Как выживать на Марсе
Назад в пещеры?
Юстине Юрцика, журналист DELFI
Дита Виновска, журналист DELFI
Как выживать на Марсе
Назад в пещеры?
Юстине Юрцика, журналист DELFI
Дита Виновска, журналист DELFI
Когда мы задаемся вопросами о возможности жизни на Марсе, то обычно речь идет о прошлом. Жизнь на красной планете в будущем – это скорее удел научной фантастики. Мы же постараемся понять, насколько сочинения и фантазии о жизни на Марсе соответствуют истине, и как может быть устроен быт землян, если они станут марсианами.
О проекте
Это статья в рамках проекта о соседе Земли по Солнечной системе Марсе - об исследованиях, планируемых в будущем миссиях астронавтов, первых поселениях людей и мечтах о терраформировании. В виртуальное путешествие на красную планету мы отвезем тебя в космобусике Delfi. Запрыгивай!
Если кто-то думает, что самое трудное в освоении соседней планеты – добраться до нее, напомним, что условия на Марсе куда суровее земных. Жизнь без тщательных предварительных работ там невозможна. Планету нужно серьезно преобразовывать, сейчас там нет даже нет подходящей атмосферы. Если это не удастся сделать, людям придется жить под куполами или возвратиться в пещеры. Уход в пещеры – кстати, самый реалистичный сценарий.

Почему мы не могли бы просто (если рассматривать само попадание на Марс как простую задачу) перебраться жить на сравнительно недалекую от нас планету? Потому что, если Марс полноценно не подготовить, то высадка на его поверхность без скафандра для любого человека завершится летальным исходом. И дело не только в том, что сильная радиация неизбежно приведет к онкологическому заболеванию. Условия на красной планете таковы, что человек умрет еще до того, как заболеет раком. На Марсе недостаточно кислорода, чтобы можно было дышать, к тому же невысокое атмосферное давление означает, что жидкости человеческого организма, подверженные воздействию внешней среды – например, слюна на языке – начнут незамедлительно кипеть и испаряться.
Возвращение в каменный век
На Марсе доза радиации примерно такая, какой подвергаются работники атомных электростанций, если им приходится заниматься ремонтными работами, поясняет исследователь Института астрономии Латвийского университета и член правления Латвийского астрономического общества Илгонис Вилкс. Правда, ремонт АЭС длится лишь какой-то период, а на Марсе человек будет подвержен излучению днями, месяцами и даже годами. Но хорошая новость в том, что на самом деле на Марсе уже есть все необходимое, чтобы человек был защищен от радиации. Да и другие проблемы можно разрешить, если человек захочет приспосабливаться и использовать возможности красной планеты.

Подземные туннели и пещеры, образовавшиеся в результате активности вулканов и иных процессов – вот одна из таких возможностей. Эта подземная среда защищена от космического излучения и потока микрометеоритов и потенциально может обеспечить безопасные биотопы для будущих человеческих миссий. Как считают ученые, пещеры достаточно велики для поселений людей – там могут быть построены настоящие города, соединенные не автомагистралями, а туннелями.

Также Илгонис Вилкс подчеркивает, что, создавая поселения на достаточной глубине под землей, на Марсе можно уберечься от радиации. С этим согласна и член Латвийского астрономического общества и представитель обсерватории StarSpace Анна Гинтере.
Недаром так часто обыгрывается идея, что люди могли бы жить в пещерах. Однажды мы вышли из пещер, чтобы стать цивилизацией. В тот момент, когда мы начинаем покорять космос, нам снова – на Луне или на Марсе – выгоднее всего жить в пещерах, ведь поверхность защищает от космического излучения
Анна Гинтере, член Латвийского астрономического общества и хозяйка частной обсерватории StarSpace
Создание таких поселений также было бы экономически выгодно. Прежде чем на Марсе появятся первые здания, безопаснее начать начать жизнь на красной планете в уже готовых структурах, указывает Гинтере. «Эти подземные образования пригодятся и в случае падения метеоритов. Этот аспект будет гораздо более травмирующим на Марсе, чем на Земле, ведь атмосфера Марса куда менее плотная. Если на Земле атмосфера хорошо защищает нас, а большинство камней просто уничтожаются, в случае Марса они успешно проходят через атмосферу. Это дополнительная угроза, которую надо учитывать. В научном сообществе в возвращении в пещеры не видят ничего унизительного – это просто наилучший способ использования ресурсов».
Сейчас пещеры и туннели так или иначе рассматриваются как место для поселения людей на Марсе. Создание жилья под землей, возможно, выглядит более или менее простой задачей, поскольку пространство у нас уже вроде как есть... Однако этот замысел ставит перед человечеством много вызовов. Например, чтобы попасть в какую-либо из пещер Марса, нужно пройти через тонкую поверхность красной планеты, а это может вызвать камнепад и оползни, что заблокирует вход в пещеру. Чтобы освободить вход, скорее всего, понадобится механическое оборудование, например, грузовой кран. А еще над главным входом будет необходимо установить купол, распечатанный в 3D, и воздушный шлюз (airlock), соединяющий пещеру и выход. Такой шлюз поможет избежать перепадов давления и дефицита кислорода в пещерах.

