Если мы хотим основать долговременные колонии на Марсе, нам необходимо научиться жить на нём в автономном режиме.

Амбициозные экспедиции всегда нацелены на поддержание самодостаточности, и это намерение становится особенно актуальным, когда речь идёт о путешествии на другую планету. Активное снабжение с Земли будет невероятно затратным, поэтому для успешной колонизации Красной планеты нам критически важно исследовать и использовать её собственные ресурсы.

Ресурсы Марса

Марс может быть сухим и холодным, однако он располагает большим количеством ценных ресурсов, которые астронавты могут добывать и использовать для нужд своих поселений. К примеру, они могут генерировать кислород и ракетное топливо, извлекая сырьё из разряжённой, наполненной углекислым газом атмосферы планеты. А необходимую для жизни воду добывать из почвы под ногами.

«Мы знаем, что марсианская почва содержит воду», говорит президент и основатель некоммерческого общества «Mars Society» Роберт Зубрин. «Даже на экваторе вода составляет 5 процентов её веса; в Арктических регионах она составляет 60 процентов. И мы уже разработали технологию, которая позволяет извлечь воду из грунта и сделать её пригодной для употребления».

Эта вода вместе с большим количеством углекислого газа на Марсе позволит выращивать растения для еды и изготовления некоторых необходимых предметов – таких, например, как одежда.

Оксиды железа и кремния также весьма распространены на Марсе, поэтому поселенцы смогут изготавливать железо, сталь и стекло. Доступность воды и СО2 позволит колонистам создавать некоторые пластики.

«Человеческая цивилизация на Земле была построена на железе, стали и натуральных волокнах до 20 века», говорит Зубрин. «Мы можем сделать то же самое на Марсе».

Сложные продукты, вроде компьютерных чипов, придётся в течение долгого времени импортировать с Земли, однако большинство подобных предметов будут лёгкими – что значительно снизит вес, а следовательно, и стоимость таких грузовых миссий.

Энергия для нового общества

Жизнь на Марсе потребует значительных объёмов энергии. И хотя солнечные панели и радиоизотопные термоэлектрические генераторы справляются с питанием роверов NASA на поверхности планеты, для человеческих поселений потребуются другие стратегии.

В настоящее время NASA исследует несколько возможных вариантов, включая более эффективные топливные элементы и усовершенствованные батареи. Подобные технологии помогут поддержать первые шаги колонистов на Красной планете, однако долговременное общество на Марсе потребует более мощных источников энергии. И, по мнению Роберта Зубрина, такой источник может быть найден под землёй.

Некоторые марсианские вулканы извергались последний раз всего несколько сотен миллионов лет назад, а орбитальные аппараты обнаружили следы подземных вод, которые могут существовать на холодной планете только в присутствии внутреннего подземного источника тепла.

Всё это говорит о том, что под поверхностью планеты можно найти источники геотермальной энергии, которая, к слову, является четвёртым по значимости источником здесь на Земле, после ископаемого топлива, ядерной и гидроэлектрической энергии. Для получения доступа к ней необходимо пробурить кору планеты, что может также потенциально дать доступ к жидкой воде. Для этого первоначального бурения можно использовать ядерную энергию.

На пути к самодостаточности

В долгосрочной перспективе марсианские колонии должны найти способ поддерживать себя финансово, и самостоятельно оплачивать импортируемые на планету товары. Поселенцы могут добывать и посылать на Землю золото и другие ценные металлы, однако перевозить такие тяжёлые материалы — чрезвычайно дорого. Наиболее вероятно, что главной статьёй экспорта марсианских колоний станет интеллектуальная собственность.

Условия жизни на Марсе станут чрезвычайно мощным стимулятором для инноваций, также как это происходило во времена покорения различных фронтиров на Земле.

«Как правило, вы сталкиваетесь с суровым недостатком рабочей силы и невероятно сложными условиями среды, и таким образом вы вынуждены изобретать новые методы и технологии», говорит Зубрин. «Именно в этом причина расцвета культуры изобретательства в Америке в 18, 19 и даже 20-м веках».

Наиболее перспективными областями для инноваций на Марсе будут робототехника и сельское хозяйство. А если на планете когда-нибудь будут найдены местные формы жизни, их геномы будут невероятно ценны, как с научной, так и с финансовой точки зрения.

