В какой-то момент люди отправятся на Марс. Это кажется неизбежным, вопрос только в том, когда это произойдет. Оптимисты, такие как Маск, считают, что это произойдет до середины века, но это может оказаться нереалистичным. Существуют значительные логистические трудности, которые не имеют четких решений.
Некоторые утверждают, и я согласен с этой стратегией, что мы должны в первую очередь сосредоточиться на лунной базе. Луна намного ближе, что сразу же решает многие проблемы. Но в противном случае она столкнулась бы со многими из тех же проблем, что и Марс, и поэтому, если мы создадим базу на Луне, мы сможем использовать полученные знания для более эффективной борьбы с Марсом. Кроме того, Луна может стать в буквальном смысле стартовой площадкой для Марса.
Несмотря на то, что Марс сталкивается с некоторыми дополнительными проблемами, у него могут быть и некоторые преимущества перед Луной. Эксперты НАСА отметили, что атмосфера Марса как раз достаточна для того, чтобы создавать проблемы. Давление на Марсе составляет 1% от давления на Земле, что означает, что для астронавтов это то же самое, что вакуум. Вам по-прежнему нужны скафандры, герметичные жилые помещения и запас воздуха для дыхания.
Кроме того, он недостаточно толстый, чтобы помочь при торможении при посадке на Марс, но достаточно толстый, чтобы вызвать трение. Вам лучше иметь более плотную атмосферу, которую вы можете использовать, или вообще не иметь атмосферы, которая могла бы помешать. С точки зрения НАСА, это просто помеха.
Хотя она и тонкая, ее достаточно, чтобы вызвать пылевые бури, даже штормы по всей планете, которые длятся неделями. Эта пыль раздражает НАСА больше, чем песок Энакина Скайуокера:
“Если вы видели фотографии Curiosity после вождения, они просто грязные”, — сказал Смит. “Пыль покрывает все, и она шероховатая; она попадает в механические устройства, которые двигаются, например, в шестеренки”.
Однако его мощности недостаточно, чтобы разнести людей и оборудование в разные стороны, как это описано в книге и фильме «Марсианин». Это была одна из главных научных неточностей в книге, которая в остальном была очень точной. Автор признал это и признал, что это был удобный сюжетный ход.
Итак, атмосфера Марса, по-видимому, является серьезным недостатком, но может ли она быть полезна будущим марсианским колонистам? Возможно, в качестве источника сырья
Атмосфера Марса на 95% состоит из углекислого газа. Следовательно, в атмосфере Марса намного больше CO2, чем на Земле. На Земле содержится 0,04% CO2. Таким образом, несмотря на то, что атмосфера в 100 раз толще, это все равно составляет лишь около 4% от содержания CO2 в атмосфере Марса.
На самом деле, если мы когда-нибудь захотим терраформировать Марс и создать на нем пригодную для дыхания атмосферу, нам придется избавиться от всего этого избыточного количества CO2.
Что ж, можно убить двух (или, может быть, даже трех) зайцев одним выстрелом. В новом исследовании рассматривается возможность использования плазмы для расщепления CO2 на кислород и монооксид углерода. Вот краткое техническое описание:
В нем утверждается, что на Марсе почти идеальные условия для разложения CO2 неравновесной плазмой. Показано, что диапазоны давления и температуры в
атмосфере Марса, содержащей CO2, благоприятствуют возбуждению колебаний и последующему усилению режима асимметричного растяжения, который, как полагают, является ключевым фактором эффективной диссоциации плазмы, за счет возбуждения других режимов. Таким образом, газовые выбросы, работающие при атмосферном давлении на Марсе, являются чрезвычайно эффективными кандидатами для эффективного производства O2 из местных ресурсов.
Все это означает, что если бы у нас был источник энергии на Марсе, мы могли бы использовать его для запуска процесса, при котором плазма используется для получения кислорода и монооксида углерода из CO2 в атмосфере. Основное применение этого процесса – производство кислорода для колонистов, который можно хранить в баллонах и использовать в космических костюмах или жилых помещениях.
Это может стать огромным преимуществом для любых миссий на Марс, особенно для тех, которые направлены на создание постоянной колонии на Марсе. Одной из самых больших проблем для такой колонии были бы ресурсы. Колонии потребовались бы, как минимум, энергия, пища, кислород и вода. Я мог бы добавить к этому списку защитные экраны для защиты от космических лучей.
Энергию можно получать на месте с помощью солнечных батарей. Именно так работают наши марсоходы. Однако солнечные батареи на Марсе менее производительны, потому что солнце находится дальше. Кроме того, пыльные бури являются серьезной проблемой для солнечных батарей. Сжигание ископаемого топлива нецелесообразно – это еще один ресурс, который вам придется взять с собой. Ядерные батареи — отличный вариант, если с ними безопасно обращаться.
Мне действительно интересно, какой источник энергии будет использоваться в марсианской колонии. Возможно, солнечные батареи и ядерные аккумуляторы, но мне интересно, будет ли этого достаточно. Возможно, они будут использовать небольшие автономные ядерные реакторы.
В любом случае, как только у них появится источник энергии, где они будут добывать пищу, воду и воздух? Ведутся исследования, чтобы выяснить, насколько пригодна марсианская почва для сельского хозяйства. В какой-то момент самодостаточной колонии придется выращивать себе пищу самостоятельно.
На Марсе много воды, но ее придется добывать. Воду можно разделить на кислород и водород, но для этого потребуется много воды.
Расщепление CO2 для получения кислорода кажется идеальным решением. Сырье легко доступно. Похоже, что локальное извлечение кислорода было бы абсолютно необходимо для любой самоподдерживающейся колонии.
Если в далеком будущем мы захотим терраформировать Марс, это также будет полезным процессом. Это добавит в атмосферу немного O2 (совсем немного, но это только начало) и может снизить содержание CO2 до уровня, пригодного для дыхания.
Монооксид углерода также можно использовать в качестве сырья для производства топлива, по сути, служащего в качестве накопителя энергии.
Это всего лишь один крошечный шаг, который может помочь нашим планам по посещению и колонизации Марса, но интересно подумать о том, в чем заключаются проблемы и каковы могут быть возможные решения.
