Подготовил список гражданских, которые получат билет в один конец в 2020 году.

Пока многие мечтают провести отведенные им дни на Красной Планете, эти дни можно будет сосчитать по пальцам рук. Окружающая среда Марса сильно отличается от Земли, поэтому инженерам придется решить огромное количество технологических проблем, связанных с безопасностью людей на планете. Далеко не все решения есть, и разработки могут занять долгие годы. Если сильно поспешить с полётом, можно закончить путешествие трагично.

Popular Science составил список проблем , из-за которых человек на Марсе погибнет.

Вы разобьётесь

Давайте представим, что вы много месяцев провели в космическом путешествии и наконец добрались до орбиты Марса. Осталось самое простое - спуститься на поверхность. И здесь возникает проблема: атмосфера Марса в 100 раз менее плотная, чем атмосфера Земли.

На Земле для посадки космического корабля используют парашюты, и атмосфера помогает тормозить полёт. Чем больше объект - тем сложнее предотвратить его приближение к поверхности. На Марсе мягко посадить аппарат будет гораздо сложнее.

Брет Дрэйк, заместитель руководителя исследовательских миссий NASA, говорит, что с существующими технологиями получится посадить на Марс объект массой в одну тонну. Для сравнения: максимальная масса Dragon с грузом для МКС - более семи тонн. Дрэйк добавляет, что NASA нужно сажать за один раз от 20 до 30 тонн, чтобы доставить астронавтов, аппаратуру и провизию.

Агентству нужно спроектировать уникальную систему торможения. Сейчас ученые работают над Low-Density Supersonic Decelerator - это сверхзвуковой замедлитель в форме диска. Надувной шар позволит увеличить площадь поверхности спускаемого аппарата, чтобы замедлить скорость в атмосфере Марса. Аппарат будут тестировать на Земле в июне, на Гаваях.

Mars One и SpaceX пока не рассказывали, как они планируют спустить свои аппараты на поверхность Марса.

Вы замёрзнете

Астронавтам придется бороться с суровой погодой. Средняя температура на поверхности Марса - минус 62 градуса Цельсия, но она меняется в зависимости от сезона, времени дня и местоположения. У экватора температура 27 градусов, а у полюсов 175 градусов ниже нуля.

Ученые и инженеры придумали много способов, которые позволяют космонавтам и астронавтам бороться с сильными колебаниями температур - спасибо Международной космической станции. Когда МКС расположена на солнечной стороне, она выдерживает 90 градусов, а на ночной стороне - минус 130 градусов. Скафандры астронавтов и космонавтов и сама станция оснащены системами контроля за температурой, которые уберегают и от холода, и от жары.

Эти системы спроектированы для работы в вакууме. Для атмосферы Марса придется работать над новыми технологиями.

Южная полярная шапка Марса

Вы умрёте от голода

Жизнь на поверхности Марса будет чем-то похожа на жизнь в Антарктиде. Всю еду, инструменты и другой груз станции в Антарктиде получают с других континентов, и такие поставки случаются не очень часто. В случае с Марсом, поставки будут гораздо реже - чтобы долететь до планеты, понадобится от 9 до 12 месяцев с момента взлёта, который может откладываться по разным причинам. Чтобы колония смогла выжить, нужно что-то выращивать самостоятельно - например, создать ферму.

Mars One хочет выращивать сельскохозяйственные культуры в помещениях с искусственным освещением. 80 квадратных метров площади займут растения. Поливать растения будут водой, которую найдут в почве планеты. Углекислый газ овощи получат от экипажа из четырех человек.

Исследователи Массачусетского технологического института нашли слабое место в этом плане. По их подсчетам, углекислого газа от четырех человек будет мало, чтобы поддерживать жизнь достаточного количества растений. Экипаж из большего количества человек проблему не решит: в любом случае, еды хватит половине команды.

