёрзшего углекислого газа.

А теперь давайте рассмотрим различия Марса и Земли . Здесь сразу надо сказать, что даже экстремофильные организмы, выживающие на Земле во враждебных условиях, не могут выдержать экстремальную среду, которая присутствует на поверхности Марса.

Его поверхностная гравитация составляет 38% от земной. Тут следует заметить, что микрогравитация вызывает проблемы со здоровьем у людей. Они теряют мышечную массу и наблюдается деминерализация костей. Возможен ли такой негативный эффект на поверхности красной планеты? Это неизвестно, так как научные исследования, связанные с поверхностной гравитацией Марса, пока не проводились на Земле.

На четвёртой планете гораздо холоднее, чем на Земле. Средняя температура составляет минус 50 градусов по Цельсию, а на Земле она равна плюс 15 градусам по Цельсию. Количество солнечной энергии, достигающей Марса, гораздо меньше земной, так как он на 52% отстоит дальше от Солнца, чем Земля. Солнечная постоянная равна 43,3% от земной.

В то же время марсианская атмосфера более тонкая, а поэтому более высокая доля солнечной энергии достигает поверхности. Но тут не надо забывать про круглогодичные пылевые бури. Они способны блокировать солнечный свет на несколько недель. Отсутствие магнитосферы делает поверхность незащищённой от солнечного ветра.

Марсианское атмосферное давление ниже предела Армстронга. Атмосфера на 95% состоит из углекислого газа. Ещё есть азот (3%), аргон (1,6%) и следы других газов, включая кислород (0,4%). В марсианском воздухе парциальное давление углекислого газа равно 0,71 кПа по сравнению с 0,031 кПа за Земле.

Отравление углекислым газом (гиперкапния) у людей начинается при 0,1 кПа. Даже для растений 0,15 кПа является токсичным. А означает это только одно – воздух на Марсе токсичен для растений, животных и человека. И в добавление следует сказать, что тонкая атмосфера не способна отфильтровывать ультрафиолетовый солнечный свет.

На основании всего вышесказанного напрашивается вполне обоснованный вывод: колонизация Марса представляет собой довольно сложную задачу . Марсианская среда враждебна для людей, а разница в гравитации пагубно скажется на здоровье. Она приведёт к ослаблению костей и мышц, возникновению остеопороза и сердечно-сосудистым проблемам.

Обязательно следует учитывать и психологический фактор. Люди, работающие на Марсе, будут находиться в десятках миллионов километров от Земли. Если миссия будет продолжаться 2,5 года, то члены экипажа начнут испытывать чувства изоляции, тоски, депрессии. У них возникнет ощущение, что они брошены в космосе, ведь Земля в марсианском небе будет выглядеть как крошечная голубовато-зелёная точка.

Поэтому огромное значение при колонизации Марса будет иметь правильный выбор людей. Все они в обязательном порядке должны будут пройти специальную психологическую подготовку. А при возвращении на Землю им будут необходимы психосоциальные сессии, чтобы опять влиться в человеческое общество.

А теперь поговорим о самом главном – о связи с Землёй . Надо сказать, что Марс уже имеет спутники связи. Они со временем износятся, а поэтому потребуются другие орбитальные устройства, пока не будут разработаны новые продвинутые технологии.

Задержка односторонней связи при ближайшем приближении планет составляет около 8 минут. А когда планеты находятся на большом удалении друг от друга, возрастает до 40 минут. Также прямая связь блокируется на 2 недели, когда Солнце оказывается между Землёй и Марсом. Но в реальности полная потеря связи может достигать целого месяца.

Единственным выходом в данной ситуации может служить целый каскад спутников связи. Но они будут привлекать к себе космическую пыль и астероиды, что негативно скажется на их работе. Идеальным вариантом станут спутники, оборудованные ионными двигателями. Они смогут двигаться с небольшой скоростью по своим орбитам и обеспечивать непрерывную связь Марса с Землёй.

