Перспективы освоения Марса, — нужны ли человечеству колонии на Красной планете. Освоение марса

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?

No related links found

→

На сегодняшний день Марс является наиболее привлекательным объектом для потенциальной колонизации. Стоит начать с того, что это ближайшая планета к Земле (не считая Венеры), полет к которой займет всего 9 месяцев. Кроме того, несмотря на то что человек не может находиться на поверхности Марса без защитного снаряжения, условия планеты очень похожи на земные.

Во-первых, площадь поверхности Марса практически равна площади суши на Земле. Во-вторых, марсианские сутки схожи с земными и длятся 24 часа 39 минут и 35 секунд. Кроме того, Марс и Земля имеют почти одинаковые наклон оси к плоскости эклиптики, следствие чего на Марсе тоже происходит смена времен года. Главным фактором в возможности потенциальной колонизации планеты является наличие на Марсе атмосферы, хоть и не очень плотной, что гарантирует некоторую защиту от радиации, а также облегчает посадку космического корабля. Также в результате недавних исследований было подтверждено наличие воды на планете, что дает ученым повод утверждать о вероятности возникновения и поддержания жизни. Плюс к этому, стоит отметить тот факт, что марсианский грунт по своим параметрам очень напоминает земной, поэтому учеными теоретически рассматривается возможность выращивания на поверхности планеты растений.

Однако стоит отметить факторы, которые способны сильно затруднить колонизацию красной планеты. Во-первых, это сила тяжести, которая более чем в два с половиной раза меньше земной. Во-вторых, это низкая температура (максимально воздух прогревается на экваторе до +30 градусов по Цельсию, при этом зимой на полюсах температура может опускаться до -123 градусов). При этом для планеты характерны большие годовые колебания температуры. Магнитное поле планеты приблизительно в 800 раз слабее, чем на Земле. Что касается атмосферного давления, то на Марсе оно слишком мало, чтобы колонисты смогли находиться на поверхности без специального костюма.

Атмосфера Марса на 95 процентов состоит из углекислого газа, поэтому на начальных этапах терраформирования планеты требуется растительность, с помощью которой можно бы было увеличить содержание кислорода. Кстати давление углекислого газа может оказаться достаточным для поддержания жизни растительности на планете без дополнительного терраформирования.

Тем не менее для успешной колонизации планеты без предварительного терраформирования не обойтись. Во-первых, необходимо достичь на Марсе атмосферного давления, при котором стало бы возможным существование воды в жидком виде. Во-вторых, необходимо создать озоновый слой, который бы защищал поверхность от излучения. Плюс к этому, нужно повысить температуру на экваторе до минимум +10 градусов.

При удачном террафомировании наиболее благоприятными местами для создания колоний станут низменности в экваториальной зоне. Среди подобных мест ученые отмечают в первую очередь впадину Эллада (наивысшее давление на планете), а также долину Маринера (наибольшие минимальные температуры).

План колонизации Марса привлекает человечество в первую очередь из-за большого запаса различных полезных ископаемых на планете: меди, железа, вольфрама, рения, урана и других. Сама добыча этих элементов может проходить гораздо плодотворнее, чем на Земле, так как, например, благодаря отсутствию биосферы и высокому фону излучения можно широкомасштабно применять термоядерные заряды для вскрытия рудных тел.

Несмотря на то, что Марс является наиболее благоприятной для колонизации планетой Солнечной системы, многие ученые заявляют о невозможности осуществления плана его колонизации. Одним из аргументов является малое количество элементов, необходимых для поддержания жизни (водорода, азота, углерода). Также многие специалисты ставят под сомнение практическую ценность террафомирования планеты (так как проверить это экспериментально в земных условиях не предоставляется возможным). Кроме того, многих ученых весьма пугает марсианская радиация, а также марсианская сила тяжести, пагубное влияние которых может привести к различным мутациям в теле человека. Плюс ко всему, ученые пока затрудняются ответить о возможных последствиях длительного перелета (вполне возможно, что длительное нахождение людей в замкнутом пространстве может вызвать серьезные психологические проблемы).

Части материалов и предметов первой необходимости (прежде всего - кислород , вода , продукты питания) из местных ресурсов этот путь ведения исследований окажется в целом экономически эффективнее, чем отправка возвращаемых экспедиций или создание станций-поселений для работы вахтовым методом. Кроме того, в перспективе Марс может стать удобным полигоном для проведения масштабных научных и технических экспериментов, опасных для земной биосферы .

Что касается добычи полезных ископаемых, то, с одной стороны, Марс может оказаться достаточно богат минеральными ресурсами, причём из-за отсутствия свободного кислорода в атмосфере возможно наличие на нём богатых месторождений самородных металлов , с другой - на текущий момент стоимость доставки грузов и организации добычи в агрессивной среде (непригодная для дыхания разрежённая атмосфера и большое количество пыли) настолько велика, что никакое богатство месторождений не обеспечит окупаемости добычи.

Для решения демографических проблем потребуется, во-первых, переброска с Земли населения в масштабах, несопоставимых с возможностями современной техники (как минимум - миллионы человек), во-вторых - обеспечение полной автономии колонии и возможности более или менее комфортной жизни на поверхности планеты, для чего потребуется создание на ней пригодной для дыхания атмосферы , гидросферы , биосферы и решение проблем защиты от космического излучения . Сейчас всё это можно рассматривать лишь умозрительно, как перспективу на отдалённое будущее.

