Пока многие мечтают провести отведенные им дни на Красной Планете, эти дни можно будет сосчитать по пальцам рук. Окружающая среда Марса сильно отличается от Земли, поэтому инженерам придется решить огромное количество технологических проблем, связанных с безопасностью людей на планете. Далеко не все решения есть, и разработки могут занять долгие годы. Если сильно поспешить с полётом, можно закончить путешествие трагично.
Popular Science составил список проблем, из-за которых человек на Марсе погибнет.
Вы разобьётесь
Давайте представим, что вы много месяцев провели в космическом путешествии и наконец добрались до орбиты Марса. Осталось самое простое — спуститься на поверхность. И здесь возникает проблема: атмосфера Марса в 100 раз менее плотная, чем атмосфера Земли.
На Земле для посадки космического корабля используют парашюты, и атмосфера помогает тормозить полёт. Чем больше объект — тем сложнее предотвратить его приближение к поверхности. На Марсе мягко посадить аппарат будет гораздо сложнее.
Брет Дрэйк, заместитель руководителя исследовательских миссий NASA, говорит, что с существующими технологиями получится посадить на Марс объект массой в одну тонну. Для сравнения: максимальная масса Dragon с грузом для МКС — более семи тонн. Дрэйк добавляет, что NASA нужно сажать за один раз от 20 до 30 тонн, чтобы доставить астронавтов, аппаратуру и провизию.
Агентству нужно спроектировать уникальную систему торможения. Сейчас ученые работают над Low-Density Supersonic Decelerator — это сверхзвуковой замедлитель в форме диска. Надувной шар позволит увеличить площадь поверхности спускаемого аппарата, чтобы замедлить скорость в атмосфере Марса. Аппарат будут тестировать на Земле в июне, на Гаваях.
Mars One и SpaceX пока не рассказывали, как они планируют спустить свои аппараты на поверхность Марса.
Вы замёрзнете
Астронавтам придется бороться с суровой погодой. Средняя температура на поверхности Марса — минус 62 градуса Цельсия, но она меняется в зависимости от сезона, времени дня и местоположения. У экватора температура 27 градусов, а у полюсов 175 градусов ниже нуля.
Ученые и инженеры придумали много способов, которые позволяют космонавтам и астронавтам бороться с сильными колебаниями температур — спасибо Международной космической станции. Когда МКС расположена на солнечной стороне, она выдерживает 90 градусов, а на ночной стороне — минус 130 градусов. Скафандры астронавтов и космонавтов и сама станция оснащены системами контроля за температурой, которые уберегают и от холода, и от жары.
Эти системы спроектированы для работы в вакууме. Для атмосферы Марса придется работать над новыми технологиями.
Южная полярная шапка Марса
Вы умрёте от голода
Жизнь на поверхности Марса будет чем-то похожа на жизнь в Антарктиде. Всю еду, инструменты и другой груз станции в Антарктиде получают с других континентов, и такие поставки случаются не очень часто. В случае с Марсом, поставки будут гораздо реже — чтобы долететь до планеты, понадобится от 9 до 12 месяцев с момента взлёта, который может откладываться по разным причинам. Чтобы колония смогла выжить, нужно что-то выращивать самостоятельно — например, создать ферму.
Mars One хочет выращивать сельскохозяйственные культуры в помещениях с искусственным освещением. 80 квадратных метров площади займут растения. Поливать растения будут водой, которую найдут в почве планеты. Углекислый газ овощи получат от экипажа из четырех человек.
Исследователи Массачусетского технологического института нашли слабое место в этом плане. По их подсчетам, углекислого газа от четырех человек будет мало, чтобы поддерживать жизнь достаточного количества растений. Экипаж из большего количества человек проблему не решит: в любом случае, еды хватит половине команды.
Надо либо выращивать меньше культур — но тогда еды будет меньше, чем нужно — либо найти способ получения дополнительного углекислого газа. Например, делать его из кислорода. Но в этом случае поселенцам придется меньше дышать.
Вы взорвётесь
Растения на Марсе нужны не только в качестве пищи — они являются жизненно важным источником кислорода. Использовать этот источник лучше, чем постоянно отправлять на Марс баки с кислородом, ведь каждый килограмм груза стоит немалых денег.