Надо либо выращивать меньше культур - но тогда еды будет меньше, чем нужно - либо найти способ получения дополнительного углекислого газа. Например, делать его из кислорода. Но в этом случае поселенцам придется меньше дышать.

Вы взорвётесь

Растения на Марсе нужны не только в качестве пищи - они являются жизненно важным источником кислорода. Использовать этот источник лучше, чем постоянно отправлять на Марс баки с кислородом, ведь каждый килограмм груза стоит немалых денег.

Исследования показали, что растения способны расти в марсианской почве, но пока никто не выращивал сельскохозяйственные культуры с Земли в условиях марсианской гравитации. Нужно провести новые исследования и выяснить, способна ли растительность выжить на этой планете. Если ответ будет положительным - поселенцы смогут прокормиться. Кроме того, они получат кислород.

Но большое количество кислорода в замкнутом пространстве представляет собой проблему. Экипаж может отравиться им и, что еще более страшно, кислород может взорваться. Команде нужен будет метод выделения лишнего кислорода из воздуха. На Земле есть методы для этого, но на Марсе их не проверяли.

У NASA уже есть план по улучшению экосистемы Марса. Исследователи хотят отправить на планету выбранные бактерии - например, цианобактерии. Они способны к фотосинтезу, сопровождающемуся выделением кислорода, и должны выжить на поверхности планеты. А проект Mars Oxygen ISRU Experiment (MOXIE) будет выделять кислород из углекислоты.

Вы можете не долететь

До всех возможных сценариев можно не дожить из-за космической радиации. Это излучение легко проходит сквозь обшивку космического корабля, а его долгое воздействие, по данным экспериментов на мышах, влияет на работу мозга. Более того - она вызывает раковые опухоли.

На МКС астронавты защищены от космического излучения благодаря магнитному полю Земли. Этого фактора не будет во время длительного путешествия в космосе. Влияние излучения на каждого конкретного человека может быть индивидуальным, а женщинам, возможно, вообще не стоит лететь.

NASA ищет таланты

Пока многие технологии не готовы, NASA ищет помощи у энтузиастов . Агентство проводит конкурсы среди разработчиков и ищет идеи, которые позволят астронавтам выжить.

Марс находится за 225 миллионов 300 тысяч километров от Земли - доставка грузов займёт много времени и будет очень дорогой. В конкурсе «Путешествие на Марс» NASA ждёт лучшие идеи по минимизации зависимости от Земли, а победители получат по $5000.

Позже NASA анонсировало конкурс напечатанных на 3D-принтере жилищ для других планет с призовым фондом в $2,25 миллиона. Речь идёт о разработке жилищ для проживания на другой планете, включая Марс.

Приближается эра колонизации Марса. NASA запланировало первую экспедицию на Красную Планету летом 2020 года и на нее было выделено около двух миллиардов долларов США. На фоне этого появилась потребность добывать кислород, который в прямом смысле жизненно необходим для пребывания астронавтов на космической станции. Расчеты показали, что транспортировка основного для жизнедеятельности человека газа с Земли обходится слишком дорого. Это послужило стартом размышлений ученых на тему: есть ли кислород на марсе и, если его недостаточно, то как его «изобрести».

Сколько кислорода в атмосфере Марса?

Опережая события, сразу обозначим: кислород на Марсе есть, однако в чистом виде его количество составляет только 0,13%. Вдохнув один раз марсианского воздуха, человек погибнет мгновенно. Большая часть кислорода в Красной Планеты существует в виде углекислого газа, который на 95% составляет атмосферу Марса. Оставшаяся часть это:

• 1,6% аргона;
• 3% азота;
• 0,27% — остатки водяного пара и прочие газы.

Также кислород может существовать в виде оксида железа, который придает планете красный цвет.