Проникновение солнечного света в пещеру важно как для физического и душевного здоровья людей, так и для развития сельского хозяйства, ведь на Марсе нужно обеспечить постоянное производство продуктов питания. Производство провизии - один из главных пяти необходимых ресурсов для жизни на Марсе, по мнению исследователей. Остальные четыре – энергия, вода, кислород и строительные материалы. И похоже, что эти четыре ресурса можно найти на самой красной планете. Например, солнечная энергия, возможно, дополненная ядерным реактором, поможет обеспечить энергией будущих марсиан. Лед и гидрированные минералы (почва) на Марсе - источники воды. Предполагается, что ресурсы, содержащие воду, будут собираться марсоходами и доставляться к специальному оборудованию, которое «вытянет» воду путем нагрева и испарений. Затем испарившаяся вода будет конденсироваться и храниться в резервуарах.

В свою очередь, углекислый газ (в атмосфере Марса его содержание составляет 95,32%) можно преобразовать в кислород. Совсем недавно NASA успешно посадило на поверхность Марса ровер Perseverance, который взял с собой в путешествие оборудование MOXIE (Mars Oxygen In-Situ Resourse Utilization Experiment). Задача этого оборудования – с помощью процесса электролиза получить из углекислого газа кислород, который можно использовать и для ракетного топлива, и для дыхания. И, наконец, «почву» или реголит (рыхлый слой горной породы, состоящий из щебня и разнокалиберной пыли и покрывающий поверхность планет, спутников и малых планет без атмосфер) можно легко превратить в кирпичи, и далее использовать как в наземном, так и в подземном строительстве.
Будут ли марисиане вегетарианцами?
Но вернемся к уже упомянутой проблеме продуктов питания. Их выращивание и приготовление, кажется, станет самым большим вызовом. Если мы хотим создать на Марсе самодостаточную колонию, Земля не должна быть главным экспортером продуктов. Чтобы понять, как полноценно накормить марсиан, в Центральном университете Флориды провели исследование «Питание миллиона человек на Марсе». Поскольку не все потенциальные марсиане готовы стать вегетарианцами, а содержание ферм с животными на Марсе проблематично, так как сложно доставить на красную планету коров, свиней, кур и другие источники мяса, решением могло бы стать создание ферм насекомых и лабораторий для выращивания искусственного мяса.

Для «традиционной кухни» фермы насекомых на Марсе очень подходят, поскольку такое питание обеспечивает высокую калорийность, при этом содержание самого производства не требует много воды, указывают исследователи. Для тех, кто все же не способен включить в свое меню насекомых, клеточное сельское хозяйство (продукты питания, которые производятся из клеток, выращенных в лабораториях) могло бы стать выходом. И, конечно, в лабораториях можно создавать почти все продукты – водоросли, мясо, рыбу, молоко, яйца и т.д.
Фото: DELFI/shutterstock
Что касается сельскохозяйственных культур, то в иллюстрации жизни на Марсе обычно включают и теплицы. Однако ученые считают, что это непрактично. Поскольку Марс находится далеко от Солнца, то даже на экваторе планеты, где Солнце светит сильнее всего, растения получали бы количество света примерно как на Аляске. Материал, из которого можно построить теплицы на Марсе, поглощает столько света, что не оставляет растениям почти ничего. Исследователи видят решение в развитии сельского хозяйства в подземных туннелях, где свет могут обеспечивать LED-лампы высокой устойчивости и солнечный свет, который доставляется в туннели по оптоволоконным кабелям.