Исследования показали, что растения способны расти в марсианской почве, но пока никто не выращивал сельскохозяйственные культуры с Земли в условиях марсианской гравитации. Нужно провести новые исследования и выяснить, способна ли растительность выжить на этой планете. Если ответ будет положительным — поселенцы смогут прокормиться. Кроме того, они получат кислород.
Но большое количество кислорода в замкнутом пространстве представляет собой проблему. Экипаж может отравиться им и, что еще более страшно, кислород может взорваться. Команде нужен будет метод выделения лишнего кислорода из воздуха. На Земле есть методы для этого, но на Марсе их не проверяли.
У NASA уже есть план по улучшению экосистемы Марса. Исследователи хотят отправить на планету выбранные бактерии — например, цианобактерии. Они способны к фотосинтезу, сопровождающемуся выделением кислорода, и должны выжить на поверхности планеты. А проект Mars Oxygen ISRU Experiment (MOXIE) будет выделять кислород из углекислоты.
Вы можете не долететь
До всех возможных сценариев можно не дожить из-за космической радиации. Это излучение легко проходит сквозь обшивку космического корабля, а его долгое воздействие, по данным экспериментов на мышах, влияет на работу мозга. Более того — она вызывает раковые опухоли.
На МКС астронавты защищены от космического излучения благодаря магнитному полю Земли. Этого фактора не будет во время длительного путешествия в космосе. Влияние излучения на каждого конкретного человека может быть индивидуальным, а женщинам, возможно, вообще не стоит лететь.
NASA ищет таланты
Пока многие технологии не готовы, NASA ищет помощи у энтузиастов. Агентство проводит конкурсы среди разработчиков и ищет идеи, которые позволят астронавтам выжить.
Марс находится за 225 миллионов 300 тысяч километров от Земли — доставка грузов займёт много времени и будет очень дорогой. В конкурсе «Путешествие на Марс» NASA ждёт лучшие идеи по минимизации зависимости от Земли, а победители получат по $5000.
Позже NASA анонсировало конкурс напечатанных на 3D-принтере жилищ для других планет с призовым фондом в $2,25 миллиона. Речь идёт о разработке жилищ для проживания на другой планете, включая Марс.
Комментарии (52)
maaGames
31.05.2015 08:21-36США уже давно проводит медицинские испытания на смертниках (про военных и добровольцев забудем). Берём пачку смертников и на них оттачиваем программу колонизации Марса. Выживут — получайте помилование, всё равно не вернётесь. Погибнут — сэкономили на смертельной инъекции.
В таком подходе есть неоспоримые плюсы:
— Не нужно расходовать ценный человеческий ресурс. Первая сотня экспедиций — гарантия мучительной смерти. Технологии не отработанные, куча непредвиденных проблем и ошибок. Зачем зря убивать учёных и исследователей? Обкатывать технологию надо на подопытных.
— Оставшийся после смерти биоматериал можно использовать для удобрения почвы…
Проблему с примарсением я тоже решил. Нужна модульная структура корабля. При входе в атмосферу будут отчпокиваться индивидуальные капсулы с членами экипажа и парашютироваться на поверхность, а основной модуль, без живых человеков, будет приземляться классическим способом — перегрузки уже не столь важны будут.
Почему меня в NASA работать не зовут? Я бы им все проблемы решил.
densss2
31.05.2015 13:50+15Почему меня в NASA работать не зовут? Я бы им все проблемы решил.
Действительно, странно. Я Вам так скажу: а Вы им напишите и подробно разъясните свой взгляд на эти вопросы. Уверен — Ваше письмо вызовет фурор в НАСА. Только не откладывайте с этим, ведь время идёт.
SpiritOfVox
31.05.2015 14:05+7Если у вас есть возможность, начните пожалуйста с решения проблемы индивидуальных прыжков с орбиты на поверхность.
maaGames
31.05.2015 14:42-11Какие все неженки… Стоит честно высказать своё мнение, без лицемерия, как сразу сливают карму… А вроде бы не Хабр…
Переживу. Всё-равно раз в неделю можно будет комментировать. И значочек красивый дадут.densss2
31.05.2015 14:48+1Ну что Вы право дело! Я Вам карму не сливал. За что сливать? За правду, пусть даже за индивидуально Вашу?
ЗЫЖ. А вообще, я — чёрствый и толстокожий циник. Мне далеко до Вашего гуманизма с большой буквы «Г» :(
ЗЗЫЖ. Я рад, что Вам нравится значок! Дизайнеры Хабра/ГТ действительно молодцы!
ababich
31.05.2015 08:59+3Почему меня в NASA работать не зовут? Я бы им все проблемы решил.
