Възможно ли е да оцелеем на Марс? Експерт: Можете да живеете на Марс, сякаш сте зимували в Антарктида

Наближава ерата на колонизацията на Марс. НАСА е планирала първата експедиция до Червената планета през лятото на 2020 г. и е отделила за нея около два милиарда щатски долара. На този фон имаше нужда от производство на кислород, който е буквално жизненоважен за астронавтите, за да останат на космическата станция. Изчисленията показват, че транспортирането на газ от Земята, който е от съществено значение за човешкия живот, е твърде скъпо. Това беше началото на размислите на учените по темата: има ли кислород на Марс и ако няма достатъчно, как да го „измислим“.

Колко кислород има в атмосферата на Марс?

Изпреварвайки събитията, нека веднага да отбележим: на Марс има кислород, но в чист вид количеството му е само 0,13%. Веднъж вдишвайки марсиански въздух, човек ще умре мигновено. Повечето от кислорода на Червената планета съществува под формата на въглероден диоксид, който съставлява 95% от атмосферата на Марс. Останалата част е:

• 1,6% аргон;
• 3% азот;
• 0,27% - остатъчни водни пари и други газове.

Кислородът може да съществува и под формата на железен оксид, който придава червения цвят на планетата.

Учените обаче предполагат, че отдавна газовете около Марс са имали много повече кислород и че единствената причина Земята да не се е превърнала в Червената планета е, че растенията постоянно абсорбират въглерод от въглероден диоксид. Екосистемата е тази, която произвежда въздуха, който дишаме. Ако Марс беше по-близо до Слънцето (достатъчно топъл за течна вода) и достатъчно голям, за да побере по-дебела атмосфера, растения, подобни на тези на Земята, биха могли да растат там. Но при сегашните условия растенията ще се нуждаят от специални куполи, отопление, вода и изкуствена светлина.

Как можете да получите кислород на Марс?

Като се има предвид, че кислородът на Марс е нетипично явление, учените решават проблема с неговото възпроизвеждане. Предложени са три основни метода за производство на въздух на Червената планета:

• С помощта на бактерии, които могат да абсорбират въглероден диоксид от въздуха.
• Горивна клетка, предложена от MIT MOXIE.
• Използването на нискотемпературна плазма, която е способна да извлича кислородни йони с помощта на частици, съдържащи се в йонизиран газ.

Въздухът на Марс е необходим за безпроблемната работа на изследователската станция. Възпроизвеждането му ще позволи на астронавтите не само да дишат, но и да зареждат с гориво ракети, за да се върнат на Земята. Като се има предвид, че съставът на марсианския въздух и атмосфера е значително по-различен от този на Земята и транспортът ще бъде много скъп, изброените методи за получаване на O2 наистина ще се превърнат в основното събитие в изследването на нови планети.

Бактерии за създаване на кислород

Сега нека разгледаме подробно методите за извличане на въздух на Марс Една много интересна разработка за получаване на O2 на Червената планета се извършва от корпорацията за аерокосмическо развитие Techshot. Те предполагат, че кислородът може да бъде получен чрез бактерии, които са в състояние да абсорбират газа, необходим на хората от въглероден диоксид. Създадена е стая за симулиране на атмосферата, дневния цикъл и радиацията на повърхността на Марс, в която споменатата теория е успешно потвърдена.

Този метод за производство на кислород е от световно значение. Първо, транспортирането на такива бактерии изисква по-малко разходи и пространство. Второ, поради относителните орбити на Земята и Марс, доставките ще се доставят само веднъж на всеки 500 дни, което прави генерирането на въздух почти необходимо за колонизирането на Червената планета. На свой ред можем да предложим производството на кислород от лед или вода. Водните ресурси обаче са твърде ценни, за да бъдат използвани за освобождаване на газа, необходим за дишането.

Експериментът Мокси

Основната цел на експедицията е да проучи пригодността на Марс за живот. За целта към 4-та планета от Слънчевата система е изпратен атомният марсоход Curiosity, който трябва не само да остане на Червената планета за нейното изследване, но и да осигури на астронавтите достатъчно кислород за обратния път. Решението е намерено от Масачузетския технологичен институт MOXIE. Резултатът от тяхното разработване трябва да бъде горивна клетка, която чрез електролиза е способна да отделя CO2 въглероден оксид и кислород, които впоследствие се изпращат за съхранение. MOXIE се отличава от другите научни разработки с това, че е насочена към практически тестове. Техните планове включват създаване на автоматизирано производствено съоръжение на Марс, което ще генерира предварително кислород за пристигащите астронавти.