Следующая остановка — Марс

Высадка на Марс является главной целью программы космических полётов NASA, и космическое агентство является не единственной организацией, которая мечтает ступить на Красную планету.

Голландская некоммерческая программа «Mars One» намерена высадить четверых людей на планету в 2023 году в качестве авангарда будущего постоянного поселения. По её оценкам, начальная миссия будет стоить около 6 миллиардов долларов, и для оплаты этих издержек ассоциация планирует организовать вокруг миссии глобальное медийное событие.

Также миллиардер-предприниматель Элон Маск, основатель частной космической компании SpaceX, заявил в прошлом году о своём намерении помочь в организации марсианской колонии для 80 тысяч человек.

В общем и целом, идея колонизации Красной планеты уже назрела и витает в воздухе. И рано или поздно, она обязательно начнётся.

Как бы парадоксально не звучало, наша Солнечная система для человека малоинтересна. Внутренние планеты представляют собой сочетание неудобных условий и отсутствие каких-либо интересных человечеству ресурсов, внешние же (от Юпитера и далее) не пригодны для колонизации вовсе, поскольку являются газовыми гигантами. Отдельный интерес могли бы представлять их спутники, но увы, их большая удалённость делает их также малопривлекательными.

Однако, человечеству всё же придётся расселяться по просторам нашей системы, чтобы элементарно выжить, поскольку ресурсы Земли не бесконечны. Для этого придётся все пригодные космические объекты в конце концов терраформировать, то есть создавать на них условия подобные земным в глобальном масштабе. Это необходимо, поскольку использование небольших баз для переселения туда жителей Земли нецелесообразно.

Возможно, через несколько тысяч лет, человечество сможет освоить «разборку на атомы» газовых гигантов, типа Юпитера и Сатурна, чтобы потом из их вещества делать огромные орбитальные станции или даже целые планеты. Однако, в ближайшее время, мы вынуждены будем ограничиться более простыми методами инженерии, аналогичными тем, которые применяем в повседневной жизни на Земле.

Если рассматривать внутренние планеты спутники: Меркурий, Вернеру, Марс и Луну то, первым, скорее всего, будет колонизирован Марс. Это имеет очень простое объяснение. Луна, несмотря на свою близость является объектом безжизненным и бедным, то есть не будет представлять для землян никакого интереса. Меркурий и Венера из-за условий на их поверхности, заключающихся в огромной температуре (а на Венере ещё и в давлении), возможно, даже в ближайшие тысячелетия колонизированы не будут. А вот Марс… Марс удивительно идеально подходит не просто для колонизации землянами, он подходит для полного преобразование его в некое подобие Земли. Что же делает его таким особенным?

Во-первых, он может иметь густую атмосферу наподобие земной. Первая космическая скорость на Марсе составляет 3.6 км/с; это означает, что гравитация Марса способна удержать возле себя атмосферу, не дав ей улететь в космос (у газов земной атмосферы скорость движения составляет около 2.5 км/с). Во-вторых, на Марсе обнаружена вода; огромное количеств водяного льда найдено не только в полярных ледниках Марса, но и под его песчаной поверхностью. Вода – основа нашей жизни, поэтому если она есть в больших количествах на Марсе, шансы его колонизации значительно возрастают. В-третьих, структура почвы Марса похожа на земные вулканические пески, то есть, как минимум, она нейтральна к флоре нашей планеты; следовательно, если в эту почву внести питательные вещества, то можно будет на Марсе и картофель выращивать. Ну, и небольшая изюминка на торте: сутки на Марсе, называемые «сол», имеют длительность всего лишь на двадцать минут меньше, чем на Земле, что будет представлять определенное удобство людям, живущим там.

Однако, всё это, возможно, будет когда-нибудь. В настоящее же время Марс являет собой весьма непривлекательное зрелище. Средняя температура на планете достигает -60°С, давление атмосферы в 100-200 раз меньше земного, а самым распространённым газом является углекислый. И, тем не менее, это лучшие условия для колонизации, которые есть у человечества. Отдельную проблему составляет отсутствие у Марса магнитного поля, что является причиной высокого уровня радиации на поверхности планеты; оптимальным решением этой проблемы является укрытие блоков модулей, в которых будут жить колонисты, слоем марсианского грунта.

