Първият преглед на извънземни колонии на технологии, които ще позволят на хората да получават храна и да живеят на Марс
Браузърът vc.ru разбра как може да изглежда първата марсианска колония, с какви проблеми ще трябва да се сблъскат първите хора на Червената планета и как да ги решат. Сред основните задачи са доставката на хора на планетата, отглеждането на храна, добивът на вода и борбата с радиацията.
сурова красота
Илън Мъск съзнателно избра Марс за втори дом на земляните - това е най-подходящата планета за живот в Слънчевата система. Вярно е, че условията там са сурови: атмосферата на Марс е 96% въглероден диоксид, температурата варира от +20 ° C до -127 ° C, а нивото на радиация е многократно по-високо, отколкото в околностите на Чернобил. Но на планетата има много вода и въглероден диоксид, от които е възможно да се направи годен за дишане въздух и гориво за космически кораби. Един ден на Марс продължава почти толкова дълго, колкото на Земята, а гравитацията е няколко пъти по-малка от земната.
Доставка на хора на Марс
Първият проблем, който SpaceX трябва да реши, е да отведе хората до Червената планета. Марс е на 400 милиона километра и пътниците ще трябва да летят осем месеца, за да стигнат до там. В този случай трябва да излетите в определен период, когато Земята и Марс ще се приближат на минимално разстояние.
Самата схема на полета до Марс ще изглежда така: ракета с астронавти ще се издигне в околоземна орбита, след което първата й степен ще се върне извън Земята, в нея ще бъде заредена капсула с гориво и отново ще бъде изпратена до ракетата с астронавти. След зареждане корабът ще върне отново цистерната с гориво на Земята и ще започне пътуването си към Марс. Според Мъск това ще бъде най-голямата съществуваща ракета - диаметърът на кораба ще бъде 17 метра, а общата височина на стартовия комплекс - 122метра.
Мъск планира да направи първото безпилотно пътуване до Марс още през 2018 г. След това мисиите до червената планета ще се изпращат на всеки две години в периода на най-близкото приближаване на планетите. Според НАСА този проект ще струва на Мъск $320 млн. Първите мисии ще бъдат безпилотни, хората ще летят до Марс едва след 8-10 години, ако пробните полети са успешни.
Какво ще ядат и пият марсианските колонисти?
Водата е на върха на списъка с основни неща за оцеляване, но е скъпо и трудно да се извади от земята, така че колонистите ще трябва да я извличат на място. Почвата на Марс съдържа до 60% вода и според сателитни данни много кратери имат слоеве лед вътре. Учените предполагат, че освен в ледниците, на Марс може да текат и подземни води. Вярно е, че извличането им ще изисква специално оборудване, което ще спре замръзването на водата веднага след като се издигне на повърхността.
Водата на Марс може дори да бъде извлечена от атмосферата, която често е 100% влажна. Водният обезвлажнител е създаден през далечната 1988 г. във Вашингтонския университет и може да се използва в сурови марсиански условия.
Освен водата, от НАСА решиха още един проблем - разбраха откъде да вземат въздуха, който ще дишат астронавтите. Ученият от MIT Майкъл Хехт е разработил машина, наречена Moxie, която засмуква марсианската атмосфера и изпомпва кислород от въглеродния диоксид. Следващият голям космически кораб на НАСА, който трябва да бъде изстрелян през 2020 г., ще бъде оборудван с едно от тези устройства. Тестова версия на Moxie ще може да произвежда достатъчно кислород, за да поддържа живота на един човек.
С храната нещата са малко по-сложни. Според Стефан Петранек с помощта на хидропоника(отглеждане на растения във вода с хранителни вещества) ще бъде възможно да се получат не повече от 15-20% от храната, необходима за изхранване на астронавтите, останалата част ще трябва да бъде доставена от Земята в изсушен вид.
Теоретично растенията ще могат да растат в почва на базата на марсианска почва. Но учените, които досега са изследвали проби от роувъри, клонят към заключението, че марсианската почва може да е твърде кисела или твърде алкална и ще трябва да бъде рехабилитирана и наситена с хранителни вещества като азот. Следователно на първо време хидропониката ще стане по-надежден начин за отглеждане на растения. При условие, че колонистите вече са установили добива и съхранението на вода в течно състояние.
Биологът Анджело Вермеулен, който е живял няколко месеца в симулатор на марсианската среда на Хавайските острови, е уверен, че първите култури трябва да заемат малко място и да бъдат възможно най-хранителни. Например, това може да бъде боб или картофи, които станаха известни след филма "Марсианецът". Но зелените салати, копърът и магданозът ще станат деликатес за колонистите - те са нискокалорични и заемат много място.
Не очаквайте марсианските оранжерии да изглеждат като илюстрации от съветски списания - най-вероятно те ще бъдат скрити под дебела почва или в канали от лава, за да се избегне вредното слънчево лъчение.
Що се отнася до торовете за марсианските растения, Джим Клийвс от Института за космически изследвания Blue Marble изрази мнение, че марсианците могат да използват телата на колонисти, загинали на червената планета, за да хранят почвата.