Плазмена технология за производство на кислород

Учени от Португалия предполагат, че Марс е най-благоприятното място за протичане на реакцията на разлагане чрез неравновесна плазма. Интервалите на термобаричните индикатори в атмосферното поле на Червената планета могат да причинят по-забележими колебания, водещи до асиметрично разтягане на молекулите, отколкото на Земята. Именно това прави Марс по-привлекателна планета за експерименти. В допълнение към кислорода, продуктът от плазменото разделяне на молекулите може да бъде въглероден окис, който ще се използва като ракетно гориво. Ръководителят на проекта Vasco Guerra вярва, че за производството на 8-16 kg въздух ще са необходими само 150-200 W за 4 часа на всеки двадесет и пет часов марсиански ден.

Науката

Съвременното кино и научнофантастичните книги за космоса често ни объркват, представяйки много факти като изопачени. Разбира се, не можете да повярвате на всичко, което виждате на екрана или четете в интернет, но някои погрешни схващания са толкова дълбоко вкоренени в съзнанието ни, че ни е трудно да повярваме, че в действителност всичко е малко по-различно.

Например, какво мислите, че ще се случи, ако човек се окаже в открития космос без скафандър? Кръвта му ще кипне и ще се изпари, той ще бъде смачкан на малки парченца или може би ще се превърне в парче лед?

Мнозина смятат, че Слънцето е огнена топка, Меркурий е най-горещата планета в Слънчевата система, а космически сонди са изпращани само до Марс. Как наистина вървят нещата??

Човек в космоса без скафандър

Мит №1: Човек без скафандър ще експлодира в открития космос

Това е може би един от най-старите и разпространени митове. Има мнение, че ако човек изведнъж се окаже в открития космос без специален защитен костюм, той Просто ще те разкъса.

В това има логика, защото в пространството няма налягане, така че ако човек лети твърде високо, ще се надуе като балон и ще се спука. В действителност обаче тялото ни изобщо не е еластично като балон. Не можем да бъдем разкъсани в космоса, тъй като тялото ни е твърде еластично. Може малко да се подуем, това е вярно, но нашите кости, кожа и други органи не са толкова крехки, че да се разкъсат за миг.

В действителност няколко души са били изложени на невероятно ниско налягане, докато са работили в космоса. През 1966 г. астронавт тества космически скафандър, когато на височина настъпва спад на налягането. повече от 36 километра. Губи съзнание, но изобщо не се взривява, а по-късно се възстановява напълно.

Мит №2: Човек без скафандър ще замръзне в открития космос

Това погрешно схващане се подхранва от много филми. В много от тях можете да видите сцена, в която един от героите се оказва извън космическия кораб без скафандър. Той е точно там започва да замръзва, и ако той остане в открития космос за определено време, той просто ще се превърне в кубче лед. В действителност всичко ще се случи точно обратното. В открития космос изобщо няма да получите преохлаждане, а прегряване.

Мит №3: Човешката кръв ще закипи в открития космос

Този мит е свързан с факта, че точката на кипене на всяка течност е пряко свързана с налягането на околната среда. Колкото по-високо е налягането, толкова по-висока е точката на кипене и обратно. Това се случва, защото По-лесно е течността да се превърне в газ, когато налягането е по-ниско. Следователно би било логично да се предположи, че в космоса, където няма налягане, течностите веднага ще кипят и се изпаряват, включително човешката кръв.

Армстронг линия– стойността, при която атмосферното налягане е толкова ниско, че течностите се изпаряват при температура равна на телесната ни температура. Това обаче не се случва с кръвта.

Например телесни течности, като слюнка или сълзи, всъщност се изпаряват. Човек, който е имал ниско налягане на надморска височина от 36 километра, каза, че устата му наистина е суха, защото цялата слюнка се е изпарила. Кръвта, за разлика от слюнката, е в затворена система и вените й позволяват да остане течна дори при много ниско налягане.

Мит #4: Слънцето е пламтяща топка

Слънцето е космически обект, на който се обръща много внимание при изучаването на астрономията. Това е огромна огнена топка, около която се въртят планетите. Той е включен идеално разстояние за живеенеот нашата планета, осигурявайки достатъчно топлина.

Много хора погрешно разбират Слънцето, вярвайки, че то наистина гори с ярък пламък, като огън. В действителност това е голяма топка от газ, която дава светлина и топлина благодарение на ядрен синтез, което се получава, когато два водородни атома се комбинират, за да образуват хелий.

Черни дупки в космоса

Мит №5: Черните дупки са с форма на фуния.

Много хора смятат черните дупки за гигантски фунии. Ето как тези обекти често се изобразяват във филмите. В действителност черните дупки са практически „невидими“, но за да ви дадат представа за тях, художниците често ги изобразяват като водовъртежи, които поглъщат всичко около тях.

В центъра на водовъртежа има нещо подобно на вход към другия свят. Истинската черна дупка прилича на топка. В него няма „дупка“ като такава, която да се проточи. Просто е обект с много висока гравитация, който привлича всичко, което е наблизо.

Кометна опашка

Мит №6: Кометата има горяща опашка.

Представете си комета за секунда. Най-вероятно вашето въображение ще рисува парче лед, летейки с висока скорост през открития космос и оставяйки след себе си ярка диря.