Как будет происходить это процесс? Скорее всего, колонизация начнётся с постройки полностью автономной базы для живущих там людей. Даже с учётом всех благоприятных факторов, полёт на Марс с Земли нынешними средствами занимает от 2 до 4 месяцев при благоприятном расположении планет, случающимся раз в 2 года. Таким образом, необходимо изначально рассчитывать на то, что помощь с Земли в случае нештатной ситуации может прийти с серьёзным опозданием и надо быть, как минимум, готовым переждать достаточное длительное время в автономном режиме.

Основной задачей колонии на Марсе будет постоянный её рост, причём необходимо будет максимально локализовать добычу природных ресурсов и производство модулей станции из них, чтобы быть независимым от поставок сырья с Земли.

Отдельную проблему будет составлять выращивание пищи для всё разрастающегося населения колонии. Поскольку организовать цикл непрерывного круговорота питательных веществ (наподобие тех, которые существуют в экосистемах Земли) на первых этапах будет невозможно, не исключены некоторые неудобства в питании колонистов. Поэтому, вполне возможны варианты питания сублимированной пищей; не исключено использование в качестве еды «аминокислотного коктейля» или даже пищи промышленного производства. Последнему сейчас уделяют много внимание в Китае и Японии, поэтому анекдотическая «пластиковая каша» может стать вполне реальной вещью для космонавтов будущего. Если удастся реализовать в колонии полностью автономную систему питания, можно будет считать этот этап колонизации завершенным.

Когда население Марса превысит число, необходимое для организации крупного промышленного производства, начинается второй этап: постройка комплексов по обогащению атмосферы Марса кислородом и азотом. Таким образом, будут достигнуты условия, необходимые для существования человечества безо всяких защитных средств; с учётом удаленности Марса от Солнца, одного лишь слоя атмосферы будет достаточно для защиты поверхности от радиации.

Футурологи отводят на первый этап колонизации Марса около сотни лет, на второй – около тысячи. В исторических рамках это, конечно, пустяк, однако, хватит ли нам времени? Дело в том, что если человечество продолжит расти и развиваться подобными темпами, лет через 200 нас ожидает немилосердный конец в виде смерти от голода. И, можно сказать, что в настоящее время человечество ожидает серьёзный экзамен на выживание: сможет ли оно грамотно распорядится остатком ресурсов, чтобы выйти, наконец, из своей колыбели-Земли?

> Колонизация Марса

Создание колонии на Марсе : как человечеству сформировать поселение на четвертой планете Солнечной системы. Проблемы, новые методы, исследования Марса с фото.

Марс предлагает крайне некомфортные условия для жизни. У него слабая атмосфера, нет защиты от космических лучей и отсутствует воздух. Но у него есть и много общего с нашей Землей: наклон оси, структура, состав и даже небольшое количество воды. Это означает не только то, что ранее на планете была жизнь, но и то, что у нас есть шанс колонизировать Марс. Вот только понадобится огромное количество ресурсов и времени! Как выглядит план колонизации Марса?

Проблем много. Начнем с тонкого слоя марсианской атмосферы, состав которой представлен углекислым газом (96%), аргоном (1.93%) и азотом (1.89%).

Колебания атмосферного давления охватывают 0.4-0.87 кПа, что приравнивается к 1% на уровне земного моря. Все это приводит к тому, что мы сталкиваемся с холодной обстановкой, где температура способна падать к -63°C.

На Марсе нет защиты от опасного космического излучения, поэтому доза составляет 0.63 мЗв в день (1/5 от количества, которое мы получаем на Земле за год). Поэтому придется нагреть планету, создать атмосферный слой и изменить состав.

Колонизация Марса в художественной литературе

Впервые Марс фигурирует в художественном произведении в 1951 году. Это был роман Артура Кларка «Пески Марса», где рассказывается о поселенцах, прогревающих планету для создания жизни. Одной из наиболее популярных книг считается «Озеленение Марса» от Д. Лавлока и М. Албаби (1984 год), с описанием постепенного превращения марсианской среды в земную.

В истории 1992 года Фредерик Похл использовал кометы из Облака Оорта, чтобы создать атмосферу и водные запасы. В 1990-х гг. появляется трилогия от Кима Робинсона: «Красный Марс», «Зеленый Марс» и «Голубой Марс».

В 2011 году возникла японская манга от Ю Сасуга и Кеничи Тачибана, где отображены современные попытки трансформировать Красную планету. А в 2012 году появился рассказ от Кима Робинсона, где говорится о колонизации всей Солнечной системы.

