Марс: Почему мы там еще не живем? Жестокая арифметика Красной Планеты.

Часть 1: Дорога в Ад. 7 месяцев в стальной банке

Представьте: вы в тесном модуле размером с небольшую квартиру. Вас 4-6 человек. Вы не можете выйти наружу. Туалет, еда, работа, сон — все здесь. За иллюминатором — абсолютная черная пустота. И так 210-240 дней. Это не «Интерстеллар» с искусственной гравитацией. Это реальность полета на Марс.

Главные убийцы на трассе:

1. Космическая радиация. За пределами магнитного щита Земли вас бомбардируют галактические космические лучи (ГКЛ) и солнечные протонные события (СПС). Доза за 6-месячный полет сравнима с десятками лет работы рентгенологом. Риск рака, повреждения ЦНС, катаракты, сердечно-сосудистых заболеваний зашкаливает.
   Решение? Толстая защита. Но каждый сантиметр алюминия или воды увеличивает массу корабля на тонны. Перспективные идеи: активная магнитная защита (создание мини-магнитосферы, проект SR2S), использование водяных цистерн или материалов на основе полиэтилена и водорода. Пока все это — дорогие эксперименты.

1. Мышечная и костная атрофия. В невесомости кости теряют кальций (до 1-2% в месяц), мышцы слабеют, сердце деградирует. Прилетев на Марс, где гравитация 0.38g, колонисты не смогут просто выйти и начать работать. Они будут инвалидами.
   Решение? Искусственная гравитация. Самый реалистичный способ — вращение модуля на тросе. Но такой комплекс еще никто не строил и не испытывал. Пока что упор на изнурительные ежедневные тренировки.
2. Психологический ад. Изоляция, монотонность, конфликты в замкнутом пространстве, задержка связи с Землей (до 22 минут в одну сторону) — идеальный рецепт для срыва. Эксперимент «Марс-500» показал, насколько это серьезно ( «Марс-500» включал три последовательных этапа. На первом, прошедшем в 2007 г., «экипаж» (в том числе и одна женщина) провел в изоляции всего 14 дней, обитая всего в двух модулях — медицинском и жилом. Затем набор модулей «корабля» был расширен, и второй «экипаж» был изолирован уже на четыре месяца. На этом этапе команда стала уже чисто мужской, и в ней появились представители европейских стран.

Но главной, конечно, стала 17-месячная изоляция. Место обитания "экипажа" включало уже четыре модуля — жилой, медицинский, складской и «посадочный» — а также модуль-имитатор марсианской поверхности. Эксперимент прошел удачно. Лишь под конец испытания медики стали фиксировать заметное снижение физической активности «экипажа», а также скорости метаболизма. Впрочем, и здесь находится повод для оптимизма: в реальный полет это, видимо, позволит взять меньшие количества запасов пищи).

Участники 520-суточного эксперимента по моделированию полета на Марс: командир экипажа Алексей Ситев, исследователь Ванг ЮЭ, бортинженер Роман Шарль, врач Сухроб Камолов, исследователи Диего Урбина и Александр Смолеевский (слева направо). Фото: РИА Новости

Часть 2: Добро пожаловать в Ад. Поверхность, которая хочет вас убить

Вы пережили полет. Но Марс только готовит для вас «гостеприимство».

1. Атмосфера? Не, не слышали. Давление — как на Земле на высоте 35 км. Кислорода — 0.16%. Вы не можете выйти без скафандра. Малейшая трещина — смерть за секунды. Температура: в среднем -63°C, но может падать до -140°C ночью на полюсах.

1. Токсичная почва. Мечтали о марсианской картошке, как в «Марсианине»? Реальность жестока. Реголит (почва) Марса насыщен перхлоратами — солями хлорной кислоты, токсичными для щитовидной железы человека. Они также делают почву непригодной для прямого земледелия.
   Решение? Дорогая и энергозатратная промывка реголита, создание полностью замкнутых гидропонных или аэропонных ферм с искусственным светом и земным субстратом. Компания SpaceX в павильонах изучает технологии выращивания пищи. Также есть идеи генной инженерии растений для устойчивости к перхлоратам.