За разлика от метеорите, които избухват в атмосферата и умират, кометата може да се похвали, че изобщо има опашка. не поради триене. Освен това той изобщо не се унищожава при пътуване в космоса. Опашката й се формира благодарение на топлина и слънчев вятър, които разтапят леда, а частиците прах отлитат от тялото на кометата в посока, обратна на нейното движение.

Температура на Меркурий

Мит #7: Меркурий е най-близо до Слънцето, което означава, че е най-горещата планета

След като Плутон беше премахнат от списъка на планетите в Слънчевата система, най-малкиятОт тях започва да се разглежда Меркурий. Тази планета е най-близо до Слънцето, така че може да се приеме, че е най-горещата. Това обаче не е така. Освен това Меркурий всъщност е относително студен.

Максималната температура на Меркурий е 427 градуса по Целзий. Ако тази температура се наблюдава по цялата повърхност на планетата, дори тогава Меркурий ще бъде по-студен от Венера, чиято повърхностна температура е 460 градуса по Целзий.

Въпреки че Венера е на разстояние 49889664 километраот Слънцето има толкова висока температура поради атмосфера, състояща се от въглероден диоксид, който улавя топлината на повърхността. Меркурий няма такава атмосфера.

Освен липсата на атмосфера, има и друга причина Меркурий да е сравнително студена планета. Всичко опира до неговото движение и орбита. Меркурий извършва пълен оборот около Слънцето през 88 земни дни, и прави пълен оборот около оста си в 58 земни дни. Това означава, че нощта на Меркурий продължава 58 земни дни, така че температурата от страната, която е в сянката, пада до минус 173 градуса по Целзий.

Изстрелване на космически кораб

Мит №8: Човекът е изпращал само космически кораби до повърхността на Марс

Всеки, разбира се, е чувал за марсохода. "любопитство"и важната научна работа, която върши, докато е на повърхността на Марс днес. Много хора вероятно са забравили, че Червената планета бяха изпратени и други устройства.

Марсоход "Възможност"кацна на Марс през 2003 г. Очакваше се да проработи не повече от 90 дни, но това устройство все още е в изправност, въпреки че са минали 10 години!

Много хора вярват, че ние никога няма да можем да изстреляме космически корабиза работа на повърхността на други планети. Разбира се, човекът е изпращал различни сателити в орбитите на планетите, но достигането до повърхността и безопасното кацане не е лесна задача.

Опити обаче имаше. Между 1970 и 1984 гСССР успешно изстреля 8 космически кораба към Венера. Атмосферата на тази планета е изключително негостоприемна, така че всички кораби са работили там за много кратко време. Най-дълъг престой - само 2 часа, това е дори повече от очакваното от учените.

Човекът също стигна по-далечни планети, например към Юпитер. Тази планета се състои почти изцяло от газ, така че кацането на нея в обичайния смисъл е малко трудно. Въпреки това учените изпратиха устройство до нея.

През 1989 г. космически кораб "Галилео"отлетя до Юпитер, за да изследва тази гигантска планета и нейните луни. Това пътуване отне 14 години. В продължение на 6 години апаратът усърдно изпълнява мисията си, след което е свален на Юпитер.

Той успя да изпрати важна информация за състава на планетата, както и редица други данни, които позволиха на учените да преразгледат представите си за формирането на планетите. Обади се и друг кораб "Джуно"сега на път към гиганта. Планира се той да достигне планетата едва след 3 години.

Нулева гравитация в космоса

Мит № 9: Астронавтите в околоземна орбита са в безтегловност

Съществува истинска безтегловност или микрогравитация далеч в космоса, но все още никой не е успял да го изпита на собствената си кожа, тъй като никой от нас все още не го е правил Не летях твърде далеч от планетата.

Мнозина са сигурни, че астронавтите, работещи в космоса, се носят в безтегловност, защото са далеч от планетата и не изпитват земната гравитация. Обаче не е така. Земната гравитацияна такова сравнително кратко разстояние все още съществува.

Когато обект обикаля около голямо небесно тяло като Земята, което има много гравитация, обектът всъщност пада. Тъй като Земята се движи непрекъснато, космическите кораби не падат на нейната повърхност, но също се движат. Това постоянно падане създава илюзията за безтегловност.

Астронавтите по същия начин падат вътре в техните кораби, но тъй като корабът се движи със същата скорост, те сякаш се носят в безтегловност.

Подобно явление може да се види в падащ асансьор или рязко спускащ се самолет. Между другото, сцени с безтегловност във филма "Аполо 13"заснет в спускащ се кораб, използван за обучение на астронавти.

Самолетът се издига на височина 9 хиляди метра, а след това започва да пада рязко в рамките 23 секунди, като по този начин създава безтегловност в кабината. Точно това състояние изпитват астронавтите в космоса.

Каква е височината на земната атмосфера?