Рассматриваемые методы колонизации Марса

За последние десятилетия возникало множество предложений о способах создания колоний на Марсе. В 1964 году Дандридж Коул выступал за активацию парникового эффекта – доставка аммиачных льдов на поверхность планеты. Это мощный парниковый газ, поэтому должен загустить атмосферу и повысить температуру Красной планеты.

Еще один вариант – уменьшение альбедо, где марсианскую поверхность покроют темным материалом, чтобы сократить поглощение звездных лучей. Эту идею поддерживал Карл Саган. В 1973 году он даже предложил два сценария для этого: доставка низколегированного материала и посадку темных растений на полярных территориях, чтобы расплавить ледяные шапки.

В 1982 году Кристофер Маккей написал статью о концепции саморегулируемой марсианской биосферы. В 1984 году Д. Лавлок и М. Албаби предложили импортировать хлорфторуглероды, чтобы создать глобальное потепление.

В 1993 году Роберт Зубрин и Кристофер Маккей предложили разместить орбитальные зеркала, которые бы увеличили нагрев. Если расположить их возле полюсов, то можно было бы расплавить ледяные запасы. Также они голосовали за использование астероидов, которые при ударах накаляют атмосферу.

В 2001 году поступила рекомендация о применении фтора, который в качестве парникового газа в 1000 раз эффективнее СО 2 . Причем эти материалы можно добывать на Красной планете, а значит можно обойтись без земных поставок. Нижний рисунок демонстрирует концентрацию метана на Марсе.

Также предлагали доставлять метан и прочие углеводороды из внешней системы. Их много на Титане. Есть идеи по созданию закрытых биодомов, где будут использовать кислородосодержащие цианобактерии и водоросли, посаженные в марсианскую почву. В 2014 году проводили первые испытания и ученые продолжают развивать концепцию. Такие конструкции способны создать определенные кислородные запасы.

Потенциальные преимущества колонизации Марса

Начнем с того, что колонизация Марса - вызов всему человечеству, которое снова попытается посетить совершенно чужой мир. Но причина создания человеческой колонии заключается не только в научном азарте и человеческом эго. Дело в том, что наша планета Земля не бессмертна. Случайный сбой орбитального пути у астероида и нам конец. А в перспективе также расширение Солнца до состояния красного гиганта, который поглотит нас или поджарит. Не будем забывать о риске глобального потепления, перенаселения и эпидемии. Согласитесь, разумно подготовить себе путь к отступлению.

Тем более, Марс – выгодный вариант. Это планета земного типа, расположенная в пределах зоны обитаемости. Роверы и зонды подтвердили наличие воды, а также ее обилие в прошлом.

Нам удалось познакомиться с марсианским прошлым. Оказывается, 4 млрд. лет назад на поверхности была вода, а атмосферный слой был намного плотнее. Но планета потеряла это из-за серьезного удара или стремительного падения температуры во внутренней части.

Среди причин также называют необходимость расширения источников добычи ресурсов. Марс располагает изобилием льда и минералов. К тому же колония станет промежуточным пунктом между нами и поясом астероидов.

Проблемы при колонизации Марса

Да, нам придется крайне нелегко. Начнем с того, что трансформация требует использования огромного количества ресурсов, как человеческих, так и технологических. Есть также риск, что любое наше вмешательство пойдет не по сценарию. К тому же на это уйдут не годы и не десятилетия. Речь ведь идет не о простом создании защитных укрытий, а изменении атмосферного состава, создании водяного покрова и т.д.

Мы точно не знаем, сколько земных организмов потребуется и смогут ли они адаптировать к новым условиям, чтобы создать свою экологию. Формирование атмосферы с кислородом и озоном возможно за счет фотосинтезирующих организмов. Но на это уйдут миллионы лет!

Но сроки можно сократить, если вывести специальную разновидность бактерий, которая уже приспособлена к экстремальным условиям Красной планеты. Но даже тогда счет идет на века и тысячелетия.

Есть также нехватка в инфраструктуре. Мы говорим об аппаратах, способных добывать необходимые материалы на чужих планетах и спутниках. Это значит, что их полеты должны осуществляться в приемлемых для нас временных рамках. Современные двигатели не соответствуют этим задачам.

