Почему мы не сможем жить на Марсе?
Как известно, уже в 2024 году американский предприниматель Илон Маск планирует отправить на Марс первых поселенцев, которые будут не просто изучать и исследовать Красную планету, но и вести активный поиск полезных ресурсов за пределами Земли. Вместе с тем, несмотря на всеобщую эйфорию по столь знаменательному поводу, у будущей миссии уже сейчас имеется большое количество противников. Так, в 2014 году представители ОАЭ выпустили закон, который запрещает мусульманам летать на Марс, приравнивая полет на эту планету к самоубийству, а ряд космических агентств по всему миру считает, что создание постоянной колонии на Красной планете может оказаться попросту невыгодным вложением средств ввиду большого расстояния между Землей и Марсом и, как следствие, невозможности удешевления необходимых грузовых перевозок для поддержания жизнеобеспечения будущего аванпоста.
Марс — одна из наиболее похожих на Землю планет Солнечной системы
Можно ли выжить на Марсе?
Для того, чтобы попасть на Марс, человеку необходимо преодолеть десятки и сотни миллионов километров космического пространства. Из-за того, что человечество пока еще не располагает достаточным уровнем технологий, необходимых для совершения длительных межпланетных путешествий, полет к Марсу будет представлять собой довольно скучное и однообразное мероприятие, способное свести с ума даже самого стойкого и подготовленного астронавта. Кроме того, по прибытию на Марс, астронавты должны будут научиться противостоять суровым условиям Красной планеты, которых в этом мире, сплошь покрытом ржавчиной, немалое количество.
Красный реголит, покрывающий поверхность Марса, практически полностью состоит из оксида железа и кремнезема
Согласно данным, полученным в результате многолетних наблюдений за Марсом, основными проблемами, которые могут представлять угрозу для здоровья и жизни астронавтов, будут являться малая сила тяжести на планете, высокий уровень радиации на поверхности, сочетающиеся с практически полным отсутствием атмосферы и кислорода, а также весьма низкие температуры, по своим показателям превосходящие даже антарктические. Кроме того, мощные пылевые бури, порой охватывающие целые полушария Марса, будут значительно замедлять прогресс колонизации Красной планеты. Так, для того, чтобы выжить и спасти жизненно важное оборудование первых поселенцев, нам придется научиться прогнозировать возникновение бурь, строить укрытия и искать способы защиты электронной аппаратуры, потеря которой может привести к исчезновению всей марсианской колонии.
Мощная пылевая буря на Марсе
В том случае, если идея о создании земной колонии на Марсе однажды все-таки осуществится, выйти за пределы аванпоста без скафандра будет невозможно по ряду причин. Из-за того, что тонкая марсианская атмосфера состоит на 95% из углекислого газа, участь человека на Красной планете без какой-либо внешней защиты будет решена буквально за пару минут. Кроме того, низкое давление на поверхности Марса, которое составляет всего 0,6% от земного, заставит жидкость в теле человека буквально вскипеть, чем спровоцирует сильное набухание всех тканей организма и разрыв его кровеносных сосудов.
В теории, жизнь на Марсе вполне возможна при условии соблюдения будущими колонистами некоторых правил, которые могли бы поддерживать жизнеспособность как целого аванпоста, так и отдельного астронавта. Однако огромное количество малоприятных нюансов, с которыми будет напрямую связано существование человека в чуждом ему мире, может поставить под угрозу даже самую хорошо спланированную миссию по покорению Красной планеты.
Почему нельзя жить на Марсе
Есть ли жизнь на Марсе? Этим вопросом человечество задавалось давно, серьезные исследования начались уже в 19 веке. В 60-х годах двадцатого века в дело вступили автоматические межпланетные станции, которые снимали поверхность планеты пролетая по орбите. А с 1971 года началось изучение поверхности с использованием космических аппаратов.
Сначала это были неподвижные станции, а затем марсоходы. Результаты первых исследований не порадовали. Ученые пришли к выводу, что жизни на Марсе нет.
Каковы же условия на этой близкой к нам планете. Почему нельзя жить на Марсе?
Каковы условия на планете?