шо куришь?
бросай это дело
Kroid
31.05.2015 11:08+14Есть довольно интересная книга «марсианин» — в художественной форме рассказывается, как человек борется с этими и другими трудностями на марсе. Не документальная, разумеется, но и не слишком фантастическая (не считая пары моментов в конце).
Забавный момент из книги— Марк там застрял. Он думает, что он один, что мы его бросили. Как это воздействует на психику?
Он повернулся лицом к Венкату:
— Хотел бы я знать, о чём он сейчас думает.
Запись в журнале: 61-е марсианские сутки.
И как может Аквамен контролировать китов? Они же млекопитающие! Бред какой-то.
YDeathYLORD
31.05.2015 11:58+1Но в этой классной книге изначально были следующие оговорки:
1) поселение не первое
2) почти всё нужное уже завезено — генераторы электричества, преобразователи кислорода, транспортёры и сам жилой модуль
3) нужен ядерный источник тепла :D (закопанный неподалёку)
Тут же поднимается вопрос, а что первые то? Как им справляться?isden
31.05.2015 12:08Если вы еще не читали, то не открывайте спойлерНу там же в книге упоминалось, что генераторы и прочее ранее беспилотным образом доставляли. И только потом уже люди полетели. В частности, синтезаторы топлива. А РИТЭГ он, емнип, из одного из предыдущих марсоходов выковырял.YDeathYLORD
31.05.2015 13:17Да, да. Доставляли то так.
Но опять же, проблема первопроходцев — качество доставки и время реагирования.
Допустим даже, что первая партия (кстати, что первым то посылать?) успешно примарсилась, не сломалась, отправила сигнал о прибытии. Прям как Curiosity. А потом этому устройству (-ам) надо 9-12 месяцев ждать следующей партии (с людьми или без). А песчаные бури, перепады температуры и прочие неприятности никто не отменял. Т.е. я хочу сказать, что это время «ожидания» пока очень велико и отправив груз туда, его уже не вернёшь за доп. деталью. Да, марсоходы живучи (что хорошо), но этого, имхо, пока не достаточно. Те же транспортники должны быть больше, сложнее и тяжелее. Про новые годные способы доставки, как я понял из статьи, пока все молчат.
Не читавшим книгу - не подглядывать :)Ну вот сломалась антена, и если бы не орбитальный спутник, то ничего на Земле бы не увидели и считали глав. героя погибшим. Т.е. нужно для начала хоть как-то покрыть орбиту системой слежения. Обновлять её. Там же висела перевалочная станция, т.е. нужен «подъёмник», до которого как раз добирался герой, чтобы туда-сюда летать с поверхности Марса и прочее и прочее.
И да, я про другой ритэг, который их группа закопала почти в самом начале (флажок), из старого марсохода он вроде что-то другое вытащил.isden
31.05.2015 13:24+1Ну как, первой партией заслать ну хоть сборщики кислорода из атмосферы, генераторы и т.п. Причем заслать с резервом, чтобы если одна партия не долетела — был запас. Пока летят — без спешки готовить людей. Как только первая партия успешно приземлилась (т.е. все нужное уже на поверхности) — запускать людей. Следом можно на всякий случай еще одну партию послать (даже если по прибытии людей все будет ок с отосланным ранее — лишним не будет).
Пока люди летят — можно развернуть сборщики газов из атмосферы, пусть потихоньку работают. Ну или спекание стройматериалов из грунта / рытье котлована для базы.
В общем, тут все упирается в финансирование, ибо описанное выше будет охрененно дорого стоить.
KivApple
31.05.2015 15:03Ещё по идее можно отправить сразу несколько ракет с минимальным интервалом между пусками (таким, чтобы они друг-другу не мешали в полёте) в течении полётного окна. Таким образом можно доставить огромное количество грузов за раз. Скажем, сначала отправить только грузы без людей. А в следующее окно — и людей, и те же самые грузы (резервирование) на разных ракетах. Почему не сразу людей? Чтобы был какой-то «прожиточный минимум», который получат колонисты даже если не все ракеты будут успешно долетать и приземлять груз.
isden
31.05.2015 15:22Я про это и говорю. В одном аппарате классическим образом сразу с Земли столько всего заслать не выйдет.
