На марсе без скафандра. Дышать на марсе нам помогут цианобактерии
Человечество давно уже мечтает о колонизации других планет, однако многие забывают о том, что только на Земле созданы идеальные условия для жизни человека. Далее вы узнаете, сколько времени способен прожить человек на других планетах Солнечной системы.
Меркурий
Время жизни: 0,001 секунда
Температура на планете колеблется от -180 до +430 °C: человек (в скафандре, или без оного) тут либо сгорит заживо, либо замерзнет до смерти. Но, чисто теоретически, базу построить на этой планете все же реально - на полюсах, в области вечной ночи. Кроме того, если прорыть туннели внутри Меркурия, то поверхность будет защищать человека от радиации. Теоретически. Практически - вряд ли кто-то будет проверять…
Время жизни: 0,94 секунды
Собственно, даже сложно сказать, что погубит человека первым: атмосфера Венеры на 98% состоит из углекислого газа, давление в 92 раза больше земного и, будто этого мало, всю планету окутывают облака серной кислоты. Здесь вполне мог бы располагаться библейский ад - вот только вечные муки сменились бы моментальной гибелью.
Время жизни: несколько суток в легком скафандре
Марс - первый кандидат на масштабный переезд всего человечества. Но без терраформирования обойтись не получится: атмосфера здесь на 95% состоит из углекислого газа, а радиация настолько высока, что может убить человека за несколько дней.
Время жизни: 0,03 секунды
Наличие хоть какой-то жизни на Юпитере маловероятно: перед нами - газовый гигант. Скорее всего, попавший сюда человек попросту задохнется в аммиачных парах.
Время жизни: 0,03 секунды
Еще один газовый гигант, не оставляющий никакой надежды приземлившемуся сюда космонавту. Даже не учитывая состав атмосферы и прочих вещей - ветер на Сатурне дует со скоростью в 1800 км/ч: вас просто разорвет на части.
Время жизни: до нескольких суток
Единственная планета, на которой был человек. Луна вполне гостеприимна, если сравнивать ее с другими планетами. Здесь, правда, нет ни атмосферы, ни магнитного поля, а значит - радиация очень высока. Тем не менее, космонавт в скафандре способен выжить на ее поверхности до нескольких суток.
Время жизни: 0,001 секунды
Уран окутывает оболочка, состоящая из горячей и плотной жидкости, смеси воды, аммиака, метана. Собственно, человек даже не успеет приземлиться сюда, а практически моментально растворится без следа, вместе со скафандром.
Время жизни: 0,05 секунды
На этом гиганте, чей состав атмосферы очень схож с Ураном, дуют самые сильные ветры в солнечной системе. Они достигают 2 300 метров в секунду, что, конечно же, для человека смертельно опасно.
Время жизни: меньше мгновения. Даже если как-то получится долететь и высадиться))
Сегодня мы становимся свидетелями того, как колонизация Марса из популярной научно-фантастической идеи переходит в реальный проект многих космических агентств. Но какие препятствия ожидают колонистов на пути к заселению Марса?
Могут ли люди жить на Марсе?
В теории, жизнь за пределами Земли возможна, однако выживанию на Марсе препятствуют суровые условия на нем. Вот краткий список того, что стоит на пути создания первого поселения на Марсе:
- , составляющая треть от земной. Пусть она и кажется достаточно безобидным свойством, но на деле может оказаться источником проблем, которые тяжело спрогнозировать сейчас. Землянам будет трудно адаптироваться к такому слабому притяжению, а его влияние на организм землянина непредсказуемо. К тому же, в перспективе поколений, рожденные вне Земли люди будут отличаться от ее жителей – и виной тому низкая гравитация. Впрочем, отличия не сделают марсиан неузнаваемыми, так как их генетика останется прежней.
- Другое препятствие, которая на слуху у всех – высокая . Человечество уже имеет технологии для защиты от излучения, но для колонизации соседнего мира потребуется куда более мощное оборудование. Его постройка и транспортировка сильно задержат подготовку марсианской миссии, а люди на поверхности будут вынуждены не расставаться с защитной техникой, чтобы не подвергнуться воздействию радиационного фона.
- в сотню раз тоньше земной, состоит на 95 процентов из углекислого газа и лишь на 0.15% из кислорода. Помимо этого, на планете изменчивый климат, а средняя температура составляет –63 градуса Цельсия.
- Пыль и пылевые бури опасны как для будущих переселенцев, так и для их оборудования. Тем, кто сможет жить там, по прибытии придется составлять прогнозы бурь, строить укрытия и искать способы защиты аппаратуры.