Обратимся к фактам. Согласно последним данным атмосфера планеты на 95-98% состоит из углекислого газа, что делает ее непригодной для дыхания. Давление на поверхности составляет менее 1% от земного (0,6 кПа против 101,3кПа). Что это значит в реальности? Только то, что кровь в теле человека мгновенно «вскипит». Это приведет его к гибели в течение нескольких секунд.
Чем еще опасен Марс? Абразивной пылью, которая содержится в приповерхностных слоях атмосферы. Да и радиационный фон Марса больше чем в 10 раз превосходит верхний пороговый уровень для человека. Магнитное поле планеты не способно защитить живые организмы от радиации.
Как видно из приведенных фактов, существовать на Марсе сегодня невозможно не только для человека, но и для более простых форм жизни.
Над чем работают ученые?
На этом можно было бы поставить точку, но наука не стоит на месте. В наше время исследователи всего мира пытаются решить вопрос колонизации ближайшей соседки.
Фантастика ли это? Давайте посмотрим. Для того, чтобы осуществить подобную задачу необходимо:
Реально ли это на самом деле? Многие эксперименты говорят, что да.
В 2012 году немецкие ученые изучили возможность выживания живых организмов в марсианских условиях. Лишайники и водоросли поместили в специально созданную атмосферу, которая соответствовала марсианской. Длительность эксперимента составила 34 дня. Растения выжили и у них не прекратился фотосинтез.
О чем говорят эти результаты? Вполне вероятно, что живые существа способны выжить на Марсе, но не на открытой поверхности, где их убьет ультрафиолетовое излучение, а в трещинах скал.
В 2014 году исследующий планету марсоход Curiosity зафиксировал увеличение метана в атмосфере. Такое случается либо при повышенной геологической активности, либо в результате жизнедеятельности бактерий. Так как вулканов на планете не наблюдается, второй вариант вероятнее.
Летом 2018 года все тот же космический аппарат обнаружил молекулы органических соединений в породе, добытой в одном из кратеров. Ученые предположили, что когда-то органическая жизнь на планете была.
Что нужно, для того чтобы жить на Марсе? Поднять температуру поверхности. Предлагаются разные варианты. Самые популярные и наименее фантастические из них это — создание купола из аэрогеля и получение парникового эффекта с использованием элегаза, который в 35000 раз превышает углекислый газ по силе вызываемого эффекта. Есть и другие идеи, о которых можно написать огромную статью.
Стоит понимать, что завтра на Марсе жизнь не появится. Однако заселение планеты уже не кажется утопией, и, возможно, лет через 100-150 наши потомки смогут выбирать, где им жить.
Как будет выглядеть жизнь на Марсе
Основатель космической компании SpaceX Илон Маск считает, что первый человек сможет приземлиться на Марс уже через четыре года. А к 2050 году предприниматель планирует перевести на планету 1 млн человек и организовать колонию. С прогнозами Маска соглашаются и некоторые футурологи, но что ждет людей после того, как они приземлятся на Марс? Как будут выглядеть внеземные дома и чем будут питаться космонавты? Разбираемся по порядку.
Где мы будем жить на Марсе?
Разработчики из NASA одобрили проект архитектурной компании AI SpaceFactory. Архитекторы предлагают строить дома из марсианской земли. Такой подход поможет снизить время и стоимость строительства, поскольку не придется завозить материалы с Земли. Дома при этом будут напоминать огромные вазы или пчелиный улей. Такая форма нужна для смягчения атмосферного давления Марса.
Инженеры собираются строить здания при помощи 3D-печати. Кроме материалов с Марса они планируют использовать базальт и возобновляемый биопластик. [1] Дома будут состоять из внешней оболочки, которая способна защитить здание от сильных ветров, и внутренней отделки, создающей интерьер.
Предполагается, что каждый дом подходит для комфортного проживания четырех человек, но в то же время в них достаточно пространства для марсианских вечеринок. Дом состоит из четырех этажей: первый для влажной обработки скафандра, второй этаж с кухней и два верхних со спальнями и зоной отдыха. Сами спальни напоминают капсулы полузакрытой формы без дверей.