Веднъж ти казахме, защо извънземните не идват?. Защо не летим до други планети, дори в Слънчевата система?

Нийл де Грас Тайсън, астрофизик от Американския природонаучен музей, говори какво ни очаква, ако се окажем на тези планети без скафандър или друга защита. И ние допълнихме това с други интересни факти.

Да започнем по ред – с нашата главна звезда.

Средно тялото на възрастен човек се състои от 65% вода. Така просто ще се изпарите и това ще стане за част от секундата.

Интересното е, че повърхността на Слънцето се счита за неговата „най-хладна“ част - температурата там е 5,5 хиляди градуса по Целзий (за сравнение: в центъра на ядрото - почти 14 милиона, в короната средно около 1,5 милиона). Във всеки случай за спускане до Слънцето не може да става и дума.

Все пак може да се изненадате колко близо можете да стигнете до него, без да бъдете изгорени живи. Ако разстоянието от Земята до Слънцето се представи като футболно игрище, тогава можете да се доближите почти до чуждо наказателно поле, съобщава Popular Science. Друго нещо е, че дори по-рано човек ще умре от радиация.

живак

Тази най-близка до Слънцето планета няма атмосфера, така че изпитва както изключително високи, така и изключително ниски температури. През деня е невероятно горещо (до 430 градуса по Целзий), а през нощта, напротив, е ужасно студено (минус 180 градуса). Слизането до Меркурий ще бъде като бавно изпичане на шиш. Колко дълго можете да дишате е колко дълго ще живеете - тоест по-малко от 2 минути.

Въпреки това, ако имате подходящ скафандър и друго защитно оборудване, ще бъде напълно възможно да се спрете на Меркурий. За това обаче е подходяща само една зона - така нареченият "терминатор", границата между дневната и нощната страна, каза Джош Баркър, служител на Британския национален космически център, на сайта Space Answers.

Планетата се върти бавно около оста си (един местен ден = 88 земни дни), така че границата се движи също толкова бавно. Температурата в "терминатора" е най-постоянна и относително приемлива (само минус 100).

Венера

Средната температура на повърхността е 470 градуса: това е по-горещо, отколкото в пещ (и, между другото, по-горещо, отколкото на слънчевата страна на Меркурий). Налягането е 90 пъти по-високо от атмосферното налягане на земната повърхност. Така че колонизацията на Венера е изключена, категорично заявява ученият Стен Оденвалд в сайта The Astronomy Cafe. Планетата буквално ще ви изпържи и смачка за миг, като дори няма да ви позволи да стигнете от космическия кораб до готов и напълно оборудван лагер (ако приемем, че това изобщо е възможно).

Венера обаче има приблизително същата гравитация като Земята. Така че в това отношение там ще се чувствате „у дома си” – докато не се изпарите, шегува се Деграс Тайсън.

Марс

На повърхността е много студено, средно минус 63 градуса по Целзий, но въздухът е разреден, така че студът не се усеща толкова рязко, колкото би бил при същата температура на Земята. Носенето на топли дрехи ще ви даде достатъчно време да се огледате бързо - всичко зависи от това колко дълго можете да задържите дъха си.

Основният проблем е ниското атмосферно налягане - в сравнение със Земята Марс е почти вакуум. Следователно без скафандър човек ще се сблъска с разкъсване на кожата и органите, обезгазяване и болезнена, макар и бърза смърт, уточнява пред сайта Business Insider Крис Уебстър от лабораторията на НАСА, която отговаря за работата на марсохода Curiosity.

По много други начини „Червената планета“ е също толкова враждебна към хората: липса на кислород (само 0,1%, в сравнение с 20% на Земята), марсиански прах, от който няма къде да се скриете, интензивна UV радиация, както и като химикали и окислители на повърхността.

Въпреки това, от всички планети в Слънчевата система, само Марс е теоретично подходящ за колонизация.

Юпитер

Тази най-голяма планета в нашата система няма повърхност - няма къде да кацне, така че ще се потопите "безкрайно" в газовата атмосфера, докато не бъдете смачкани под нейните слоеве. И това ще стане за част от секундата.

Сатурн

Същият сценарий като на Юпитер. Това също е газов гигант (като Уран и Нептун). Няма да можете да „ходите“ по известните пръстени на Сатурн. Те не са едно твърдо тяло, а се състоят от безброй малки частици.

Ако някога е възможно да се изпрати някъде изследователска мисия с помощта на хора, това ще бъде до една от луните на Сатурн. Енцелад, например, се смята, че има потенциал да поддържа живот. Вярно, размерът му е само 3% от размера на Земята, съобщава Moonphases.info.

Уран и Нептун

По отношение на тези две най-отдалечени планети на Слънчевата система (Плутон, както знаете, беше лишен от своя планетарен статут), НАСА дава същия отговор: „Можете да оцелеете само в безопасен космически кораб, прелитащ покрай него“. Невъзможно е да се приземи върху тях.