Ну или можно на орбите Земли в большой «танкер» все это напихать, на нем мощные ионники/VASIMR. А на орбите Марса уже прицельно сбрасывать отдельными капсулами. Плюс такого варианта еще и в том, что на орбите будет база со стратегическим запасом и ретранслятором.
Только тут может быть проблема в том, чтобы «положить» все это на поверхность в более-менее небольшой области, чтобы потом не нужно было по всей планете бегать и собирать.
ArXen42
08.06.2015 23:39Подтверждаю, замечательная книга, огромное спасибо. Теперь хочу запилить что-нибудь подобное в Kerbal Space Program)
ChiefPilot
31.05.2015 12:37-3Цитата: «проект Mars One уже подготовил список гражданских, которые получат билет в один конец в 2020 году.»
Ага, видимо, ещё и поэтому в названии проекта заслуженно стоит слово «One» (от английского «one way» — «в одну сторону»)? :)SpiritOfVox
31.05.2015 14:07+4Этот проект, вероятно, не будет успешен в виду некоторых внутренних проблем проявившихся публично относительно недавно.
m0Ray
31.05.2015 14:02+5Углекислый газ можно получить при помощи дрожжей. Они заодно и другой полезный продукт производят — всё веселее будет. ;)
spmbt
31.05.2015 17:07+2Чего-то они не написали об ещё одном варианте: шлюз разгерметизирует сошедший с ума коллега с криками «Пора домой!».
isden
31.05.2015 17:09+1Шлюз, по определению, это такая штука с двумя дверями — одна может быть открыта только тогда, когда закрыта вторая.
ZyXI
01.06.2015 00:37А лом — это такая штука, которая ломает шлюзы. Если у «сошедшего с ума коллеги» мозги отказали ещё не полностью, то способ разгерметизировать шлюз/окно/стену/… до того, как его остановят, он найдёт. Хотя строить будут, я думаю, так, чтобы один человек никак не смог убить сразу всех, да и без нескольких психологов и связи с землёй максимально возможной длительности не оставят: про проблемы проживания в схожих, хотя и не настолько сложных, условиях знают уже давно.
Но проблема есть и её тоже будут решать.isden
01.06.2015 00:42Так ясное дело, что сломать можно что угодно при наличии времени, мозгов и желания. Вплоть до подрыва оболочки станции. Но не думаю, что на подобных объектах будут пренебрегать элементарными техническими решениями, которые сильно осложнят подобное.
ZyXI
01.06.2015 00:50Я просто не вижу, зачем вы спорили. В комментарии spmbt мне видится желание поднять проблему психологического привыкания коллег к обстановке, а не проблему ненадёжности конструкции шлюзов.
Впрочем, здесь про обе проблемы пока что не особо писали. Автор оригинальной статьи, видимо, счёл данные проблемы более решаемыми: опыт по ним есть (МКС, полярные станции — первое; долгоиграющие марсоходы — второе).isden
01.06.2015 00:54Затем, что событие это очень маловероятное (учитывая много факторов, начиная от технических и заканчивая медицинскими). Можно еще порассуждать о вероятности нападении коренных марсиан, например. Утрирую, конечно, но просто для пояснения сути.
При психологических проблемах мне более вероятным представляется, что «поехавший» коллега просто ночью возьмет нож и т.п.
Psychosynthesis
01.06.2015 00:29Объясните в чём проблема начать уже сейчас начать туда всякие ништяки вроде генераторов и, скажем, бактерий доставлять? Чтоб когда люди туда прилетели им осталось только лут разбросанный собирать…
isden
01.06.2015 00:43Дорого, а возможный профит будет только через десятки лет. Ну и политика, возможно (допустим, заслали США, а прилетели и собрали китайцы).
0lympian
01.06.2015 01:08+1По-моему бредовато:
> Надо либо выращивать меньше культур — но тогда еды будет меньше, чем нужно — либо найти способ получения дополнительного углекислого газа. Например, делать его из кислорода. Но в этом случае поселенцам придется меньше дышать.
Зачем же меньше дышать, если нужно наоборот — больше дышать (т.к. дыхание == синтез необходимого растениям СO2). По сути необходимо что-то жечь дополнительно (старые растения?), раз уж углекислого газа не хватает, причем жечь ровно столько, сколько «недожигают кислорода» люди.KivApple
01.06.2015 01:16+1Сжигать растения плохая идея, потому что они могут дать гораздо более ценный перегной. Да и кончатся они быстро. Но только вот автор статьи забыл, что атмосфера на Марсе на 95% состоит из углекислого газа. На первое время хватит, а потом размер колонии позволит перейти на полное самообеспечение этим газом.