1. Магнитного поля нет. Магнитосфера Марса мертва. Это означает, что поверхность планеты не защищена от той же смертельной радиации, что и в космосе. Солнечная вспышка может убить всех на поверхности.
   Решение? Жить под землей или под толстыми слоями реголита (3-5 метров). Или строить дома из местных материалов с помощью 3D-печати, как предлагает проект AI SpaceFactory (MARSHA). Самая фантастическая идея — восстановить магнитосферу, разместив мощный магнит между Марсом и Солнцем (предложение NASA 2017 года).

1. Вода и воздух: добыть или умереть. Воды нет в жидком виде, но есть лед в полярных шапках и под поверхностью в средних широтах. Добыть его — сложнейшая инженерная задача.
   Как добывать? Эксперимент MOXIE на марсоходе Perseverance уже показал, что можно получать кислород из марсианской атмосферы (96% CO2). Он произвел несколько граммов. Для колонии нужна установка в миллионы раз мощнее. Воду планируют выпаривать из грунта или добывать лед.
   Компания-лидер: SpaceX прямо заявляет, что их программа Starship ориентирована на добычу ресурсов на Марсе для производства топлива (метана CH4 из CO2 атмосферы и водорода из воды).

Часть 3: Маск, атомные буксиры и логистика мечты

Илон Маск — главный популяризатор марсианской колонии. Его план через компанию SpaceX выглядит так:

1. Starship — «массовый перевозчик». Многоразовый корабль, способный доставить 100+ тонн груза или 100 человек за рейс. Ключ — удешевление доставки. Маск хочет снизить стоимость билета до $200 тыс. (в перспективе). Это цена дома в США. Реальность пока другая: Starship еще не летал к орбите, не говоря о Марсе, хотя написано об этом много.

Корабль Starship установлен на ускоритель Super Heavy. Источник: SpaceX https://t-j.ru/starship/?utm_referrer=https%3A%2F%2Fyandex.ru%2F

1. Синтез топлива на Марсе. Starship будет заправляться для возврата на Землю прямо на Марсе, используя местные ресурсы (технология ISRU). Без этого колония невозможна.
2. Тысячи кораблей. В каждое астрономическое окно (раз в 26 месяцев) Маск хочет отправлять флотилии кораблей, создавая устойчивый поток людей и грузов.

Но даже Маск понимает, что химические двигатели ограничены. Будущее — за ядерными технологиями.

• Ядерный тепловой двигатель (ЯТД/NTP): Реактор нагревает жидкий водород, создавая тягу в 2 раза больше, чем у химических двигателей. Полет сокращается до 3-4 месяцев, снижая риски. Проектом занимаются NASA (DRACO) и, по слухам, Китай.
• Ядерный электродвигатель (ЯЭД/NEP): Реактор дает электричество для ионных или плазменных двигателей. Удельная тяга огромна, но разгон медленный. Идеально для «космических буксиров», которые будут таскать грузы по постоянному маршруту Земля-Марс. Компания Lockheed Martin и стартапы вроде Atomos Space работают над этим.

Часть 4: Арифметика выживания. Сколько стоит посетить Марс?

Оценки варьируются дико. Скромные сценарии (первые 10 человек) — $100-200 млрд. Маск говорит о создании города на миллион человек за $10 трлн. Давайте разложим:

• Разработка технологий (Starship, скафандры, системы жизнеобеспечения): $50-100 млрд.
• Первая пилотируемая миссия с высадкой 4-6 человек: $20-40 млрд.
• Создание минимально жизнеспособной базы (энергия, вода, воздух, жилье для 20 человек): Еще $50-100 млрд.
• Ежегодное содержание (доставка припасов, запасных частей): $5-10 млрд в год, пока колония не станет автономной.

Кто заплатит? Частные инвесторы (вроде Маска), государственные космические агентства (NASA, CNSA, ESA) и, возможно, доходы от космического туризма и научных данных.

