К вопросу о колонизации Марса
Начать нужно, пожалуй, сразу с того, что колонизация Марса на сегодняшний день является вопросом скорее «романтического», нежели практического толка. Сейчас у нас нет ни необходимости или даже серьезных оснований его колонизировать, ни лишних ресурсов, чтобы колонизировать его без необходимости. Но теоретические изыскания, тем не менее, с давних времен и до сих пор ведутся.
читать дальше
Доводы за:
1. Марс довольно близко. Ближе из планет только Венера, но условия на ней гораздо меньше располагают к колонизации и терроформации.
2. Марсианские сутки составляют 24 часа 39 минут 35,244 секунды, что очень близко к земным.
3. Площадь поверхности Марса составляет 28,4 % земной — чуть меньше площади суши на Земле (которая составляет 29,2 % от всей земной поверхности).
4. Наклон оси Марса к плоскости эклиптики составляет 25,19°, а земной — 23,44°. В результате этого на Марсе, как на Земле, есть смена времён года, хотя она и происходит почти в два раза дольше, поскольку марсианский год в 1,88 раза длиннее земного.
5. У Марса есть атмосфера. Очень разреженная, но есть
6. Есть вода. В виде льда, но есть
7. Параметры марсианского грунта близки к земным, и теоретически он может оказаться вполне пригодным для выращивания растений
8. Вблизи экватора бывает довольно тепло (в летние месяцы до +30)
9. Марс представляет большой интерес для разных наук, потому в создании на нем научных баз и лабораторий некоторые видят определенные резоны
Доводы против:
1. 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.
2. Перепады температуры очень высоки. Минимальная температура (зимой на полюсах): -123 по Цельсию. И несмотря на то, что на экваторе бывает и плюсовая температура, температура поверхностного слоя атмосферы всегда ниже нуля
3. Давление атмосферы в 110 раз ниже, чем на Земле, что делает невозможным нахождение там человека без пневмокостюма и специализированных жилых помещений, обеспечивающих земное давление. Но что еще более важно, столь низкое давление делает невозможным существование воды в жидком виде: при нагревании лед просто испаряется, минуя жидкую фазу.
4. Орбита Марса имеет больший эксцентриситет (степень отклонения от окружности), что увеличивает годовые колебания температуры и количества солнечной энергии.
5. Находится дальше от Солнца, что уменьшает количество достигаемой солнечной энергии
6. 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.
7. Но одной из самых главных проблем и препятствий является отсутствие на Марсе достаточно сильного магнитного поля (в 800 раз слабее земного), которое бы обеспечивало достаточную защиту от ионизирующего излучения. Несмотря на не слишком сильную проникающую способность, защититься от него не так просто, и оно крайне опасно для здоровья. Радиационный фон на Марсе в 2,2 раза превышает радиационный фон на Международной космической станции.
8. Вопрос целесообразности и рентабельности такого проекта тоже вызывает вполне обоснованные сомнения. У нас, например, есть целый материк, гораздо более пригодный для освоения и требующий для этого куда меньше затрат – Антарктида.
9. Есть мнение, тоже не лишенное логики, что пробовать организовывать первые инопланетные поселения лучше начинать на Луне – ближе, дешевле, безопасней. И только потом уже, имея в этом вопросе некоторый опыт, двигаться дальше.
10. Вторая космическая скорость на Марсе 5 км/с, что, хотя и куда ниже земной, все равно довольно много. Потому поднятие грузов с Марса – дело очень затратное (в отличие, например, от Луны) а в особенности с учетом дальности перелета вообще ставится под сомнение рентабельность таких перевозок. То есть вероятнее всего колония на Марсе не будет приносить никакой пользы Земле. Ну, помимо научно-исследовательской, но эти научные исследования будут обходиться слишком дорого.
