На марсі без скафандру. Дихати на марсі нам допоможуть ціанобактерії
Людство давно вже мріє про колонізацію інших планет, проте багато хто забуває про те, що тільки на Землі створено ідеальні умови для життя людини. Далі ви дізнаєтеся, скільки часу здатна прожити людина на інших планетах Сонячної системи.
Меркурій
Час життя: 0,001 секунда
Температура на планеті коливається від -180 до +430 ° C: людина (у скафандрі, або без неї) тут або згорить живцем, або замерзне до смерті. Але, суто теоретично, базу побудувати на цій планеті все ж таки реально - на полюсах, в області вічної ночі. Крім того, якщо прорити тунелі всередині Меркурія, то поверхня захищатиме людину від радіації. Теоретично. Практично – навряд чи хтось перевірятиме…
Час життя: 0,94 секунди
Власне, навіть складно сказати, що загубить людину першою: атмосфера Венери на 98% складається з Вуглекислий газ, тиск у 92 рази більший за земний і, ніби цього мало, всю планету огортають хмари сірчаної кислоти. Тут цілком могло б розташовуватися біблійне пекло - ось тільки вічні муки змінилися б миттєвою загибеллю.
Час життя: кілька діб у легкому скафандрі
Марс – перший кандидат на масштабний переїзд всього людства. Але без тераформування обійтися не вийде: атмосфера тут на 95% складається з вуглекислого газу, а радіація настільки висока, що може вбити людину за кілька днів.
Час життя: 0,03 секунди
Наявність хоч якогось життя на Юпітері є малоймовірною: перед нами - газовий гігант. Швидше за все, людина, яка потрапила сюди, просто задихнеться в аміачних парах.
Час життя: 0,03 секунди
Ще один газовий гігант, який не залишає жодної надії космонавту, що приземлився сюди. Навіть не враховуючи склад атмосфери та інших речей – вітер на Сатурні дме зі швидкістю 1800 км/год: вас просто розірве на частини.
Час життя: до кількох діб
Єдина планета, де була людина. Місяць цілком гостинний, якщо порівнювати його з іншими планетами. Тут, щоправда, немає ні атмосфери, ні магнітного поля, а отже – радіація дуже висока. Тим не менш, космонавт у скафандрі здатний вижити на її поверхні до кількох діб.
Час життя: 0,001 секунди
Уран огортає оболонка, що складається з гарячої та щільної рідини, суміші води, аміаку, метану. Власне, людина навіть не встигне приземлитися сюди, а практично миттєво розчиниться без сліду разом зі скафандром.
Час життя: 0,05 секунд
На цьому гіганті, чий склад атмосфери дуже схожий з Ураном, дмуть найсильніші вітри в сонячної системи. Вони досягають 2300 метрів в секунду, що, звичайно ж, для людини смертельно небезпечно.
Час життя: менше миті. Навіть якщо якось вдасться долетіти і висадитися))
Сьогодні ми стаємо свідками того, як колонізація Марса із популярної науково-фантастичної ідеї переходить у реальний проект багатьох космічних агентств. Але які перешкоди чекають на колоністів на шляху до заселення Марса?
Чи можуть люди жити на Марсі?
Теоретично, життя поза Землі можлива, проте виживанню на Марсі перешкоджають суворі умови у ньому. Ось короткий списоктого, що стоїть на шляху створення першого поселення на Марсі:
- , що становить третину від земної Нехай вона і здається досить невинною властивістю, але насправді може стати джерелом проблем, які важко спрогнозувати зараз. Землянам буде важко адаптуватися до такого слабкого тяжіння, яке вплив на організм землянина непередбачувано. До того ж, у перспективі поколінь, народжені поза Землею люди відрізнятимуться від її мешканців – і провиною є низька гравітація. Втім, відмінності не зроблять марсіан невпізнанними, оскільки їхня генетика залишиться незмінною.
- Інша перешкода, яка на слуху у всіх – висока. Людство вже має технології для захисту від випромінювання, але для колонізації сусіднього світу знадобиться набагато потужніше обладнання. Його будівництво та транспортування сильно затримають підготовку марсіанської місії, а люди на поверхні будуть змушені не розлучатися із захисною технікою, щоб не зазнати впливу радіаційного фону.
- у сотню разів тонший за земний, складається на 95 відсотків з вуглекислого газу і лише на 0.15% з кисню. Крім цього, на планеті мінливий клімат, а середня температура становить -63 градуси за Цельсієм.
- Пил і пилові бурі небезпечні як майбутніх переселенців, так їх устаткування. Тим, хто зможе жити там, після прибуття доведеться складати прогнози бур, будувати укриття та шукати способи захисту апаратури.