У Новых Горизонтов ушло 11 лет для прибытия к Плутону. Ионный двигатель Рассвета доставил аппарат к Веста (в поясе астероидов) за 4 года. Но это совершенно не практично, ведь мы собираемся отправлять их туда-обратно, как конвейер по доставке.

Есть также другой момент. Мы не знаем, есть ли на планете живые организмы, поэтому наша трансформация нарушит их естественную среду. В итоге, мы просто станем виновниками геноцида.

Так что в долгосрочной перспективе освоение Марса – выгодная идея. Но она не подойдет тем, кто мечтает справиться за десятилетие. Тем более, что любая миссия будет рискованная, если не жертвенная. Найдутся ли смельчаки?

Однако опрос показал, что сотни тысяч людей согласны отправиться в поездку в один конец. Да и многие агентства заявляют о своем желании принять участие в колонизации. Как видите, все-таки научный азарт и неизвестность притягивают к себе и заставляют нас углубляться в пространство и открывать новые горизонты.

Пилотируемая орбитальная космонавтика - своеобразный тест для страны на звание сверхдержавы. Для человечества подобным испытанием может стать освоение ближайших космических тел Солнечной системы. Например, полет на Марс и колонизация планеты.

Зачем человечеству мегапроект

В последние годы целесообразность полетов в космос рассматривается с коммерческих и военно-оборонных позиций. Усугубление мирового экономического кризиса свело к минимуму количество научных проектов. По-прежнему ждут своих исследователей наши ближайшие "соседи" - Луна и Марс. Колонизация любого из этих космических тел очень важна для формирования новых долгосрочных перспектив существования человечества. Стало очевидным, что развитие космонавтики в рамках конкурентной борьбы между державами не способно вывести научно-технический прогресс на качественно новый виток.

Колонизация Марса - это не государственный или национальный проект. Это хороший мотивационный вызов всей земной общепланетной цивилизации.

Почему Марс

Ну, хотя бы потому, что еще в 1963 году в фильме "Мечте навстречу" песня, исполненная В. Трошиным, утверждала о скором цветении яблонь на соседней планете. А теперь серьезно.

Продолжительность суток на Марсе приблизительно равна земной (24,6 часа). Один оборот вокруг Солнца занимает около 687 сут. с выраженной сменой времен года. Климат на планете суше и холоднее. Температура на поверхности, с учетом сезонных и суточных изменений, лежит в диапазоне от -140˚С до +20˚С (среднее значение -50˚С). Толщина атмосферы в 110 км значительно снижает влияние радиоактивного солнечного излучения. И хотя большую часть воздушной оболочки составляет углекислый газ (95%), присутствуют основные элементы, которые потребуются для жизнеобеспечения людей.

Если рассматривать в качестве объектов для экспансии Луну и Марс, колонизация спутника Земли не способна обеспечить устойчивую эволюцию будущей цивилизации. Хороший пример из истории - исследование Гренландии и Американского континента в эпоху Великих географических походов. Крупнейший остров, безусловно, ближе к Европе и известен давно, но чрезвычайно бедная среда исключает всякий потенциал развития.

Кроме благородной задачи объединения человечества и консолидации усилий всех государств для реализации заселения "красной планеты", в ходе проекта будут решены многие проблемы настоящего и будущего нашей космической колыбели:

• Сохранение цивилизации и культурного наследия в случае глобального природного катаклизма на Земле.
• Функционирование инопланетных колоний потребует вывести на качественно новый уровень не только промышленные технологии, но и социальные. Потребуется разработка и создание принципиально новых общественных отношений.
• Внешняя космическая база станет хорошим стартовым плацдармом для полета и изучения дальних окрестностей Солнечной системы.
• Колонизация Марса - один из вариантов решения демографических проблем и существенного расширения ресурсной базы.
• Красная планета - прекрасный полигон для испытания новых источников энергии, развития планетарной инженерии, практики управления климатом и т. д.

Может быть, с коммерческой точки зрения, не обещает сиюминутной прибыли колонизация Марса. Космос таит еще немало загадок, разочарований и открытий.

С чего начать

Как это не банально звучит - с подробного исследования планеты. По статистике, более 2/3 всех запусков космических зондов к Марсу заканчивались неудачей. На сегодняшний день шесть межпланетных автоматических станций находятся на марсианских орбитах, поверхность планеты бороздят два марсохода и этого явно недостаточно. Необходимо тщательное изучение атмосферы, ландшафта, ресурсообеспеченности планеты, хотя бы в местах предполагаемой высадки.

