Как да живеем на Марс екологични проблеми на колонизацията - Ares News
Не толкова отдавна компанията Mars One, която планира да създаде човешка колония на Марс, стана широко известна. Търсейки доброволци за полета, компанията обяви, че всеки може да кандидатства срещу такса от $34. От това се възползваха над сто хиляди души, които проявиха голям интерес към това начинание. Според Mars One четирима колонисти ще отидат на Червената планета през 2022 г. и още четирима през 2025 г.
А през 2013 г. НАСА завърши експеримент, симулиращ живота на четирима души на Марс, по време на който тези хора живяха четири месеца на базалтова скала в Хавай. Те живееха в малка къща, излизаха навън в скафандри и изпробваха различни диети върху себе си, за да видят какво би било полезно за човек в условия, подобни на марсианските. Интересът към възможното устройство на живота на хората на Марс и Луната процъфтява и се засилва и до днес.
Като учен по околната среда, отдавна се занимавам с въпроса как да създам системи за поддържане на живота за дълги космически пътувания. В началото на 70-те години Националната академия на науките ме помоли да започна екологични изследвания за такава система. По-късно разработих компютърни модели на затворени екологични системи. Интересът ми към живота другаде във Вселената започна като дете и в крайна сметка ме накара да участвам в подобни проекти.
Бил съм и научен консултант на проекта "Биосфера-2". Въпреки провала на този проект за организиране на живота на осем души на площ от 0,013 квадратни километра, без никакъв материален обмен на биосферата с външния свят, проектът даде ценни резултати в дългосрочните космически пътувания.
Съвременната наука има какво да предложи на подобни проекти. аз могада засегнем само част от въпросите, свързани с нуждите, възможностите и проблемите на подобно селище на Марс.
Основните нужди на една хипотетична колония биха били вода, кислород, храна, енергия и повторно използване (рециклиране) на отпадъци. Повече хора се нуждаят от около 20 химични елемента. Някои от тях са в изобилие на Марс, но те трябва да бъдат превърнати в смилаеми форми - негодно за консумация ръждясало желязо, например, изобилие на Марс. По-добре, ако зелените растения го направят смилаем.
В момента НАСА и Mars One смятат, че в марсианската почва има достатъчно вода, за да осигурят първите колонии с вода и кислород, извлечени от водата. Но тези предположения се основават само на един тест, направен от марсохода на НАСА, и приблизителни данни от марсиански изкуствени спътници. Това количество данни е твърде малко за направените предположения. Марс има полярни ледени шапки, съставени от вода и сух лед, но "топлите" региони, където е по-вероятно да оцелеят заселниците, са твърде далеч за достигане. Това е твърде дълго пътуване само за да се пие вода, а колонистите определено няма да имат толкова огромен капацитет да съществуват при такива условия.
Навън е студено...
Въпреки че Марс е най-добрата планета за колонизиране в Слънчевата система, условията на него са много неблагоприятни: той е по-малък от Земята, дебелината на атмосферата е под 1% от земната, така че не можете просто да излезете на разходка. Нещо повече, марсианската атмосфера е 95% въглероден диоксид, който не може да се диша. Всички човешки жилища трябва да бъдат херметически затворени при такива външни условия, а за разходка е необходим специален скафандър.
Друг проблем: земната атмосфера е предимносе състои от азот. Съществува и на Марс. В малки количества и под формата на молекули. Сухоземните животни, растенията и водораслите не могат да го използват в тази форма и само няколко бактерии са способни да свързват молекулярния азот. На Марс е необходимо да се обработват азотни съединения, достъпни за живите организми, или да се обработва молекулярен азот, което ще изисква разход на енергия.
Отглеждането на храна ще бъде истинско предизвикателство. Средната температура на Марс е -55 °C, въпреки че през лятото се повишава до +20 °C на екватора. Спускаемият модул Viking през 70-те години регистрира температури в диапазона от -17,2°C до -107°C. Съвсем наскоро Spirit Rover на НАСА регистрира максимална дневна температура от +35°C на сянка и постоянно регистрира температури доста над 0°C през пролетта, лятото и есента. Култивираните растения имат сезонен ритъм на жизнена дейност. На Марс, както и на Земята, има смяна на сезоните, но годината там продължава 668 марсиански дни, което може би ще наруши ритъма на растенията.
Нещо по-сложно.
Mars One предлага 8 заселници да живеят в затворена среда от около 200 квадратни метра, което на Земята е с размерите на малък семеен дом, и освен това те трябва да отглеждат собствена храна в това пространство. Припомняме, че Биосфера-2 заемаше площ от около 13 000 квадратни метра. Предвижда се храната да се отглежда хидропонно – във вода без почва. Тоест може да е необходима много вода и дори 200 квадратни метра няма да са достатъчни, особено ако растенията зависят от слънчевата енергия, която се предава на Марс много по-малко, отколкото на Земята. Една от най-подходящите храни са червените водорасли, които японците използват в кулинарията. Но диета, състояща се предимно от червени водорасли, ще бъде изтощителна.и вероятно нездравословен.
Ще е необходима много енергия дори само за отопление на жилищата. Има три възможни източника на енергия: слънцето, както в марсоходите на НАСА, атомен генератор, транспортиран от Земята, и много рисков източник, топлинна енергия от недрата на Марс.
На Земята естествените екосистеми изискват промяна с течение на времето и е необходима повече от една екосистема в малка област, за да се поддържа живот в една екосистема. В малка стая на Марс няма да има достатъчно място и необходимостта да се получат видове, които растат при постоянни условия, само ще усложни задачата. Преди това са тествани няколко малки затворени екосистеми. Някои от тях, състоящи се само от водорасли, бактерии и други микроорганизми, съществуват от десетилетия, но са претърпели големи промени.
Рециклирането на кислород, вода и други вещества, както и отглеждането на растения е значителен проблем. В Biosphere-2 беше постигнато известно рециклиране чрез създаване на изкуствено блато със сладководни растения, които естествено почистват отпадъчните води, като същевременно получават и съхраняват азот и фосфор във форма, достъпна за други организми. Но една малка стая вероятно не е достатъчна за такива процеси.
И това са само няколко от многото неща, които трябва да се вземат предвид, за да се създаде обитаема космическа станция.