Марс традиционно считается кандидатом на колонизацию номер один, тогда как расстояние от Земли до Луны значительно меньше. Для понимания масштабов: среднее расстояние между центрами Земли и Луны составляет около 384 тысяч километров, а минимальное расстояние от Земли до Марса — уже около 55 миллионов километров. Максимальное расстояние между Землёй и Марсом и того больше: оно составляет уже 401 миллион километров.
Таким образом, до Луны можно долететь всего за несколько дней, тогда как полёт до Марса занимает в среднем 6-9 месяцев. Теоретически время в пути можно сократить до 3-4 месяцев, но для этого нужны более передовые технологии, чем уже используемые, а также потребуется выждать возникновение оптимальной траектории из-за постоянного изменения расстояния между планетами. Так почему Марс всё равно перспективнее для освоения?
Наличие воды
На Марсе много воды в виде водяного льда, и он сравнительно легко доступен. Вода в замёрзшем виде расположена под поверхностью планеты в пределах одного метра, поэтому глубоко копать не придётся. Также водяной лёд присутствует на полюсах в огромных количествах и находится непосредственно на поверхности.
Если бы только одна марсианская полярная шапка полностью растаяла, то на Марсе образовался бы глобальный океан глубиной 11 метров. Что касается Луны, водяной лёд есть и на ней, но он предположительно более труднодоступен. Исследования этих небесных тел ещё не завершены, но уже сейчас можно сделать вывод, что воды на Луне значительно меньше.
Смена дня и ночи
На Марсе есть цикл дня и ночи, близкий к земному. Марсианские сутки длятся немногим больше 24 с половиной часов, к чему люди и растения могут легко адаптироваться. Марс из-за своего расположения получает меньше солнечного света, чем Земля, поэтому для выращивания растений при естественном освещении можно использовать майларовые отражатели, расположенные снаружи теплиц, чтобы компенсировать недостаток света.
С Луной всё сложнее. У нашего естественного спутника тоже есть смена дня и ночи, но лунные сутки длятся примерно 29 с половиной земных суток. То есть день на Луне длится более 14 земных суток, лунная ночь длится столько же.
Выращивание растений
Марсианский грунт можно использовать для выращивания растений, поскольку он содержит необходимые для этого химические элементы. Существенное препятствие — перхлораты, которые содержатся в марсианском грунте в большом количестве. Поэтому марсианский грунт перед использованием придётся предварительно обрабатывать.
Лунный грунт не годится для растений из-за отсутствия полезных химических элементов. На Луне есть полезные ископаемые, как и на Марсе, но полезны они только для промышленности и никак не для сельского хозяйства. Поэтому либо на Луну придётся завозить земной грунт для использования в специальных теплицах на лунных базах, либо вообще отказаться от выращивания растений на нашем спутнике и наладить регулярное снабжение с Земли.
Опасная пыль
На Марсе есть большое количество пыли, состоящей из настолько мелких частиц, что полностью изолироваться от них будет сложно. И неясно, будет ли найдено решение. Также марсианская пыль может содержать вещества, которые представляют серьёзный вред здоровью людей. Электроника также может пострадать из-за местной пыли, а именно из-за её электростатических свойств.
С лунной пылью всё то же самое, но куда серьёзнее. На Марсе раньше существовала вода в жидком виде, а следовательно поверхность этой планеты подвергалась эрозии. На Луне подобные процессы отсутствовали, поэтому лунная пыль агрессивнее: она состоит из острых частиц и потому режет всё, с чем соприкасается.
Слабая гравитация
Человеческий организм приспособлен к земной гравитации, поскольку все эволюционные процессы протекали на Земле. Гравитация на Марсе заметно слабее и составляет около 38% от земной. А чтобы понять, насколько гравитация важна для нормальной жизнедеятельности человека, следует разобраться, как полное отсутствие гравитации сказывается на нашем здоровье.