Еще один проект домов разработан архитектурной компанией Zopherus из Арканзаса. Она также предлагает использовать 3D-печать и материалы с Марса. Инженеры собираются выпускать на поверхность робота, похожего на паука. Вначале он автономно перемещается по поверхности и ищет подходящее место для строительство дома, а затем плотно прилегает к земле и начинает строить дом из окружающих материалов.
Проект, правда, разработан не для постоянного проживания, а для космонавтов, прилетевших на Марс с первой миссией. Предполагается, что они проведут в таком здании около года. Дизайн здания получил первое место на конкурсе NASA по проектированию жилья на Марсе. Теоретически такие здания возможно возвести еще до прибытия человека, и они будут ждать своих жильцов столько, сколько потребуется.
Как мы будем дышать на Марсе?
Привлекательность Марса осложняется тем, что воздух там на 96% состоит из углекислого газа. Если не решить вопрос с выработкой пригодного для жизни кислорода, любые идеи о колонизации зайдут в тупик. Один из возможных выходов — цианобактерии. Они поглощают углекислый газ и превращают его в кислород. Цианобактерии действуют по принципу фотосинтеза, но в отличие от растений им не нужен солнечный свет. Ученые обнаружили, что бактерии справляются со своей задачей даже в самых глубоких впадинах океана. [2]
Если перевести цианобактерии на Марс, есть вероятность, что они смогут там прижиться и космонавтам будет чем дышать. Космические агентства и частные компании уже думают о возможной реализации такого проекта.
Если отойти от этой идеи, можно использовать уже испробованный технический способ добычи кислорода. На МКС давно используют электролиз воды. При таком подходе вода расщепляется на кислород и водород. Кислород оставляют для создания пригодной для жизни атмосферы, а водород выбрасывают в космос. Но при колонизации Марса возникнет проблема с водой: ее будет недостаточно для постоянного обеспечения планеты воздухом.
Ученые нашли возможный выход из ситуации. Они обнаружили, что при столкновении углекислого газа с золотой фольгой на высокой скорости атомы кислорода отделяются от углекислого газа. NASA планирует отправить на планету марсоход MOXIE 2020, который проверит, работает ли там подобная система на и возможен ли подобный подход для успешной колонизации этой планеты. [3]
Во что мы будем одеваться?
Для прогулок по Марсу NASA разработала два скафандра нового поколения, способных работать в автономном режиме до восьми часов. [4] Они помогут защитить космонавтов от непригодных для жизни температур и радиации. Дизайнеры проекта обещают, что новые скафандры не будут сковывать движения: в них будет удобно ходить и даже прыгать. Изначально костюмы создавались для высадки человека на Луну, при добавлении небольшого количества модификаций они подойдут и для будущих жителей Марса.
Что мы будем пить на Марсе?
Воду на Марсе можно добывать из почвы. Марсоходы еще до прибытия человека будут изучать почву и выбирать места, благоприятные для поселения. Специальная аппаратура будет нагревать землю до высоких температур. Вода начнет испаряться, ее отделят от почвы и поместят в специальное хранилище.
Уже добытая вода будет уходить в переработку, которая занимает гораздо меньше времени, чем добыча воды по новой. Только вода, непригодная для фильтрации, будет возобновляться через испарения из почвы. Если верить прогнозам, каждый житель Марса сможет использовать до 50 л воды в день, что вполне достаточно для комфортной жизни.
Чем мы будем питаться?
Поверхность Марса не подходит для выращивания растений, поэтому будущим колонизаторам придется прибегнуть к инновационным способам добычи продуктов. Планируется, что первые люди привезут с Земли запас продовольствия на несколько лет вперед. [5] Среди возможных продуктов — водоросли и насекомые, поскольку они быстро размножаются и для их возобновления не нужна почва.
В дальнейшем производство продуктов питание переместится в специально оборудованные помещения с искусственным светом. Питательные вещества для растений будут получать из отходов, либо приводить с Земли. Людей, прилетающих на Марс, обучат работе с тепличным оборудованием Марса, и каждый желающий сможет построить свой персональный огород.