- Наконец, отсутствие воды в жидкой форме будет непростым фактором для жителей планеты, на которой океаны занимают 70% от площади.
Все эти препятствия могут сильно замедлить программу по колонизации, однако они не являются причинами, по которым жизнь на Марсе невозможна. И пусть только следующие поколения смогут проверить, является ли эта идея реальностью или фантастикой, уже сегодня мы можем рассуждать о том, что на Марсе можно жить.
Сколько человек проживет без космического костюма
Даже если идея о создании земного поселения на Марсе осуществится, выходить на поверхность без скафандра все же не стоит по двум причинам.
Во-первых, состав атмосферы планеты не дает возможности дышать в ней – по большей части она состоит из углекислого газа, а кислород составляет в ней десятую часть процента.
Во-вторых, сама атмосфера крайне тонкая. Первое из последствий этого факта – низкое давление у поверхности, которое составляет 0,6% от земного. Это намного ниже так называемого лимита Армстронга – уровня, на котором давление настолько слабое, что вода кипит при температуре человеческого тела.
В-третьих, низкая температура. Летом на экваторе она достигает +20 градусов Цельсия, но в средних широтах скорее ближе к -50.
В-четвертых, полное отсутствие какой-либо естественной защиты от солнечного излучения, какой на земле является озоновый слой.
Нельзя точно предсказать, что будет, если вы выйдете на поверхность без космического костюма – вы либо замерзнете, либо умрете от гипоксии, либо подвергнетесь высокой дозе радиации. В любом случае, человек без защиты не проживет на Марсе дольше нескольких секунд.
Как выжить на Марсе
Предположим что космический корабль с группой переселенцев, успешно достиг своего назначения. Теперь им предстоит выжить на чужой планете. Сам по себе Марс для жизни непригоден, то есть его будущему населению придется искать способы при помощи земных технологий создать колонию, а затем изменить и саму планету, приспособив ее к жизни. Нужды будущих колонистов можно разделить на две основные группы: Укрытие и Ресурсы.
Начнем с укрытий. Они сразу же смогут решить такие проблемы, как уровень радиации на Марсе, а также защитить людей и технику пыли и пылевых бурь. Существует два варианта того, каким будет первый город на далекой планете:
- Подземное поселение. Жизнь в подземных тоннелях является распространенной идеей. Она решает вопросы безопасности, однако в противовес им ставит другие – постройка такого типа убежищ займет долгое время.
- Купол. Строго говоря, это может не быть настоящим куполом – к этому пункту относятся любые закрытые наземные постройки. Их можно частично собрать на Земле, так что возведение такого типа города не должно занять у поселенцев много времени. Однако и надежность таких построек ниже. К тому же, со временем им понадобится ремонт, а доставка грузов с Земли слишком длительна и затратна, поэтому колония должна быть максимально автономной.
Возможно, комбинация обоих методов сможет решить проблему того, как выжить на Марсе. Или же со временем будет разработан абсолютно другой способ постройки поселения. В любом случае, с этим придется разобраться любому, кто будет руководить полетом колонистов.
Перейдем ко второй проблеме – ресурсам. В первую очередь это вода и кислород. Вопрос кислорода внутри закрытых зданий решается за счет выращивания растений, которые также послужат пищей для их жителей.
Для решения вопроса отсутствия жидкой воды предлагают весьма амбициозный проект – растапливание полярных шапок. Это покроет планету океанами и запустит процесс терраформации. Часть воды можно расщепить на водород и кислород, изменив тем самым состав атмосферы, сделав ее более плотной и, в перспективе, даже пригодной для дыхания.
Итак, краткий ответ на вопрос о том, как мы будем жить на Марсе – вероятно, трудно. Потребуется время на то, чтобы приспособиться, а также новые решения и технологии для того, чтобы люди могли безопасно поселиться на чужой планете, а процесс изменения поверхности и атмосферы, вероятно, продлится несколько поколений.
Все проблемы решены, и остается один вопрос – сколько человек отправить? Разумеется, не каждый пригоден для такого полета – всех участников полета будут отбирать по критериям, среди которых образование, здоровье и психологическая устойчивость.
Вероятно, отправка людей будет происходить поэтапно и первыми полетят те, кто смогут создать условия для прилёта следующей группы. Их будет четверо. Когда несколько таких групп прибудут на Марс, поселение станет насчитывать 20 человек. Возможно, также, что это число к середине 21-ого века приблизится к миллиону – впрочем, такие цифры называет лишь один проект.
