И oсновные задачи по колонизации Марса состоят в том, чтобы спроектировать, профинансировать, построить и организовать управление первым постоянным поселением на Марсе. Начальная цель для проекта “Mars Homestead” состоит в том, чтобы определить основные технологии, необходимые для экономичной марсианской базы, построенной, прежде всего с использованием материалов, имеющихся на планете.

Проект колонизации Марса

Усилия будут сосредоточены на модельных проектах, соответствующих современным требованиям. В их задачу входит выбор существующего оборудования, которое могло бы использоваться на Марсе, или постройка опытных образцов нового оборудования. Эти шаги приведут Mars Foundation к обоснованию экспериментальной модели марсианского поселения на Земле, которая будет служить основой для исследований.

Создание автономной колонии на другой планете – одна из самых перспективных задач для человечества. Несмотря на то, что проект требует огромных усилий, цель расширить влияние человечества в Солнечной системе оправдывает эти затраты. У этой проблемы есть несколько аспектов.

Какой должна быть автономная колония? Главная задача – независимость от Земли. Как только колония построена, она предоставляет среду обитания поселенцам на длительное время, желательно – навсегда. Вторая задача – стабильная управляемая колония, которая может использовать местные ресурсы. В отличие от миссии с запланированной смертью поселенцев в автономной колонии есть будущее для них и для их детей, рожденных на Марсе.

Технологические проблемы

Доставка колонистов от Земли до Марса – очень сложная часть плана. Есть много угроз, свойственных космическим перелетам: солнечная и космическая радиация, метеориты, физические и психические заболевания, и т.д. Планы должны учитывать каждую из перечисленных проблем.

Есть много неопределенности о влиянии марсианской окружающей среды. Оборудование должно быть проверено полностью на Земле, но влияние марсианской атмосферы не может быть исследовано полностью на Земле. Самый безопасный путь – беспилотная постройка колонии автоматизированными и управляемыми механизмами.

Энергия – самый критический ресурс. Она необходима для освещения и подогрева оранжерей, для металлургии и эффективности механизмов. Критический путь – генерирование достаточного количества энергии для производства запасных частей для энергетических установок и оранжерей. Другими словами: если энергетические установки и оранжереи не могут поддерживаться производимой энергией бесконечно долго, постройка автономной колонии теряет свой смысл.

Организационные Проблемы

Стоимость подготовки этой миссии огромна. Финансовая оценка помогает получить лишь общее представление.

В пределах небольшой группы колонистов ежедневный совет всех участников может быть достаточным, чтобы решать вопросы управления, наподобие традиции встреч ратуши Новой Англии. В растущем сообществе определенного рода репрезентативная демократия может стать необходимой.

Поскольку число членов в марсианском населении растет, будет расти и число смертей. Возникнет необходимость захоронений.

Медицинские Проблемы

Карантин

Перед высадкой на Марс любой экипаж должен быть изолирован, чтобы гарантировать, что его члены не страдают от инфекционных болезней. В результате марсианская колония должна быть более или менее свободной от патогенных микробов, это сэкономит затраты на медицинские обслуживание. Однако для детей рожденных на Марсе еще более эффективная программа прививки будет необходима, чтобы стимулировать развитие иммунных систем новорожденных.

Межродственное скрещивание

Размер народонаселения не должен быть слишком маленьким из-за риска близкородственного скрещивания.

Повышенное воздействие радиации может увеличить уровень заболеваемости раком. Колонисты будут нуждаться в защите от радиации во время полета от Земли до Марса и на поверхности Марса из-за разреженной атмосферы и нехватки планетарной магнитосферы.

Медицинское обслуживание

По сравнению с Землей ограниченная индустриальная производительность автономной колонии не позволяет обеспечивать тот же самый уровень медицинского обслуживания. Невозможно произвести высокосложное хирургическое оборудование и большое разнообразие медикаментов.

Полуавтономная колония на Марсе живет в основном за счет собственного производства энергии, пищи и воздуха, используя ввезённую с Земли технологию. Все жизненные системы низкотехнологичны и могут быть поддержаны в рабочем состоянии с использованием локальных ресурсов.

Дополнительные ресурсы регулярно доставляются с Земли:

– Сложное медицинское оборудование
– Медикаменты для лечения
– Качественные продукты
– Высокотехнологичное оборудование (например, компьютеры)

Как часть стратегии это может быть разумный шаг в программе колонизации.