Наиболее перспективными для освоения, по мнению ученых, считаются экваториальные районы Марса, а разведанные запасы воды (в виде льда) сосредоточены в высоких широтах. Если дальнейшее исследование гидросферы планеты не принесет положительных результатов, то обеспечение водными ресурсами первых переселенцев может стать серьезной проблемой.

Нет проблем - есть задачи

Специалисты утверждают, что при соответствующем финансировании проекта можно хоть завтра лететь на Марс. Колонизация предполагает решение нескольких очень важных вопросов.

Стоит продумать варианты адаптации переселенцев к гравитации планеты. Она существенно ниже привычной землянам (38%). Для человека это грозит атрофией мышечной ткани и снижением плотности костных формирований. Дегенеративные изменения могут привести к возникновению серьезного заболевания - остеопороза.

Атмосфера красной планеты на порядок тоньше земной и практически отсутствует магнитное поле. Если не применять средства защиты, за пару дней на Марсе можно получить такую же дозу радиации, как на Земле за год.

Еще одна трудность - огромное расстояние. Земные технологии не позволяют достигнуть ближайшей внешней планеты быстрее, чем за 250 суток. Работы над созданием более эффективных двигателей для такого перелета ведутся в частной корпорации SpaceX. Минимальное время обмена радиосообщениями между Землей и марсианской станцией - 6,2 мин. (максимальное - до 45 мин.).

Перечисленные негативные факторы в осуждении проекта часто использует общественная критика. Колонизация Марса должна стартовать именно с проработки этих вопросов.

Словом и делом

Вариантов и проектов заселения марсианских просторов очень много. Основатель и главный инженер компании SpaceX (США) - Илон Маск, на прошедшем 67 Конгрессе Международной астронавтической федерации (2016 г, Гвадалахара, Мексика), поделился планами по освоению Марса. В 2018 году стартует миссия Red Dragon, которая отправит на планету первые грузы и оборудование. Готова проектная документация на корабль, способный доставить до 100 колонизаторов и 450 тонн багажа. Ресурс корабля - до 15 полетов на Марс. Колонизация, по варианту SpaceX, займет от 40 до 100 лет, к концу которых численность населения инопланетной базы может достигнуть миллиона человек. Илон Маск убежден, что первые люди ступят на красную планету не позднее 2022 года.

Колонизация онлайн

О серьезных намерениях своего "детища" заверяет руководитель частного проекта Mars One Бас Лансдорп (Нидерланды). В основе финансирования - доход от телетрансляций отбора добровольцев, наземной подготовки, полета и высадки на Марс ("Дом-2" в космических масштабах).

К 2015 году из более 200 тыс. желающих распрощаться с Землей, отобрано 100 кандидатов, среди которых 5 россиян. Результатом дальнейших испытаний станет комплектование шести групп по 4 человека. На 2018 год запланирован запуск межпланетного спутника связи. Затем с интервалами в два года на Марс отправится автоматизированный марсоход и грузовой корабль жизнеобеспечения. Экипажи планируется отправлять с тем же интервалом. Первый высадится на красных просторах, по планам организаторов, в 2025 году.

Многие специалисты критически относятся не только к технической составляющей проекта, но и к финансовой и организационной.

Проект №11

Отечественные политические деятели и научно-техническая элита также убеждены, что хорошим стимулом для развития России послужила бы колонизация Марса. "Проектное государство" - портал общественных инициатив по созданию мощной мировой державы, отводит этому проекту ведущую роль в работе Дальневосточного Космического Центра (космодром "Восточный").

По мнению основателя и организатора ресурса Юрия Крупнова, наша страна утратила лидерство в освоении космического пространства, удовлетворившись ролью "космического извозчика". В США и Европе идет стремительное обновление ракетно-космического парка. Собственные мощные ракетоносители позволят западным партнерам оставить Россию "за бортом" многих международных программ. Обидно, что ни у "Роскосмоса", ни у правительства нет никакой стратегической программы космических исследований.

P.S. Будем надеяться, что "Фобос Грунт 2" благополучно проведет свою миссию, а не сгорит в плотных слоях атмосферы (как его предшественник под №1) в самом начале пути!

Марс с учётом его орбиты, поверхности и наличия водяного льда на полюсах является одним из самых привлекательных для людей космическим объектом. На Земле с каждым днём растёт озабоченность по поводу будущего человечества, а поэтому колонизация Марса становится всё более насущной проблемой. Нельзя также сбрасывать со счетов экономические интересы, которые ещё больше разжигают внимание к далёкому космическому собрату.

Земля и Марс имеют относительное сходство . Марсианский день или сол очень близок к земному. Солнечный день на четвёртой планете равен 24 часам 30 минутам 35,244 секундам. Площадь составляет 28,4% от площади Земли и лишь немного меньше земной суши. Радиус составляет половину земного, а масса только одну десятую.

Осевой наклон равен 25,19 градусов, а у Земли он 23,44 градуса. В результате этого на красной планете сезоны года похожи на земные. Но длятся они почти в 2 раза дольше, так как марсианский год составляет около 1,88 земных лет. И самое главное, на Марсе имеется вода, спрятанная под коркой замёрзшего углекислого газа.

А теперь давайте рассмотрим различия Марса и Земли . Здесь сразу надо сказать, что даже экстремофильные организмы, выживающие на Земле во враждебных условиях, не могут выдержать экстремальную среду, которая присутствует на поверхности Марса.

Его поверхностная гравитация составляет 38% от земной. Тут следует заметить, что микрогравитация вызывает проблемы со здоровьем у людей. Они теряют мышечную массу и наблюдается деминерализация костей. Возможен ли такой негативный эффект на поверхности красной планеты? Это неизвестно, так как научные исследования, связанные с поверхностной гравитацией Марса, пока не проводились на Земле.

На четвёртой планете гораздо холоднее, чем на Земле. Средняя температура составляет минус 50 градусов по Цельсию, а на Земле она равна плюс 15 градусам по Цельсию. Количество солнечной энергии, достигающей Марса, гораздо меньше земной, так как он на 52% отстоит дальше от Солнца, чем Земля. Солнечная постоянная равна 43,3% от земной.

В то же время марсианская атмосфера более тонкая, а поэтому более высокая доля солнечной энергии достигает поверхности. Но тут не надо забывать про круглогодичные пылевые бури. Они способны блокировать солнечный свет на несколько недель. Отсутствие магнитосферы делает поверхность незащищённой от солнечного ветра.

Марсианское атмосферное давление ниже предела Армстронга. Атмосфера на 95% состоит из углекислого газа. Ещё есть азот (3%), аргон (1,6%) и следы других газов, включая кислород (0,4%). В марсианском воздухе парциальное давление углекислого газа равно 0,71 кПа по сравнению с 0,031 кПа за Земле.

Отравление углекислым газом (гиперкапния) у людей начинается при 0,1 кПа. Даже для растений 0,15 кПа является токсичным. А означает это только одно – воздух на Марсе токсичен для растений, животных и человека. И в добавление следует сказать, что тонкая атмосфера не способна отфильтровывать ультрафиолетовый солнечный свет.

На основании всего вышесказанного напрашивается вполне обоснованный вывод: колонизация Марса представляет собой довольно сложную задачу . Марсианская среда враждебна для людей, а разница в гравитации пагубно скажется на здоровье. Она приведёт к ослаблению костей и мышц, возникновению остеопороза и сердечно-сосудистым проблемам.

Обязательно следует учитывать и психологический фактор. Люди, работающие на Марсе, будут находиться в десятках миллионов километров от Земли. Если миссия будет продолжаться 2,5 года, то члены экипажа начнут испытывать чувства изоляции, тоски, депрессии. У них возникнет ощущение, что они брошены в космосе, ведь Земля в марсианском небе будет выглядеть как крошечная голубовато-зелёная точка.

Поэтому огромное значение при колонизации Марса будет иметь правильный выбор людей. Все они в обязательном порядке должны будут пройти специальную психологическую подготовку. А при возвращении на Землю им будут необходимы психосоциальные сессии, чтобы опять влиться в человеческое общество.

А теперь поговорим о самом главном – о связи с Землёй . Надо сказать, что Марс уже имеет спутники связи. Они со временем износятся, а поэтому потребуются другие орбитальные устройства, пока не будут разработаны новые продвинутые технологии.

Задержка односторонней связи при ближайшем приближении планет составляет около 8 минут. А когда планеты находятся на большом удалении друг от друга, возрастает до 40 минут. Также прямая связь блокируется на 2 недели, когда Солнце оказывается между Землёй и Марсом. Но в реальности полная потеря связи может достигать целого месяца.