Можно надеяться, что в будущем, когда Марс станет пригоден для жизни, он поможет в решении проблем населения Земли. Но в первое время люди будут жить там только в качестве малочисленных ученых и колонистов.
Космос сохраняет интерес и привлекательность для огромного числа землян, несмотря ни на какие политико-экономические передряги. В том числе – Марс. Смогут ли люди когда-нибудь жить на Красной планете? Можно ли основать там мало-мальски устойчивую колонию? - спрашивают многие из нас.
Профессионалы на отвечают достаточно четко, по принципу «умей довольствоваться малым». О «переселении народов» на Марс говорить не приходится – ни в каком отдаленном будущем. А вот марсианские научные станции вроде полярных и антарктических – да, это возможно, и, скорее всего, состоится рано или поздно.
Бегство горстки избранных – не выход
Еще и сегодня можно услышать теорию о том, что Земля когда-нибудь придет в негодность, и человечеству придется бежать на другие планеты. Но кто имеется ввиду под человечеством? Сколько человек можно реально запрятать в космические корабли? Десятки, сотни? А с миллиардами что станет?
«Мы у себя на Земле не можем решить, казалось бы, куда более простые проблемы, - напомнил корреспонденту «МИР 24» заместитель директора Института космических исследований Российской академии наук Олег Кораблев. - Почему нам надо будет переселяться на Марс? Какая-то большая беда – не надо нам ее».
Ученый выделил «три группы проблем, которые могли бы сделать так плохо на Земле, чтобы начать историю с переселением». Это могут быть мировые войны с применением оружия массового поражения, катастрофические изменения климата или просто перенаселение Земли выше всякого предела.
Поверхность Красной планеты напоминает земные пустыни
Все эти опасности существуют, и человечество на сегодня не преуспело в их устранении. Но все же какие-то перспективы действий более-менее разумных государственных мужей просматриваются.
Расплодиться и расселиться – не получится
Может быть, Марс смогут постепенно колонизировать небольшие группы энтузиастов? Допустим, они пожелают покинуть «перенаселенную, замусоренную и развращенную» старушку-Землю? Снарядить такой корабль «Мэйфлауэр» в космическом варианте, а затем уже заселить Марс поколениями своих детей, внуков и правнуков – потомков сильных и смелых?
Увы, и это тоже утопия. И дело даже не в том, что слишком холодно – средняя температура порядка минус 50, перепады от минус 170 до плюс 20 (на марсианском экваторе летом в полдень). Кстати, давление на Марсе не достигает и одной сотой от земного, приблизительно как в стратосфере – а это тоже не для людей.
Хотя на Красной планете имеется остаточная атмосфера, дышать ею нельзя. «На Марсе, скорее всего, есть ресурсы, которые позволили бы нам наполнить его атмосферу и в итоге поднять там давление и температуру, - рассказал Олег Кораблев. – Но пока неясно, как это сделать. А поскольку Марс не защищен магнитным полем, атмосфера будет разрушаться, возможно, быстрее, чем ее можно создать. И люди так же будут страдать от радиации, как в открытом космосе».
В общем, люди на Марсе смогут находиться либо в скафандрах, либо в специально оборудованных помещениях. Целая цивилизация так не выживает, и надеяться, что человек как-то мутирует и приспособится, было бы слишком наивно.
Главное - не «прожариться», пока летишь
Однако то, что невозможно, так сказать, на макроуровне, выглядит совсем по-другому, если перейти на уровень «микро». В конце концов, у Земли есть Северный и Южный полюса. И там – в наши дни актуальнее именно Антарктида – обитают на полярных станциях небольшие, но бодрые коллективы ученых. Правда, размножением и колонизацией они там не занимаются – но в общем, что называется, живут не тужат. Когда финансирование есть.
Вот такие, относительно скромные, но разумные задачи, по мнению члена-корреспондента РАН Олега Кораблева, могут быть реально поставлены и решены. Если удастся решить самый острый вопрос – радиационную защиту.
Не забудем, что лететь очень долго. Минимальное расстояние от Земли в благоприятные годы, когда она находится точно между Солнцем и Марсом, все равно превышает 55 млн км.
Подборка снимков, переданных с Марса аппаратом Curiosity
Как раз месяц назад, в марте, с космодрома Байконур запущен корабль «Экзомарс» - совместный проект Роскосмоса и Европейского космического агентства. До Марса он доберется через полгода – то есть, всего на полет семь месяцев. Но на «Экзомарсе» людей нет, одна аппаратура. А что с людьми будет?