Основные сложности:
1. Время полета к Марсу (при нынешних технологиях) составляет 259 суток по полуэллипсу и 70 — по параболе, что при всей крутости, (пролететь за 70 суток больше 50 миллионов километров – это вам не в тапки гадить) все равно очень много в плане опасности для здоровья космонавтов. Обшивка корабля может защитить только от определенной части солнечной радиации. Существуют лучи высокой энергии, для которых даже метровый слой алюминия не будет служить препятствием. А покрывать космический корабль свинцом или бетоном не представляется возможным по понятным причинам (он должен быть максимально легок, от этого напрямую зависит скорость и количество полезного груза, который он сможет увезти). Единственными логичными направлениями деятельности для решения этой проблемы являются: сокращение времени полета и разработка магнитных щитов. А в настоящее время есть большая вероятность того, что колонизаторы получат опасную (если не смертельную) дозу радиации еще в процессе полета.
2. Высокий уровень радиации на поверхности, низкое атмосферное давление, большие перепады температур создают огромный ряд требований к жилым помещениям и еще больший спектр технических сложностей для их реализации. Жилые комплексы придется экранировать грунтом (иными словами придется залечь и окопаться). Причем при солнечных вспышках и бурях (когда уровень радиации многократно возрастает, а доля лучей высокой энергии (с большей проникающей способностью) увеличивается) это все равно не поможет. Нужны будут дополнительные убежища, в которых колонисты могли бы укрываться в таких случаях. Плюсом нужны будут датчики ближе к Солнцу (в идеале где-нибудь на орбите Вверены или Меркурия), которые бы своевременно предупреждали об опасности таких вспышек, а так же били бы тревогу, когда вспышка регистрируется. Ну типа: «Тревога! Тревога! Если вы это слышите, вы уже подвергаетесь высокому ионизирующему излучению! Все в подземные бетонно-свинцовые бункеры! Кто последний - тот труп!» Ну, то есть вы можете представить себе радужные условия жизни на Марсе.
3. Пыль с высоким содержанием перхлоратов и гипса. Для людей это не так уж и страшно, поскольку на поверхности люди все равно будут в скафандрах. И в жилых помещениях вряд ли будут вообще хоть как-то использовать атмосферный воздух, но вот на технику такая пыль в атмосфере все равно будет плохо влиять
4. Психологические сложности и проблемы тоже нельзя списывать со счетов. Как себя будет чувствовать и вести небольшая группа людей, полностью отрезанная от остальных, неизвестно. Единственный серьезный эксперимент – это «Марс 500», он доказал, что 4 человека могут 500 дней находиться в замкнутом пространстве, при этом не сойти с ума, сохранять адекватность и работоспособность. Но эксперимент проводился на Земле, да и люди все равно понимали, что если вдруг что случится, имеется возможность и покинуть помещение и позвать на помощь. В общем это нельзя считать гарантией того, что на Марсе все пройдет так же гладко. Оно лишь вселяет надежду на это.
5. Астрономическое окно между Землей и Марсом случается не так часто, то есть даже при всем желании отправлять туда что-то можно не чаще, чем раз в 2-3 года. Вследствие этого возникает насущная необходимость гарантированного автономного существования и самообеспечения колонии на эти 2-3 летние периоды. Что влечет за собой необходимость добычи:
а) Кислорода. Например, путем обеспечения регенерации с помощью зеленых водорослей. Уж углекислого газа на Марсе достаточно (95% всей атмосферы), солнечного света тоже должно хватить.
б) Воды. Водяной лед на Марсе присутствует, так что особых сложностей возникнуть не должно
в) Энергии. Тут уже куда сложнее. Частые и сильные пылевые бури на Марсе делают крайне ненадежным использование солнечных батарей. Ветрогенераторы неэффективны в разреженной атмосфере. Отсутствие кислорода для окисления делает невозможным использование топлива, даже если бы оно там было. Так что единственным надежным и эффективным источником является ядерная энергетика. Самым рентабельным считается строительство тяжеловодных ядерных реакторов из-за высокого содержания дейтерия в марсианских льдах.