Среди других возможных вариантов — 3D-печать пищевых продуктов. На Марс будет сложно завести животных, и колонизаторы рискуют остаться без мясных продуктов. Потенциальное создание искусственного мяса поможет решить эту проблему и одновременно обеспечить более гуманный способ производства продукта.
Ученые доказали, что поверхность Марса непригодна для жизни
МОСКВА, 7 июл — РИА Новости. Жизнь на поверхности Марса не может существовать из-за необычного союза двух ее «врагов» — ультрафиолетового света и ядовитых веществ перхлоратов. Они усиливают действие друг друга и убивают микробы всего за 60 секунд, говорится в статье, опубликованной в журнале Scientific Reports.
«Открытие перхлоратов на поверхности Марса заставило нас гадать о том, как сильно они влияют на потенциальную обитаемость планеты. Мы показали, что при их облучении марсианским ультрафиолетом они начинают взаимодействовать с оксидами железа в почве и в десятки раз ускорять гибель клеток по сравнению с обычным действием ультрафиолета. Поверхность Марса оказалась еще менее пригодной к жизни, чем мы считали ранее», — пишут Дженнифер Уодсворт (Jennifer Wadsworth) и Чарльз Кокэлл (Charles Cockell) из университета Эдинбурга (Шотландия).
Это сразу обрушило все надежды на открытие первых следов внеземной жизни. Подобные молекулы могут формироваться в почве в результате «неживых» химических реакций и взаимодействия других форм органики с ультрафиолетом и космическими лучами.
Кроме того, перхлораты — крайне агрессивные окислители. Это сразу заставило ученых засомневаться в том, что какие-либо следы жизни, если она и существовала на Марсе, могли сохраниться в верхних слоях его почвы. Многие другие планетологи начали сомневаться в пригодности Красной планеты для жизни в принципе, так как попадание большого количества перхлоратов в грунтовую воду сделает ее ядовитой почти для всех микробов.
В ходе эспериментов раскрыто несколько неожиданных вещей. К примеру, если ультрафиолет отсутствует, то микробы могут приспособиться к «марсианским» уровням перхлоратов и прожить достаточно долго, но при его появлении колонии Bacillus subtillis практически мгновенно умирают — средний срок их жизни в таких условиях составляет около 50-60 секунд.
Как показало «вскрытие» микробов, причиной их ускоренной гибели послужила необычная реакция между ультрафиолетом, перхлоратами и оксидами железа, содержащимися в марсианской почве. Их взаимодействие привело к насыщению питательной среды «хлоркой», атомами хлора и молекулами двуокиси хлора, чрезвычайно агрессивными химическими соединениями, которые убивают микробов даже в самых небольших концентрациях.
Единственным положительным моментом этого открытия является то, что теперь ученые могут не опасаться «заражения» поверхности Марса земными микробами, которые могли попасть туда вместе с марсоходами и защитными экранами марсианских зондов. Даже если им удалось пережить путешествие к Красной планете, ультрафиолет и перхлораты уничтожат их при попытке колонизировать Марс.
Тайна Красной планеты. Почему люди, которые побывают на Марсе, проживут меньше
Учёные в ходе конференции по авиакосмической и экологической медицине сообщили, что из-за космической радиации полёт на Марс сократит жизнь космонавтов на два с половиной года. Лайф разобрался, почему так происходит и получится ли у человечества достигнуть Красной планеты.
Полёт на Марс — давняя и пока недостижимая мечта всего человечества. Не спутник Земли, но другая, неизведанная планета. Это стоит того, чтобы постараться. Но чтобы совершить первый полёт, человечеству требуется так много всего — нужна сверхтяжёлая ракета, больше, чем все существующие в настоящее время, нужен космический корабль, в котором астронавты смогут продержаться более года, необходимого для совершения полёта туда и обратно, нужны специальные скафандры, спускаемый модуль и отработанная возможность сборки космических кораблей на орбите.
Снимок поверхности Марса в инфракрасном диапазоне, полученный с борта космического аппарата «Фобос». 1989 г. Фото: © РИА Новости
Но что ещё хуже, некоторые учёные говорят о том, что даже это не спасёт: у космонавтов просто нет шанса слетать на Марс и обратно из-за опасности получить тяжёлые заболевания или даже умереть. Всему виной космическая радиация. Настолько ли она опасна и можно ли избежать заражения?