«Теоретически мы можем собрать «перелетный корабль», окруженный какими-нибудь баками, наполнить их водой, чтобы эта вода защищала от радиации, а потом использовать переработанную воду», - предположил Кораблев.
Но чтобы запустить такой массы корабль с Земли, потребуется «немыслимой мощности ракета-носитель». Как отметил ученый, целесообразнее собрать целый корабль по частям на орбите. И, может быть, даже не на земной, а на лунной. Все равно - сложность колоссальная.
Еще один обсуждаемый вариант – достичь более высоких скоростей и резко сократить время полета. На последнем заседании президиума РАН президент Академии наук Владимир Фортов напомнил, что именно марсианская программа дала возможность всерьез рассматривать создание ядерных ракетных двигателей – до сих пор в космос летают только на химическом топливе.
Но ядерный двигатель – тоже «легко сказать». «Самый эффективный из возможных вариантов – «двигатель прямого действия», - отметил Олег Кораблев. - Но его выхлопы – это радиоактивное заражение. Испытывать такой двигатель на Земле немыслимо. Лучше уж корабль с бортовой АЭС – но это еще сложнее».
Вода есть. Холодная
И все-таки, хотя решения проблемы еще нет – она хотя бы в принципе решаема. И дорогу осилит идущий. На Марсе тоже радиационной защиты нет – Красная планета утратила свое магнитное поле. Но там уже можно помещения соорудить, найти укрытия естественного типа, пещеры, и дополнить их привезенными с Земли блоками.
А вот вода – важнейшее условие для человеческой жизни – на Марсе есть. «Концентрированной воды в виде льда много у полюсов, – рассказал Кораблев. – Но там холодно, как и на Земле. В умеренных экваториальных широтах, где самое лучшее место для основания такой станции, источников воды с Земли пока не видно. Но, наверное, ее можно разведать».
Более 30 лет назад аппараты Викинг-1 и Викинг-2 впервые сели на поверхность Марса
Если повезет, то и почва марсианская, по осторожному прогнозу ученых, «может иметь какую-то плодородность». Так что выращивание на Марсе картошки, как в фильме «Марсианин», в принципе возможно, если устроить теплицы.
На Марс – в доисторические времена
Работы же для таких ученых будет не просто много, а непочатый край. На сегодняшний день ученые на Земле не имеют даже образца марсианского грунта (в отличие от лунного) - и доставить его планируется не ранее 2030 года.
«Марс очень интересен тем, что там геологическая активность прекратилась 3,5 млрд лет назад, - подчеркнул Кораблев. - Там есть ископаемые породы той эпохи, а на Земле их нет давным-давно, все переработано движением плит земной коры, биосферой. Мы сможем лучше понять, что происходило с планетами на раннем этапе».
Из пяти планет земной группы Марс совершенно уникален. Он не прошел такой длительной и гигантской эволюции, как Земля и Венера, но и не растерял полностью атмосферу и воду и не остался «голым», как Луна и Меркурий.
«Марс оказался в промежуточном положении – он не все растерял, - напомнил Кораблев. - И магнитное поле у него, мы точно знаем, что было. Неясно только, почему оно прекратилось, и прекратилось ли совсем. Из-за этого потери атмосферы гораздо сильнее. Но и та, что есть, может жить очень долго».
Если человечество само будет жить мало-мальски прилично – оно эти тайны мироздания узнает.
Леонид Смирнов
В марте 2016 года с космодрома Байконур успешно стартовала ракета-носитель «Протон-М» с аппаратами для международной исследовательской миссии «Экзомарс». Ракета долетела в октябре 2016-го, но мягкая посадка спускаемого аппарата Скиапарелли на Марс не удалась: модуль разбился. Мир с огромным интересом следит за завоеванием Марса. Человечество бредит Марсом и успех фильма «Марсианин» - одно из подтверждений тому. Люди давно тренируются выживать на Марсе. Выясняем, насколько хорошо мы подготовились к межпланетному путешествию.
Youtube
Пуск Протона-М
Увидеть Марс и не сойти с ума
Ученые давно пытаются выяснить, как человек будет себя чувствовать на Марсе. В 1967 году в Советском Союзе прошёл секретный эксперимент. Три испытателя провели год в закрытой научно-исследовательской лаборатории, прототипе модуля марсианского корабля. Условия эксперимента были жёсткие: теснота, голод, постоянная жажда, аварийные ситуации. Кроме того, психологи по программе эксперимента умышленно провоцировали экипаж на конфликты. В 2010 году вышел документальный фильм об этом эксперименте «Увидеть Марс… и не сойти с ума».