- Зрештою, відсутність води в рідкій формі буде непростим фактором для жителів планети, де океани займають 70% від площі.
Всі ці перешкоди можуть сильно уповільнити програму з колонізації, однак вони не є причинами, через які життя на Марсі неможливе. І нехай тільки наступні покоління зможуть перевірити, чи ця ідея є реальністю чи фантастикою, вже сьогодні ми можемо розмірковувати про те, що на Марсі можна жити.
Скільки людей проживе без космічного костюма
Навіть якщо ідея про створення земного поселення на Марсі здійсниться, виходити на поверхню без скафандра все ж таки не стоїть з двох причин.
По-перше, склад атмосфери планети не дає можливості дихати в ній - здебільшого вона складається з вуглекислого газу, а кисень становить у ній десяту частину відсотка.
По-друге, сама атмосфера вкрай тонка. Перший з наслідків цього факту – низький тиск на поверхні, що становить 0,6% від земного. Це набагато нижче так званого ліміту Армстронга – рівня, на якому тиск настільки слабкий, що вода вирує при температурі людського тіла.
По-третє, низька температура. Влітку на екваторі вона досягає +20 градусів Цельсія, але в середніх широтах швидше ближче до -50.
По-четверте, повна відсутність будь-якого природного захисту від сонячного випромінювання, який землі є озоновий шар.
Не можна точно передбачити, що буде, якщо ви вийдете на поверхню без космічного костюма - ви або замерзнете, або помрете від гіпоксії, або піддаєтеся високій дозі радіації. У будь-якому разі, людина без захисту не проживе на Марсі довше за кілька секунд.
Як вижити на Марсі
Припустимо, що космічний корабель з групою переселенців, успішно досяг свого призначення. Тепер їм доведеться вижити на чужій планеті. Сам по собі Марс для життя непридатний, тобто майбутньому населенню доведеться шукати способи за допомогою земних технологій створити колонію, а потім змінити і саму планету, пристосувавши її до життя. Потреби майбутніх колоністів можна розділити на дві основні групи: Укриття та Ресурси.
Почнемо з укриттів. Вони відразу ж зможуть вирішити такі проблеми, як рівень радіації на Марсі, а також захистити людей та техніку пилу та пилових бур. Існує два варіанти того, яким буде перше місто на далекій планеті:
- Підземне поселення. Життя у підземних тунелях є поширеною ідеєю. Вона вирішує питання безпеки, проте на противагу їм ставить інші – будівництво такого типу притулків займе довгий час.
- Купол. Строго кажучи, це може бути справжнім куполом – до цього пункту ставляться будь-які закриті наземні споруди. Їх можна частково зібрати на Землі, так що зведення такого типу міста не повинно зайняти багато часу у поселенців. Однак і надійність таких споруд нижча. До того ж, згодом їм знадобиться ремонт, а доставка вантажів із Землі надто тривала та затратна, тому колонія має бути максимально автономною.
Можливо, комбінація обох методів зможе вирішити проблему, як вижити на Марсі. Або з часом буде розроблено абсолютно інший спосіб будівництва поселення. У будь-якому випадку, з цим доведеться розібратися будь-кому, хто керуватиме польотом колоністів.
Перейдемо до другої проблеми – ресурсів. Насамперед це вода та кисень. Питання кисню всередині закритих будівель вирішується за рахунок вирощування рослин, які також слугуватимуть їжею для їх мешканців.
Для вирішення питання відсутності рідкої водипропонують дуже амбітний проект - розтоплення полярних шапок. Це покриє планету океанами та запустить процес тераформації. Частину води можна розщепити на водень і кисень, змінивши цим склад атмосфери, зробивши її щільнішою і, у перспективі, навіть придатною для дихання.
Отже, коротка відповідь на питання про те, як ми житимемо на Марсі – ймовірно, важко. Потрібен час на те, щоб пристосуватися, а також нові рішення та технології для того, щоб люди могли безпечно оселитися на чужій планеті, а процес зміни поверхні та атмосфери, ймовірно, триватиме кілька поколінь.
Усі проблеми вирішено, і залишається одне питання – скільки людей відправити? Зрозуміло, не кожен придатний для такого польоту – всіх учасників польоту відбиратимуть за критеріями, серед яких освіта, здоров'я та психологічна стійкість.
Ймовірно, відправлення людей відбуватиметься поетапно і першими полетять ті, хто зможе створити умови для прильоту наступної групи. Їх буде четверо. Коли кілька таких груп прибудуть на Марс, поселення налічуватиме 20 осіб. Можливо, також, що це число до середини 21 століття наблизиться до мільйона – втім, такі цифри називає лише один проект.