г) Ресурсов. Понадобится много металла и металлических изделий. Так что придется развернуть там целую металлургическую промышленность. Так как при условии доставки запасов пищи, регулярно доставлять еще и металлические изделия не получится (корабль имеет некоторый предел грузоподъемности все-таки), тем более что понадобится много чугуна, свинца и прочих тяжелых вещей.
д) Пищи! Вот где настоящая засада. Теоретически можно создать теплицы и выращивать что-то прямо на Марсе, но очень вряд ли это сможет покрыть потребности колонии в пище. Придется полагаться на запасы, периодически пополняемые с Земли. Это плохо, потому что ставит колонию в очень зависимое положение. Если вдруг что-то пойдет не так, например очередной корабль не долетит, непременно возникнут серьезные проблемы, могущие даже повлечь за собой коллективную голодную смерть.
е) Колонистов)) Новых колонистов можно отправлять с каждым кораблем, но не будет никакого смысла в колонизации, если воспроизводство потомства нельзя организовать прямо там. А там, при нынешних исходных, условия для этого крайне неблагоприятные. Главным образом проблемой является, конечно, радиация, она может вызвать очень серьезные и многочисленные патологии в развитии плода. Ну и нет никаких данных о том, как повлияет на течение беременности сниженная гравитация. Я что-то слышала об эксперименте на орбите на беременных крысах, но достоверных данных по этому вопросу не нашла. Так что вопрос о человеческой беременности тем более остается открытым
6. По части связи с Землей тоже есть сложности. Расстояние до Марса во время его максимального приближения – 3 световые минуты, во время максимального удаления – 22 световые минуты. То есть именно столько будет идти сигнал в одну сторону. От запроса до получения ответа необходимо будет ждать от 6-ти, что 44 минут. Но это еще не самое неприятное. Когда планеты оказываются по разные стороны от Солнца (солнце закрывает одну от другой) связь вообще невозможна. Чтобы поддерживать связь постоянно (необходимость в этом вполне может возникнуть), понадобятся ретрансляторы сигнала где-нибудь, время ожидания при таком способе связи увеличится еще сильнее. И с этим ничего нельзя поделать, вообще ничего: скорость света в вакууме – максимальная из возможных в природе. Предвосхищая вопросы: да, я знаю о «квантовой паре»/«квантовой телепортации», но так же знаю и то, что передача информации (квантового состояния) происходит не быстрее скорости света. А так как при этом все равно требуется еще и обычный канал связи, использование этого принципа бессмысленно. Тем более что рекордное расстояние, на которое было передано квантовое состояние на сегодняшний день составляет всего 143 км.
7. Ну и самая главная проблема – БАБЛО! Это требует настолько больших затрат денег, ресурсов и человеко-часов, что оценить хотя бы примерно «масштабы сумасшествия» не решается никто. По оценкам проекта Mars One, к примеру, только для того, чтобы начать подготовку им нужно 4 миллиарда баксов. Весь проект (отправка 4-х человек) они очень оптимистично оценивают в 6 миллиардов этих милых зелененьких бумажек. Ни у кого не завалялось лишнего миллиарда долларов? А то могли бы внести свой скромный вклад в колонизацию))
Подводя итог, можно заключить, что колонизация Марса – дело очень отдаленного будущего. НАСА и Роскосмос утверждают, что вести речь хотя бы просто о пилотируемых экспедициях имеется смысл никак не раньше 30-х годов. А уж о колонизации никто всерьез вообще не говорит, кроме упомянутого Mars One. И то происходящее там все больше начинает напоминать театр абсурда.
Чтобы закончить на какой-нибудь более позитивной ноте, давайте полюбуемся на впадину «Эллада». Она 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. Вследствие чего она является наиболее перспективным местом для основания колонии.
