Как мы будем жить на Марсе? - Стивен Петранек

Сейчас NASA пересматривает предельно допустимые дозы радиации для астронавтов, совершающих длительные перелеты, такие как экспедиция на Марс. Разреженная атмосфера Марса должна в некоторой степени защищать от солнечной радиации, однако выброс солнечного вещества прямо в сторону Марса (это случается редко, но всегда возможно) был бы, конечно, губителен для колонистов. Поэтому им придется оборудовать специальное укрытие, закрыв его сверху как можно большим количеством реголита или камня. Если в сторону Красной планеты будет направлен корональный выброс массы Солнца, то потребуется еще более надежное убежище, например глубокая пещера.

В проекте Роберта Зубрина “Марс-Директ”, над которым он работает вот уже несколько десятилетий, упоминаются помещения с кирпичными сводами, в возведении которых были так искусны еще древние римляне. Кирпич можно делать на Марсе из реголита. Несколько сводчатых строений, расположенных бок о бок, стали бы отличным укрытием и от марсианского холода, и от радиации, особенно если дополнительно покрыть их сверху слоем реголита футов в десять толщиной.

Сторонники колонизации Марса также заявляют, что колонисты смогли бы приспособить распространенные на Красной планете минералы для производства пластмасс, используемых в строительстве, а также добывать железо, медь и, возможно, даже производить сталь. Теоретически эти планы довольно хорошо продуманы, но они требуют невероятного количества энергии и специализированного оборудования. Зубрин предлагает использовать для перемещения огромного количества чрезвычайно твердого мерзлого реголита небольшие грузовики с бульдозерными отвалами.

Стратегии создания укрытий будут развиваться и совершенствоваться по мере накопления опыта. На протяжении всей человеческой истории люди блестяще приспосабливались к окружающей среде и использовали природные материалы для построения подходящего жилья для конкретных условий. Так будет и на Марсе, но первым поселенцам, возможно, придется поначалу довольствоваться пещерами, естественными разломами или лавовыми трубками, которые обеспечат надежную защиту от радиации. В конце концов, когда Марс пройдет процесс терраформирования и станет больше похож на Землю, угроза радиации уменьшится по мере увеличения плотности атмосферы.

Одежда также должна сыграть определенную роль в защите колонистов от радиации и холода. Кроме того, существует специфическая для Марса проблема, которую можно решить только с помощью одежды: недостаток атмосферного давления. На Земле мы живем под толстым слоем атмосферы. Вытяните руку и представьте, что на каждый квадратный дюйм вашей кожи сейчас давит воздушный столб, уходящий на много миль вверх. На уровне моря давление воздуха равно 14,7 фунта на квадратный дюйм. Наши тела адаптированы к постоянному давлению и противодействуют ему. На Марсе, где атмосферное давление составляет менее одной сотой от земного, человеку не протянуть долго без скафандра, который будет уравновешивать внутреннее давление тела. В отличие от воды, кислорода, пищи и даже жилья, единственным решением проблемы давления является постоянное ношение скафандра – если только мы не предпочтем жить в камере с искусственно поддерживаемым давлением.

Профессор астронавтики Массачусетского технологического института Дава Ньюман сейчас разрабатывает концепцию гибкого, легкого негерметизированного скафандра, предназначенного для передвижений по планете. Профессор Ньюман утверждает, что “с точки зрения физиологии необходимо обеспечить телу всего лишь около трети атмосферного давления Земли”, что составляет меньше пяти фунтов на квадратный дюйм.

Ее скафандры больше похожи на повседневную одежду, чем на громоздкую защитную капсулу. При изготовлении этой “второй кожи” – скафандра “Биосьют” – она использует полимеры и сплавы с эффектом запоминания формы, позволяющие создать защитный костюм, который будет более гибким и менее громоздким, чем современные скафандры, представляющие из себя просто капсулы с искусственно поддерживаемым внутри атмосферным давлением.

Для увеличения мобильности Ньюман предлагает не снабжать костюм излишней радиационной защитой.

“Я не хочу добавлять в скафандр слишком много слоев, потому что по-настоящему надежный щит будет чересчур массивным и тяжелым. Нужна ли нам защита от радиации? Несомненно. Но в самом костюме ее, возможно, почти не потребуется”, поскольку астронавты будут проводить большую часть времени в защищенных марсоходах или в экранированных помещениях.

“К тому времени, как мы отправим людей на Марс, – говорит Ньюман, – мы уже будем знакомы с тамошней радиационной обстановкой благодаря множеству марсоходов и орбитальных станций, которые летали туда на протяжении последних десятилетий”.

Все эти сложности можно свести к одному главному вопросу, который встанет перед человеком на Марсе: как же все-таки выжить в столь враждебной среде? Ответ заключается в стратегиях повышения температуры на планете, а это позволит увеличить плотность атмосферы. Коротко говоря, нам придется переделать всю планету, чтобы она стала более похожей на Землю. Этот процесс называется терраформированием, и для его завершения, вероятно, потребуются столетия.

Но это возможно, и мы это сделаем.

Мы, люди, проявили невероятную способность адаптироваться к необычным условиям жизни, с легкостью приспосабливаясь к любой враждебной среде – от тропических лесов Амазонки до вечного ледникового щита на севере Гренландии. Однако мы, без сомнения, устанем от переработанного воздуха, постоянной необходимости следить за уровнем кислорода и от жестоких холодов Марса. И потому, естественно, обратим все усилия на то, чтобы сделать атмосферу Марса пригодной для дыхания и повысить температуру ее нижних слоев.

В связи с этим стоит отметить, что большинство ученых, которые занимались эволюцией Марса и обрабатывали данные сорока шести космических аппаратов, которые мы отправили туда начиная с 1960-х годов, считают, что на планете когда-то были ручьи, озера, по крайней мере один океан, влажная атмосфера и, возможно, жизнь.

К счастью для людей, количество воды, плотность атмосферы и температура взаимосвязаны. Система проста: если поднять температуру на Марсе, это, скорее всего, освободит газы, которые сейчас пребывают в замерзшем состоянии. Те поднимутся в атмосферу, делая ее более плотной и создавая парниковый эффект. Температура будет расти, отчего лед на поверхности, особенно вблизи экватора, начнет таять. Появится жидкая вода. Наличие жидкой воды (и соответствующей атмосферы) позволит поселенцам выращивать растения для производства продуктов питания на открытом воздухе. В свою очередь, эти растения увеличат содержание кислорода в атмосфере. Как и на Земле, источники жизни в экосистеме неразрывно связаны друг с другом.

Процесс, посредством которого мы добьемся всего этого, называется расплывчатым словом “терраформирование”. Собственно, более правильным выражением было бы “планетарное конструирование”. NASA предпочитает термин “планетарный экосинтез”. Хотя изобретение слова “терраформирование” часто приписывают авторам научной фантастики, в 1961 году астроном Карл Саган опубликовал в престижном журнале Science статью, в которой предложил терраформировать Венеру, чтобы сделать ее пригодной для обитания человека.