Можна сподіватися, що в майбутньому, коли Марс стане придатним для життя, він допоможе вирішити проблеми населення Землі. Але спочатку люди житимуть там лише як нечисленних вчених і колоністів.
Космос зберігає інтерес і привабливість для величезної кількості землян, незважаючи на жодні політико-економічні колотнечі. У тому числі – Марс. Чи зможуть люди колись жити на Червоній планеті? Чи можна заснувати там більш-менш стійку колонію? - запитують багато хто з нас.
Фахівці відповідають досить чітко, за принципом «умій задовольнятися малим». Про «переселення народів» на Марс говорити не доводиться – у жодному віддаленому майбутньому. А ось марсіанські наукові станціїна кшталт полярних та антарктичних - так, це можливо, і, швидше за все, відбудеться рано чи пізно.
Втеча жменьки обраних – не вихід
Ще й сьогодні можна почути теорію про те, що Земля колись прийде в непридатність, і людству доведеться тікати на інші планети. Але хто мається на увазі під людством? Скільки людей можна реально заховати у космічні кораблі? Десятки, сотні? А з мільярдами що станеться?
«Ми у себе на Землі не можемо вирішити, здавалося б, набагато простіші проблеми, - нагадав кореспондентові «СВІТ 24» заступник директора Інституту космічних досліджень. Російської академіїнаук Олег Корабльов. - Чому нам треба буде переселятися на Марс? Якась велика біда – не треба нам її».
Вчений виділив «три групи проблем, які могли б зробити так погано на Землі, щоб розпочати історію із переселенням». Це можуть бути світові війни із застосуванням зброї масової поразки, катастрофічні зміни клімату або просто перенаселення Землі вище за будь-яку межу.
Поверхня Червоної планети нагадує земні пустелі
Всі ці небезпеки існують, і людство на сьогодні не досягло успіху в їх усуненні. Але все ж таки якісь перспективи дій більш-менш розумних державних чоловіків проглядаються.
Розплодитися та розселитися – не вийде
Можливо, Марс зможуть поступово колонізувати невеликі групи ентузіастів? Припустимо, вони забажають залишити «перенаселену, засмічену і розбещену» стареньку-Землю? Спорядити такий корабель «Мейфлауер» у космічному варіанті, а потім уже заселити Марс поколіннями своїх дітей, онуків та правнуків – нащадків сильних та сміливих?
На жаль, це теж утопія. І справа навіть не в тому, що надто холодно – середня температура близько мінус 50, перепади від мінус 170 до плюс 20 (на марсіанському екваторі влітку опівдні). До речі, тиск на Марсі не досягає і однієї сотої від земного, приблизно як у стратосфері – а це теж не для людей.
Хоча на Червоній планеті є залишкова атмосфера, не можна дихати нею. «На Марсі, швидше за все, є ресурси, які б дозволили нам наповнити його атмосферу і в результаті підняти там тиск і температуру, - розповів Олег Корабльов. – Але поки що неясно, як це зробити. А оскільки Марс не захищений магнітним полематмосфера буде руйнуватися, можливо, швидше, ніж її можна створити. І люди також страждатимуть від радіації, як у відкритому космосі».
Загалом люди на Марсі зможуть перебувати або в скафандрах, або в спеціально обладнаних приміщеннях. Ціла цивілізація так не виживає, і сподіватися, що людина якось мутує та пристосується, було б надто наївно.
Головне - не «прожаритися», поки летиш
Однак те, що неможливо, так би мовити, на макрорівні, виглядає зовсім інакше, якщо перейти на рівень «мікро». Зрештою, Земля має Північний і Південний полюси. І там – у наші дні актуальніша саме Антарктида – мешкають на полярних станціях невеликі, але бадьорі колективи вчених. Щоправда, розмноженням і колонізацією вони там не займаються – але загалом, як то кажуть, живуть не тужать. Коли фінансування є.
Ось такі відносно скромні, але розумні завдання, на думку члена-кореспондента РАН Олега Корабльова, можуть бути реально поставлені і вирішені. Якщо вдасться вирішити найгостріше питання – радіаційний захист.
Не забудемо, що летіти дуже довго. Мінімальна відстань від Землі в сприятливі роки, коли вона знаходиться між Сонцем і Марсом, все одно перевищує 55 млн км.
Добірка знімків, переданих з Марса апаратом Curiosity
Саме місяць тому, у березні, з космодрому Байконур запущено корабель «Екзомарс» - спільний проект Роскосмосу та Європейського космічного агентства. До Марса він дістанеться через півроку – тобто всього на політ сім місяців. Але на "Екзомарсі" людей немає, одна апаратура. А що з людьми буде?