Ограничения транспортировки

Транспортировка грузов к Марсу с использованием имеющейся на сегодняшний день технологии ракетоносителей дорого. Если массовая транспортировка грузов станет реальностью, должны быть разработаны более дешевые коммерческие пусковые системы. Поскольку доставка больших грузов на поверхность является трудной задачей, это могло бы быть сделано с использованием новой технологии, разработанной специально для этой колонии. Ограничения на транспортировку грузов, однако, означают, что колония приближается по своим свойствам к автономной.

Что, если остановится поддержка с Земли?

Однако, если бы доставка грузов прекратилась, колония была бы в состоянии поддерживать себя длительное время за счет низкотехнологичного оборудования. Некоторые поселенцы могли бы тогда вернуться на Землю, если сохранится возможность космических перелетов.

Поддерживаемая Землей колония является самой простой среди всех типов колоний. Как часть стратегии колонизации это может использоваться для дальнейших локальных исследований и постройки более продвинутых колоний на Марсе. Это может быть или пилотируемый односторонний полет или колония с регулярно меняющейся командой.

Требования

Чтобы поддерживать существование поселенцев, необходимы следующие основные условия:

– Воздух для дыхания
– Пища, чтобы обеспечить энергию для человеческого метаболизма
– Подогрев искусственной среды обитания

Существуют и другие условия, необходимые для комфортного проживания:

– Оборудование для ежедневных физических упражнений при низкой марсианской гравитации
– Возможность общения и уединения
– Психологические консультации
– Сравнение с другими концепциями

По сравнению с автономной колонией у этой концепции есть следующие преимущества:

– Меньше новых технологий должно быть разработано
– Меньшая масса и объем начальной транспортировки
– Поддержка может быть приспособлена
– Возможна небольшая группа поселенцев

и следующие неудобства:

– Постоянные затраты
– У колонистов есть меньше возможностей самоуправления. Управление осуществляется с Земли
– Энергия и продовольственная помощь

Колония регулярно получает топливо и пищу с Земли. В оранжереях нет необходимости. Производство энергии необходимо главным образом для того, чтобы обогреть жилье. Это может быть возможно с использованием ядерной энергии.

Энергетическая поддержка

Колония регулярно получает топливо с Земли. Оранжереи или биотехнология необходимы для локального производства пищевых продуктов. Необходимое количество энергии выше вследствие того, что коэффициент эффективности использования энергии любого производства пищевых продуктов значительно ниже 1. При использовании устаревших методов (искусственное освещение оранжереи) коэффициент составляет приблизительно 0.001, что означает транспортировку огромного количества энергии от Земли до Марса, чтобы прокормить колонистов. Для получения дополнительной информации вы всегда можете связаться с .

Колонизация Марса

Колонизация Марса - создание поселений людей на планете Марс .

Важный шаг для будущего человечества. Марс является центром внимания как разнообразных предположений, так и серьёзных исследований в области возможных колоний.

Марс - планета, путешествие к которой с Земли требует наименьших энергетических затрат, если не считать Венеры . Путешествие по самой экономичной полуэллиптической орбите требует около 9 месяцев полёта; с повышением начальной скорости время полёта быстро сокращается, поскольку уменьшается и длина траектории.

Сходство с Землёй

Различия

Пригодность для освоения

Без защитного снаряжения человек не сможет выжить 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 на высоте 34 668 метров - рекордная по высоте точка, которой достиг воздушный шар с командой на борту (май г.) - примерно соответствует давлению на поверхности Марса. Крайне низкие температуры в Арктике и Антарктиде сравнимы даже с самыми низкими температурами на Марсе. Также на Земле есть пустыни , схожие по виду с марсианским ландшафтом.

Основные сложности

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

• высокий уровень космической радиации;
• сильные сезонные и суточные колебания температуры;
• метеоритная опасность;
• низкое атмосферное давление.

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

• стресс;
• адаптация к марсианской гравитации;
• ортостатическая неустойчивость после посадки на планету;
• нарушения деятельности сенсорных систем;
• нарушения сна;
• снижение работоспособности;
• изменения метаболизма;
• отрицательные эффекты от воздействия космической радиации.

Способы терраформирования Марса

Основные задачи

Способы

Следует отметить, что последние два из вышеприведённых способов требуют основательных расчётов, направленных на изучение подобного воздействия на планету, её орбиту, скорость вращения и многое другое.