Снимок сделан марсоходом «Оппортьюнити» в 2005 году
Про терроформирование Марса я напишу как-нибудь в следующий раз, а то и так простыня получилась
URL записиНачать нужно, пожалуй, сразу с того, что колонизация Марса на сегодняшний день является вопросом скорее «романтического», нежели практического толка. Сейчас у нас нет ни необходимости или даже серьезных оснований его колонизировать, ни лишних ресурсов, чтобы колонизировать его без необходимости. Но теоретические изыскания, тем не менее, с давних времен и до сих пор ведутся.
читать дальше
Доводы за:
1. Марс довольно близко. Ближе из планет только Венера, но условия на ней гораздо меньше располагают к колонизации и терроформации.
2. Марсианские сутки составляют 24 часа 39 минут 35,244 секунды, что очень близко к земным.
3. Площадь поверхности Марса составляет 28,4 % земной — чуть меньше площади суши на Земле (которая составляет 29,2 % от всей земной поверхности).
4. Наклон оси Марса к плоскости эклиптики составляет 25,19°, а земной — 23,44°. В результате этого на Марсе, как на Земле, есть смена времён года, хотя она и происходит почти в два раза дольше, поскольку марсианский год в 1,88 раза длиннее земного.
5. У Марса есть атмосфера. Очень разреженная, но есть
6. Есть вода. В виде льда, но есть
7. Параметры марсианского грунта близки к земным, и теоретически он может оказаться вполне пригодным для выращивания растений
8. Вблизи экватора бывает довольно тепло (в летние месяцы до +30)
9. Марс представляет большой интерес для разных наук, потому в создании на нем научных баз и лабораторий некоторые видят определенные резоны
Доводы против:
1. 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.
2. Перепады температуры очень высоки. Минимальная температура (зимой на полюсах): -123 по Цельсию. И несмотря на то, что на экваторе бывает и плюсовая температура, температура поверхностного слоя атмосферы всегда ниже нуля
3. Давление атмосферы в 110 раз ниже, чем на Земле, что делает невозможным нахождение там человека без пневмокостюма и специализированных жилых помещений, обеспечивающих земное давление. Но что еще более важно, столь низкое давление делает невозможным существование воды в жидком виде: при нагревании лед просто испаряется, минуя жидкую фазу.
4. Орбита Марса имеет больший эксцентриситет (степень отклонения от окружности), что увеличивает годовые колебания температуры и количества солнечной энергии.
5. Находится дальше от Солнца, что уменьшает количество достигаемой солнечной энергии
6. 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.
7. Но одной из самых главных проблем и препятствий является отсутствие на Марсе достаточно сильного магнитного поля (в 800 раз слабее земного), которое бы обеспечивало достаточную защиту от ионизирующего излучения. Несмотря на не слишком сильную проникающую способность, защититься от него не так просто, и оно крайне опасно для здоровья. Радиационный фон на Марсе в 2,2 раза превышает радиационный фон на Международной космической станции.
8. Вопрос целесообразности и рентабельности такого проекта тоже вызывает вполне обоснованные сомнения. У нас, например, есть целый материк, гораздо более пригодный для освоения и требующий для этого куда меньше затрат – Антарктида.
9. Есть мнение, тоже не лишенное логики, что пробовать организовывать первые инопланетные поселения лучше начинать на Луне – ближе, дешевле, безопасней. И только потом уже, имея в этом вопросе некоторый опыт, двигаться дальше.
10. Вторая космическая скорость на Марсе 5 км/с, что, хотя и куда ниже земной, все равно довольно много. Потому поднятие грузов с Марса – дело очень затратное (в отличие, например, от Луны) а в особенности с учетом дальности перелета вообще ставится под сомнение рентабельность таких перевозок. То есть вероятнее всего колония на Марсе не будет приносить никакой пользы Земле. Ну, помимо научно-исследовательской, но эти научные исследования будут обходиться слишком дорого.