«Теоретично ми можемо зібрати «перелітний корабель», оточений якими баками, наповнити їх водою, щоб ця вода захищала від радіації, а потім використовувати перероблену воду», - припустив Корабльов.
Але щоб запустити такий маси корабель із Землі, знадобиться «немислимої потужності ракета-носій». Як зазначив учений, доцільніше зібрати цілий корабель частинами на орбіті. І, можливо, навіть не на земній, а на місячній. Все одно – складність колосальна.
Ще один варіант, що обговорюється – досягти більш високих швидкостей і різко скоротити час польоту. На останньому засіданні президії РАН президент Академії наук Володимир Фортов нагадав, що саме марсіанська програма дала змогу серйозно розглядати створення ядерних ракетних двигунів – досі у космос літають лише на хімічному паливі.
Але ядерний двигун теж «легко сказати». «Найефективніший з можливих варіантів- «Двигун прямої дії», - зазначив Олег Корабльов. – Але його вихлопи – це радіоактивне зараження. Випробовувати такий двигун Землі немислимо. Краще корабель з бортової АЕС – але це ще складніше».
Вода є. Холодна
І все-таки, хоча вирішення проблеми ще немає – вона хоча б у принципі вирішувана. І дорогу здолає той, хто йде. На Марсі також радіаційного захисту немає – Червона планета втратила своє магнітне поле. Але там вже можна спорудити споруди, знайти укриття природного типу, печери, і доповнити їх привезеними із Землі блоками.
А ось вода – найважливіша умова для людського життя – на Марсі є. «Концентрованої води у вигляді льоду багато біля полюсів, – розповів Корабльов. — Але ж там холодно, як і на Землі. У помірних екваторіальних широтах, де найкраще місце для заснування такої станції, джерел води із Землі поки що не видно. Але, мабуть, її можна розвідати.
Понад 30 років тому апарати Вікінг-1 та Вікінг-2 вперше сіли на поверхню Марса.
Якщо пощастить, то й марсіанська грунт, за обережним прогнозом вчених, «може мати якусь родючість». Отже, вирощування на Марсі картоплі, як у фільмі «Марсіанін», в принципі можливе, якщо влаштувати теплиці.
На Марс – у доісторичні часи
Роботи для таких учених буде не просто багато, а непочатий край. На сьогоднішній день вчені на Землі не мають навіть зразка марсіанського ґрунту (на відміну від місячного) – і доставити його планується не раніше 2030 року.
«Марс дуже цікавий тим, що там геологічна активність припинилася 3,5 млрд. років тому, - підкреслив Корабльов. - Там є викопні породи тієї епохи, а на Землі їх немає давним-давно, все перероблено рухом плит земної кори, біосфери. Ми зможемо краще зрозуміти, що відбувалося із планетами на ранньому етапі».
Із п'яти планет земної групиМарс абсолютно унікальний. Він не пройшов такої тривалої та гігантської еволюції, як Земля та Венера, але й не втратив повністю атмосферу та воду і не залишився «голим», як Місяць та Меркурій.
«Марс опинився у проміжному становищі – він не все втратив, – нагадав Корабльов. - І магнітне поле в нього ми точно знаємо, що було. Незрозуміло тільки, чому воно припинилося, і чи зовсім припинилося. Через це втрати атмосфери набагато сильніші. Але й та, яка є, може жити дуже довго».
Якщо людство саме буде жити більш-менш пристойно - воно ці таємниці світобудови дізнається.
Леонід Смирнов
У березні 2016 року з космодрому Байконур успішно стартувала ракета-носій «Протон-М» із апаратами для міжнародної дослідницької місії «Екзомарс». Ракета долетіла в жовтні 2016-го, але м'яка посадка апарату Скіапареллі, що спускається, на Марс не вдалася: модуль розбився. Світ із величезним інтересом стежить за завоюванням Марса. Людство марить Марсом і успіх фільму «Марсіанін» - одне з підтверджень тому. Люди давно тренуються виживати на Марсі. З'ясовуємо, як добре ми підготувалися до міжпланетної подорожі.
Youtube
Пуск Протона-М
Побачити Марс і не збожеволіти
Вчені давно намагаються з'ясувати, як людина почуватиметься на Марсі. 1967 року в Радянському Союзі пройшов секретний експеримент. Три випробувачі провели рік у закритій науково-дослідній лабораторії, прототипі модуля марсіанського корабля. Умовами експерименту були жорсткі: тіснота, голод, постійна спрага, аварійні ситуації. Крім того, психологи за програмою експерименту навмисне провокували екіпаж на конфлікти. У 2010 році вийшов документальний фільмпро цей експеримент «Побачити Марс… і не збожеволіти».