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

Радиация

Mars One

Нидерландская компания Mars One собирается отправить человека на Марс в 2023 году. Это станет первым шагом на пути его колонизации. Согласно плану, первыми на Красную планету отправятся четыре человека, которые уже никогда не вернутся на Землю. Далее каждые два года на Марс будут прибывать по четыре новых члена зарождающейся колонии. По предварительным оценкам, отправка на Марс первых колонизаторов обойдется в $6 миллиардов. Чтобы окупить затраты, Mars One намерена привлечь телевидение, показав весь процесс, всю процедуру подготовки первого и последующих экипажей в прямом эфире. «Это будет феерическое зрелище, на фоне которого „Большой брат“ покажется лишь бледной тенью. Весь мир будет наблюдать и переживать эту поездку», цитирует The Huffington Post слова лауреата Нобелевской премии по физике Жерара Хоофта .

Несмотря на то что компания рассказала о своих планах только недавно, вынашиваются они с прошлого года. «Этот проект чуть ли не единственный способ осуществить мечту человечества в исследовании космического пространства . Это будет захватывающий эксперимент. Давайте начнем», призывает Хоофт. В рамках проекта Mars One в 2016 г. предполагает запустить на Марс спутник связи , а через два года отправить туда марсоход . Он подыщет подходящие места для колонии. К 2020 г. на Красную планету доставят все необходимое для жизнеобеспечения, а еще через три года подтянутся люди.

Столетний космический корабль

«Столетний космический корабль» (англ. Hundred-Year Starship ) - проект 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 безвозвратно. Это приведет к значительному сокращению стоимости полета, появится возможность взять больше груза и экипаж. Дальнейшие полёты будут доставлять новых колонистов и пополнять их запасы.

Связь с Землёй

Задержка сигналов от Марса к Земле, обусловленная конечностью скорости света, исчисляется минутами. Световой сигнал будет идти от Марса до Земли от 3 до 22 минут в зависимости от расположения Марса и Земли в момент подачи сигнала. 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:

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: 1) Гарантированное трёхлетнее самообеспечение колонии (дополнительные 10 месяцев на полёт и изготовление заказа). Его можно выполнить только накопив к первоначальному прилёту людей конструкции и материалы на территории будущей колонии. 2) Производство в колонии основных конструкционных и расходных материалов из местных ресурсов. Это означает необходимость создания цементного, кирпичного, ЖБИ-изделий, 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. Пылевые бури могут на месяцы сделать невозможной солнечную энергетику, что при отсутствии природных топлив и окислителей делает единственной надёжной ядерную энергетику на Марсе. Крупномасштабное производство водорода и впятеро большее содержание дейтерия в 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. 3) 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 месторожений золота, платиноидов или драгоценных камней.

Критика

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

См. также

Примечания

Ссылки

Фильмография

• «Место жительства - Марс» (англ. Living on Mars ) - научно-популярный фильм, снятый National Geographic в 2009 г.

Колонизация Солнечной системы
Космос как среда обитания
Ресурсы и энергетика

Марс
География	Атмосфера · Ионосфера · Гидросфера · Каналы · Хаосы · Климат · Жизнь Регионы: Ацидалийская равнина · Великая Северная равнина · Долина Маадим · Долины Маринер · Кидония · Нагорье Элизиум · Озеро Эридания · Равнина Утопия · Равнина Хриса · Равнина Эллада · Каньон Северный · Фарсида Горы: Горы галактики · Горы Эхо · Эолида Вулканы: Гора Олимп · Гора Арсия · Гора Павлина · Гора Аскрийская · Большой Сирт · Купол Альбор · Купол Библиды · Купол Гекаты Кратеры: Арам · Виктория · Галле · Гейла · Гусева · Ибрагимов · Хайнлайн · Холден · Эберсвальде Бывшие реки: Русло с дельтой в кратере Эберсвальде
Спутники	Фобос · Деймос
Исследование	Колонизация · Марсианские названия · Терраформирование Марса · Марсоход
В кинематографе	Красная планета · Миссия на Марс · Марсианская одиссея · Призраки Марса · Последний на Марсе · Вспомнить всё
Упоминание в культуре	Марс в культуре · Список фильмов о Марсе · Марсиане · Книги о Марсе
Солнечная система Исследование Марса АМС Список астероидов, пересекающих орбиту Марса

Wikimedia Foundation . 2010 .

На 67-м Международном конгрессе по астронавтике, в Гвадалахаре, Мексика, Элон Маск выступил с речью, которая была более ожидаемой, чем любой другой спич миллиардера и изобретателя. Маск рассказал о том, что человечество находится на пороге своего нового будущего - нас ждет бесплатная солнечная энергия, самостоятельные автомобили и космические путешествия. Первым серьезным шагом на пути колонизаторов вселенной станет Марс - планета, которая привлекает людей уже не первую сотню лет. Проект колонизации Марса по Маску предполагает строительство там самоподдерживающейся станции-города - это станет возможным уже через 50 — 100 лет. Несмотря на всю смелость подобных заявлений, проекты по колонизации Марса возникали задолго до Маска - мы собрали наиболее яркие из них.

Идея немного разогреть Красную планету путем направленных ядерных ударов в залежи нитратов - идея, которая появилась даже раньше ядерной бомбы. Термин «терраформирование» был придуман фантастом Джеком Уильямсоном - в одной из повестей он детально описал способы сделать безжизненную планету пригодной для колонизации. Именно тогда зародились основные принципы этой футуристической науки, на которую и сегодня делают ставки ученые, в том числе и Элон Маск. Его предложение бомбить Марс термоядерными зарядами - не что иное, как первичное терраформирование, которое вызовет парниковый эффект и разогреет планету до приемлемых температур.

1950-е: Проект Вернера фон Брауна

Первое детальное видение американского космического полета на Марс было детищем Вернера фон Брауна - бывшего нацистского ученого, который работал в НАСА после Второй мировой войны. Его книга 1952 года «Проект Марс» стала первым широко распространенным планом строительства колонии на Марсе. Фон Браун представлял себе, что флот из 10 массивных космических кораблей, собранных прямо в космосе и расположенных на орбите Марса, будет нести 70 человек, наряду с продовольствием и всем необходимым для выживания.

1960-е: Модульные станции на экваторе Марса

Десант из нескольких космических кораблей по достижении Марса становится модульными жилищами для экипажа. При этом на поверхности планеты создаются вспомогательные помещения с оранжереями и теплицами, снабжающими первопроходцев пищей. Для новоприбывших авторы проекта предусматривали развертывание надувных жилищ в виде шатров, рассчитанных на 70 человек постоянного контингента.

1980-е годы: The Mars Underground и чехол для Марса

В конце 1970-х годов, после удачных пилотируемых полетов на Луну, многие ученые загорелись идеей отправить на Марс первых колонизаторов. Mars Underground стал первой ласточкой в современных планах по заселению планеты. Именно в рамках этого проекта начались серьезные исследования возможностей не только техники, но и людей. Проект освоения космоса включал в себя интересную схему челночной заброски первопоселенцев - в качестве перевалочного космопорта предполагалось использовать Луну. Подобные планы ученые не оставляют по сей день.

1990-е годы: Роберт Зубрин и Mars Direct

Все наработки ученых НАСА в 1980-х пошли прахом, когда первая администрация Джорджа Буша-старшего урезала финансирование марсианской программы почти до нуля. Руководствуясь личным энтузиазмом, ученый Роберт Зубрин начал разработку новой программы, которая была в разы дешевле и отказывалась от идеи челночных перевозок. По плану Зубрина, корабли колонизаторов отправлялись прямиком на Марс и на месте начинали строительство жилых блоков. Ключевой особенностью проекта было создание мелких поселений по 10-20 человек, которые жили в собственных жилых модулях со всем необходимым - в домах был предусмотрен спортзал и личные комнаты для каждого поселенца.

2000-е: Mars One

Частный проект Mars One предполагает полет на Марс с последующим основанием колонии на его поверхности и трансляцией всего происходящего по телевидению. Самое масштабное в истории планеты реалити-шоу планируется запустить в 2022 году, но из-за недостаточного финансирования проект пока находится на стадии концепта. В 2013 году Mars One начали отбор будущих астронавтов, которые будут обучаться необходимым навыкам, проходить тесты на длительное нахождение в закрытом пространстве в симуляторах ракеты и колонии. В состав группы астронавтов обязательно будут входить разные гендеры и представители различных народов. Авиакосмическая компания Lockheed Martin выразила интерес в обеспечении колонистов космическим кораблем, однако дело пока не вышло за рамки фантазий.

События

Писатели-фантасты в своих произведениях часто упоминают шахты и прииски на других планетах. А одна из самых близких нам планет – это Марс. Конечно, геологоразведочные работы начнутся нескоро, но ученые уже составили примерную карту того, где на Марсе могут располагаться полезные ископаемые.

По словам ученых, изучающих потенциальные места концентрации металлов на красной планете, будущим геологам Марса, скорее всего, придется искать полезные ископаемые в самых необычных местах. Например, на Земле огромную роль в вымывании, концентрации и осаждении таких ценных минералов как железо, золото, серебро, медь и никель, играют поверхностные и грунтовые воды, и даже химикалии, оставленные живыми существами.

Но на Марсе нет ни океанов, ни поверхностных вод, ни живых микроорганизмов. Более того, температура на планете такая низкая, что грунтовые воды заморожены до состояния вечной мерзлоты, и сами могут считаться полезными ископаемыми.

Но где в таком случае можно найти полезные минералы и металлы? Майкл Вест из Национального австралийского университета города Канберра говорит, что самые подходящие места для геологоразведочных работ – это вулканы и метеоритные кратеры.

"На Марсе вы точно не найдете огромные залежи полезных ископаемых, которые будете перевозить на Землю. Но этого может быть достаточно для заселения планеты ", – сказал Вест.

Вулканические ландшафты Марса похожи на то, что на Земле называют крупными магматическими провинциями. Такие провинции – это территории, на поверхность которых вылилась лава. Встречаются они в Сибири, Индии и на западе Северной Америки. В таких местах добывают никель, медь, железо, платину, палладий и хром.

По словам ученого Адриана Брауна, исследующего планеты, вулканы Марса тоже могут оказаться богатыми полезными ископаемыми. "Мы не знаем, что можем обнаружить возле вулканов. Они покрыты пылью, и вовсе не являются подходящим местом для приземления разведочных аппаратов ", – говорит он. Это займет немало времени.

Другими потенциальными источниками полезных ископаемых могут быть метеоритные кратеры: так как камни в кратерах выставлены наружу, следовательно, копать надо меньше. К тому же, в этих местах концентрировалось большое количество тепла на протяжении тысяч лет после падения метеоритов. А это означает, что замороженная вода в почве превратилась в жидкость или даже пар, с помощью которого происходит осаждение минералов, и образуются залежи в виде рудоносных жил и гидротермальных источников. На Земле такие жилы богаты медью, цинком, свинцом, барием, серебром и золотом.

У Марса совершенно другие кора и атмосфера, отличные от земных, и минералы также будут отличаться от привычных нам полезных ископаемых.

Транспортировка: Вращающиеся в обратном направлении ковши-барабаны разгружают реголит в роботизированную руку фабрики

Переработка: Для извлечения воды из реголита его разогревают в печи, где происходит электролиз водорода и кислорода

Передача: После получения определенного объема вещества, другая роботизированная рука, оборудованная специальной защитной закрытой системой, загружает его на мобильный роботизированный танкер

Доставка: Танкер доставляет воду, кислород и метан к жилищу людей и выгружает их в резервуары длительного хранения

Использование и хранение: Астронавты будут использовать воду и кислород для дыхания, а также выращивания растений; топливо будет храниться в виде криогенных жидкостей для будущего использования

Вся вода, которая будет добываться из реголита, будет проходить тщательную очистку. Модуль очистки будет состоять из многофазной системы фильтрации, а также нескольких деионизирующих подложек.

Жидкость будет использоваться не только для питья. Она станет важнейшим компонентом для производства ракетного топлива. При расщеплении молекул H2O с помощью электролиза на молекулы водорода (H2) и кислорода (O2), а затем компрессии и превращении в жидкость, можно будет синтезировать топливо и окислитель, которые наиболее часто применяются в жидкостных ракетных двигателях.

Сложность заключается в том, что жидкий водород должен храниться при экстремально низких температурах. Для этого NASA хочет превращать водород в тот вид топлива, который будет проще всего хранить: метан (CH4). Это вещество можно получить при соединении водорода и углерода. Где добывать углерод на Марсе?

К счастью, на Красной планете его очень много. Марсианская атмосфера на 96 процентов состоит из молекул углекислого газа. Захват этого углерода – задача специальной морозильной установки. Если говорить простыми словами, она будет создавать из воздуха сухой лед.

Получив с помощью электролиза водород и добыв углеродный газ из атмосферы, с помощью химического процесса — реакции Сабатье — их можно будет соединить в метан. Для этого NASA разрабатывает специальный реактор. В нем будут создаваться необходимые давление и температура для поддержания реакции превращения водорода и углекислого газа в метан и воду в качестве побочного продукта.

Следующей интересной деталью перерабатывающей фабрики является омбилическая роботизированная рука для передачи жидкостей к цистерне мобильного танкера. Необычное в этой системе то, что она особым образом защищена от внешней среды и в частности пыли. Реголитная пыль очень мелкая и способна проникнуть практически везде. Поскольку сам реголит состоит из раскрошившейся вулканической породы, он очень абразивный (цепляется буквально ко всему), что может создать серьезные проблемы для работы оборудования. Лунные миссии NASA в прошлом показали насколько опасно это вещество. Оно нарушало показания электроники, приводило к заклиниванию механизмов, а также становилось причиной сбоев в термоконтроллерах. Защита электрических и жидкостных каналов передачи роботизированной руки, как и любой очень чувствительной электроники, является для ученых одной из самых приоритетных задач.