Основные сложности:
1. Время полета к Марсу (при нынешних технологиях) составляет 259 суток по полуэллипсу и 70 — по параболе, что при всей крутости, (пролететь за 70 суток больше 50 миллионов километров – это вам не в тапки гадить) все равно очень много в плане опасности для здоровья космонавтов. Обшивка корабля может защитить только от определенной части солнечной радиации. Существуют лучи высокой энергии, для которых даже метровый слой алюминия не будет служить препятствием. А покрывать космический корабль свинцом или бетоном не представляется возможным по понятным причинам (он должен быть максимально легок, от этого напрямую зависит скорость и количество полезного груза, который он сможет увезти). Единственными логичными направлениями деятельности для решения этой проблемы являются: сокращение времени полета и разработка магнитных щитов. А в настоящее время есть большая вероятность того, что колонизаторы получат опасную (если не смертельную) дозу радиации еще в процессе полета.
2. Высокий уровень радиации на поверхности, низкое атмосферное давление, большие перепады температур создают огромный ряд требований к жилым помещениям и еще больший спектр технических сложностей для их реализации. Жилые комплексы придется экранировать грунтом (иными словами придется залечь и окопаться). Причем при солнечных вспышках и бурях (когда уровень радиации многократно возрастает, а доля лучей высокой энергии (с большей проникающей способностью) увеличивается) это все равно не поможет. Нужны будут дополнительные убежища, в которых колонисты могли бы укрываться в таких случаях. Плюсом нужны будут датчики ближе к Солнцу (в идеале где-нибудь на орбите Вверены или Меркурия), которые бы своевременно предупреждали об опасности таких вспышек, а так же били бы тревогу, когда вспышка регистрируется. Ну типа: «Тревога! Тревога! Если вы это слышите, вы уже подвергаетесь высокому ионизирующему излучению! Все в подземные бетонно-свинцовые бункеры! Кто последний - тот труп!» Ну, то есть вы можете представить себе радужные условия жизни на Марсе.
3. Пыль с высоким содержанием перхлоратов и гипса. Для людей это не так уж и страшно, поскольку на поверхности люди все равно будут в скафандрах. И в жилых помещениях вряд ли будут вообще хоть как-то использовать атмосферный воздух, но вот на технику такая пыль в атмосфере все равно будет плохо влиять
4. Психологические сложности и проблемы тоже нельзя списывать со счетов. Как себя будет чувствовать и вести небольшая группа людей, полностью отрезанная от остальных, неизвестно. Единственный серьезный эксперимент – это «Марс 500», он доказал, что 4 человека могут 500 дней находиться в замкнутом пространстве, при этом не сойти с ума, сохранять адекватность и работоспособность. Но эксперимент проводился на Земле, да и люди все равно понимали, что если вдруг что случится, имеется возможность и покинуть помещение и позвать на помощь. В общем это нельзя считать гарантией того, что на Марсе все пройдет так же гладко. Оно лишь вселяет надежду на это.
5. Астрономическое окно между Землей и Марсом случается не так часто, то есть даже при всем желании отправлять туда что-то можно не чаще, чем раз в 2-3 года. Вследствие этого возникает насущная необходимость гарантированного автономного существования и самообеспечения колонии на эти 2-3 летние периоды. Что влечет за собой необходимость добычи:
а) Кислорода. Например, путем обеспечения регенерации с помощью зеленых водорослей. Уж углекислого газа на Марсе достаточно (95% всей атмосферы), солнечного света тоже должно хватить.
б) Воды. Водяной лед на Марсе присутствует, так что особых сложностей возникнуть не должно
в) Энергии. Тут уже куда сложнее. Частые и сильные пылевые бури на Марсе делают крайне ненадежным использование солнечных батарей. Ветрогенераторы неэффективны в разреженной атмосфере. Отсутствие кислорода для окисления делает невозможным использование топлива, даже если бы оно там было. Так что единственным надежным и эффективным источником является ядерная энергетика. Самым рентабельным считается строительство тяжеловодных ядерных реакторов из-за высокого содержания дейтерия в марсианских льдах.
