Колонізація Марса

Матеріал з Вікіпедії — вільної енциклопедії.
Перейти до: навігація, пошук
Етапи тераформування Марса

Колонізація Марса — створення постійних людських поселень на планеті Марс.

Колонізація космосу — великий крок для майбутнього людства. Марс завжди був центром уваги як різноманітних припущень, так і серйозних досліджень в області створення колоній.

Марс — планета, подорож до якої із Землі потребує найменших енергетичних витрат з поміж усіх, не враховуючи Венери. Подорож по найекономічнішій напівеліптичній орбіті триватиме близько 9 місяців, а із підвищенням початкової швидкості час польоту швидко скоротиться, оскільки зменшиться і довжина траєкторії.

Спільні із Землею риси[ред.ред. код]

  • Доба на марсі триває 24 години 39 хвилин 35,244 секунди, що дуже близько до земних умов.
  • Площа поверхні Марса становить 28,4 % земної — трохи менше площі суші на Землі (що становить 29,2 % від усієї земної поверхні).
  • Нахил осі Марса до площини екліптики становить 25,19°, а земної — 23,44°. Внаслідок чого на Марсі, як і на Землі, існує зміна пір року, хоча вона і відбувається майже удвічі довше, оскільки марсіанський рік у 1,88 раза довше земного.
  • На Марсі є атмосфера. Не зважаючи на те, що її щільність становить лише 0,007 земної, вона дає мінімальний початковий захист від сонячної радіації, а також була успішно використана для аеродинамічного гальмування космічного літального апарату.
  • Останні дослідження НАСА підтвердили наявність води на Марсі [1]. Таким чином, умови на Марсі можуть виявитись достатніми для підтримання життя.
  • Параметри марсіанського ґрунту (співвідношення pH, наявність необхідних для рослин хімічних елементів, та деякі інші характеристики) близькі до земних, і на марсіанському ґрунті теоретично можливо вирощувати рослини[2].

Відмінні від Землі риси[ред.ред. код]

  • Сила тяжіння на Марсі приблизно у 2,63 раза менша (0,38 g), ніж на Землі. Досі невідомо, чи достатньо цього для уникнення проблем, пов'язаних із невагомістю.
  • Температура поверхні Марса значно нижча за земну. Максимальна становить +30 °C (опівдні на екваторі), мінімальна — −123 °C (взимку на полюсах). При цьому температура приповерхневого шару атмосфери — завжди нижче нуля.
  • На поверхні Марса немає води у рідкому агрегатному стані.
  • Зважаючи на те, що Марс знаходиться далі від Сонця, кількість сонячної енергії, що досягає його поверхні, приблизно вдвічі менша, ніж на Землі.
  • Орбіта Марса має більший ексцентриситет, що збільшує річні коливання температури та кількості сонячної енергії.
  • Атмосферний тиск на Марсі надто малий для того, щоб люди могли вижити без пневмокостюму. Житлові приміщення на Марсі доведеться обладнувати шлюзами на кшталт тих, що встановлюються на космічних кораблях, які могли б підтримувати земний атмосферний тиск.
  • Марсіанська атмосфера складається в основному із вуглекислого газу (95%). Тому, не зважаючи на її низьку щільність, парціальний тиск CO2 на поверхні Марса у 52 рази вищий, ніж на Землі, що, можливо, дозволить підтримувати рослинність.
  • У Марса є два природні супутники, Фобос і Деймос. Вони набагато менші і ближчі до планети, ніж Місяць до Землі. Ці супутники можуть виявитися корисними при перевірці засобів колонізації астероїдів.
  • Магнітне поле Марса слабше земного приблизно у 800 разів.
  • Північний полюс на Марсі вказує на сузір'я Лебедя, а не на Малу Ведмедицю.
  • Виявлення апаратом Фенікс, що приземлився поблизу Північного полюсу Марса у 2008 році, у ґрунті перхлоратів ставить під сумнів можливість вирощування у марсіанському ґрунті земних рослин без додаткових експериментів.
Область Кратера Гусєва, сфотографована американським марсоходом Spirit Rover

Придатність для освоєння[ред.ред. код]

Без захисного спорядження людина не зможе вижити на поверхні Марса й декількох хвилин. Однак, у порівнянні із умовами на спекотних Меркурії та Венері, холодних зовнішніх планетах та позбавлених атмосфери Місяці та астероїдах, умови на Марсі видаються придатнішими для освоєння планети людиною. На Землі є місця, у яких природні умови багато у чому схожі на марсіанські. Атмосферний тиск на висоті 34668 метрів — рекордна за висотою точка, якої досягла повітряна куля із командою на борту (травень 1961 р.) — приблизно відповідає тиску на поверхні Марса. Вкрай низькі температури в Арктиці та Антарктиді рівні середній температурі на Марсі (−46 °C). Також на Землі є пустелі, зовні схожі із марсіанським ландшафтом.