Пригодность для освоения

Сходство с Землёй

Различия

Сила тяжести на Марсе примерно в 2,63 раза меньше, чем на Земле (0,38 g). До сих пор неизвестно, достаточно ли этого, чтобы избежать проблем для здоровья, возникающих при невесомости .
Температура поверхности Марса гораздо ниже земной. Максимальная отметка составляет +30 °C (в полдень на экваторе), минимальная - −123 °C (зимой на полюсах). При этом температура приповерхностного слоя атмосферы - всегда ниже нуля.
В силу того, что Марс находится дальше от Солнца , количество достигающей его поверхности солнечной энергии примерно вдвое меньше, чем на Земле.
Орбита Марса имеет больший эксцентриситет , что увеличивает годовые колебания температуры и количества солнечной энергии.
Атмосферное давление на Марсе слишком мало, чтобы люди могли выжить без пневмокостюма . Жилые помещения на Марсе придётся оборудовать шлюзами , наподобие устанавливаемых на космических кораблях, которые могли бы поддерживать земное атмосферное давление .
Марсианская атмосфера состоит в основном из углекислого газа (95 %). Поэтому, несмотря на её малую плотность, парциальное давление CO 2 на поверхности Марса в 52 раза больше, чем на Земле, что, возможно, позволит поддерживать растительность .
У Марса есть два естественных спутника, Фобос и Деймос . Они гораздо меньше и ближе к планете, чем Луна к Земле. Эти спутники могут оказаться полезными [ ] при проверке средств колонизации астероидов .
Магнитное поле Марса слабее земного примерно в 800 раз. Вместе с разреженной (в 100-160 раз в сравнении с Землёй) атмосферой это существенно увеличивает количество достигающего его поверхности ионизирующего излучения . Магнитное поле Марса не способно защитить живые организмы от космической радиации, а атмосферу (при условии её искусственного восстановления) - от рассеивания солнечным ветром.
Обнаружение аппаратом Феникс , приземлившимся вблизи Северного полюса Марса в 2008 году, в грунте Марса перхлоратов ставит под сомнение возможность выращивания в марсианской почве земных растений без дополнительных экспериментов либо без искусственного грунта .
Радиационный фон на Марсе в 2,2 раза превышает радиационный фон на Международной космической станции и приближается к установленным пределам безопасности для космонавтов.
Вода, вследствие низкого давления, закипает на Марсе уже при температуре +10 °C . Другими словами, вода изо льда, почти минуя жидкую фазу, быстро превращается в пар.

Принципиальная достижимость

Время полёта с Земли до Марса (при нынешних технологиях) составляет 259 суток по полуэллипсу и 70 - по параболе . В принципе, доставка на Марс необходимого минимума снаряжения и припасов на начальный период существования небольшой колонии не выходит за пределы возможностей современной космической техники, с учётом перспективных разработок, срок реализации которых оценивается в одно-два десятилетия. На текущий момент принципиальной нерешённой проблемой остаётся защита от излучений во время перелёта; в случае её решения сам перелёт (в особенности, если он будет производиться «в одну сторону») вполне реален, хотя и требует вложения огромных финансовых средств и решения целого ряда научных и технических вопросов различного масштаба.

При этом необходимо заметить, что «стартовое окно» для полёта между планетами открывается один раз в 26 месяцев. С учётом времени перелёта даже в самых идеальных условиях (удачное расположение планет и наличие транспортной системы в состоянии готовности) ясно, что, в отличие от околоземных станций или лунной базы, марсианская колония в принципе не будет иметь возможности получить оперативную помощь с Земли или эвакуироваться на Землю в случае возникновения нештатной ситуации, с которой невозможно справиться своими силами. Вследствие вышеизложенного, просто для выживания на Марсе колония должна иметь гарантированный срок автономии не менее трёх земных лет . С учётом возможности возникновения в течение этого срока самых различных нештатных ситуаций, аварий оборудования, природных катаклизмов ясно, что для обеспечения выживаемости колония должна иметь значительный резерв оборудования, производственных мощностей во всех отраслях собственной промышленности и, что на первых порах самое главное - энергогенерирующих мощностей, так как и всё производство, и вся сфера жизнеобеспечения колонии будет остро зависеть от наличия электроэнергии в достаточных количествах.

Условия обитания

Без защитного снаряжения человек не сможет прожить на поверхности Марса и нескольких минут. Тем не менее, по сравнению с условиями на жарких Меркурии и Венере , холодных внешних планетах и лишённых атмосферы Луне и астероидах , условия на Марсе гораздо более пригодные для освоения. На Земле есть такие разведанные человеком места, в которых природные условия во многом похожи на марсианские. Атмосферное давление Земли на высоте 34 668 метров - рекордная по высоте точка, которой достиг воздушный шар с командой на борту (4 мая г. ) - приблизительно вдвое превышает максимальное давление на поверхности Марса.