Youtube
Три миллиона за 520 суток
В 2010-2011 годах состоялся грандиозный международный проект «Марс 500» - шесть «марсонавтов» провели 520 суток в модели космического модуля, имитировавшего здесь, на Земле, полет на Марс и даже выход на Красную планету. Внутри модуля были оранжерея, жилой отсек, лаборатория, что-то типа кубрика, тренажерный зал и имитатор Марса, куда попадали через шлюз.
Полтора года испытатели вставали в шесть утра, занимались научными экспериментами, обслуживанием экспериментального комплекса и физическими тренировками. График был напряженным. В свободное время «марсиане» читали, слушали музыку, играли на гитаре, наблюдали за тем, как на «космической» грядке растут овощи.
Основная цель проекта - изучение психофизиологических реакций человеческого организма на длительную изоляцию. До финиша дошли все участники проекта. Несмотря на ежедневные обязательные занятия, наблюдавшие за «космонавтами» доктора обнаружили заметное снижение физической активности. Также было зарегистрировано снижение скорости метаболизма.
Каждый член экипажа «марсолета» получил гонорар в размере трех миллионов рублей.
До начала эксперимента казалось, что этот гонорар - немалая сумма. Но сейчас, отработав на борту более 500 суток, я понимаю, что сумма не такая уж большая. В планах - часть денег потратить на учебу и повышение своей квалификации как врача-хирурга. Кроме того, мне хотелось бы обязательно съездить на море: полтора года без солнца и воды мне, как южному человеку, пришлось нелегко. Хочется просто полежать на пляже - не важно, где, в России или за рубежом, и посмотреть на набегающую волну.
Выжить на Гавайях
В августе 2015 года на Гавайях NASA начала свой эксперимент по выживанию на Марсе. Команда из шести человек живет под куполом на склоне спящего вулкана. Наружу участники эксперимента выходят только в скафандрах. Целый год колонизаторы Марса не будут дышать свежим воздухом. Из еды у «марсонавтов», например, порошкообразный сыр и консервы из тунца.
AFPAFR
Американское космическое агентство ранее уже дважды проводило аналогичные эксперименты: они продолжались четыре и восемь месяцев. Нынешний эксперимент - самый долгий по времени и максимально приближен к реальным условиям полета на Марс.
Подобные эксперименты по выживанию на Марсе вызывают много критики.
Это не что иное, как испытание обычных людей на долгое пребывание в замкнутой среде, где они вынуждены наладить жизнь и отношения, рассчитывая только на свои силы. Здесь все условно, как если бы подготовку к дрейфу на льдине в Арктике проводили зимой на подмосковном пруду. Привлеченные к этому эксперименту люди могут в любую минуту отказаться от его продолжения, выйти и обнять своих близких. Так что такие исследования имеют слабое отношение к пониманию возможности осуществления межпланетного полета.
Можно ли создать жизнь на Марсе?
Марсианские сутки (сол) составляют 24 часа 39 минут 35,244 секунды, что очень близко к земным. Температура поверхности Марса гораздо ниже земной. Максимальная отметка составляет +30 (в полдень на экваторе), минимальная -123 (зимой на полюсах). Атмосферное давление слишком мало, чтобы люди могли выжить без пневмокостюма.
Для колонизации Марса человеку придется решить множество проблем. Так, атмосфера красной планеты на 95% состоит из углекислого газа. Воздух, которым дышат люди на Земле, состоит примерно из 21% кислорода и 78% азота, и эти пропорции имеют критическое значение. На несколько процентов меньше кислорода - и мы начинаем задыхаться, на несколько процентов больше - и могут пострадать лёгкие.
Если мы даже сумеем «исправить» атмосферу Марса, планета начнёт остывать, как только содержание углекислого газа снизится. Кислород и азот (или другие инертные газы) парникового эффекта не дают. Землю, среди прочих факторов, в тепле сохраняет большое количество водяного пара. Например, если мы достаточно подогреем Марс и лёд растает, в атмосферу попадёт немало воды. Начнутся дожди и снегопады.
Серьезным препятствием в освоении Марса может стать то, что там нет магнитного поля - столь привычного на Земле. А без него колонистам грозят психические расстройства. Кроме того, магнитное поле защищает от солнечной радиации.