Однако ученые предполагают, что очень давно, газы, окружающие Марс обладали гораздо большим объемом кислорода, и что единственная причина, по которой Земля не превратилась в Красную Планету – растения, который постоянно вбирают в себя углерод из углекислого газа. Именно экосистема вырабатывает тот воздух, которым мы дышим. Если бы Марс был ближе к Солнцу (достаточно теплый для жидкой воды) и достаточно большой, чтобы удерживать более плотную атмосферу, там могли бы расти растения, подобные тем, что растут на Земле. Но в нынешних условиях растениям понадобились бы специальные купола, отопление, вода и искусственный свет.

Как можно получить кислород на Марсе

Учитывая то, что кислород на Марсе нетипичное явление, ученые решают проблему с его воспроизводством. Было предложено 3 основных способа, позволяющих вырабатывать воздух на Красной Планете:

• При помощи бактерий, способных поглощать из углекислого газа воздух.
• Топливный элемент, предложенный Массачусетским технологическим институтом MOXIE.
• Применение низкотемпературной плазмы, которая способна при помощи частиц, содержащихся в ионизированном газе извлекать ионы кислорода.

Воздух на Марсе необходим для бесперебойной работы научно – исследовательской станции. Его воспроизводство позволит астронавтам не только дышать, но и заправлять ракеты для возвращения на Землю. Учитывая то, что состав марсианского воздуха и атмосферы значительно отличается от земного, а транспортировка обойдется очень дорого, перечисленные способы получения O2 станут по – настоящему главным событием в освоении новых планет.

Бактерии для создания кислорода

А теперь подробно разберем способы добычи воздуха на Марсе.Одной очень интересной разработкой для получения O2 на Красной Планете занимается корпорация аэрокосмического развития Techshot. Ими было предположено, что кислород можно получать посредством бактерий, которые из углекислого газа способны поглощать нужный человеку газ. Была создана комната с имитацией атмосферы, дневного цикла и излучения на поверхности Марса, в которой с успехом была подтверждена упомянутая теория.

Данный способ производства кислорода имеет глобальное значение. Во – первых транспортировка таких бактерий требует меньших затрат и места. Во – вторых из — за относительных орбит Земли и Марса поставки запасов будут производиться только раз в 500 дней, что делает генерацию воздуха почти необходимой для колонизации Красной Планеты. В свою очередь можно предложить производство кислорода изо льда или воды. Однако водные ресурсы слишком ценные, чтобы отправлять их на выделение необходимого для дыхания газа.

Эксперимент Moxie

Основной задачей экспедиции является изучение пригодности Марса для жизни. С этой целью на 4 планету Солнечной Системы отправляется атомный марсоход Curiosity, которому нужно не только продержаться на Красной планете для ее исследования, но также, чтобы у астронавтов хватило кислорода на обратный путь. Решение нашел Массачусетский технологический институт MOXIE. Итогом их разработки должен стать топливный элемент, который посредством электролиза способен разделить CO2 монооксид углерода и кислород, которые впоследствии направляются в хранилища. На фоне остальных научных разработок MOXIE выделяется тем, что нацелены на практические испытания. В их планы входит создание на Марсе автоматизированного производственного цеха, который заранее сгенерирует кислород для прибывающих астронавтов.

Плазменная технология для производства кислорода

Ученые из Португалии предполагают, что Марс наиболее благоприятное место для проведения реакции разложения посредством неравновесной плазмы. Интервалы термобарических показателей в атмосферном поле Красной Планеты способны вызвать более ощутимые колебания, приводящие к ассиметричному растяжению молекул, чем на Земле. Именно это делает Марс более привлекательной планетой для проведения опыта. Помимо кислорода, продуктом плазменного разделения молекул может стать угарный газ, который будет использоваться в качестве ракетного топлива. Руководитель проекта, Васко Герра полагает, что для производство 8-16 кг воздуха понадобятся лишь 150-200 Вт в течение 4 часов каждые двадцати пяти часовые марсианские сутки.

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.

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.

AFP
AFR

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.