Почему сроки постоянно сдвигаются?
Потому что мы постоянно сталкиваемся с неизвестным и недооцениваем сложность. Каждая решенная проблема (как посадить тяжелый корабль) открывает пять новых (как защитить его от пыли). Финансирование идет волнами, технологии требуют итераций (повторов). В каждой итерации создаётся и тестируется промежуточный результат, что позволяет команде постепенно улучшать продукт на основе своевременной обратной связи (взрывы прототипов Starship — часть процесса). Это нормально для такого грандиозного проекта.

Часть 5: Зачем нам это нужно? Страховка для человечества

Аргумент «на случай, если на Земле станет плохо» — не единственный и не самый сильный.

1. Научный прорыв. Изучение Марса, его истории, поиск следов древней жизни дадут ответы на главные вопросы: одни ли мы во Вселенной? Как возникают и умирают планеты?
2. Технологический рывок. Американская лунная программа подарила нам тефлон, компактные компьютеры и МРТ. Марсианская подарит нам прорыв в замкнутых системах жизнеобеспечения, ядерной энергетике, медицине, робототехнике и 3D-печати.
3. Новый вызов для человечества. Объединяющая цель, которая сместит фокус с земных конфликтов на общее будущее.
4. И да, страховка. Диверсификация человечества на две планеты резко снижает риск нашего полного исчезновения от глобальной катастрофы.

Прогноз: Когда же мы там будем?

• Оптимистичный (по Маску): Первая непилотируемая миссия Starship с грузом — конец 2020-х. Первые люди — середина-конец 2030-х. Но это если все пойдет идеально.
• Реалистичный (по мнению многих экспертов): Пилотируемый облет Марса или высадка на его спутники (Фобос) — 2035-2040 гг. Первая краткосрочная высадка на саму планету на несколько недель — 2040-2045 гг.
• Постоянная база (не город, а научная станция типа МКС): 2050-2060 гг. Город на тысячи жителей — не раньше конца XXI века.

Терраформирование: атомными бомбами по Марсу?

Идея в том, чтобы с помощью серии мощных ядерных взрывов над полярными шапками Марса испарить огромное количество замороженного CO₂ (сухого льда). Высвободившийся углекислый газ, будучи парниковым, должен был бы резко усилить атмосферное давление и разогреть планету по принципу парникового эффекта. В более смелых вариантах предлагалось бомбить и богатые льдом регионы, чтобы высвободить водяной пар.

Наиболее известным популяризатором этой идеи в 2010-х годах был Илон Маск, который в своих твитах небрежно бросал фразы вроде «Просто бросьте термоядерные бомбы на полюса!» или предложил создать над Марсом «два крошечных pulsar sun», очевидно, имея в виду ядерные взрывы. Позже он уточнил, что говорил метафорически, но шумиха уже была создана.

Почему эта идея не сработает (научные контраргументы)

1. Математика массы не сходится. Главная проблема Марса — не только разреженность атмосферы, но и общая нехватка летучих веществ (CO₂, H₂O, N₂). Бóльшая часть его первоначальной атмосферы улетучилась в космос миллиарды лет назад.
   Данные зондов MRO и MAVEN: На полюсах и в приповерхностных отложениях всего Марса находится достаточно CO₂, чтобы увеличить давление атмосферы максимум в 2 раза — с нынешних 0.6% от земного до примерно 1.2%. Это подняло бы давление с 6 мбар до ~12 мбар. Для сравнения, минимальное давление, при котором человек может находиться без скафандра (но с дыхательной маской) — это около 60 мбар (давление на вершине Эвереста). Для появления жидкой воды нужно давление около 6.1 мбар (точка тройной воды), что уже почти есть. Но для терраформирования нужны сотни миллибар.
   Вывод: Даже если испарить ВЕСЬ доступный CO₂, мы получим не «новую Землю», а лишь чуть менее разреженную, но все еще непригодную для дыхания атмосферу. Источник: исследование 2018 года в журнале Nature Astronomy (Брюс Якоски и Кристофер Эдвардс) прямо утверждает, что доступных на Марсе ресурсов недостаточно для создания плотной атмосферы.
2. Негативные последствия и «побочные эффекты».
   Радиоактивное заражение: Ядерные взрывы создадут гигантское количество радиоактивных осадков, которые загрязнят именно те запасы воды и реголита, которые так нужны колонистам. Это сведет на нет всю ценность полюсов как ресурсной базы.
   Непредсказуемые климатические эффекты: Выброс огромного количества пыли и сажи в атмосферу может не разогреть, а, наоборот, затемнить и охладить планету, создав эффект «ядерной зимы» на Марсе.
   Разрушение инфраструктуры: Если к моменту бомбардировки на Марсе уже будет колония, то такие глобальные катаклизмы её уничтожат. Даже при удаленном взрыве ударная волна в тонкой атмосфере будет слабой, но электромагнитный импульс и выброс радиации нанесут ущерб электронике.
3. Энергетическая неэффективность. Для испарения триллионов тонн льда потребуется колоссальная энергия. Расчеты показывают, что даже самый мощный термоядерный заряд высвободит энергию, ничтожную по сравнению с требуемой для планетарных изменений. Это как пытаться растопить айсберг зажигалкой.
4. Отсутствие постоянного магнитного поля у Марса все-равно, в конечном итоге, приведет к "выдуванию" солнечным ветром полученной атмосферы и сведет затраченные усилия к ничтожному результату.