Тем не менее, человечество не отказвывается от идеи терраформирования Марса. Какие только варианты не предлагаются! Инженер Илон Маск, глава SpaceX и Tesla Motors, предложил радикальный метод - закидать Красную планету ядерными бомбам, чтобы повысить температуру. По словам изобретателя, колонистам на Марсе придется жить в прозрачных домах до тех пор, пока атмосфера планеты не станет пригодна для обитания человека.
Посмотрите футуристический ролик, как Марс превращается в Землю. Впечатляет.
Vimeo- В настоящее время планы NASA по Марсу являются масштабными и амбициозными. Организация посадила свой ровер Curiosity в кратере в 2012 году и сделала крупные открытия, включая возможные следы воды на планете. США направит новый модуль InSight к планете в 2018 году.
- В 1973 году СССР потерял 4 аппарата в безуспешной попытке мягко посадить зонд на красную планету. В 1988 году неудачей завершился перелет аппаратов серии «Фобос», а в 2011-м году миссия «Фобос-грунт» закончилась на орбите Земли.
- Ракета «Протон-М» запущена в рамках совместной российско-европейской программы «Экзомарс». Запуск должен стать «пристрелкой» перед запуском марсохода, запланированным в 2018 году. А в 2023 году планируется совершить первый пилотируемый полёт на Марс.
- NASA намерены повторить эпизод из фильма «Марсианин», когда герой растил картошку на красной планете. В Перу стартует эксперимент по выращиванию нескольких десятков сортов дикого и домашнего картофеля в условиях, максимально приближенных к марсианским в перуанской пустыне Атакама.
Многие добровольцы уже выразили готовность полететь на Марс, несмотря на дозу радиации, которая будет получена. Но если они не будут достаточно подготовлены, экспедиция закончится гораздо раньше, чем им удастся вернуться. Представляем весьма пессимистичный, но объективный взгляд на будущее марсианской колонии.
Слишком рано
Мы на подходе к Марсу. NASA планирует высадить первых космонавтов на его поверхность в 2030-х годах. Частные космические компании, например, SpaceX также выразили заинтересованность в создании собственных колоний на планете, в то время как проект Mars One уже отобрал гражданских лиц для полета в один конец в 2024 году.
Пока люди мечтают о том, чтобы провести оставшуюся жизнь на Марсе, они даже не задумываются, что там их дни могут быть сочтены достаточно быстро. Марсианская окружающая среда тяжела для выживания форм земной жизни, а для создания среды обитания на Марсе потребуется необычайное количество инженерных знаний и технологических новшеств, чтобы обеспечить безопасность жителей колонии.
И хотя вполне возможно, что у нас скоро будут шаттлы для перевозки людей на Марс, оснащение для обеспечения жизнедеятельности космонавтов на Марсе пока не готово – и его создание может занять годы. Всех страждущих попасть на планету как можно быстрее мы предупреждаем: если организовать полет слишком рано, придется понести немало жертв.
Вы разобьетесь
Окей, вы все же полетели, провели много месяцев в космическом полете и, наконец, достигли орбиты Красной планеты. Теперь осталось лишь приземлиться, и это будет весьма непросто.
Все дело в атмосфере Марса. Воздух вокруг планеты примерно в 100 раз менее плотный, чем в атмосфере Земли. Космический корабль, возвращающийся на нашу планету, полагается на парашют и сопротивление атмосферы, которые замедляют его движение. Чем тяжелее объект, тем больше сопротивления ему требуется, чтобы избежать столкновения с поверхностью. Но с такой разреженной атмосферой, как на Марсе, мягкое приземление тяжелого корабля вряд ли возможно, ведь он будет набирать слишком большую скорость при снижении.
Заместитель менеджера по планированию миссий разведки NASA Брет Дрейк рассказывает, что спуск на планету через атмосферу является главной проблемой. При нынешних методах посадки можно спустить лишь тонну, что недостаточно для колонии. По словам Дрейка, NASA понадобится за раз доставить 20-30 тонн для безопасной транспортировки космонавтов и всего необходимо для их планетарного местообитания. В связи с этим космическое агентство работает над уникальными конструкциями, в частности, над надувным «Сверхзвуковым замедлителем низкой плотности» (LSDS). Выглядящий как коническая летающая тарелка, дискообразный LSDS и добавленная к нему надувная воздушная подушка увеличивают поверхность посадочного модуля, позволяя ему замедляться в разреженной атмосфере. Замедлитель пока тестировали на Земле, в том числе на Гавайях в 2014-2015 годах. Поможет ли разработка спустить корабль на Марс, пока неясно.