Результаты последних исследований показывают, что на Марсе имеются значительные и при этом непосредственно доступные залежи водяного льда, почва, в принципе, пригодна для выращивания растений, а в атмосфере присутствует в достаточно большом количестве диоксид углерода . Всё это в совокупности позволяет рассчитывать (при наличии достаточного количества энергии) на возможность производства растительной пищи, а также добычи воды и кислорода из местных ресурсов, что значительно снижает потребность в технологиях замкнутого цикла жизнеобеспечения , который был бы необходим на Луне, астероидах или на удалённой от Земли космической станции .

Основные сложности

Главные опасности, подстерегающие космонавтов во время полета к Марсу и пребывания на планете, следующие:

Возможные физиологические проблемы при нахождении на Марсе у экипажа будут следующие:

Способы терраформирования Марса

Основные задачи

Способы

Управляемое обрушение на поверхность Марса кометы , одного крупного или множества малых ледяных астероидов из Главного пояса или одного из спутников Юпитера , с целью разогреть атмосферу и пополнить её водой и газами .
Вывод на орбиту спутника Марса массивного тела, астероида из Главного пояса (например, Цереры) с целью активации эффекта планетарного «динамо», и усиления собственного магнитного поля Марса .
Изменение магнитного поля с помощью прокладки вокруг планеты кольца из проводника или сверхпроводника с подключением к мощному источнику энергии.
Взрыв на полярных шапках нескольких ядерных бомб. Недостаток метода - радиоактивное заражение выделенной воды .
Помещение на орбиту Марса искусственных спутников, способных собирать и фокусировать солнечный свет на поверхность планеты для её разогрева .
Колонизация поверхности архебактериями (см. археи) и другими экстремофилами , в том числе генно-модифицированными, для выделения необходимых количеств парниковых газов или получения необходимых веществ в больших объёмах из уже имеющихся на планете . В апреле г. Германский центр авиации и космонавтики сделал доклад о том, что в лабораторных условиях симуляции атмосферы Марса (Mars Simulation Laboratory) некоторые виды лишайников и цианобактерии после 34 дней пребывания приспособились и показали возможность фотосинтеза .

Способы воздействия, связанные с выводом на орбиту или падением астероида, требуют основательных расчётов, направленных на изучение подобного воздействия на планету, её орбиту, скорость вращения и многое другое.

Серьёзной проблемой на пути колонизации Марса является отсутствие магнитного поля, защищающего от солнечной радиации. Для полноценной жизни на Марсе без магнитного поля не обойтись.

Необходимо отметить, что практически все вышеперечисленные действия по терраформированию Марса на текущий момент являются не более чем «мысленными экспериментами», так как в большинстве своём не опираются на какие-либо существующие в реальности и хотя бы минимально проверенные технологии, а по приблизительным энергозатратам многократно превышают возможности современного человечества. Например, для создания давления, достаточного хотя бы для выращивания в открытом грунте, без герметизации, наиболее неприхотливых растений, требуется увеличить имеющуюся массу марсианской атмосферы в 5-10 раз, то есть доставить на Марс либо испарить с его поверхности массу порядка 10 17 - 10 18 кг. Нетрудно посчитать, что, например, для испарения такого количества воды потребуется приблизительно 2,25 10 12 ТДж, что более чем в 4500 раз превышает всё современное ежегодное энергопотребление на Земле (см. ).

Радиация

Пилотируемый полёт на Марс

Создание космического корабля для полёта к Марсу - сложная задача. Одной из главных проблем является защита космонавтов от потоков частиц солнечной радиации . Предлагается несколько путей решения этой задачи, например, создание особых защитных материалов для корпуса или даже разработка магнитного щита, подобного по механизму действия планетарному .

Mars One

«Mars One» - частный проект по сбору средств, руководимый Басом Лансдорпом , предполагающий полет на Марс с последующим основанием колонии на его поверхности и трансляцией всего происходящего по телевидению.

Inspiration Mars

«Inspiration Mars Foundation» - американская некоммерческая организация (фонд), основанная Деннисом Тито , планирующая отправить в январе 2018 года пилотируемую экспедицию для облёта Марса .

Столетний космический корабль

«Столетний космический корабль» (англ. Hundred-Year Starship ) - проект, общей целью которого является подготовка в течение века к экспедиции в одну из соседних планетарных систем. Одним из элементов подготовки является реализация проекта безвозвратного направления людей на Марс с целью колонизации планеты. Проект разрабатывает с 2010 года Исследовательский центр имени Эймса - одна из основных научных лабораторий НАСА . Основная идея проекта состоит в том, чтобы отправлять людей на Марс для того, чтобы они основали там колонию и продолжали жить в этой колонии, не возвращаясь на Землю. Отказ от возвращения приведёт к значительному сокращению стоимости полета, появится возможность взять больше груза и экипаж. Дальнейшие полёты будут доставлять новых колонистов и пополнять их запасы. Возможность обратного перелёта появится лишь тогда, когда колония своими силами сможет организовать на месте производство достаточного количества необходимых для этого предметов и материалов из местных ресурсов (прежде всего, речь идёт о топливе и запасах кислорода, воды и пищи).