„Астронавтите вече нарушават земните табута относно отпадъците, като пият рециклирана урина. Ако успеем да преодолеем табуто на смъртта, активното компостиране на човекатялото няма да се различава много от погребението му в земята “, казва Джим.
Следващата ключова точка за оцеляването на марсианците са помещенията, в които ще живеят. Хората ще трябва да се предпазват не само от студа, но и от космическата радиация. На Земята плътната атмосфера ни предпазва от радиация и колкото по-високо се издигат хората, толкова повече са изложени на космическа радиация.
За разлика от Земята, на Марс практически няма магнитно поле и заселниците ще получат малко по-малко радиация, отколкото в откритото междупланетно пространство - от 400 до 900 милисиверта радиация годишно. За сравнение, средният жител на Земята през годината натрупва в тялото си 3 милисиверта, при 4000 mSv се развива лъчева болест с висока вероятност за смърт, а 6000-7000 mSv се счита за смъртоносна доза.
Предварителните резултати от радиационната обстановка на Марс вече са налице: например марсоходът Curiosity за 500 дни, прекарани на Марс, получи обща доза радиация от 1,01 Sv. Но измерванията на Curiosity не са окончателни, тъй като радиационната среда на Марс може да се променя в зависимост от слънчевата активност, както нагоре, така и надолу.
От това следва, че първите жилища на колонистите най-вероятно ще бъдат покрити с голям слой реголит (марсианска почва) или камък или дори заровени под земята. Американският инженер и основател на Марсианското общество Робърт Зубрин признава, че слой от реголитни тухли с дебелина 3-4 метра може да предпази хората от излагане.
Между другото, НАСА вече е измислила технология за създаване на такива тухли - агенцията ще добави към тях полимерна пластмаса и след това ще ги постави в микровълновата. Много привърженици на колонизацията на Марс смятат, че минералите отчервената планета може да бъде подходяща за производство на пластмаси, желязо, мед и стомана също могат да се добиват там. Но докато всичко това е теория - на практика това ще изисква огромно количество енергия и оборудване, чиято доставка от Земята ще струва десетки милиарди долари.
И накрая, дрехи. Професор по аеронавтика в Масачузетския технологичен институт работи над нов тип скафандър повече от седем години. На външен вид скафандърът BioSuit прилича на гимнастическо трико, изработено от многослойна материя, която плътно прилепва към човешкото тяло. За разлика от традиционния скафандър с тегло над 100 килограма, BioSuit не пречи на движенията на астронавта, дори можете да ходите и да бягате в него. И поради натиска върху тялото, BioSuit минимизира мускулната атрофия, причинена от дълъг полет при нулева гравитация.
Според плановете на Мъск марсианските колонисти няма да живеят в информационен вакуум - той планира да свърже червената планета с интернет на Земята с висока скорост. За да направи това, той възнамерява да постави няколкостотин сателита в марсианска орбита, които ще комуникират със сателити в околоземна орбита и ще предават данни през тях. Мъск оценява цената на проекта на около 10 милиарда долара и планира да го плати с печалби от сателитен интернет на Земята.
Това са само основните неща, с които човек може да оцелее на негостоприемната червена планета. Първите колонисти ще живеят в спартански условия: с минимален набор от лекарства, избърсват се с мокри кърпички вместо душ и страдат от необичайна гравитация.
По-нататъшните прогнози вече са в сферата на полунаучната фантастика, защото за относително добър живот планетата ще трябва да бъде тераформирана и тук човечеството има само предположения. Ето какСтивън Петранек описва този процес в лекция на Тед:
Като за начало планетата трябва да се затопли. Марс е невероятно студен, защото има тънка атмосфера. Отговорът се крие в южния и северния полюс на Марс, всеки от които е покрит с невероятно количество замръзнал въглероден диоксид - сух лед. Ако го нагреем, той ще се изпари право в атмосферата и ще я сгъсти, както се случва на Земята.
А както знаем, CO2 е много мощен парников газ. Мисля, че трябва да изградим огромно слънчево платно и да го фокусираме - работи като огледало - върху южния полюс на Марс. Докато планетата се върти, това платно ще загрее целия сух лед, ще го изпари и ще го изпусне в атмосферата. Няма да отнеме много време: температурата на Марс ще започне да се повишава след по-малко от 20 години.
В един идеален ден на екватора, в средата на лятото на Марс, температурите могат да достигнат 21°C, но след това падат до минус 40°C през нощта. Това, към което се стремим, е бърз парников ефект: температурата ще се повиши достатъчно, за да видим как целият лед на Марс - особено подземният лед - се топи. Тогава магията ще започне.
Атмосферата ще се сгъсти и нещата ще се оправят. Ще получим повече защита от радиация, атмосферата ще ни затопли, ще затопли самата планета, ще имаме течаща вода и ще можем да жънем. Тогава парата ще отиде във въздуха, образувайки друг парников газ. На Марс ще вали дъжд и сняг. И плътната атмосфера ще създаде достатъчно налягане, за да можем да изхвърлим костюмите. Трябват ни само 2,5 кг натиск, за да оцелеем. С течение на времето Марс ще стане много подобен на Британска Колумбия.