г) Ресурсов. Понадобится много металла и металлических изделий. Так что придется развернуть там целую металлургическую промышленность. Так как при условии доставки запасов пищи, регулярно доставлять еще и металлические изделия не получится (корабль имеет некоторый предел грузоподъемности все-таки), тем более что понадобится много чугуна, свинца и прочих тяжелых вещей.
д) Пищи! Вот где настоящая засада. Теоретически можно создать теплицы и выращивать что-то прямо на Марсе, но очень вряд ли это сможет покрыть потребности колонии в пище. Придется полагаться на запасы, периодически пополняемые с Земли. Это плохо, потому что ставит колонию в очень зависимое положение. Если вдруг что-то пойдет не так, например очередной корабль не долетит, непременно возникнут серьезные проблемы, могущие даже повлечь за собой коллективную голодную смерть.
е) Колонистов)) Новых колонистов можно отправлять с каждым кораблем, но не будет никакого смысла в колонизации, если воспроизводство потомства нельзя организовать прямо там. А там, при нынешних исходных, условия для этого крайне неблагоприятные. Главным образом проблемой является, конечно, радиация, она может вызвать очень серьезные и многочисленные патологии в развитии плода. Ну и нет никаких данных о том, как повлияет на течение беременности сниженная гравитация. Я что-то слышала об эксперименте на орбите на беременных крысах, но достоверных данных по этому вопросу не нашла. Так что вопрос о человеческой беременности тем более остается открытым
6. По части связи с Землей тоже есть сложности. Расстояние до Марса во время его максимального приближения – 3 световые минуты, во время максимального удаления – 22 световые минуты. То есть именно столько будет идти сигнал в одну сторону. От запроса до получения ответа необходимо будет ждать от 6-ти, что 44 минут. Но это еще не самое неприятное. Когда планеты оказываются по разные стороны от Солнца (солнце закрывает одну от другой) связь вообще невозможна. Чтобы поддерживать связь постоянно (необходимость в этом вполне может возникнуть), понадобятся ретрансляторы сигнала где-нибудь, время ожидания при таком способе связи увеличится еще сильнее. И с этим ничего нельзя поделать, вообще ничего: скорость света в вакууме – максимальная из возможных в природе. Предвосхищая вопросы: да, я знаю о «квантовой паре»/«квантовой телепортации», но так же знаю и то, что передача информации (квантового состояния) происходит не быстрее скорости света. А так как при этом все равно требуется еще и обычный канал связи, использование этого принципа бессмысленно. Тем более что рекордное расстояние, на которое было передано квантовое состояние на сегодняшний день составляет всего 143 км.
7. Ну и самая главная проблема – БАБЛО! Это требует настолько больших затрат денег, ресурсов и человеко-часов, что оценить хотя бы примерно «масштабы сумасшествия» не решается никто. По оценкам проекта Mars One, к примеру, только для того, чтобы начать подготовку им нужно 4 миллиарда баксов. Весь проект (отправка 4-х человек) они очень оптимистично оценивают в 6 миллиардов этих милых зелененьких бумажек. Ни у кого не завалялось лишнего миллиарда долларов? А то могли бы внести свой скромный вклад в колонизацию))
Подводя итог, можно заключить, что колонизация Марса – дело очень отдаленного будущего. НАСА и Роскосмос утверждают, что вести речь хотя бы просто о пилотируемых экспедициях имеется смысл никак не раньше 30-х годов. А уж о колонизации никто всерьез вообще не говорит, кроме упомянутого Mars One. И то происходящее там все больше начинает напоминать театр абсурда.
Чтобы закончить на какой-нибудь более позитивной ноте, давайте полюбуемся на впадину «Эллада». Она 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. Вследствие чего она является наиболее перспективным местом для основания колонии.
Снимок сделан марсоходом «Оппортьюнити» в 2005 году
Про терроформирование Марса я напишу как-нибудь в следующий раз, а то и так простыня получилась
Cвое | Не Бест? Пришли лучше!