Ілюстрація освоєння Марса та Місяця на спільному американсько-радянському поштовому блоці 1989 р.

Способи тераформування Марса[ред.ред. код]

Основні завдання[ред.ред. код]

Способи[ред.ред. код]

  • Найбільш оптимальним видається поширення на поверхні Марса генно-модифікованих лишайників чорного кольору, що перероблятимуть марсіанські мінерали на газоподібні фторвуглеводні з'єднання.
  • Бомбардування поверхні Марса астероїдами з Головного поясу астероїдів, з метою нагрівання атмосфери і наповнення її водою та газами.
  • Обвал на поверхню Марса одного із його супутників (Фобоса або Деймоса), з метою нагрівання атмосфери і наповнення її водою та газами.

Слід зазначити, що останні два із вищенаведених способів вимагають ґрунтовних розрахунків, спрямованих на вивчення подібного впливу на планету, її орбіту, швидкість обертання тощо, адже знищення природних супутників Марса викличе непередбачуваність нахилу осі обертання планети (оскільки Фобос і Деймос, певною мірою, відіграють роль балансирів).

Радіація[ред.ред. код]

Магнітне поле Марса слабше за земне приблизно у 800 разів. Разом із розрідженою атмосферою це збільшує кількість іонізуючого випромінювання, що досягає його поверхні. Радіаційні вимірювання, проведені американським безпілотним космічним апаратом The Mars Odyssey, показали, що радіаційний фон на орбіті Марса в 2,2 раза перевищує радіаційний фон на МКС. Середня доза склала приблизно 220 мілірада на день (2,2 мілігрея на день або 0,8 грей на рік). Обсяг опромінення, отриманого в результаті перебування у такому фоні протягом трьох років, наближається до гранично допустимих меж, встановлених для космонавтів. На поверхні Марса радіаційний фон буде, швидше за все, трохи нижчим і може значно змінюватися у залежності від місцевості, висоти і локальних магнітних полів. Житлові та робочі приміщення можна буде екранувати за допомогою марсіанського ґрунту, сильно знижуючи ступінь опромінення людей під час їх перебування всередині комплексу.

Періодичні сонячні протонні події (СПП) спричинюють набагато вищі дози опромінення. Космонавтів на Марсі можна попереджати про СПП сенсорами, що знаходяться ближче до Сонця, щоб вони могли сховатися під час цих подій. Деякі СПП, не помічені навколоземними датчиками, були відстежені електронікою The Mars Odyssey з орбіти Марса, що дозволяє зробити припущення про спрямованість СПП. Із цього припущення можна зробити висновок про необхідність мережі детекторів навколо Сонця для забезпечення своєчасного виявлення всіх небезпечних для Марса СПП.

Пілотований політ на Марс[ред.ред. код]

Створення космічного корабля для польоту на Марс — складне завдання. Однією з головних проблем є захист космонавтів від потоків сонячної радіації[3]. Пропонується кілька шляхів вирішення цієї проблеми, наприклад, створення особливих захисних матеріалів для корпусу [3] або навіть розробка магнітного щита, подібного за механізмом дії планетарному [4].

Зв'язок з Землею[ред.ред. код]

Затримка сигналів від Марса до Землі, обумовлена скінченною швидкістю світла, обчислюється хвилинами. Світловий сигнал долає відстань від Марса до Землі від 3 до 22 хвилин, залежно від розташування планет у момент подачі сигналу. Проте використання електромагнітних хвиль (у тому числі світлових) не дає можливості підтримувати зв'язок із Землею безпосередньо (без супутника ретрансляції), коли планети знаходяться у протилежних точках орбіт відносно Сонця.

