Пять шагов к колонизации Марса
Похоже на то, что довольно много людей хочет покинуть Землю. Что примечательно, Марс становится все более и более горячей темой для обсуждения, как с успехами и развитием SpaceX, так и в целом с актуализацией темы колонизации другой планеты. Кто, если не Марс? В связи с Красной планетой разрабатываются самые любопытные темы и сценарии, от строительства подземных баз до полного облагораживания планеты, превращения ее во вторую Землю. Бывший астронавт Джефф Хоффман, к примеру, планирует снабдить Марс кислородом.
Однажды это случится. NASA готовится к производству своей новой тяжелой ракеты, Space Launch System (SLS), которая сможет отправить людей за пределы земной орбиты; авось и нелепое шоу Mars One как-нибудь выкрутится и все же начнет заниматься приличными делами; основные надежды, конечно, возлагают на SpaceX.
Мы уже пришли к выводу о том, что человеческая цивилизация однозначно должна и заселит Марс. Но прежде чем вы начнете копить денежки на билет в один конец в кратер Гейла, нужно хорошо изучить обстоятельства, которые будут мешать нам строить стабильную внеземную колонию. Это будет ой как непросто.
Но если будет, то все произойдет в пять шагов.
1. Добраться до Марса
В ближайшие десять лет у NASA наконец появится космический аппарат, способный доставить людей на Марс. Новая массивная 2500-тонная SLS, сопряженная с капсулой «Орион», позволит астронавтам исследовать космос за пределами безопасной низкой околоземной орбиты Земли впервые со времен окончания лунной программы «Аполлон» в 1972 году.
Хотя любая длительная миссия, вероятно, потребует включения жилого модуля, чтобы команда имела хоть немного пространства для маневра, девятимесячное путешествие на Марс будет неудобным и скучным. А также чрезвычайно опасным.
Совершенно независимо от рисков запуска, во время перелета на Марс экипаж подвергнется разрушительному уровню излучения, что может существенно увеличить риск возникновения рака. А если они захотят иметь здоровых марсианских детей, космическая радиация также может повредить сперму и яйцеклетки.
Безопасная высадка на Марс тоже представляет собой проблему. NASA использовало инновационный «небесный кран», чтобы посадить однотонный марсоход «Кьюриосити» на поверхность в 2012 году. Капсула «Орион» весит почти 10 тонн, не считая посадочную ракету или сервисный модуль. Агентство в настоящее время разрабатывает гигантские надувные тепловые щиты, которые замедлят космический аппарат во время приближения к Марсу, и сделают посадку крупного судна осуществимой.
Хорошая новость в том, что добраться до Марса за один присест - это, по сути, инженерская задача, но существуют дела и посложнее. Джефф Хоффман указывает на то, что вся затея будет очень дорогой. «Какие финансы потребуются для освоения людьми Марса, трудно даже предположить», - отмечает он. Десятки миллиардов долларов, не меньше. Хоффман предполагает, что новое поколение предприимчивых миллиардеров, заинтересованных в освоении космоса, может стать частью нового, общественного решения. «Элон Маск говорит, что хочет на Марс, и я надеюсь, что он преуспеет в этом», - говорит Хоффман.
2. Стать самодостаточными
Успешно приземлившись на Марс, вы захотите воздуха, воды, еды и энергии для проживания. В краткосрочной перспективе можно рассчитывать на поставки привезенных с Земли или отправленных с миссией снабжения припасов, но в итоге придется производить все самостоятельно.
Марсоход NASA 2020 года - по сути своей, модернизация «Кьюриосити» - будет оснащен экспериментом по электролизу для добычи кислорода из диоксида углерода в марсианской атмосфере.
«Впервые в истории мы произведем кислород на поверхности Марса, - говорит Хоффман, работающий над этим инструментом. - Он будет в сто раз меньше того, что необходим для человеческой экспедиции, но это только начало».
Существуют свидетельства того, что Марс когда-то был наводнен водой - с озерами, реками и океанами. Сегодня вполне вероятно, что ледяные шапки Марса полны водой и сезонные потоки могут протекать даже под поверхностью. Извлечение воды из мочи и пота уже показало себя эффективной системой утилизации - проверенной на Международной космической станции. Это поможет поначалу, но будет недостаточно для поддержания сообщества, поэтому местный источник пресной воды будет крайне необходим.
Производство продуктов питания на Марсе может быть намного сложнее. Некоммерческая организация Mars Society экспериментировала с выращиванием пищи на изолированной пустынной научно-исследовательской станции в штате Юта. «Нам удалось сделать некоторую интересную биологию, но до аппетитной биологии мы не дошли», - говорит программный инжененр и энтузиаст Марса Дигби Тарвин о своем последнем пребывании на станции 10 лет назад.