Связь с Землей

Для общения с потенциальными колониями может использоваться радиосвязь, которая имеет задержку 3-4 мин в каждом направлении во время максимального сближения планет (которое повторяется каждые 780 дней) и около 20 мин при максимальном удалении планет; см. Конфигурация (астрономия) . Задержка сигналов от Марса к Земле и наоборот обусловлена скоростью света. Однако использование электромагнитных волн (в том числе световых) не даёт возможности поддерживать связь с Землей напрямую (без спутника ретрансляции), когда планеты находятся в противоположных точках орбит относительно Солнца.

Возможные места основания колоний

Наилучшие места для колонии тяготеют к экватору и низменностям. В первую очередь это:

впадина Эллада - имеет глубину 8 км, и на её дне давление наивысшее на планете, благодаря чему в этой местности наименьший уровень фона от космических лучей на Марсе [ ] .
Долина Маринера - не столь глубока, как впадина Эллада, но в ней наибольшие минимальные температуры на планете, что расширяет выбор конструкционных материалов [ ] .

В случае терраформирования первый открытый водоём появится в долине Маринера.

Колония (Прогноз)

Хотя до сих пор проектирование марсианских колоний не зашло дальше эскизов, из соображений близости к экватору и высокого атмосферного давления их обычно планируют основывать в разных местах долины Маринера. Каких бы высот в будущем ни достиг космический транспорт, законы сохранения механики определяют высокую цену доставки грузов между Землёй и Марсом, и ограничивают периоды полётов, привязывая их к планетарным противостояниям.

Высокая цена доставки и 26-месячные межполётные периоды определяют требования:

Гарантированное трёхлетнее самообеспечение колонии (дополнительные 10 месяцев на полёт и изготовление заказа). Это возможно только при условии накопления конструкций и материалов на территории будущей колонии до первоначального прилёта людей.
Производство в колонии основных конструкционных и расходных материалов из местных ресурсов.

Это означает необходимость создания цементного, кирпичного, ЖБИ , воздушного и водного производств, а также разворачивания чёрной металлургии, металлообработки и оранжерей. Экономия продуктов питания потребует вегетарианства [ ] . Вероятное отсутствие коксующихся материалов на Марсе потребует прямого восстановления оксидов железа электролизным водородом - и, соответственно, производства водорода. Марсианские пылевые бури могут на месяцы сделать непригодной для использования солнечную энергетику, что при отсутствии природного топлива и окислителей делает единственно надёжной, на данный момент, только ядерную энергетику . Крупномасштабное производство водорода и впятеро большее содержание дейтерия во льдах Марса по сравнению с земными приведёт к дешевизне тяжёлой воды, что при добыче урана на Марсе сделает самыми эффективными и рентабельными тяжеловодные ядерные реакторы .

Высокая научная или экономическая продуктивность колонии. Похожесть Марса на Землю определяет большую ценность Марса для геологии, и при наличии жизни - для биологии. Экономическая выгодность колонии возможна исключительно при обнаружении крупных богатых месторождений золота, платиноидов или драгоценных камней.
Первая экспедиция должна ещё разведать удобные пещеры, пригодные к герметизации и накачке воздуха для массового заселения городов строителями. Обживание Марса начнется из-под его поверхности.
Другим вероятным эффектом от создания грот-колоний на Марсе может стать консолидация землян, подъём глобального осознания на Земле; планетарная синхронизация.
Физический образ человека перерождения поселенца - «подсушенное» от тройной потери веса тело, облегчение скелета и мышечной массы. Перемена походки, манер передвижения. Существует также опасность набора избыточного веса. Есть вероятность смены режима питания в сторону уменьшения потребления еды.
Питание колонистов может сместиться к молочно-кислому, продуктам от коров с местных гидропонных конвейерных пастбищ, устроенных в шахтах.

Критика

Помимо основных аргументов критики идеи колонизации космоса человеком (см. Колонизация космоса), имеются и возражения, специфичные для Марса:

Колонизация Марса не является эффективным способом решения каких-либо стоящих перед человечеством проблем, которые можно рассматривать как цели этой колонизации. На Марсе пока не обнаружено ничего настолько ценного, что оправдало бы риск для людей и расходы на организацию добычи и транспортировку, а для колонизации на Земле всё ещё остаются огромные незаселённые территории, условия на которых гораздо благоприятнее, чем на Марсе, и освоение которых обойдётся намного дешевле, в том числе Сибирь , огромные пространства приэкваториальных пустынь и даже целый материк - Антарктида . Что же касается самого исследования Марса, то его экономичнее вести с использованием роботов .
В качестве одного из основных аргументов против колонизации Марса приводится довод о его чрезвычайно малом ресурсе ключевых элементов, необходимых для жизни (в первую очередь это водород , азот , углерод). Впрочем, в свете последних исследований, обнаруживших на Марсе, в частности, огромные запасы водяного льда, по крайней мере, по водороду и кислороду вопрос снимается.
Условия на поверхности Марса требуют разработки для жизни на нём инновационных проектов систем жизнеобеспечения. Но поскольку на земной поверхности не встречаются условия, достаточно близкие к марсианским, то проверить их экспериментально не представляется возможным. Это, в некотором отношении, ставит под сомнение практическую ценность большинства из них .
Также не изучено долгосрочное влияние марсианской силы тяжести на людей (все опыты проводились либо в среде с земным притяжением, либо в невесомости). Степень влияния гравитации на здоровье людей при её изменении от невесомости до 1g не изучена. На земной орбите предполагается провести эксперимент («Mars Gravity Biosatellite») на мышах с целью исследования влияния марсианской (0,38g) силы притяжения на жизненный цикл млекопитающих .
Вторая космическая скорость Марса - 5 км/с - довольно высока, хоть и в два раза меньше земной, что при нынешнем уровне космической техники делает невозможным достижение уровня безубыточности колонии за счёт экспорта материалов. Однако, плотность атмосферы , форма (радиус горы около 270 км) и высота (21,2 км от основания) горы Олимп позволяют использовать разного рода электромагнитные ускорители масс (электромагнитную катапульту или маглев , или пушку Гаусса и т. д.) для вывода грузов в космос. Атмосферное давление на вершине Олимпа составляет лишь 2 % от давления, характерного для среднего уровня марсианской поверхности. Учитывая, что на поверхности Марса давление составляет менее 0,01 атмосферы , разреженность среды на вершине Олимпа почти не отличается от космического вакуума.
Вызывает опасение также и психологический фактор. Длительность перелета на Марс и дальнейшая жизнь людей в замкнутом пространстве на нём могут стать серьёзными препятствиями на пути освоения планеты.
У некоторых вызывает беспокойство факт возможного «загрязнения» планеты земными формами жизни. Вопрос о существовании (в настоящее время или в прошлом) жизни на Марсе до сих пор не решён .
До сих пор отсутствует технология получения технического кремния без использования древесного угля, как и технология производства полупроводникового кремния без технического. Это означает огромные трудности с производством солнечных батарей на Марсе. Не существует другой технологии получения технического кремния, так как технология с использованием древесного угля самая дешёвая в плане дешевизны этого материала и затрат энергии. На Марсе же можно использовать металлотермическое восстановление кремния из его диоксида магнием до силицида магния , с последующим разложением силицида соляной или уксусной кислотой с получением газообразного моносилана SiH4 , который можно очистить от примесей разными способами, а затем разложить на водород и чистый кремний.
Недавние исследования на мышах показали, что длительное пребывание в условиях невесомости (космоса) вызывает дегенеративные изменения печени, а также симптомы сахарного диабета. У людей после возвращения с орбиты наблюдались аналогичные симптомы, но причины этого явления были неизвестны. Но Марс обладает гравитацией, ускорение свободного падения на его экваторе равно 3,711 м/с², что составляет 0,378 земного. Путешествие на Марс же можно либо ускорить до 69 дней , либо провести часть его или всё под действием искусственной силы тяжести , используя центрифуги или вращающиеся отсеки .

В искусстве

Советская песня «На марсе будут яблони цвести» (музыка В. Мурадели , слова Е. Долматовский) .
«Место жительства - Марс» (англ. Living on Mars ) - научно-популярный фильм, снятый National Geographic в 2009 г.
Песня группы Otto Dix - Утопия так же имеет упоминание («… И яблони будут цвести на Марсе, как на Земле…»)
Песня исполнителя Noize MC - «На Марсе классно».
В фантастическом фильме 1990-го года «Вспомнить всё » действие сюжета происходит на Марсе.
Песня исполнителя David Bowie - «Life on Mars», а также Зигги Стардаст (англ. Ziggy Stardust ) - вымышленный персонаж, созданный Дэвидом Боуи и являющийся центральной фигурой его концептуального глэм-рок-альбома «The Rise and Fall of Ziggy Stardust and the Spiders From Mars » .
Рей Бредбери - «Марсианские хроники ».
Айзек Азимов - Серия «Лакки Старр». Книга 1 - «Дэвид Старр, космический рейнджер».
Фильм «Миссия на Марс » рассказывает о спасательной миссии на планету Марс после катастрофы, постигшей первую экспедицию на красную планету.
На колонизированном Марсе происходит действие OVA Armitage III.
Процессу колонизации и (во втором случае) терраформирования Марса посвящены настольные ролевые игры «Mars Colony» и «Марс: Новый воздух» .
Терраформирование и колонизация Марса составляет основной фон событий «Марсианской трилогии» Кима Стэнли Робинсона .
Серия книг Эдгара Берроуза о фантастическом мире Марса .
В британском телесериале Доктор Кто в серии Воды Марса на поверхности Марса была освоенная первая колония в кратере Гусева «Bowie Base One ».
Научно-фантастический рассказ Гарри Гаррисона «Тренировочный полет» рассказывает о первой пилотируемой экспедиции на Марс. Особое внимание уделено психологическому состоянию человека, пребывающего в замкнутой дискомфортной среде.
Роман писателя Энди Уира «Марсианин » повествует о полуторагодичной борьбе за жизнь астронавта оставленного в одиночестве на Марсе. В 2015 году вышла экранизация этого произведения.
«Джон Картер » (англ. John Carter) - фантастический приключенческий боевик режиссёра Эндрю Стэнтона, поставленный по книге Эдгара Райса Берроуза «Принцесса Марса».
«Марсианин » - фильм режиссёра Ридли Скотта , выпущен кинокомпанией 20th Century Fox .
«Познать неизведанное » - американский художественный фильм 2016 года об одиночном космическом полёте на Марс.
«Прикладное терраформирование» - фантастический роман Эдуарда Катласа о колонизации Марса.

Обозреватель сайт узнал, как может выглядеть первая марсианская колония, с какими проблемами придется столкнуться первым людям на Красной планете и как их решить. Среди главных задач - доставка людей на планету, выращивание еды, добыча воды и борьба с радиацией.

27 сентября 2016 года Элон Маск рассказал о планах по колонизации Марса и о системе межпланетной транспортировки людей. Первый корабль с колонистами может отправиться на Марс уже в 2023−2025 году. Но готово ли человечество к заселению красной планеты и какие технологии помогут людям выжить на расстоянии 225 млн километров от Земли?

Суровая красота

Элон Маск не зря выбрал Марс в качестве второго дома для землян - это наиболее подходящая для жизни планета в Солнечной системе. Правда, условия там суровые: атмосфера Марса на 96% состоит из углекислого газа, температура колеблется от +20 °C до −127 °C, а уровень радиации во много раз выше, чем в окрестностях Чернобыля. Зато на планете много воды и углекислого газа, из которых можно делать пригодный для дыхания воздух и топливо для космических кораблей. Сутки на Марсе длятся почти столько же, сколько и на Земле, и гравитация в несколько раз меньше земной.

Первое марсианское селфи Curiosity

Доставка людей на Марс

Первая проблема, которую предстоит решить SpaceX - это доставка людей на Красную планету. До Марса 400 миллионов километров, и пассажирам придется лететь восемь месяцев, чтобы туда добраться. При этом нужно вылететь в определенный период, когда Земля и Марс сблизятся на минимальное расстояние.

«До сих пор наши попытки долететь до Марса были довольно жалкими. И американцы, и русские, и европейцы, и японцы, и китайцы, и индусы отправили туда 44 ракеты, бóльшая часть из которых либо потерялась, либо сломалась. Только треть миссий на Марс были успешными», - пишет автор книги «Как мы будем жить на Марсе» Стефан Петранек.

У Маска пока тоже не все ладно с безопасностью полетов. Falcon 9 первого сентября 2016 года стала второй за историю коммерческих запусков SpaceX. Перед этим компания потеряла ракету и груз для МКС в июне 2015 года - ракета взорвалась в воздухе из-за неполадок во второй ступени. Правда после этого SpaceX провела девять успешных запусков и у Маска есть еще время, чтобы проанализировать причины катастроф и избежать их в дальнейшем.

Сама схема полета на Марс будет выглядеть следующим образом: ракета с астронавтами поднимется на земную орбиту, после чего ее первая ступень вернется за Землю, в нее загрузят капсулу с топливом и снова отправят к ракете с астронавтами. После дозаправки корабль вновь вернет танкер с топливом на Землю и начнет свой путь в сторону Марса. По словам Маска, это будет самая крупная ракета из существующих - диаметр корабля составит 17 метров, а общая высота стартового комплекса - 122 метра.

В конце сентября 2016 года SpaceX успешно провела испытания метанового ракетного двигателя Raptor, который будет использоваться в системе межпланетных перелетов (ITS).

Маск планирует совершить первое беспилотное путешествие на Марс уже в 2018 году. После этого миссии на красную планету будут отправляться каждые два года в период максимального сближения планет. По оценкам NASA, этот проект обойдется Маску в $320 млн. Первые миссии будут беспилотными, люди полетят на Марс только через 8−10 лет в случае успешности тестовых полетов.

Что будут есть и пить марсианские колонисты

Вода стоит на первом месте в списке необходимых для выживания вещей, но доставлять ее с земли дорого и тяжело, поэтому колонистам придется добывать ее прямо на месте. Грунт на Марсе содержит до 60% воды, а по данным спутников многие кратеры имеют слои льда внутри. Ученые предполагают, что в дополнение к ледникам на Марсе могут течь и подземные воды. Правда, для их добычи потребуется специальное оборудование, которое остановит замерзание воды сразу же после того, как она поднимется на поверхность.

Снимок, сделанный Phoenix Lander в 2008 году. Белое вещество - это лед

Воду на Марсе можно добыть даже из атмосферы, которая часто имеет стопроцентную влажность. Осушитель воды был создан еще в 1988 году в Университете Вашингтона и может быть использован в суровых марсианских условиях.

Помимо воды, в NASA решили еще одну проблему - придумали, где взять воздух, которым будут дышать астронавты. Ученый Массачусетского технологического института (MIT) Майкл Хект разработал машину под названием Moxie - она всасывает марсианскую атмосферу и выкачивает кислород из углекислого газа. Следующий большой корабль NASA, запуск которого запланирован на 2020 год, будет оборудован одним из таких устройств. Тестовая версия Moxie сможет производить достаточно кислорода для обеспечения жизни одного человека.

С едой все несколько сложнее. По мнению Стефана Петранека, с помощью гидропоники (выращивании растений в воде с питательными веществами) можно будет получить не больше, чем 15−20% необходимой для пропитания астронавтов еды, остальную часть придется доставлять с Земли в высушенном виде.

Теоретически растения смогут расти в почве на основе марсианского грунта. Но ученые, изучившие образцы с марсоходов, пока что склоняются к выводу, что марсианская почва может оказаться слишком кислотной или слишком щелочной и потребует реабилитации и насыщения питательными веществами вроде азота. Поэтому на первых порах более надежным способом для выращивания растений станет гидропоника. При условии, что колонисты уже наладят добычу и хранение воды в жидком состоянии.