Можливі місця заснування колоній[ред.ред. код]

Opportunity - Cratera Eagle.jpg

Найкращі місцини для заснування колоній розташовані біля екватора та у низовинах. У першу чергу це:

  • Западина Еллада - має глибину 8 км, і на її дні тиск на планеті є найвищим, завдяки чому у цій місцевості найменший рівень фону від космічних променів на Марсі.
  • Долина Маринера - не настільки глибока, як западина Еллада, але в ній найбільші максимальні температури на планеті, що розширює вибір конструкційних матеріалів для будівництва Колонії.

У разі тераформування Марса перша відкрита водойма з'явиться у долині Маринера.

Економічний потенціал колонізації Марса[ред.ред. код]

Concept Mars colony.jpg
  • Південна півкуля Марса розплавленню не піддавалася, на відміну від усієї поверхні Землі - тому гірські породи південної півкулі успадкували кількісний склад протопланетної хмари. За розрахунками кора Південної півкулі має бути збагаченою тими елементами (відносно Землі) які на Землі «потонули» у її ядрі при розплавленні планети: метали групи міді, заліза та платинові, вольфрам, реній, уран. Вивезення на Землю ренію, платинових металів, срібла, золота та урану має хороші перспективи, але вимагає для реалізації наявності поверхневої водойми з рідкою водою для збагачувальних процесів.
  • Відсутність біосфери і високий фон космічних променів дозволяють широкомасштабно застосовувати термоядерні заряди для великомасштабних змін рельєфу і розкриття рудних тіл.
  • Малі відносно Землі маса і щільність планети дозволять набагато раніше, ніж на Землі, реалізувати космічний ліфт (із сучасних масових конструкційних матеріалів), не чекаючи створення довгих стрічок із графену або нанотрубок. Це наблизить вартість доставки з тривалим терміном зберігання вантажу із Марса на Землю до вартості міжконтинентальних авіаперевезень.

Критика[ред.ред. код]

Крім основних аргументів критики ідеї колонізації космосу людиною (див. Колонізація космосу), є й інші, специфічні для Марса, заперечення:

  • На Землі є цілий материк — Антарктида — умови життя на якому набагато сприятливіші, ніж на Марсі.
  • Викликає занепокоєння факт можливого «забруднення» планети земними формами життя. Питання про існування (сьогодні чи у минулому) життя на Марсі досі не вирішено.
  • Існує думка, що дослідження Марса було б економічніше провести із використанням роботів. Але ця ідея не виключає можливості подальшої колонізації.
  • Багато вчених пропонують Місяць у якості більш логічного місця для заснування першої позаземної колонії. Надалі ця база могла б бути використаною для проведення експедицій на Марс за участю людини.
  • У якості одного з основних аргументів проти колонізації Марса наводиться аргумент про його надзвичайно малий ресурс ключових елементів, необхідних для життя (у першу чергу мова йде про водень, азот та вуглець).
  • Украй низька температура поверхні Марса і низький атмосферний тиск змушує шукати вихід в інноваційних проектах систем життєзабезпечення. Але, оскільки на земній поверхні не зустрічаються умови близькі до марсіанських, перевірити їх експериментально нині не видається можливим. Це, певною мірою, ставить під сумнів практичну цінність більшості з них.
  • Також не вивчено довгостроковий вплив марсіанської гравітації на людей (усі досліди проводилися або у середовищі із земним тяжінням, або у невагомості). Ступінь впливу гравітації на здоров'я людей при її зміні від невагомості до 1g не вивчена. На земній орбіті передбачається провести експеримент («Mars Gravity Biosatellite») на мишах з метою дослідження впливу марсіанської (0,38 g) сили тяжіння на життєвий цикл ссавців.
  • Друга космічна швидкість Марса — 5 км/сек — досить висока, хоч і вдвічі менша за земну. Це підвищує витрати на міжпланетні переміщення вантажів і ускладнює досягнення рівня беззбитковості колонії за рахунок експорту матеріалів.
  • Викликає побоювання також і психологічний чинник. Тривалість перельоту на Марс і подальше життя людей у замкнутому просторі на ньому можуть стати серйозними перешкодами на шляху освоєння планети.
  • Також істотним недоліком Марса є пил, частинки якого нагадують борошно найдрібнішого помолу і який становить небезпеку для здоров'я людей.
  • Деякі інші труднощі колонізації Марса випливають із істотних відмінностей цієї планети від Землі.

Див. також[ред.ред. код]

Примітки[ред.ред. код]

Посилання[ред.ред. код]