Достоверно известно, что нормальное функционирование организма человека в условиях отсутствия гравитации невозможно. При длительном нахождении в таких условиях опорно-двигательный аппарат деградирует, а сердечно-сосудистая система даёт сбой. В результате этого мышцы атрофируются, кости становятся более хрупкими, объём крови в организме значительно снижается. Возникают серьёзные отклонения в работе органов, что ведёт к формированию болезней. По имеющимся данным, для восстановления после 8 месяцев пребывания в невесомости человеку необходимо более 2 лет.
Учёные пока не знают, достаточно ли марсианской гравитации для здорового функционирования человеческого организма, поскольку соответствующие исследования ещё не проводились. Также слабая гравитация Марса является проблемой для удержания атмосферы, которая в случае терраформирования будет создаваться искусственно. Вероятно, марсианским колонистам придётся поддерживать постоянные процессы по генерации атмосферных газов, чтобы сохранять плотность атмосферы, достаточную для людей.
На Луне гравитация ещё слабее и составляет уже 16,5% от земной. Если на Марсе сила гравитации меньше земной более чем в два с половиной раза, то гравитация между Луной и Землёй отличается в шесть раз. Следовательно для длительного пребывания человека на Луне это создаёт значительно более серьёзные угрозы для здоровья, а формирование искусственной атмосферы на нашем спутнике менее целесообразно из-за сравнительно быстрого рассеивания атмосферных газов в космическое пространство.
Наличие атмосферы
На Марсе есть атмосфера, хоть и сильно разреженная. Атмосферное давление на поверхности Марса примерно в 160 раз меньше, чем на Земле. Но даже настолько разреженная атмосфера хотя бы немного защищает от солнечной и космической радиации, а также не даёт микрометеоритам достигать поверхности планеты. При этом марсианская атмосфера примерно на 95% состоит из углекислого газа, который можно использовать для производства кислорода.
Благодаря наличию даже такой атмосферы перепады температур на Марсе отдалённо похожи на земные: в средних широтах температура зимней ночью опускается до минус 50°C, а летним днём поднимается до 0°C. При этом на экваторе летом атмосфера прогревается до плюс 20°C, а максимальная зафиксированная температура на Марсе составила плюс 35°C.
Луна не может похвастаться и этим. На нашем спутнике практически нет атмосферы, что приводит к значительно более высокому перепаду температур: от минус 173°C, когда наступает лунная ночь, и до плюс 127°C при свете Солнца. А защита от солнечной радиации и микрометеоритов на Луне в принципе отсутствует.
Выживаемость человечества
Одна из целей колонизации Марса — увеличение шансов на выживание человечества как вида. Если на Земле произойдёт глобальная катастрофа, то в теории это может затронуть Луну из-за её близости к нашей планете. Поэтому значительно более отдалённое расположение Марса от Земли является большим преимуществом в долгосрочной перспективе.
Почему всё равно начнут с Луны?
Несмотря на то, что Марс по множеству факторов имеет больший потенциал в долгосрочной перспективе, наиболее вероятно, что космическая экспансия начнётся с Луны. И на то есть несколько причин.
Логистика между Землёй и Луной значительно проще из-за сравнительно небольшого расстояния — доставлять людей и грузы намного быстрее. Поэтому Луна лучше подойдёт для строительства космодрома как промежуточной базы для будущих космических экспедиций. На Луне также можно будет протестировать технологии, которые в дальнейшем будут применяться на Марсе: строительство баз и налаживание жизнеобеспечения.
Луна имеет ещё одно существенное преимущество — это наличие на ней редкого изотопа гелий-3, который планируется применять в термоядерной энергетике. По самым скромным оценкам, количество гелия-3 на нашем спутнике составляет 500 тысяч тонн. При этом стоимость одного килограмма гелия-3 составляет более 20 миллионов долларов.
У человечества пока нет технологий, позволяющих использовать гелий-3 в термоядерной энергетике. Но если эта задача будет решена, весь лунный гелий-3 обеспечит энергией всё население Земли примерно на пять тысяч лет.