Биолог Анжело Вермюлен, проживший несколько месяцев в симуляторе марсианской среды на Гавайских островах, уверен, что первые посевы должны занимать мало места и быть максимально питательными. Например, это может быть фасоль или ставшая знаменитой после фильма «Марсианин» картошка. А вот зеленые салаты, укроп и петрушка станут для колонистов деликатесом - они малокалорийны и занимают много места.

Не стоит надеяться, что марсианские теплицы будут похожи на иллюстрации из советских журналов - скорее всего, они будут скрыты под толстым слоем почвы или в лавовых каналах, чтобы избежать воздействий губительной солнечной радиации.

Что касается удобрений для марсианских растений, то Джим Кливс из исследовательского института Blue Marble Space выразил мнение , что для подпитки почвы марсиане смогут использовать тела погибших на красной планете колонистов.

«Астронавты уже сейчас нарушают земные табу на тему отходов, употребляя переработанную мочу в качестве питьевой жидкости. Если нам удастся преодолеть табу смерти, активное компостирование человеческого тела будет не сильно отличаться от его захоронения в земле», - считает Джим.

Где жить

Следующий ключевой момент для выживания марсиан - это помещения, где они будут жить. Людям нужно будет защищаться не только от холода, но и от космической радиации. На Земле от излучения нас защищает плотная атмосфера и чем выше поднимаются люди, тем больше они подвержены воздействию космической радиации.

В отличии от Земли, на Марсе практически отсутствует магнитное поле и поселенцы получат немногим меньше радиации, чем в открытом межпланетном пространстве - от 400 до 900 миллизивертов облучения в год. Для сравнения, среднестатистический житель Земли в течении года накапливает в своем организме 3 миллизиверта, при 4000 мЗв развивается лучевая болезнь с большой вероятностью летального исхода, а 6000−7000 мЗв считается смертельной дозой.

Мечта об освоении Марса уже давно вышла из моды. При этом абсолютно неясно, чего же человек там хочет добиться.

Астронавты пробираются по песку ржаво-красного цвета - в эйфории от исторического момента и низкой силы притяжения. Конечно, у них есть с собой камера. На то, чтобы первое видео попало на Землю, нужна четверть часа. И вот оно здесь, послание с расстояния в 270 миллионов километров - «Марс приветствует человечество».

Это вскоре произойдет? Люди в ближайшем времени окажутся на Марсе? Такое впечатление может возникнуть в эти дни. За последнюю неделю завершившийся эксперимент НАСА вызвал бурную реакцию. Шесть молодых исследователей на протяжении одного года жили в условиях изоляции в высокогорье на Гавайах для моделирования жизни на Марсе. Несколько месяцев назад глава компаний Space X и Tesla Элон Маск заявил, что уже в 2025 году он планирует начать колонизацию нашей соседней планеты.

Мерцающий рубин

Мечтать, конечно, можно спустя 40 лет после того, как робот впервые совершил высадку на мягкий песок Марса. Но пока еще это не более чем мечта - управляемая посадка на Марс. В целом, эта мечта должна разочаровать всех своих поклонников. Ведь за прошедшие десятилетия человечество практически не приблизилось к ее реализации. И пока нет оснований говорить об изменениях в ближайшее время.

Со стороны Земли Марс выглядит многообещающе - мерцающий рубин на ночном небе, на который мечтатели и фантасты давно проецируют свою тягу к дальним странствиям. Место, в котором хотели бы побывать многие, не зная при этом точно, почему именно.

Управляемая высадка на Марсе - мечта, которая разочаровывает

Если рассматривать Марс с близкого расстояния, то он теряет свое очарование. Это ледяная пустыня со средней температурой порядка минус 50 градусов, где на протяжении долгих месяцев могут бушевать песчаные бури. Поверхность Марса испещрена солями, на нем нет как магнитного поля, так и озонового слоя, который ограждал мы живые существа от излучения из космоса.

Люди смогли бы здесь выжить при помощи высоких технологий, в ограниченных местах обитания, где климатические установки превращали бы углекислый газ из атмосферы Марса в кислород. Колонисты должны выдержать 500 дней. Лишь затем Марс вновь приблизится к Земле на расстояние, достаточное для обратного полета. Так, по крайней мере, выглядит концепция исследователей.

Уставшие от жизни пионеры Марса

Другой вариант, который предлагают такие частные инициативы, как Mars One, - путешествие без обратного полета. Тысячи людей подали заявки через интернет, чтобы войти в историю в качестве уставших от жизни пионеров Марса. Эксперты сходятся во мнении, что добровольцы никогда не полетят на Марс. Слишком велики финансовые риски частных инициатив.

Планы НАСА выглядят намного более продуманными. С 90-х годов разработки миссии лежат на столах исследователей и постоянно актуализируются. Так, в 2030-ые годы впервые может быть отправлен на Марс небольшой космический корабль с жилыми модулями, запасами и атомным мини-реактором. Через два года за ними могут последовать астронавты и после своего пребывания на красной планете вернуться назад на Землю.