И ето какво се случва в крайна сметка: на повечето планети човек, такъв какъвто е, няма да живее нито секунда. Можете да оцелеете на Меркурий и Марс за по-малко от две минути. Изводът е само един - няма по-добро място от Земята.

През март 2016 г. ракетата-носител "Протон-М" с апарати за международната изследователска мисия ExoMars успешно стартира от космодрума Байконур. Ракетата излетя през октомври 2016 г., но мекото кацане на спускаемия модул Schiaparelli на Марс беше неуспешно: модулът се разби. Светът следи с голям интерес покоряването на Марс. Човечеството бълнува за Марс и успехът на филма „Марсианецът” е едно от потвържденията за това. Хората се обучават да оцеляват на Марс от дълго време. Нека разберем колко добре сме подготвени за междупланетно пътуване.

Изстрелване на Протон-М

Вижте Марс и не полудете

Учените отдавна се опитват да разберат как ще се чувства човек на Марс. През 1967 г. в Съветския съюз се провежда таен експеримент. Тримата тествани субекти прекараха една година в затворена изследователска лаборатория, прототип на модула на космическия кораб Марс. Експерименталните условия бяха тежки: тесни условия, глад, постоянна жажда, извънредни ситуации. Освен това психолозите в експерименталната програма умишлено провокираха екипажа към конфликти. През 2010 г. беше пуснат документален филм за този експеримент „Да видиш Марс... и да не полудееш“.

Три милиона за 520 дни

През 2010-2011 г. се проведе грандиозният международен проект „Марс 500” - шестима „Марсонавти” прекараха 520 дни в модел на космически модул, който симулира тук на Земята полет до Марс и дори излизане на Червената планета. Вътре в модула имаше оранжерия, жилищно отделение, лаборатория, нещо като пилотска кабина, фитнес зала и симулатор на Марс, до който се влизаше през въздушен шлюз.

В продължение на година и половина тестерите ставаха в шест сутринта, занимаваха се с научни експерименти, обслужване на експерименталния комплекс и физическа подготовка. Графикът беше плътен. В свободното си време „марсианците“ четяха, слушаха музика, свиреха на китара и гледаха как зеленчуците растат в „космическата“ градинска леха.

Основната цел на проекта е да се изследват психофизиологичните реакции на човешкия организъм при продължителна изолация. Всички участници в проекта стигнаха до финала. Въпреки ежедневните задължителни упражнения, лекарите, наблюдаващи „космонавтите“, откриха забележимо намаляване на физическата активност. Съобщава се също за намаляване на скоростта на метаболизма.

Всеки член на екипажа на „marsolet“ получи хонорар от три милиона рубли.

Преди началото на експеримента изглеждаше, че тази такса е значителна сума. Но сега, след като работих на борда повече от 500 дни, разбирам, че сумата не е толкова голяма. Планът е част от парите да похарча за обучение и повишаване на квалификацията си като хирург. Освен това определено бих искал да отида на море: година и половина без слънце и вода не ми беше лесно, като южняк. Просто искам да лежа на плажа - няма значение къде, в Русия или в чужбина, и да гледам как вълните се надигат.

Оцелей в Хавай

През август 2015 г. НАСА започна своя експеримент за оцеляване на Марс в Хавай. Екип от шест души живее под купол на склона на спящ вулкан. Участниците в експеримента излизат навън само в скафандри. Колонизаторите на Марс няма да дишат чист въздух цяла година. Хранителните продукти „Марсонавти“ включват например сирене на прах и консервирана риба тон.

Американската космическа агенция вече е провеждала подобни експерименти два пъти: те са продължили четири и осем месеца. Настоящият експеримент е най-продължителният във времето и максимално се доближава до реалните условия на полет до Марс.

Подобни експерименти за оцеляване на Марс предизвикват много критики.

Това не е нищо повече от тест на обикновените хора за дълъг престой в затворена среда, където те са принудени да подобрят живота и отношенията си, разчитайки само на собствените си сили. Всичко тук е условно, сякаш подготовката за плаване на леден къс в Арктика е извършена през зимата в езеро край Москва. Хората, участващи в този експеримент, могат да откажат да го продължат във всеки един момент, да излязат и да прегърнат близките си. Така че подобни изследвания имат малко отношение към разбирането на възможността за междупланетен полет.

Възможно ли е да се създаде живот на Марс?

Марсианският ден (sol) е 24 часа 39 минути 35,244 секунди, което е много близко до земното. Температурата на повърхността на Марс е много по-ниска от тази на Земята. Максималното ниво е +30 (по обед на екватора), минималното е -123 (през зимата на полюсите). Атмосферното налягане е твърде ниско, за да могат хората да оцелеят без пневматичен костюм.

За да колонизират Марс, хората ще трябва да решат много проблеми. Така атмосферата на червената планета е 95% въглероден диоксид. Въздухът, който хората дишат на Земята, се състои от приблизително 21% кислород и 78% азот и тези пропорции са критични. Няколко процента по-малко кислород - и започваме да се задушаваме; няколко процента повече - и белите дробове могат да пострадат.