Еще один вызов для сельского хозяйства на Марсе – «почва» планеты, которая сама по себе не приспособлена для выращивания культур. Ученые отмечают, что сделать ее пригодной можно, экспортировав с Земли различные ресурсы, параллельно продолжая производить исследования почвы Марса. И хотя на Земле мы все чаще делаем выбор в пользу биологических продуктов питания, генетически модифицированные продукты помогли бы создать устойчивые для выживания и выращивания на Марсе культуры.
Жизнь в куполах на поверхности
Если запустить в поиск Google ключевые слова «жизнь на Марсе», в разделе изображений вы увидите иллюстрации – жизнь марсиан под куполами на поверхности красной планеты. Хотя такая перспектива смотрится весьма заманчиво, в реальности жизнь под куполами на Марсе – это скорее научная фантастика. Или же существование куполов должно совмещаться с поселениями в подземных туннелях и пещерах.

Один из сторонников куполов – известный предприниматель и учредитель SpaceX Илон Маск – считает, что первая колония людей на Марсе будет жить в стеклянных куполах, и к 2050 году население красной планеты составит уже миллион человек. Он указывает, что для создания куполов следовало бы использовать стеклянные панели с рамами из углеводородного волокна. Но признает - все же необходимо при этом создавать и подземные поселения для промышленной деятельности. Маск обещает, что среда проживания в куполе будет приближена к земной, и там будут доступны все важнейшие для жизни условия – кислород, вода, гравитация, солнечный свет. Как SpaceX планирует строить такие купола? Этого мы не знаем, поскольку в публичных дискуссиях Маск не участвует. Но нужно добавить, что жизнь в куполах будет нужна на начальном этапе, поскольку большие планы Маска предусматривают терраформирование Марса.
NASA, изучая возможности астронавтов перебраться на Марс, в качестве одного из вариантов также поддерживает идею жизни в куполах. Правда, считает, что защитный барьер купола должен быть из льда, а не из стекла. Mars Ice Home или ''Марсианский ледовый дом'' – это большой надувной купол в водной «раковине», что дает много преимуществ. Например, он легкий, его можно транспортировать, используя простых роботов, установить и залить водой до прибытия астронавтов. Сам купол действует и как резервуар для хранения воды, которая может быть преобразована в топливо. В дальнейшем топливо можно использовать для доставки образцов марсианской почвы на Землю и т.д. Вода - еще и материал, отлично защищающий от космического излучения, которое представляет собой одну из величайших угроз для здоровья и жизни человека на Марсе.
Фото: NASA/Clouds AO/SEArch
Еще один «игрок», который надеется когда-нибудь создать постоянную колонию на Марсе – Объединенные Арабские Эмираты (ОАЭ). Это государство попросило архитекторов Bjarke Ingels Group разработать прототип города, подходящего для жизни на Марсе. ОАЭ планируют сначала построить купольное убежище в пустыне. Каковы намерения архитекторов? Чтобы поддерживать комфортную температуру и приемлемое для жизни атмосферное давление, город будет построен из герметичных биокуполов, покрытых прозрачной полиэтиленовой мембраной. Кислород, полученный в процессе электролиза, должен заполнять весь купол. По мере роста населения Марса купола будут соединяться вместе, образуя поселения и, в конце концов, города.

Тепло в городах будет обеспечивать солнечная энергия. По оценке архитекторов, атмосфера Марса сможет помочь куполам сохранять комфортную температуру. Здания под куполами могут создаваться с использованием почвы Марса и 3D-принтера. В свою очередь, жилая зона должна находиться в шести метрах под землей, что защитит людей от радиации и метеоритов. Со временем потолки подземных жилищ можно было бы украсить мансардными окнами.