Замерзнете насмерть
Добро пожаловать на Марс! Вы все-таки добрались до него целиком и в сознании. Теперь настало время познакомиться с погодными условиями нового дома. Средняя температура на Марсе -63℃, но все зависит от сезона, времени суток и места, так что разница температуры от +35℃ на экваторе до -153℃ на полюсах, а это значит космонавтам придется выживать в невыносимом холоде.
У NASA есть большой опыт по защите космонавтов от колебаний температур, благодаря многолетним экспедициям на Международной космический станции. Проходя по солнечной стороне, МКС выдерживает нагрев более 200 градусов, а в тени Земли охлаждается до -200℃. Скафандры и станция используют системы терморегулирования и такие процессы как сублимация для того, чтобы и отражать тепло, и защищать от холода. Однако эти системы спроектированы для работы в вакууме. На Марсе понадобятся совершенно новые методы. Хотя атмосфера планеты разрежена, в ней все же содержатся газы, вызывающие конвекцию тепла подобно тому, как ветер охлаждает тело человека на Земле. В связи с этим астронавты будут чувствовать быстрые перепады температур гораздо острее.
Дрейк утверждает, что «понадобится решение, которое обеспечит лучшую изоляцию от холодной среды и другой способ вывода тепла при высоких температурах». По его словам, скафандр в вакууме похож на термос, а скафандр на Марсе больше напоминает кофейную чашку на столе: кофе остывает гораздо быстрее по сравнению с кофе в термосе.
Умрете от голода
Жизнь на поверхности Марса будет похожа на выживание в отдаленных исследовательских аванпостах Антарктики. Все продовольствие и необходимые материалы для этих станций прибывают с других континентов, при этом миссии по снабжению грузом отправляются нечасто. Марс находится «чуть» дальше от цивилизации, чем Антарктида, а миссии по снабжению займут месяцы или даже годы. Если колония намерена выжить на Красной планете, жителям придется выработать систему самовозобновляемости, когда дело касается пропитания. А это значит, что понадобятся навыки межпланетного земледелия.
Проект Mars One планирует выращивать культуры в закрытом помещении при искусственном освещении. Согласно их сайту, на 80 м 2 жилища будет разбит «огород», орошаемый водой, которую предполагают найти в почве Марса, и поддерживаемый углекислым газом, вырабатываемым экипажем из четырех человек. Однако исследвания Массачусетского технологического университета показали, что все эти цифры не складываются в уравнение.
«При выращивании посевов, необходимых для беспрерывного питания четырех людей, углекислого газа, который они вырабатывают, окажется недостаточно для поддержания урожая», – объясняет космический инженер и автор проекта Сидни До . Посевы умрут очень быстро, в течение 12-18 дней. Расширение команды не спасет ситуацию, потому что иначе не хватит еды: «Урожая, который можно вырастить лишь на CO 2 от экипажа, хватит на половину этого экипажа». По сути, это так называемая Уловка-22, то есть крайняя форма взаимоисключающих положений, из которых нет выхода.
Как все же найти решение? Урожай возможен, но это означает, что космонавтам придется голодать. Или же будет найден способ вырабатывать больше углекислого газа, например, путем очистки CO 2 . Технология, при помощи которой газ смог абсорбироваться из марсианской атмосферы, пока находится в самом зачатке. Но если ее смогут применить, то у поселенцев возникнут проблемы со снабжением теперь уже кислорода.
Вы задохнетесь (или взорветесь)
Растения понадобятся не только для того, чтобы накормить голодных космонавтов, – прежде всего, они будут возобновлять запасы кислорода в марсианском доме, что гораздо экономичнее отправки тяжелых баллонов с кислородом с Земли.
Исследования показали, что растения могут расти в марсианской почве, однако культуры никогда не выращивались в среде гравитации Марса, поэтому необходимы дальнейшие испытания, чтобы увидеть, может ли растительность выжить вообще. Но если все сработает, растения будут производить очень много кислорода. И это не обязательно хорошо.
Исследования Сидни До показали, переизбыток кислорода в замкнутом пространстве может привести к повышенному риску отравления им экипажа и, что еще хуже, к спонтанным взрывам. Таким образом, O 2 нужно выводить из среды обитания. Для этого астронавтам понадобится специализированный способ отделения кислорода от газового потока. Существует ряд методов для этого на Земле (криогенная дистилляция и адсорбция качания давления), но ни одна из этих технологий не была испытана в условиях марсианской среды. Те технологии, что работают на Земле, требуют много усилий со стороны экипажа и слишком громоздки. «Что касается практического их использования в космосе, то для начала понадобится уменьшить их размер, снизить стоимость и повысить надежность», – объясняет До.
Пару лет назад NASA предложила создать на Марсе «экопоэзис» – функционирующую экосистему, способную поддерживать жизнь. Идея заключается в том, чтобы отправлять отобранные земные организмы, например, цианобактерии на Марс, которые смогут питаться скалистой почвой планеты и вырабатывать кислород. В заявлении NASA говорится о том, что в конечном счете «биодомы на Марсе, оборудованные экопоэзисом для выработки кислорода через системы бактерий или водорослей, обеспечат космонавтов всем необходимым». Однако космическое агентство не конкретизирует, как много диоксида углерода потребуют живые организмы и смогут ли они выжить в воздухе, производимом экипажем.
Остается устройство MOXIE (Mars Oxygen In situ resource utilization Experiment), который может свести на нет зависимость от кислорода растений. Разработанная учеными Массачусетского университета машина работает за счет диоксида углерода из атмосферы Марса, который она разбивает на кислород и моноксид углерода. Уменьшенная версия MOXIE отправится на Марс вместе со следующей вылазкой на планету, назначенной на 2020 год. Если MOXIE сработает, то сможет стать возобновляемым источником кислорода без необходимости выращивания растений.
Вы можете и не добраться
Все эти возможные сценарии станут реальной проблемой, только если вы действительно доберетесь до Марса. Но печальная правда состоит в том, что вы можете и не пережить путешествие. Допустим не возникло проблем с кораблем и вы случайно не столкнулись с космическим мусором в полете. Мы остаемся один на один с невидимым космическим убийцей, которого не так-то легко заметить: радиация. За пределами низкой земной орбиты космос наполнен космическими лучами – высокоэнергетическими частицами. Космическая радиация легко пронизывает стены корабля и вполне возможно, что за время долгого путешествия окажет пагубный эффект на здоровье человека.
Исследование на мышах показало, что длительное воздействие космических лучей может привести к аномальным изменениям мозга: мыши потеряли много важных синапсов между нейронами, стали менее любопытными и более рассеянными. Не самая радужная перспектива для будущих марсианских жителей.
Что удручает еще больше, так это способность радиации повышать риск развития рака. NASA мониторит уровень вероятности развития рака от радиации у каждого космонавта на протяжении их карьеры. Если риск повышается до 3%, космонавта отправляют на Землю. На космической станции астронавты частично защищены земным магнитным полем, но в длительном путешествии такой защиты не будет. К тому же некоторые из экипажа могут оказаться более восприимчивыми к лучам, чем другие.
«В связи с тем, что женщины в целом живут дольше, у них, согласно прогнозу NASA, выше шанс развития рака на протяжении жизни, чем у мужчин, при одинаковом количестве радиации, – объясняет Дорит Доновьел , заместитель директора Национального института биомедицинских исследований, – Расчеты показали, что, судя по всему, женщинам не стоит лететь на Марс, поскольку суммарное облучение во время полета повысит допустимые 3% риска».
Либо Марс, либо вы
Все это может показаться большим обломом, но мы лишь перечисляем, сколько препятствий нам нужно преодолеть, прежде чем отправиться на Марс. NASA признала свою неготовность, организовав в 2015 году конкурс «Препятствия на пути к Марсу». Участники присылали разработки, касающиеся решения проблем с жильем, водой, едой, пригодным для дыхания воздухом, связью, социальным взаимодействием и медициной.
Администратор NASA Чарльз Болден нисколько не сомневается, что агентство в силах достичь Марса, в отличие от частных компаний типа SpaceX и миссий Mars One. Возможность выживания на Марсе показана в фильме «Марсианин» 2015 года, снятого по мотивам романа Энди Вейра , опубликованного годом раньше. Для тех, кто пропустил: космонавт Марк Уотни пытается в одиночку выжить на Марсе после того, как команда оставила его одного, по ошибке сочтя погибшим. Уотни начинает выращивать картофель, пытается собирать воду и вообще хоть как-то выжить.
Сама история подтверждает позицию NASA: даже при самой тщательной подготовке нельзя полностью спланировать миссию. Автор романа утверждает, что в первую очередь необходимо быть готовым к неудачам, и, хотя его книга рассматривает не лучший сценарий развития событий, он все же уверен, что однажды мы доберемся до Красной планеты.