Дори и да успеем да „поправим“ атмосферата на Марс, планетата ще започне да се охлажда веднага щом съдържанието на въглероден диоксид намалее. Кислородът и азотът (или други инертни газове) не предизвикват парников ефект. Наред с други фактори, земята се поддържа топла от големи количества водна пара. Например, ако нагреем Марс достатъчно и ледът се разтопи, в атмосферата ще влезе много вода. Ще започне да вали дъжд и сняг.

Сериозна пречка пред изследването на Марс може да се окаже фактът, че там няма магнитно поле – толкова познато на Земята. А без него колонистите рискуват психични заболявания. В допълнение, магнитното поле предпазва от слънчева радиация.

Човечеството обаче не се отказва от идеята за тераформиране на Марс. Какви ли не опции се предлагат! Инженер Илон Мъск, ръководител на SpaceX и Tesla Motors, предложи радикален метод - хвърляне на ядрени бомби върху Червената планета, за да се повиши температурата. Според изобретателя колонистите на Марс ще трябва да живеят в прозрачни къщи, докато атмосферата на планетата стане подходяща за обитаване на хора.

Гледайте футуристично видео как Марс се превръща в Земя. Впечатляващо.

• В момента плановете на НАСА за Марс са мащабни и амбициозни. Организацията приземи своя марсоход Curiosity в кратера през 2012 г. и направи големи открития, включително възможни следи от вода на планетата. САЩ ще изпратят нов модул InSight на планетата през 2018 г.
• През 1973 г. СССР губи 4 апарата при неуспешен опит за меко приземяване на сонда на червената планета. През 1988 г. полетът на апаратите от серията Фобос завърши с неуспех, а през 2011 г. мисията Фобос-Грунт завърши в околоземна орбита.
• Ракетата "Протон-М" беше изстреляна в рамките на съвместната руско-европейска програма ExoMars. Изстрелването трябва да послужи като „стрелба“ преди изстрелването на марсохода, планирано за 2018 г. А през 2023 г. се планира първият пилотиран полет до Марс.
• НАСА възнамерява да повтори епизода от филма „Марсианецът“, когато героят отглежда картофи на червената планета. В Перу започва експеримент за отглеждане на няколко десетки сорта диви и домашни картофи в условия, максимално близки до тези на Марс в перуанската пустиня Атакама.

Много доброволци вече изразиха готовност да летят до Марс, въпреки дозата радиация, която ще бъде получена. Но ако не са достатъчно подготвени, експедицията ще приключи много по-рано, отколкото ще могат да се върнат. Представяме много песимистичен, но обективен поглед върху бъдещето на марсианската колония.

Твърде рано

Наближаваме Марс. НАСА планира да кацне първите астронавти на нейната повърхност през 2030 г. Частни космически компании като SpaceX също изразиха интерес към създаването на свои собствени колонии на планетата, докато проектът Mars One вече избра цивилни за еднопосочен полет през 2024 г.

Докато хората мечтаят да прекарат остатъка от живота си на Марс, те дори не предполагат, че дните им там могат да бъдат преброени доста бързо. Марсианската среда е трудна за оцеляване на земните форми на живот и създаването на местообитание на Марс ще изисква изключително количество инженерен опит и технологични иновации, за да се гарантира безопасността на жителите на колонията.

И въпреки че е възможно скоро да имаме совалки, които да превозват хора до Марс, оборудването за подпомагане на астронавтите на Марс все още не е готово и може да отнеме години, за да се изгради. Предупреждаваме всички, които искат да стигнат до планетата възможно най-бързо: ако организирате полет твърде рано, ще трябва да понесете много жертви.

Ще катастрофираш

Добре, все пак отидохте, прекарахте много месеци в космически полет и най-накрая достигнахте орбитата на Червената планета. Сега остава само да кацнем, а това ще бъде много трудно.

Всичко е заради атмосферата на Марс. Въздухът около планетата е около 100 пъти по-малко плътен, отколкото в земната атмосфера. Космически кораб, който се връща на нашата планета, разчита на парашут и атмосферно съпротивление, за да го забави. Колкото по-тежък е обектът, толкова повече съпротивление му трябва, за да избегне сблъсък с повърхност. Но при толкова тънка атмосфера като на Марс, меко кацане на тежък кораб едва ли е възможно, защото той ще набере твърде голяма скорост, докато се спуска.