На самом деле космическое пространство вовсе не так пусто, как иногда кажется. Космическое излучение и космические лучи, состоящие из заряженных частиц, пронизывают пространство. Их источником является и Солнце, и реликтовое излучение. К счастью, на Земле мы надёжно укрыты от космической радиации атмосферой и магнитным полем планеты. Если представить атмосферу нашей планеты в виде стены из воды (а она очень эффективно задерживает излучение), то мы получили бы стену толщиной около десяти метров.
Для сравнения, суммарная толщина всех слоёв защиты МКС всего 1 сантиметр в водном эквиваленте. Поэтому спасает космонавтов лишь не самая высокая орбита станции (около 400 километров), проходящая как раз в границах магнитного поля Земли. Там, где оно начинается, сформировались так называемые радиационные пояса, или пояса Ван Аллена. МКС как раз летит под ними, не касаясь их, а потому не получает максимального излучения.
И всё равно космонавты, работая на станции, получают достаточно большую дозу. Средний житель нашей планеты, не особенно напирающий на авиаполёты, получает в год 1–2 мЗв радиации. Это немного, чтобы доза приблизилась к опасной, требуется прожить почти тысячу лет. Специалисты, работающие на атомных электростанциях, по нормативам, могут получить больше 20 мЗв. Специалисты по ликвидации аварий, работники в высшей степени опасной профессии, имеют нормативы до 200 мЗв радиации ежегодно. Примерно столько же получают и космонавты на Международной космической станции в течение года.
В настоящее время медициной установлена максимальная предельная доза, которую в течение жизни человеку превышать нельзя во избежание серьёзных проблем со здоровьем. Это 1000 мЗв, или 1 Зв. И космонавт за четыре полёта по году, с учётом достаточно высокой солнечной активности, может набрать близкое к опасной зоне количество.
При полёте на Марс ситуация ещё хуже. Для начала космический корабль будет длительное время разгоняться, находясь под воздействием радиационного пояса Земли. Затем в течение всего пути до Марса и обратно космонавты будут подвержены влиянию космического излучения. Насколько сильной получится доза, пока сказать нельзя. Это будет зависеть от солнечной активности во время полёта, времени пребывания на поверхности Марса (там слабая атмосфера и практически отсутствует магнитное поле). Естественно, зависит это от обшивки корабля и его радиационной защиты.
Фото: © ASSOCIATED PRESS
Вот и получается, что каждый раз насчитывают разное количество получаемой радиации. Вполне вероятно, что этот полёт станет последним для экипажа. В космос его точно больше не выпустят. Также вполне возможно, что это приведёт к серьёзным последствиям в будущем. Нужно понимать, что солнечная радиация — основной естественный (природный) канцероген для всех людей и животных.
Время строить корабль
Что ещё более важно, что в настоящее время спорить о том, насколько сильно отразится радиация на космонавтах во время полёта к Марсу и обратно, просто бессмысленно. Пока не готов космический корабль, на котором можно будет совершить этот полёт. В нынешнем своём состоянии американский «Орион» маловат, год с лишним в нём не прожить. Да и сверхтяжёлая ракета SLS для пилотируемого полёта к Марсу тоже не подходит, нужно что-то более серьёзное.
Ни одна из стран ещё не начала строительство корабля, достаточного для выполнения марсианской миссии. По идее, такие работы ведутся в компании Илона Маска, но, до того как корабль покажут широкой публике, говорить об этом преждевременно. Вполне возможно, что, когда корабль будет создан, на нём получится реализовать использование стенок корабля для хранения воды, а также специальные укрытия на случай вспышек на солнце.
И вот тогда придётся пересчитывать все возможные варианты заново. Лишь после этого можно будет серьёзно говорить о возможности или невозможности совершения перелёта на Марс и обратно. Пока же это лишь способ написать научную работу или пощекотать себе нервы.
С другой стороны, именно с таких мелочей и начинается длинная и удивительно сложная дорога к Красной планете.