Каковы реальные альтернативы для изменения атмосферы?

Ученые предлагают более медленные, но гораздо более реалистичные и контролируемые методы:

1. Использование орбитальных зеркал (солярные паруса): Размещение на орбите Марса гигантских зеркал (площадью в сотни квадратных километров) для фокусировки солнечного света на полюсах и постепенного испарения льда. Это дает контроль над процессом.

1. Промышленное производство суперпарниковых газов: Заводы на поверхности могли бы производить газы, парниковый эффект которых в тысячи раз сильнее, чем у CO₂ (например, перфторуглероды — ПФУ). Это позволило бы запустить парниковый эффект с минимальным количеством сырья.

1. Импорт летучих веществ: Самый фантастический сценарий — изменение орбит богатых азотом и водой астероидов из Пояса Койпера с целью их падения на Марс. Это добавило бы массу и воду, но требует технологий далекого будущего.

Вывод: Почему эта идея так живуча?

1. Медийный резонанс: Слова Илона Маска, даже сказанные в шутку, мгновенно становятся заголовками. «Бомбардировка Марса» звучит гораздо эффектнее, чем «медленное развертывание фабрик по производству ПФУ».
2. Простота и понятность: Людям интуитивно понятен образ «взрыва как инструмента изменений». Сложные климатические модели — нет.
3. Отсылка к ядерному пафосу XX века: Идея отражает утопическую веру в то, что атомную энергию можно направить на гигантские «стройки века».

Итог: Атомная бомбардировка полюсов Марса — это популистский, научно несостоятельный и контрпродуктивный метод. Он больше похож на акт планетарного вандализма, чем на инженерный проект. Современная наука считает, что если терраформирование Марса и возможно, то только как многовековой, точечный и высокотехнологичный процесс, больше похожий на экосистемное инжинирирование, чем на кавалерийский налет с применением оружия судного дня.

Реальный путь — не взрывать, а строить и управлять. И начинается он не с мегатонн тротила, а с первого работающего завода по производству кислорода и первого ростка в марсианской теплице.

А что в России?

Несмотря на сложности, проекты существуют, хотя их реалистичность оценивается скептически.

1. «Роскосмос» и концепция пилотируемого полета.
   Официальный план: В 2023 году была представлена концепция пилотируемого полета к Марсу. Он включает:
   Создание сверхтяжелой ракеты (тот самый «Енисей»), создание которой приостановили и решили сконцентрироваться на создании многоразовых метановых ракетных двигателей.