Подробнее о куполах и жизни в них можно узнать здесь.
Купола, разумеется, не единственно возможный вид жилья на поверхности Марса. Например, одна из самых привлекательных моделей дома в 3D - Marsha, разработанная AI SpaceFactory. Это многоуровневое здание цилиндрической формы из двух частей – внешней стены, которая служит щитом против радиации, песчаных бурь и иных бедствий, и внутреннего пространства для жизни людей.
Если мы посмотрим на жизнь в куполах с точки зрения доступа к важнейшим ресурсам, то она не сильно отличается от жизни под землей. И очень вероятно, что сельское хозяйство может быть «перенесено» из-под земли на поверхность. Растения будут поглощать углекислый газ, производимый людьми, и выделять кислород, образующийся в результате фотосинтеза.
Превращение в Землю
Как уже упоминалось, существует и фантазия о терраформировании Марса – гигантском преобразовании, которое должно привести к тому, что атмосфера планеты станет подходящей для жизни. Тогда не понадобятся купола и пещеры. Однако превращение Марса в нечто, подобное Земле, сейчас самый отдаленный из всех существующих сценариев заселения планеты.

Чтобы на Марсе можно было жить, планету нужно орошать и утеплять. Но из-за отсутствия магнитного поля планета все время теряет свою атмосферу - со всеми вытекающими последствиями. Исправить это можно только, бомбардируя Марс астероидами и планетными ядрами. Сегодня это звучит как научная фантастика, но, если появятся соответствующие технологии, в будущем такой сценарий вполне возможно реализовать. И жизнь на Марсе будет куда ближе к тому, что мы можем сейчас только представить. Правда, актуальным остается вопрос о том, насколько долго просуществует само человечество и каким оно будет к этому моменту.
Один день из жизни марсианина
Когда возможные условия жизни на Марсе выяснены, любопытно узнать – как мог бы выглядеть ежедневный быт марсиан. Или же на красной планете смогут обитать только ученые и инженеры?

Марс будет нуждаться в широком спектре профессий, и на самом деле не будет больших отличий от Земли, считает президент Латвийской ассоциации космической индустрии и один из участников проекта Mars One Паулс Ирбинс: «Будут нужны и инженеры, и ученые. И руководители, которые понимают как управлять процессами, давать задания, планировать и организовывать. Будут нужны политики, которые держат общину в целом, понимают, что нужно коммуне и стараются дать какие-то внутренние законы, правила, направления. Будут нужны судьи, поскольку возникнут и споры. Наверное, понадобятся и какие-то службы безопасности, поскольку не все, кто поселятся на Марсе, будут «ангелами». Будет нужен человек, который сможет осознанно и законно применять некое насилие, чтобы предотвратить куда большее зло. Конечно, будут нужны медики и учителя, а также художники, артисты – это очень важно. Психологи потребуются людям, которые работают в суровой среде. Конечно, больше всего пропорционально нужны будут инженеры, но даже в коммуне из 100 человек понадобятся представители разных сфер».

Описывая повседневную жизнь марсианина, Паулс Ирбинс обрисовал, как может выглядеть работа шахтера, подчеркнув, что, скорее всего, вся работа будет автоматизирована. «Приведу интересное сравнение. Три года назад я побывал у коллег в США и мы посетили автозавод Tesla. Я был в шоке, поскольку не увидел на заводе ни одного человека, не считая пары уборщиков. Все остальное было максимально автоматизировано. Все было так, как в фильмах показывают космические миссии - помещение контрольного центра примерно в 500 квадратных метров, где сидят люди за компьютерами и руководят всеми роботами. Думаю, что ежедневная жизнь горного рабочего на Марсе была бы похожей. Работают роботы, а люди руководят ими удаленно из своих уютных и удобных жилищ, в которых полно зелени и чистый воздух. Будут и автоматизированные перерабатывающие заводы. Самая трудная работа, вероятно, будет у тех, кому придется чинить роботов – тут руки придется испачкать, но, правда, тоже не выходя на улицу. Робот въедет в закрытый ангар на процедуру техобслуживания - очистку, замену необходимых деталей. Работа на Марсе будет цивилизованным процессом. Ужасно неэкономично посылать куда-либо человека в супердорогом скафандре только для того, чтобы он разбивал куски металла пневматическим молотком. Это в основном должны делать в индустриальном объеме роботы».

Источники →
Источники: