Бесконечность Вселенной всегда интересовала ученых и путешественников. Освоение планет – это один из самых интересных вариантов прогрессивного развития общества. Речь не только об организации запасного плацдарма для человечества. Организаторы таких проектов также рассчитывают получить коммерческую и политическую выгоду.
Для чего людям переселяться на Марс?
Колонизация Марса – реальное решение проблемы перенаселения Земли. Запасы полезных ископаемых на нашей планете постепенно сокращаются, при этом растет уровень загрязненности атмосферы и Мирового океана. Нехватка жизненно важных ресурсов может привести как к локальным войнам, так и к глобальным конфликтам, что также негативно отразится на нашей жизни.
Кроме того, в недалеком будущем нам грозит столкновение Земли с другим небесным телом, что может привести к массовому вымиранию всего живого на планете. Такие события – не редкость в истории нашей планеты. Например, 65 млн. лет назад произошло вымирание динозавров в результате падения на Землю крупной кометы или астероида. В условиях такой космической угрозы нам не помешает найти новую территорию для жизни.
Суборбитальные полёты
До сих пор единственной коммерческой услугой остаётся полёт на МКС за 20-35 миллионов долларов от компании Space Adventures. Но, похоже, монополия на космические приключения скоро закончится.
Более-менее доступным станет суборбитальный туризм – полёты на высоту от 100 километров и выше. За 75 тысяч долларов туристы смогут подняться на аэростате американской компании World View на высоту 37 километров. Её тоже хватит, чтобы увидеть, где начинается космос.
Пробыть некоторое время в невесомости, любуясь космическими видами из иллюминатора, можно будет в 2020 году, если Virgin Galactic снова не перенесёт старт коммерческих полётов. Билет на шестиместный космический корабль Ричарда Брэнсона обойдётся в 250 тысяч долларов. На полёт в космос рассчитывают 603 клиента компании и более чем 3000 человек интересуются этой услугой
Примерно во столько же обойдется полёт на суборбитальной ракете New Shepard компании Blue Origin. Летательный аппарат прошел многочисленные испытания и скоро доставит в космос первых туристов.
После 2025 года благодаря суборбитальным полётам пересекать Атлантический океан будет необязательно. Россия в настоящее время строит одноступенчатую ракету с отделяемой капсулой на 7 человек. Это аналог американской New Shepard. Если у разработчиков всё получится, ракета взлетит на высоту 200 километров, а время в невесомости продлится до 5 с половиной минут, в отличие от 3-4, как у Blue Origin. Полёт будет стоить 250 тысяч долларов с человека.
Условия для жизни.
Для того, чтобы человечество могло выбрать себе новый дом, на его поверхности необходимо создать все условия для жизни. Существование людей не возможно в бескислородной среде и при отсутствии запасов питьевой воды и еды. Кроме того, на планете должна поддерживаться температура, сравнимая с земной.
Почему именно Марс?
Среди потенциальных претендентов у Марса наибольшие шансы на освоение людьми. Терраформирование Марса возможно по следующим причинам:
- Расстояние до планеты. Несмотря на то, что к нашей планете ближе расположена Венера. Но ее агрессивная кислотная атмосфера и раскаленная до 400°С поверхность не позволяют ей стать убежищем для землян.
- Марсианский грунт. Почва планеты состоит из кремнезема и окисей железа. Теоретически. В нем можно вырастить некоторые виды земных растений.
- Продолжительность суток и сезонность. Сутки на Марсе длятся 24 часа и 37 минут. И пусть марсианский год составляет почти 700 дней, сезонность на планете схожа с земной.
- Наличие воды. В полярных шапках и подповерхностном слое содержится много воды в виде льда.
- Относительная безопасность. Среди остальных планет Солнечной системы Марс наиболее безопасен для людей. Здесь нет экстремальных перепадов температуры, гигантских ураганов или океанов кипящего водорода. Красная планета не имеет атмосферы, но при нахождении в особом скафандре на ее поверхности можно выжить.
Добыча воды и минеральных ресурсов в космосе
Для поддержания работы космических станций и длительного проживания на других планетах астронавтом понадобятся большие запасы кислорода, воды и электроэнергии. Если последнюю задачу можно решить с помощью солнечных панелей, то ограничения в воде и кислороде лишат миссию автономности. Но в NASA cчитают, что ситуация не безнадёжна.
Недавно учёные обнаружили на Луне запасы воды. Изучив данные с индийского зонда «Чандранаян-1», запущенного в 2008 году, исследователи из Гавайского университета и Университета Брауна определили зоны, где вода приняла форму льда. В первую очередь это южный полюс Луны, куда не поступает солнечный свет и где постоянно сохраняется низкая температура.
Потенциальные запасы могут исчисляться миллионами тонн, но учёным ещё предстоит определить участки массового скопления льда. В 2022 году NASA отправит на Луну мобильного робота VIPER (Volatiles Investigating Polar Exploration Rover). Устройство размером с гольф-карт в течение 100 дней будет собирать данные о разных типах поверхности на освещённой и теневой сторонах спутника. Определить состав почвы и количество льда робот сможет, буря скважины глубиной до одного метра. Проанализировав полученные данные, учёные составят карту ледяных залежей.
Добыча водных ресурсов не только продлит пребывание астронавтов на Луне, но и пригодится в производстве топлива для космических кораблей, увеличивая шансы дальних полётов. Пока неясно, как астронавты будут восполнять запасы кислорода в автономном режиме, но в теории задачу можно решить двумя способами. Например, на МКС запасы кислорода восполняют методом электролиза (разложения) воды на водород и кислород из расчёта 1 литр на человека в сутки. Это не считая грузовых поставок.
Кислород – третий по распространённости элемент в космосе после водорода и гелия, но в нужном соединении он нигде не встречается. Учёные Калифорнийского технологического института утверждают, что придумали реактор, способный перерабатывать диоксид углерода в молекулярный кислород. Устройство работает как ускоритель частиц, разгоняя молекулы углерода и сталкивая их с инертной поверхностью, например, с золотой фольгой. Это позволяет извлечь молекулы кислорода из соединения за счёт его расщепления. Пока у реактора низкий КПД, всего 1-2 молекулы кислорода на каждые 100 молекул СO2, но учёные верят, что технология найдёт применение на Земле и за её пределами.
Кроме воды и различных газов, космос богат минеральными ресурсами, объём которых во много раз превышает запасы Земли. Исследователи обнаружили разные металлы на астероидах: никель, железо, кобальт, золото, платину и другие. Наиболее перспективным вариантом считается пояс астероидов в 180 миллионах километров от Земли.
Жилье для колонизаторов
Оптимальное место для поселения первых жителей красной планеты – область экватора. Там наблюдаются наиболее комфортные температуры на протяжении всего года (до +20°С летом). Кроме того, экватор усеян крупными кратерами и тоннелями, в которых можно соорудить убежища для переселенцев. В подповерхностных слоях извержения вулканов образовали систему протяженных лавовые ходы, в которых можно выстроить целые марсианские города.
Создание атмосферы
Жизнь людей невозможна без кислорода. А атмосфера красной планет представляет собой остаточные следы двуокиси углерода и метана. Синтезировать кислород можно несколькими способами:
- Занос на поверхность живых фотосинтезирующих организмов (сине-зеленые водоросли и планктон).
- Разложение двуокиси углерода путем ионизации низкотемпературной плазмой.
- Электролиз углекислого газа особыми топливными элементами.
- Атомная бомбардировка поверхности красной планеты для образования плотной углекислой атмосферы с дальнейшим ее преобразованием в кислородсодержащую воздушную оболочку.
Запасы еды и воды
Человеческая колония на Марсе должна сама восполнять запасы продовольствия. Для этого предлагается создать специальные теплицы. Они будут экранированы от космического излучения, а растения внутри будут выращиваться в специальных питательных средах. В теплицах будет искусственно поддерживаться оптимальная температура и влажность для нормального роста растений. Предполагается, что марсианские фермы будут находиться в подповерхностных пещерах.
Воду на Марсе достать не так сложно. Вся она сосредоточена в залежах льда, который можно топить и очищать от инородных примесей. Кроме того ученые надеются найти в недрах Марса пресные озера и реки.
Источники энергии
На данный момент вся марсианская техника работает на солнечных батареях. Но при его освоении людьми необходимо создать источники бесперебойной подачи энергии. Ведь на планете нередко бушуют песчаные бури, которые могут нарушить работу системы жизнеобеспечения.
Альтернативой энергии Солнца станет энергия ядерных реакций. Ученые обнаружили в марсианских недрах залежи урана и лития, а также тяжелого водорода в ледниках. Они станут топливом для ядерных реакторов.
Потенциальные проблемы
Несмотря на все расчеты и технические возможности, проблем колонизации Марса много. И одна из основных – это доставка экипажа на планету. Полет до Марса опасен для людей из-за длительного воздействия высоких доз космического излучения. Ведь полет к красной планете придется в среднем 8 месяцев. Кроме того, во время межпланетного перелета могут возникнуть поломки корабля. В этом случае получить помощь экипажу будет не от кого.
Вторая опасность, которая подстерегает колонизаторов, — условия на планете. Находится на ее поверхности без специального скафандра невозможно из-за низких температур, ионизирующего излучения и разряженной атмосферы. Кроме того, сила тяжести здесь в разы меньше земной, что быстро приведет к атрофическим процессам в костях и мышцах.
Также земной сосед часто подвергается метеоритным бомбардировкам. Если при падении небесного тела будут повреждены системы жизнеобеспечения колонии, люди погибнут без малейшего шанса на спасение.