Однако пока что НАСА движется по этому плану обходными путями. Сейчас разрабатывается новая ракета-носитель SLS и космический аппарат Orion. Оба аппарата ориентированы на исследование Луны. В 2020-ые годы астронавты планируют навести астероид, который прежде будет зафиксирован космическими аппаратами и размещен на орбите Луны. Проходит ли тем самым эффективная подготовка американцев к полету на Марс - вопрос спорный.

Быстрее, чем НАСА

Элон Маск планирует долететь до Марса быстрее. Уже в 2018 году на планете должна высадиться космическая капсула Spase X весом от восьми до десяти тонн. Таким образом, она будет в десять раз тяжелее, чем самый тяжелый груз, который НАСА когда-либо отправляло на Марс. В конце концов, Маск таким образом планирует наладить регулярные доставки грузов на Марс - для создания инфраструктуры для Людей, который могут высадиться на Марсе в 2025 году.

НАСА может сбить с толку эти планы. Для агентства высадка на пустынной планете - непростая тема. С одной стороны планы НАСА по отправки человека на Марс придают ей популярность. Марс фигурирует в общественной работе НАСА и других космических агентств. С другой стороны, слишком конкретные высказывания таят в себе опасность. Каждый подробный план имеет свою цену. И слишком дорогой бюджет может быстро привести к пробуксовке проекта в политических дебатах. С этим НАСА столкнулось, когда Джордж Буш в 1989 году объявил о планах отправки человека на Марс до 2018 года. На это должно было уйти до 540 миллиардов долларов, что тут же подверглось критике со стороны противников проекта.

До сегодняшнего дня основной причиной скептических настроений среди политического руководства является тот факт, что полет на Марс не принесет четко определяемой прибыли. Это может оказаться проблемой и для Маска. Почему нужно отправлять людей за огромные деньги через весь космос и при этом рисковать их жизнью?

Новый континент

У сторонников проекта наготове три аргумента. Во-первых, высадка на Марсе придаст импульс поиску внеземной жизни. Соседняя с Землей планета, возможно, миллиарды лет назад была теплой, обильной водой, не похожей на Землю. Возможно, там зародилась жизнь, возможно, она продолжилась в форме микробов. Люди способны искать такие организмы лучше, чем роботы.

Вторая причина - Марс может обеспечить выживание человечества. В случае падения кометы, ядерной войны или техногенной катастрофы Земля станет непригодной для жизни - пустынная планета может стать доступным убежищем.

Но самый излюбленный аргумент связан с тягой человека к находкам. При помощи высадки на Марс человечество в определенной степени вступит на новый континент, неизведанную Америку 21-го века. С этим, конечно, связаны и лишения. Но все же подобные начинания стоят того, ведь они расширяют горизонт человека, считают сторонники проекта.

Стоимость космических полетов невероятно возрастает, когда вместо роботов в космос летают люди

Работа на службе науке, страхование жизни, колоссальные культурные находки - эти причины, к сожалению, несостоятельны. Так, многие исследователи относятся к проекту высадки человека на Марсе со смешанными чувствами. Стоимость космических полетов значительно возрастает, когда вместо роботов в космос отправляют людей. Возможно, этих денег не будет хватать на строительство телескопов или новых исследовательских спутников. И на самом деле, люди не настолько нужны для поиска микробов на Марсе. В качестве следующего крупного проекта НАСА планирует при помощи специального внедорожника собрать на поверхности Марса образцы грунта и отправить их обратно на Землю. Чего-то более существенного люди на Марсе сделать не могут.

Кроме того, не следует направлять слишком большую часть исследовательского бюджета на Марс. Возможно, он и не был никогда такой жизнерадостной планетой, каким его рисуют PR-специалисты космических организаций. Возможно, это была просто покрытая коркой изо льда планета, на которой из-за извержений вулканов и падений метеоритов периодически таяли ледники.

Последнее убежище

В этом случае главной причиной для постоянного заселения Марса является страх глобальной катастрофы на Земле. Можно ли будет действительно спасти человечество при помощи внешнего убежища на Марсе, непонятно. Шансы на выживание колонии без регулярного снабжения со стороны Земли очень невелики.

Но то, что никак нельзя подвергнуть сомнению, так это историческая важность путешествия к красной планете. Фотографии людей, поднимающих в воздух марсианскую пыль, останутся в памяти целого поколения. Но достаточно ли этого для наличия необходимой политической воли?

Марсианское приключение будет стоить сотни миллиардов франков. И более дешевые запуски ракет компании SpaceX не слишком сильно снизят эти расходы. Так, финансирование становится большим испытанием, даже для невероятной на сегодняшний день коалиции из США, ЕС, России и Китая. На сегодняшний день, годовой бюджет НАСА, задающей, как и прежде, тон в космонавтике, составляет 18 миллиардов долларов. В период своего расцвета при реализации программы «Аполлон» в 60-ые годы он был в два раза больше.

Чтобы залатать эти дыры, нужна новая, весомая причина для отправки человека на Марс. Бизнес-модель, которая привлечет государственных и частных инвесторов. Или другой импульс, помимо сбора геологических проб. Пока такого мотива нет, высадка на Марс остается тем, чем она и была ранее - мечтой с большим потенциалом разочарования.