Какие места на Марсе являются самыми подходящими для колонии ? Для этих целей подходит экваториальный регион. Там много естественных пещер возле вулканов. Эти убежища надёжно защитят колонистов от радиации и микрометеоритов. Также есть версия, что в экваториальном регионе имеется в наличии геотермальная энергия.

Второй вариант – это размещение колонии в лавовых трубках. По аналогии с Землёй они должны иметь длинные проходы, которые обеспечат полную защиту от излучения. Большим плюсом также является то, что их легко герметизировать, используя местные материалы, особенно на небольших участках.

Помимо всего сказанного колонизация Марса подразумевает терраформирование . Данный термин означает изменение поверхности и климата красной планеты таким образом, чтобы она стала пригодной для проживания людей. Разговор идёт, естественно, об искусственном изменении окружающей среды.

У Марса нет магнитосферы, которая смягчает воздействие солнечной радиации и удерживает атмосферу. Поэтому для восстановления атмосферы и появления жидкой воды необходимы магнитные полюса или искусственная магнитосфера. Японские учёные выдвинули идею создания искусственной магнитосферы путём построения охлаждаемых широтных сверхпроводящих колец с достаточной величиной постоянного тока. Есть и другая теория, предполагающая развёртывание магнитного дипольного щита в точке Лагранжа Марса L1.

Моделирование показывает, что при наличии магнитосферы на красной планете за несколько десятков лет появится атмосфера, а её давление будет равно половине земного. Как результат, замороженный на полюсах углекислый газ начнёт сублимироваться, то есть переходить из твёрдого состояния в газообразное и согреет экватор. Ледяные шапки начнут таять и появятся океаны. Этому также будет способствовать вулканическая дегазация.

При достаточно высоком атмосферном давлении человеку на поверхности Марса уже не нужен будет специальный защитный напорный костюм. Ему потребуется только маска, обеспечивающая 100% кислород. Также исчезнет потребность в защите от солнечного ветра, радиации и сильного холода. Ситуация будет как на Земле, только человек будет ходить в маске с кислородным баллоном.

Таким образом, колонизация Марса в рамках терраформирования предусматривает создание магнитосферы, атмосферы и повышение температуры. Главная роль здесь отводится углекислому газу, благодаря которому усилится парниковый эффект, а формирование атмосферы и потепление будут дополнять друг друга.

Всё это здорово, но как быть с кислородом ? Не хотелось бы всё время ходить в маске по марсианской поверхности. Основная масса кислорода присутствует в виде двуокиси углерода. Кислород также имеется в оксидах металлов и в почве в виде нитратов на поверхности красной планеты. Анализ образцов грунта показал наличие перхлората. Его используют для высвобождения кислорода в химических кислородных генераторах. Воду с помощью электролиза можно разделить на кислород и водород, если есть электричество и жидкая вода.

С помощью водорослей и другой зелени можно добавить небольшое количество кислорода в атмосферу. Но этого будет недостаточно, чтобы люди получили возможность свободно дышать, а колонизация Марса превратилась в комфортное занятие.

Есть вариант создания биодомов, в которых будут размножаться кислородосодержащие цианобактерии и фотосинтезирующие водоросли для производства молекулярного кислорода. Такие биодома нужно будет разместить на Марсе ещё до его колонизации, чтобы прибывшие на планету люди сразу оказались в кислородной среде. Но данная технология предназначена лишь для изолированных помещений, а вот глобальной планетарной технологии пока нет.

В заключении следует сказать, что, несмотря на кажущиеся трудности и фантастичность многих проектов, колония на Марсе обязательно станет реальностью. Случится это в самом ближайшем будущем, так как технический прогресс идёт вперёд семимильными шагами, а освоение космоса является приоритетной задачей. Человек непременно обустроится на четвёртой планете, а затем наступи черёд других далёких планет и спутников .

Владислав Иванов

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.

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

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

Суровая красота

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

Первое марсианское селфи Curiosity

Доставка людей на Марс

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

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

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

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

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

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

Что будут есть и пить марсианские колонисты

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Где жить

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

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