Тарвин собирается вернуться к научно-исследовательской станции в Юте и говорит, что с тех пор был достигнут существенный прогресс. «Люди вырастили съедобную зелень, но этого пока недостаточно, чтобы мы начали жить на том, что производим, - говорит он. - Один из исследовательских проектов предполагает возможное использование местных пород в качестве питательного субстрата с добавлением достаточных минералов и удобрений». Конечная идея такова, чтобы колонисты могли выращивать зерновые культуры в марсианской почве.
Что касается энергии, все достаточно просто: топливные элементы и ядерные батареи, дополненные солнечными батареями. Однако этими ресурсами придется тщательно управлять, а для этого важен следующий шаг:
3. Сформировать правительство
Управлять внеземной колонией может быть не так просто, как кажется. Первые миссии - особенно при участии космических агентств - почти наверняка будут управляться иерархической системой управления. Последние 50 лет космических полетов с участием людей научили нас, что в чрезвычайных условиях такой метод будет наиболее безопасным. Однако по мере созревания поселения будет предпочтителен некий вид демократии.
«Космическая колония отлично подходит для тиранического управления, - говорит Чарльз Кокелл, астробиолог из Университета Эдинбурга, изучающий возможности разработки космических сред обитания. - Если кто-то получит контроль над кислородом, он также получит контроль над населением со всеми вытекающими и весьма страшными последствиями в виде неограниченной власти».
Будучи командиром космической колонии на Земле, Тарвин является одним из немногих людей с опытом ведения марсианской базы. «Это, конечно, не военная среда в стиле «Звездного пути», - говорит он. - Это небольшая группка серьезно замотивированных людей и управлять ими будет не так сложно».
Правительству понадобятся все сопутствующие структуры. Любое новое общество нуждается в экономике, а также в системах поддержания среды обитания, обеспечения занятости, здравоохранения, ухода за детьми, социального обслуживания и образования. Короче говоря, Марсу понадобятся бюрократы.
4. Расшириться
Первые поселенцы Марса будут жить в капсулах, в которых прибудут на планету, возможно, соединенных с другими капсулами и надувными куполами. Но когда они начнут использовать местные ресурсы в виде воды, пищи и энергии, им также понадобятся местные материалы для строительства колонии побольше или даже целого ряда колоний.
По крайней мере, имело бы смысл использовать марсианскую породу, чтобы колонисты могли уйти под землю и укрыться от зловредного излучения. Поверхность можно было бы пробурить с образованием пещер, породы извлечь для дальнейшего использования в качестве строительных материалов - так же, как мы строим дома из камня на Земле. Также может быть возможно извлечь полезные ископаемые для разработки металлов или стекла.
Роберт Зубин, президент Mars Society, является одним из ведущих сторонников терраформирования Марса - превращения планеты из безвоздушного бесплодного мира в зеленый и богатый кислородом, с полностью функционирующей экосистемой.
Существует, однако, основная проблема в попытке наполнить Марс пригодной для дыхания атмосферой. Атмосфера Земли содержится в магнитном пузыре, известном как магнитосфера, порожденном нашим магнитным полем. У Марса такого поля нет, и любая атмосфера, которая когда-либо на нем была, скорее всего была унесена потоком заряженных частиц, или солнечным ветром, несущимся от Солнца.
История прошлого марсианской атмосферы в настоящее время исследуется миссией Maven, но даже если мы воссоздадим на Красной планете этот тонкий пузырь из пригодной для дыхания воздуха, скорее всего его ждет судьба прошлой атмосферы.
5. Завести детей и укрепить культуру
Допуская, что сперма и яйцеклетки космонавтов не будут разрушены космической радиацией на пути к Марсу (космические агентства серьезно рассматривают этот вопрос), рано или поздно определенный процент поселенцев захочет завести детей. В конце концов, это единственный способ поддерживать колонию через поколения. Для успешного развития, популяции необходимо быть достаточно большой, чтобы избежать вырождения в ходе дальнейших поколений.
Кэмерон Смит, антрополог из Портлендского университета в штате Орегон, предположила, что населения из 2000 особей будет достаточно, чтобы обеспечить долгосрочное выживание. «Если мы хотим иметь счастливое будущее в космосе, оно будет строиться не на горстке астронавтов, а на целом обществе», - говорила она. Смит считает, что вместе с развитием новых поколений и рождением новой культуры, люди скорее будут становиться марсианами, нежели мигрантами. Зубин соглашается с такой точкой зрения: «В определенный момент марсианская база перестанет быть базой и станет нормальной деревней, - говорит он. - Реальное общество с реальными людьми, живущими настоящей жизнью, с детьми, со школами, с оркестрами и так далее».
Ребенок, рожденный по красным небом Марса, наверняка будет иметь отличн