Youtube
Три мільйони за 520 діб
У 2010-2011 роках відбувся грандіозний міжнародний проект "Марс 500" - шість "марсонавтів" провели 520 діб у моделі космічного модуля, який імітував тут, на Землі, політ на Марс і навіть вихід на Червону планету. Усередині модуля були оранжерея, житловий відсік, лабораторія, щось на кшталт кубрика, тренажерний зал та імітатор Марса, куди потрапляли через шлюз.
Півтора роки випробувачі вставали о шостій ранку, займалися науковими експериментами, обслуговуванням експериментального комплексу та фізичними тренуваннями. Графік був напруженим. У вільний час"марсіани" читали, слухали музику, грали на гітарі, спостерігали за тим, як на "космічній" грядці ростуть овочі.
Основна мета проекту – вивчення психофізіологічних реакцій людського організмуна тривалу ізоляцію. До фінішу дійшли усі учасники проекту. Незважаючи на щоденні обов'язкові заняття, які спостерігали за «космонавтами», лікарі виявили помітне зниження. фізичної активності. Також було зареєстровано зниження швидкості метаболізму.
Кожен член екіпажу «Марсолету» отримав гонорар у розмірі трьох мільйонів рублів.
До початку експерименту здавалося, що цей гонорар – чимала сума. Але зараз, відпрацювавши на борту понад 500 діб, я розумію, що сума не така вже й велика. У планах - частину грошей витратити на навчання та підвищення своєї кваліфікації як лікаря-хірурга. Крім того, мені хотілося б обов'язково з'їздити на море: півтора роки без сонця та води мені, як південній людині, довелося нелегко. Хочеться просто полежати на пляжі - не важливо, де, в Росії чи за кордоном, і подивитися на хвилю, що набігає.
Вижити на Гаваях
У серпні 2015 року на Гаваях NASA розпочала свій експеримент із виживання на Марсі. Команда із шести людей живе під куполом на схилі сплячого вулкана. Назовні учасники експерименту виходять лише у скафандрах. Цілий рік колонізатори Марса не дихають свіжим повітрям. З їжі «марсонавтів», наприклад, порошкоподібний сир і консерви з тунця.
AFPAFR
Американське космічне агентство раніше вже двічі проводило аналогічні експерименти: вони тривали чотири та вісім місяців. Нинішній експеримент – найдовший за часом і максимально наближений до реальних умов польоту на Марс.
Подібні експерименти щодо виживання на Марсі викликають багато критики.
Це не що інше, як випробування звичайних людейна тривале перебування у замкнутому середовищі, де вони змушені налагодити життя та стосунки, розраховуючи лише на свої сили. Тут все умовно, ніби підготовку до дрейфу на крижині в Арктиці проводили взимку на підмосковному ставку. Залучені до цього експерименту люди можуть будь-якої хвилини відмовитися від його продовження, вийти і обійняти своїх близьких. Отже, такі дослідження мають слабке відношення до розуміння можливості здійснення міжпланетного польоту.
Чи можна створити життя на Марсі?
Марсіанська доба (сол) становить 24 години 39 хвилин 35,244 секунди, що дуже близько до земних. Температура поверхні Марса набагато нижча за земну. Максимальна позначка становить +30 (полудень на екваторі), мінімальна -123 (взимку на полюсах). Атмосферний тиск замало, щоб люди могли вижити без пневмокостюму.
Для колонізації Марса людині доведеться вирішити багато проблем. Так, атмосфера червоної планети на 95% складається із вуглекислого газу. Повітря, яким дихають люди Землі, складається з 21% кисню і 78% азоту, і це пропорції мають критичне значення. На кілька відсотків менше кисню – і ми починаємо задихатися, на кілька відсотків більше – і можуть постраждати легені.
Якщо ми навіть зуміємо "виправити" атмосферу Марса, планета почне остигати, як тільки вміст вуглекислого газу знизиться. Кисень та азот (або інші інертні гази) парникового ефекту не дають. Землю, серед інших факторів, у теплі зберігає велику кількість водяної пари. Наприклад, якщо ми досить підігріємо Марс і лід розтане, в атмосферу потрапить чимало води. Почнуться дощі та снігопади.
Серйозною перешкодою в освоєнні Марса може стати те, що там немає магнітного поля – такого звичного на Землі. А без нього колоністам загрожують психічні розлади. Крім того, магнітне поле захищає від сонячної радіації.
Проте людство не відмовляється від ідеї тераформування Марса. Які лише варіанти не пропонуються! Інженер Ілон Маск, глава SpaceX і Tesla Motors, запропонував радикальний метод – закидати Червону планету ядерних бомб, щоб підвищити температуру За словами винахідника, колоністам на Марсі доведеться жити в прозорих будинках доти, доки атмосфера планети не стане придатною для проживання людини.
Подивіться футуристичний ролик, як Марс перетворюється на Землю. Вражає.
Vimeo- Наразі плани NASA щодо Марсу є масштабними та амбітними. Організація посадила свій ровер Curiosity у кратері у 2012 році та зробила великі відкриття, включаючи можливі сліди води на планеті. США направить новий модуль InSight до планети у 2018 році.
- У 1973 році СРСР втратив 4 апарати в безуспішній спробі м'яко посадити зонд на червону планету. 1988 року невдачею завершився переліт апаратів серії «Фобос», а 2011-го року місія «Фобос-грунт» закінчилася на орбіті Землі.
- Ракету "Протон-М" запущено в рамках спільної російсько-європейської програми "Екзомарс". Запуск має стати «пристрілкою» перед запуском марсоходу, запланованим у 2018 році. А в 2023 році планується здійснити перший пілотований політ на Марс.
- NASA мають намір повторити епізод з фільму "Марсіанін", коли герой вирощував картоплю на червоній планеті. У Перу стартує експеримент із вирощування кількох десятків сортів дикої та домашньої картоплі в умовах, максимально наближених до марсіанських у перуанській пустелі Атакама.
Багато добровольців вже висловили готовність полетіти на Марс, незважаючи на дозу радіації, яку буде отримано. Але якщо їх не буде достатньо підготовлено, експедиція закінчиться набагато раніше, ніж їм вдасться повернутися. Представляємо песимістичний, але об'єктивний погляд на майбутнє марсіанської колонії.
Занадто рано
Ми на підході до Марса. NASA планує висадити перших космонавтів на його поверхню у 2030-х роках. Приватні космічні компанії, наприклад, SpaceX також висловили зацікавленість у створенні власних колоній планети, тоді як проект Mars One вже відібрав цивільних осібдля польоту в один кінець у 2024 році.
Поки люди мріють про те, щоб провести життя на Марсі, вони навіть не замислюються, що там їхні дні можуть бути пораховані досить швидко. Марсіанська довкілляважка для виживання форм земного життя, а для створення довкілля на Марсі знадобиться надзвичайна кількість інженерних знань і технологічних нововведень, щоб забезпечити безпеку жителів колонії.
І хоча цілком можливо, що в нас скоро будуть шатли для перевезення людей на Марс, обладнання для забезпечення життєдіяльності космонавтів на Марсі поки не готове - і його створення може тривати роки. Усіх страждаючих потрапити на планету якнайшвидше ми попереджаємо: якщо організувати політ занадто рано, доведеться понести чимало жертв.
Ви розіб'єтеся
Окей, ви все ж таки полетіли, провели багато місяців у космічному польоті і, нарешті, досягли орбіти Червоної планети. Тепер залишилося лише приземлитися, і це буде непросто.
Вся річ у атмосфері Марса. Повітря навколо планети приблизно в 100 разів менш щільне, ніж в атмосфері Землі. Космічний корабель, що повертається на нашу планету, покладається на парашут та опір атмосфери, які уповільнюють його рух. Чим важчий об'єкт, тим більше опору йому потрібно, щоб уникнути зіткнення з поверхнею. Але з такою розрідженою атмосферою, як на Марсі, м'яке приземлення важкого корабля навряд чи можливе, адже він набиратиме занадто велику швидкість при зниженні.
Заступник менеджера з планування місій розвідки NASA Брет Дрейк Розповідає, що спуск на планету через атмосферу є головною проблемою. За нинішніх методів посадки можна спустити лише тонну, що недостатньо для колонії. За словами Дрейка, NASA знадобиться за раз доставити 20-30 тонн для безпечного транспортування космонавтів і всього необхідно для їхнього планетарного місцеперебування. У зв'язку з цим космічне агентство працює над унікальними конструкціями, зокрема над наддувним «Надзвуковим сповільнювачем низької щільності» (LSDS). Виглядаючи як конічна літаюча тарілка, дископодібний LSDS і додана до нього надувна повітряна подушка збільшують поверхню посадкового модуля, дозволяючи йому уповільнюватися в розрідженій атмосфері. Уповільнювач поки що тестували на Землі, у тому числі на Гаваях у 2014-2015 роках. Чи допоможе технологія спустити корабель на Марс, поки неясно.
Замерзнете на смерть
Ласкаво просимо в Марс! Ви все-таки дісталися його цілком і у свідомості. Тепер настав час познайомитись із погодними умовами нового будинку. Середня температура на Марсі -63℃, але все залежить від сезону, часу доби та місця, так що різниця температури від +35℃ на екваторі до -153℃ на полюсах, а це означає космонавтам доведеться виживати у нестерпному холоді.
NASA має великий досвід захисту космонавтів від коливань температур, завдяки багаторічним експедиціям на Міжнародній космічній станції. Проходячи сонячною стороною, МКС витримує нагрівання понад 200 градусів, а тіні Землі охолоджується до -200℃. Скафандри та станція використовують системи терморегулювання та такі процеси як сублімація для того, щоб і відбивати тепло, і захищати від холоду. Однак ці системи спроектовані для роботи у вакуумі. На Марсі знадобляться нові методи. Хоча атмосфера планети розріджена, в ній все ж таки містяться гази, що викликають конвекцію тепла подібно до того, як вітер охолоджує тіло людини на Землі. У зв'язку з цим астронавти відчуватимуть швидкі перепади температур набагато гостріше.
Дрейк стверджує, що «потрібне рішення, яке забезпечить кращу ізоляцію від холодного середовища та інший спосіб виведення тепла при високих температурах». За його словами, скафандр у вакуумі схожий на термос, а скафандр на Марсі більше нагадує кавову чашку на столі: кава остигає набагато швидше, ніж кава в термосі.
Помрете з голоду
Життя на поверхні Марса буде схоже на виживання у віддалених дослідницьких аванпостах Антарктики. Всі продукти харчування та необхідні матеріали для цих станцій прибувають з інших континентів, при цьому місії з постачання вантажем відправляються нечасто. Марс знаходиться «трохи» далі від цивілізації, ніж Антарктида, а місії із постачання займуть місяці або навіть роки. Якщо колонія має намір вижити на Червоній планеті, то жителям доведеться виробити систему самовідновлюваності, коли справа стосується харчування. А це означає, що знадобляться навички міжпланетного землеробства.
Проект Mars One планує вирощувати культури у закритому приміщенні при штучному освітленні. Згідно з їхнім сайтом, на 80 м 2 житла буде розбитий «город», зрошуваний водою, яку мають намір знайти в грунті Марса, і підтримуваний вуглекислим газом, що виробляється екіпажем із чотирьох осіб. Проте дослідження Массачусетського технологічного університету показали, що всі ці цифри не складаються до рівняння.
«Під час вирощування посівів, необхідних для безперервного харчування чотирьох людей, вуглекислого газу, який вони виробляють, виявиться недостатньо для підтримки врожаю», – пояснює космічний інженер та автор проекту Сідні До . Посіви помруть дуже швидко, протягом 12-18 днів. Розширення команди не врятує ситуацію, бо інакше не вистачить їжі: «Врожаю, який можна виростити лише на CO2 від екіпажу, вистачить на половину цього екіпажу». По суті, це так званий Уловка-22, тобто крайня форма взаємовиключних положень, з яких немає виходу.
Як все ж таки знайти рішення? Урожай можливий, але це означає, що космонавтам доведеться голодувати. Або буде знайдено спосіб виробляти більше вуглекислого газу, наприклад, шляхом очищення CO 2 . Технологія, за допомогою якої газ зміг абсорбуватися з марсіанської атмосфери, поки що знаходиться в самому зачатку. Але якщо її зможуть застосувати, то у поселенців виникнуть проблеми із постачанням тепер уже кисню.
Ви задихнетесь (або вибухнете)
Рослини знадобляться не тільки для того, щоб нагодувати голодних космонавтів, – передусім вони відновлюватимуть запаси кисню в марсіанському будинку, що набагато економічніше відправлення важких балонів із киснем із Землі.
Дослідження показали, що рослини можуть рости в марсіанському ґрунті, проте культури ніколи не вирощувалися в середовищі гравітації Марса, тому необхідні подальші випробування, щоб побачити, чи рослинність може вижити взагалі. Але якщо все спрацює, рослини будуть виробляти дуже багато кисню. І це не обов'язково добре.
Дослідження Сідні До показали, що надлишок кисню в замкнутому просторі може призвести до підвищеного ризику отруєння ним екіпажу і, що ще гірше, до спонтанних вибухів. Таким чином, O 2 потрібно виводити з довкілля. Для цього астронавтам знадобиться спеціалізований спосіб відокремлення кисню від газового потоку. Існує ряд методів для цього на Землі (криогенна дистиляція та адсорбція гойдання тиску), але жодна з цих технологій не була випробувана в умовах марсіанської середовища. Ті технології, що працюють на Землі, вимагають багато зусиль з боку екіпажу та надто громіздкі. "Що стосується практичного їх використання в космосі, то для початку знадобиться зменшити їх розмір, знизити вартість і підвищити надійність", - пояснює До.
Кілька років тому NASA запропонувала створити на Марсі «екопоезу» – екосистему, що функціонує, здатну підтримувати життя. Ідея полягає в тому, щоб відправляти відібрані земні організми, наприклад, ціанобактерії на Марс, які зможуть харчуватися скелястим ґрунтом планети та виробляти кисень. У заяві NASA йдеться про те, що зрештою «біодоми на Марсі, обладнані екопоезою для вироблення кисню через системи бактерій або водоростей, забезпечать космонавтів усім необхідним». Однак космічне агентство не конкретизує, як багато діоксиду вуглецю вимагатимуть живі організми і чи зможуть вони вижити в повітрі, яке виробляється екіпажем.
Залишається пристрій MOXIE (Mars Oxygen In situ resource utilization Experiment), який може звести нанівець залежність від кисню рослин. Розроблена вченими Массачусетського університету машина працює за рахунок діоксиду вуглецю з атмосфери Марса, який вона розбиває на кисень та моноксид вуглецю. Зменшена версія MOXIE вирушить на Марс разом із наступною вилазкою на планету, призначеною на 2020 рік. Якщо MOXIE спрацює, зможе стати відновлюваним джерелом кисню без необхідності вирощування рослин.
Ви можете і не дістатися
Всі ці можливі сценарії стануть реальною проблемою тільки якщо ви дійсно дістанетеся до Марса. Але сумна правда полягає в тому, що ви можете не пережити подорож. Допустимо не виникло проблем з кораблем і ви випадково не зіткнулися з космічним сміттямв польоті. Ми залишаємося віч-на-віч з невидимим космічним убивцею, якого не так легко помітити: радіація. За межами низької земної орбіти космос наповнений космічними променями – високоенергетичними частинками. Космічна радіація легко пронизує стіни корабля і цілком можливо, що за час довгої подорожі згубний ефект на здоров'я людини.
Дослідження на мишах показало, що тривалий вплив космічних променів може призвести до аномальних змін мозку: миші втратили багато важливих синапсів між нейронами, стали менш цікавими та розсіяними. Не райдужна перспектива для майбутніх марсіанських жителів.
Що пригнічує ще більше, так це здатність радіації підвищувати ризик розвитку раку. NASA моніторить рівень ймовірності розвитку раку від радіації у кожного космонавта протягом їхньої кар'єри. Якщо ризик зростає до 3%, космонавта відправляють на Землю. на космічної станціїастронавти частково захищені земним магнітним полем, але в тривалій подорожі такого захисту не буде. До того ж деякі з екіпажу можуть виявитися сприйнятливішими до променів, ніж інші.
«У зв'язку з тим, що жінки загалом живуть довше, у них, згідно з прогнозом NASA, вищий шанс розвитку раку протягом життя, ніж у чоловіків, за однакової кількості радіації, – пояснює Доріт Донов'єл , заступник директора Національного інститутубіомедичних досліджень, - Розрахунки показали, що, судячи з усього, жінкам не варто летіти на Марс, оскільки сумарне опромінення під час польоту підвищить допустимі 3% ризику».
Або Марс, або ви
Все це може здатися великим обломом, але ми лише перераховуємо, скільки перешкод нам потрібно подолати, перш ніж вирушити на Марс. NASA визнала свою неготовність, організувавши у 2015 році конкурс «Перешкоди на шляху до Марса». Учасники надсилали розробки щодо вирішення проблем з житлом, водою, їжею, придатним для дихання повітрям, зв'язком, соціальною взаємодієюта медициною.
Адміністратор NASA Чарльз Болден анітрохи не сумнівається, що агентство може досягти Марса, на відміну від приватних компаній типу SpaceX і місій Mars One. Можливість виживання на Марсі показана у фільмі «Марсіанін» 2015 року, знятого за мотивами роману Енді Вейра , опублікований роком раніше. Для тих, хто пропустив: космонавт Марк Уотні намагається поодинці вижити на Марсі після того, як команда залишила його одного, помилково визнавши загиблим. Уотні починає вирощувати картоплю, намагається збирати воду і взагалі хоч якось вижити.
Сама історія підтверджує позицію NASA: навіть за найретельнішої підготовки не можна повністю спланувати місію. Автор роману стверджує, що в першу чергу необхідно бути готовим до невдач, і, хоча його книга розглядає не найкращий сценарій розвитку подій, він все ж таки впевнений, що якось ми дістанемося Червоної планети.
- Синестезія – це що за явище у психології?
- Московські політехнічні коледжі: спеціальності та відгуки На кого навчаються у політехнічному коледжі
- Цікаві факти про життя космонавтів на мкс
- Космічний політ Гагаріна: що слід знати про одну з головних подій XX століття На чому відбуваються польоти в космос