Incidence
01.06.2015 11:17Когда МКС расположена на солнечной стороне, она выдерживает 90 градусов, а на ночной стороне — минус 130 градусов. Скафандры астронавтов и космонавтов и сама станция оснащены системами контроля за температурой, которые уберегают и от холода, и от жары.
Это сама обшивка МКС такой перепад собственных температур выдерживает? Или температура чего именно имеется в виду?
Zzzuhell
01.06.2015 12:42Исследователи хотят отправить на планету выбранные бактерии — например, цианобактерии.
С этого надо было начинать
Вот как Куриосити выяснит, что автохтонной жизни на Марсе нет — так сразу туда контейнеры с цианобактериями. Доставить их, я думаю, дешевле чем марсоход или живых людей. А то, что спускаемый аппарат с бактериями при посадке разобьется — так это даже и неплохо :)
mazayats
02.06.2015 10:11>NASA анонсировало конкурс напечатанных на 3D-принтере жилищ
Интересно, почему ставка делается на постройку наземных (намарсных?) жилищ? Не проще отправить что-то типа тоннелепрокладчика, который будет рыть ходы под поверхностью Марса, спекать стены тоннелей до герметичного состояния? На определенной глубине так можно решить и проблему температуры, радиации. Сверху построить только небольшое строение над шлюзом.
SelenIT2
02.06.2015 10:55Отправить, возможно, и проще. Сложнее запитать его достаточной мощностью, чтоб он нарыл достаточный объем за приемлемое время. На мой взгляд, проще взять за основу естественную структуру типа
такой
Rumlin
А что случилось с атмосферой Марса?
В атмосфере кислорода может быть пожар. Например на Земле подозрительно именно такой процент кислорода, чтобы не начались тотальные пожары. По-моему речь о нескольких процентах, после которых остановить пожары будет очень сложно.
TheDeadOne
Да ещё и верхний слой полярных шапок целиком состоит из замороженного углекислого газа. Так что навалом там этого добра.
renton
А что тут подозрительного?
Когда (если) процент был выше, в ходе тотальных пожаров как раз и выгорел «лишний» кислород. Саморегуляция в чистом виде.
gonzazoid
куда выгорел? в CO2?
mwizard
А что вас смущает?
SelenIT2
Предположу, что несоответствие наблюдаемого кол-ва CO2 предположительно выгоревшему кол-ву кислорода…
Rumlin
CO2 связывается биосферой в кальциты. Если выделить весь CO2 из известняков и прочего, то на Земле будет как на Венере.
kraidiky
Комментарий о том, что лишний кислород сгорел куда-то не в атмосферу, а куда-то в совсем другое место, набрал почти столько же лайков сколько и коммент с научными данными о том же кислороде. И это всё. что нужно знать о демократии. :) Да и об аудитории Гитхаба заодно…
kraidiky
На земле бывали огромные периоды, когда кислорода было заметно больше. Содержание кислорода в воздухе жёстко лимитирует максимальные размеры насекомых, у которых система доставки кислорода в разные ткани довольно кривая. Так что если вам рассказывают про ископаемую стрекозу размером пол метра можно быть увереным, что содержание кислорода в атмосфере тогда было больше.
elementy.ru/images/news/the_largest_silurian_vertebrate_2_600.jpg
График например.
Правильнее будет сказать, что на земле такая растительность, которая подозрительно точно устроена чтобы не гореть при таком содержании кислорода. Причём не везде, в Австралии наоборот некоторые приспособилась к регулярным пожарам, и некоторые растения без пожара даже размножаться не могут.
Rumlin
По графику пик кислорода 300 мн. лет назад.
По статье — пик углекислого газа:
elementy.ru/news/430432
Quiz
Элементарно — вместе с увеличением содержанеия O2 и CO2 в атмосфере могло быть сокращение содержания азота, он же основной компонент воздуха на Земле. Содержание остальных газов в стравнении с ним, мягко говоря, скромно.
Таким образом могло расти содержание и O2 и CO2, не вижу в этом ничего удивительного.
Rumlin
За счет какого механизма? Азот тяжело вступает в реакции в сравнении с кислородом или CO2.