Заместник-мениджър за планиране на разузнавателна мисия на НАСА Брет Дрейк казва, че спускането до планетата през атмосферата е основният проблем. При сегашните методи на засаждане може да се засади само един тон, което не е достатъчно за една колония. Според Дрейк НАСА ще трябва да достави 20-30 тона наведнъж, за да транспортира безопасно астронавтите и всичко необходимо за тяхното планетарно местообитание. В тази връзка космическата агенция работи върху уникални проекти, по-специално, надуваем „Свръхзвуков забавител с ниска плътност“ (LSDS). Изглеждайки като конусовидна летяща чиния, LSDS с формата на диск и добавената надуваема въздушна възглавница увеличават повърхността на спускаемия модул, позволявайки му да забавя скоростта си в разредената атмосфера. Модераторът досега е тестван на Земята, включително в Хавай през 2014-2015 г. Все още не е ясно дали разработката ще помогне за изстрелването на кораба до Марс.

Ще замръзнеш до смърт

Добре дошли на Марс! Все пак сте стигнали до него напълно и съзнателно. Сега е моментът да се запознаете с климатичните условия на вашия нов дом. Средната температура на Марс е -63℃, но всичко зависи от сезона, времето на деня и мястото, така че температурната разлика е от +35℃ на екватора до -153℃ на полюсите, което означава, че астронавтите ще трябва да оцеляват в непоносим студ.

НАСА има богат опит в защитата на астронавтите от температурни колебания, благодарение на много години експедиции до Международната космическа станция. Преминавайки от слънчевата страна, МКС може да издържи на нагряване над 200 градуса, а в сянката на Земята се охлажда до -200 ℃. Костюмите и станцията използват системи за управление на топлината и процеси като сублимация, за да отразяват топлината и да предпазват от студ. Тези системи обаче са проектирани да работят във вакуум. На Марс ще са необходими изцяло нови методи. Въпреки че атмосферата на планетата е тънка, тя все още съдържа газове, които причиняват конвекция на топлината по същия начин, по който вятърът охлажда човешкото тяло на Земята. В тази връзка астронавтите ще усетят много по-остро бързите температурни промени.

Дрейк твърди, че „ще е необходимо решение, което осигурява по-добра изолация от студена среда и друг начин за разсейване на топлината при високи температури“. Според него скафандърът във вакуум е подобен на термос, а скафандърът на Марс е по-скоро чаша за кафе на маса: кафето се охлажда много по-бързо в сравнение с кафето в термос.

Ще умреш от глад

Животът на повърхността на Марс ще бъде подобен на оцеляването в отдалечени изследователски аванпостове в Антарктика. Цялата храна и провизии за тези станции идват от други континенти, като мисиите за снабдяване се изпращат рядко. Марс е "малко" по-далеч от цивилизацията, отколкото Антарктида, и мисиите за снабдяване ще отнемат месеци или дори години. Ако колонията иска да оцелее на Червената планета, жителите ще трябва да развият система за самообновяване, що се отнася до храната. Това означава, че ще са необходими умения за междупланетно земеделие.

Проектът Mars One планира отглеждане на култури на закрито при изкуствена светлина. Според уебсайта им домът от 80 m2 ще има „зеленчукова градина“, напоявана с вода, за която се предполага, че се намира в почвата на Марс, и поддържана от въглероден диоксид, произведен от четиричленен екипаж. Изследване от Масачузетския технологичен институт обаче показа, че всички тези числа не се събират в уравнението.

„Когато се отглеждат култури, необходими за непрекъснато изхранване на четирима души, въглеродният диоксид, който произвеждат, няма да бъде достатъчен, за да поддържа реколтата“, обяснява космическият инженер и автор на проекта Сидни До . Културите ще умрат много бързо, в рамките на 12-18 дни. Разширяването на екипажа няма да спаси ситуацията, защото в противен случай няма да има достатъчно храна: „Реколтата, която може да се отглежда само с CO 2 от екипажа, ще бъде достатъчна за половината от този екипаж.“ По същество това е т. нар. Catch-22, тоест крайна форма на взаимно изключващи се разпоредби, от които няма изход.

Как можем да намерим решение? Реколтата е възможна, но това означава, че астронавтите ще трябва да гладуват. Или ще се намери начин за производство на повече въглероден диоксид, например чрез пречистване на CO 2 . Технологията, чрез която газът може да бъде абсорбиран от атмосферата на Марс, все още е в начален стадий. Но ако могат да го използват, тогава заселниците ще имат проблеми с доставката на кислород.

Ще се задушите (или ще експлодирате)

Растенията ще са необходими не само за изхранване на гладни астронавти, но преди всичко те ще подновят доставките на кислород в марсианската къща, което е много по-икономично от изпращането на тежки кислородни бутилки от Земята.

Изследванията показват, че растенията могат да растат в марсианска почва, но култури никога не са били отглеждани в гравитационна среда на Марс, така че са необходими допълнителни тестове, за да се види дали растителността изобщо може да оцелее. Но ако всичко работи, растенията ще произвеждат много кислород. И това не е непременно нещо добро.