Единственным выходом в данной ситуации может служить целый каскад спутников связи. Но они будут привлекать к себе космическую пыль и астероиды, что негативно скажется на их работе. Идеальным вариантом станут спутники, оборудованные ионными двигателями. Они смогут двигаться с небольшой скоростью по своим орбитам и обеспечивать непрерывную связь Марса с Землёй.

Какие места на Марсе являются самыми подходящими для колонии ? Для этих целей подходит экваториальный регион. Там много естественных пещер возле вулканов. Эти убежища надёжно защитят колонистов от радиации и микрометеоритов. Также есть версия, что в экваториальном регионе имеется в наличии геотермальная энергия.

Второй вариант – это размещение колонии в лавовых трубках. По аналогии с Землёй они должны иметь длинные проходы, которые обеспечат полную защиту от излучения. Большим плюсом также является то, что их легко герметизировать, используя местные материалы, особенно на небольших участках.

Помимо всего сказанного колонизация Марса подразумевает терраформирование . Данный термин означает изменение поверхности и климата красной планеты таким образом, чтобы она стала пригодной для проживания людей. Разговор идёт, естественно, об искусственном изменении окружающей среды.

У Марса нет магнитосферы, которая смягчает воздействие солнечной радиации и удерживает атмосферу. Поэтому для восстановления атмосферы и появления жидкой воды необходимы магнитные полюса или искусственная магнитосфера. Японские учёные выдвинули идею создания искусственной магнитосферы путём построения охлаждаемых широтных сверхпроводящих колец с достаточной величиной постоянного тока. Есть и другая теория, предполагающая развёртывание магнитного дипольного щита в точке Лагранжа Марса L1.

Моделирование показывает, что при наличии магнитосферы на красной планете за несколько десятков лет появится атмосфера, а её давление будет равно половине земного. Как результат, замороженный на полюсах углекислый газ начнёт сублимироваться, то есть переходить из твёрдого состояния в газообразное и согреет экватор. Ледяные шапки начнут таять и появятся океаны. Этому также будет способствовать вулканическая дегазация.

При достаточно высоком атмосферном давлении человеку на поверхности Марса уже не нужен будет специальный защитный напорный костюм. Ему потребуется только маска, обеспечивающая 100% кислород. Также исчезнет потребность в защите от солнечного ветра, радиации и сильного холода. Ситуация будет как на Земле, только человек будет ходить в маске с кислородным баллоном.

Таким образом, колонизация Марса в рамках терраформирования предусматривает создание магнитосферы, атмосферы и повышение температуры. Главная роль здесь отводится углекислому газу, благодаря которому усилится парниковый эффект, а формирование атмосферы и потепление будут дополнять друг друга.

Всё это здорово, но как быть с кислородом ? Не хотелось бы всё время ходить в маске по марсианской поверхности. Основная масса кислорода присутствует в виде двуокиси углерода. Кислород также имеется в оксидах металлов и в почве в виде нитратов на поверхности красной планеты. Анализ образцов грунта показал наличие перхлората. Его используют для высвобождения кислорода в химических кислородных генераторах. Воду с помощью электролиза можно разделить на кислород и водород, если есть электричество и жидкая вода.

С помощью водорослей и другой зелени можно добавить небольшое количество кислорода в атмосферу. Но этого будет недостаточно, чтобы люди получили возможность свободно дышать, а колонизация Марса превратилась в комфортное занятие.

Есть вариант создания биодомов, в которых будут размножаться кислородосодержащие цианобактерии и фотосинтезирующие водоросли для производства молекулярного кислорода. Такие биодома нужно будет разместить на Марсе ещё до его колонизации, чтобы прибывшие на планету люди сразу оказались в кислородной среде. Но данная технология предназначена лишь для изолированных помещений, а вот глобальной планетарной технологии пока нет.

В заключении следует сказать, что, несмотря на кажущиеся трудности и фантастичность многих проектов, колония на Марсе обязательно станет реальностью. Случится это в самом ближайшем будущем, так как технический прогресс идёт вперёд семимильными шагами, а освоение космоса является приоритетной задачей. Человек непременно обустроится на четвёртой планете, а затем наступи черёд других далёких планет и спутников .

Владислав Иванов