Жидкостный кислородно-метановый двигатель "РД-0162" может применяться в составе перспективной МРКС и рассчитан примерно на 50-100 (и больше) полётов. Тяга двигателя составляет 225 тонн-сил. Также в разработке находится "РД-0177" тягой в 85 тонн-сил. Первым серийным российским ракетным метановым двигателем должен стать "РД-0169А", предназначенный для ракеты-носителя "Амур-СПГ". Источник: https://dzen.ru/a/YUnHle6bPlDSPvAx?ysclid=mkljnsdfvk694871570

Сборку межпланетного комплекса на орбите Земли.
Использование ядерного буксира «Зевс» (проект «Нуклон») для сокращения времени полета. Это ключевой и самый амбициозный элемент.
Сроки: По заявлениям «Роскосмоса», пилотируемый облет Марса возможен после 2040-2045 года, а высадка — еще позже. С учетом текущих темпов финансирования, эти сроки воспринимаются экспертами как крайне оптимистичные.

1. Ядерный буксир «Зевс» (Нуклон) — главный козырь.
   Это самый конкретный и проработанный с научной точки зрения российский проект, связанный с Марсом. Речь идет о космическом аппарате с ядерной энергодвигательной установкой мегаваттного класса (ЯЭДУ).
   Принцип: Ядерный реактор вырабатывает электричество для ионных или плазменных двигателей. Удельный импульс в разы выше, чем у химических двигателей, что позволяет перевозить тяжелые грузы по маршруту Земля-Луна-Марс.
   Статус: Ведутся наземные испытания элементов. Первый беспилотный запуск с облетом Луны запланирован на 2030 год. Если проект удастся, это будет прорыв мирового уровня. Однако его пилотируемая версия для полета человека к Марсу — вопрос отдаленного будущего.

Ядерный буксир Зевс. Источник: https://habr.com/ru/articles/592143/?ysclid=mklk3b5ua2960713093

1. Несостоявшийся проект ExoMars (совместно с ESA).
   Это главная нынешняя практическая связь России с Марсом. Россия предоставила для миссии ракету-носитель «Протон», посадочную платформу «Казачок» и ряд научных приборов для марсохода «Розалинд Франклин».
   Огромный удар: После событий 2022 года ESA разорвало сотрудничество с «Роскосмосом». Миссия была заморожена, марсоход остался на Земле, а посадочная платформа — в России. Это окончательно лишило Россию шансов на скорое присутствие на марсианской поверхности с помощью роботов.

Итог: Российский путь к Марсу

1. Уникальный опыт: Есть колоссальный научный задел, лучшие в мире специалисты по баллистике и длительным пилотируемым полетам (МКС), а также прорывной проект ядерного буксира «Зевс».
2. Системные проблемы: Хроническое недофинансирование, потеря цепочки производства и опыта в межпланетных станциях после 90-х, изоляция от международного сотрудничества после остановки ExoMars.
3. Реалистичный прогноз: В ближайшие 10-15 лет Россия, скорее всего, не будет самостоятельным игроком в пилотируемой гонке к Марсу. Ее главный вклад будет заключаться в:
   Фундаментальных научных исследованиях и медицинских экспериментах по моделированию полета.
   Разработке ядерного буксира «Зевс». Если он будет создан, он может стать востребованным «космическим тягачом» даже для международных миссий в будущем (при условии изменения политической ситуации).
   Поддержке технологий длительного пребывания человека в космосе.

Российский Марс сегодня — это не флотилия Starship'ов, а фундаментальная наука, ядерный двигатель и горький опыт «Фобос-Грунта». Без серьезной государственной программы, сравнимой по финансам и приоритету с лунной программой СССР, и без нового витка международной кооперации самостоятельная российская марсианская экспедиция остается красивой, но отдаленной перспективой.

Итог: Марс — это не прекрасная новая Земля. Это враждебная, холодная, радиоактивная пустыня. Колонизация будет невероятно сложной, опасной и астрономически дорогой. Первые колонисты столкнутся с лишениями, которых не знало человечество.

Но мы полетим. Не потому, что это легко, а потому, что это сложно. Потому что в этой борьбе за выживание в чужом мире мы откроем лучшее в себе — изобретательность, стойкость и неукротимое желание двигаться вперед.

Красная планета ждет. И она даст нам бой. Но ставка в этом бою — будущее человечества как межпланетного вида. Игра стоит свеч.