Изследването на Sidney Do показа, че излишъкът от кислород в затворено пространство може да доведе до повишен риск от отравяне на екипажа и, дори по-лошо, спонтанни експлозии. Следователно O 2 трябва да бъде отстранен от околната среда. За да направят това, астронавтите ще се нуждаят от специализиран начин за отделяне на кислорода от газовия поток. Съществуват редица методи за извършване на това на Земята (криогенна дестилация и адсорбция с промяна на налягането), но нито една от тези технологии не е тествана в марсианска среда. Технологиите, които работят на Земята, изискват много усилия от страна на екипажа и са твърде тромави. „По отношение на практическото използване в космоса, първата стъпка е да се намали размерът им, да се намалят разходите им и да се подобри тяхната надеждност“, обяснява До.

Преди няколко години НАСА предложи създаването на „екопоеза“ на Марс – функционираща екосистема, способна да поддържа живот. Идеята е да се изпратят избрани земни организми, като цианобактерии, на Марс, които могат да се хранят със скалистата почва на планетата и да произвеждат кислород. НАСА каза в изявление, че в крайна сметка "биодомовете на Марс, оборудвани с екопоеза за производство на кислород чрез бактериални или водораслови системи, ще осигурят на астронавтите всичко, от което се нуждаят." Космическата агенция обаче не е конкретна за това колко въглероден диоксид ще изискват живите организми или дали ще могат да оцелеят във въздуха, произведен от екипажа.

Това, което остава, е устройството MOXIE (Mars Oxygen In situ resource utilization Experiment), което може да премахне зависимостта от растителния кислород. Разработена от учени от Масачузетския университет, машината работи с въглероден диоксид от атмосферата на Марс, който разгражда на кислород и въглероден оксид. По-малка версия на MOXIE ще отиде до Марс със следващата мисия до планетата, планирана за 2020 г. Ако MOXIE работи, той може да се превърне във възобновяем източник на кислород, без да е необходимо да се отглеждат растения.

Може да не стигнете до там

Всички тези възможни сценарии ще се превърнат в истински проблем само ако наистина стигнете до Марс. Но тъжната истина е, че може да не оцелеете при пътуването. Да приемем, че не е имало проблеми с кораба и не сте попаднали случайно на космически отломки по време на полета. Оставаме сами с един невидим космически убиец, който не е толкова лесно да се забележи: радиацията. Отвъд ниската земна орбита пространството е изпълнено с космически лъчи - високоенергийни частици. Космическата радиация лесно прониква през стените на кораба и е напълно възможно по време на дълъг път да има пагубен ефект върху човешкото здраве.

Проучване върху мишки показа, че продължителното излагане на космически лъчи може да доведе до необичайни промени в мозъка: мишките загубиха много важни синапси между невроните, станаха по-малко любопитни и по-разсеяни. Не е най-добрата перспектива за бъдещите обитатели на Марс.

Това, което е още по-депресиращо, е способността на радиацията да увеличава риска от рак. НАСА следи вероятността всеки астронавт да развие рак от радиация през цялата си кариера. Ако рискът се увеличи до 3%, астронавтът се изпраща на Земята. На космическата станция астронавтите са частично защитени от магнитното поле на Земята, но при дълго пътуване няма да има такава защита. В допълнение, някои от екипажа може да са по-податливи на лъчите от други.

„Тъй като жените живеят по-дълго като цяло, НАСА прогнозира, че те имат по-голям шанс да развият рак през живота си, отколкото мъжете, като се има предвид същото количество радиация“, обяснява Дорит Доновиел , заместник-директор на Националния институт за биомедицински изследвания, „Изчисленията показаха, че очевидно жените не трябва да летят до Марс, тъй като общото излагане на радиация по време на полета ще увеличи приемливия риск от 3%.“

Или Марс, или ти

Всичко това може да изглежда като голяма неприятност, но ние просто изброяваме колко препятствия трябва да преодолеем, преди да се отправим към Марс. НАСА призна неподготвеността си, като организира състезанието „Препятствия към Марс“ през 2015 г. Участниците представиха решения на проблеми, свързани с жилища, вода, храна, въздух за дишане, комуникации, социално взаимодействие и медицина.

Администратор на НАСА Чарлз Болдън изобщо не се съмнява, че агенцията е способна да достигне Марс, за разлика от частни компании като SpaceX и мисиите Mars One. Възможността за оцеляване на Марс е показана във филма от 2015 г. „Марсианецът“, базиран на романа Анди Вейра , публикувана година по-рано. За тези, които са го пропуснали, астронавтът Марк Уотни се опитва да оцелее сам на Марс, след като екипажът му го е оставил сам, погрешно мислейки, че е мъртъв. Watney започва да отглежда картофи, опитва се да събира вода и като цяло някак да оцелее.

Самата история потвърждава позицията на НАСА: дори и при най-внимателна подготовка, една мисия не може да бъде напълно планирана. Авторът на романа твърди, че първото нещо, което трябва да направим, е да сме подготвени за провал и въпреки че книгата му не разглежда най-добрия сценарий, той все пак е уверен, че един ден ще стигнем до Червената планета.