25 липня 2017, вівторок

Всі на Марс. Як побудувати колонію на чужій планеті

По суті, у нас вже є одна космічна колонія – Міжнародна космічна станція
Якщо людство хоче вижити в довгостроковій перспективі йому, напевно, доведеться колонізувати інші планети. Незалежно від того, чи зробимо ми Землю непридатною для життя або просто вичерпаємо її ресурси для підтримки життя, рано чи пізно нам доведеться шукати новий дім. Такі голлівудські фільми, як Марсіянин та Інтерстеллар, трохи піднімають
коментувати
Марс є найпридатнішим місцем для життя в Сонячній системі

Марс є найпридатнішим місцем для життя в Сонячній системі

По суті, у нас вже є одна космічна колонія – Міжнародна космічна станція

Якщо людство хоче вижити в довгостроковій перспективі йому, напевно, доведеться колонізувати інші планети. Незалежно від того, чи зробимо ми Землю непридатною для життя або просто вичерпаємо її ресурси для підтримки життя, рано чи пізно нам доведеться шукати новий дім.

Такі голлівудські фільми, як Марсіянин та Інтерстеллар, трохи піднімають завісу того, що на нас очікує в майбутньому. Марс, безумовно, є найпридатнішим місцем для життя в Сонячній системі, проте існують тисячі інших екзопланет, потенційно здатних стати заміною для нашої Землі. Які ж технології нам знадобляться, щоб втілити це в реальність?

По суті, у нас вже є одна космічна колонія – Міжнародна космічна станція (МКС). Однак, вона розташована за 350 кілометрів від Землі і залежить від постійних поставок ресурсів для її команди з шести осіб. Багато технологій, розроблених для МКС – радіаційний захист, переробка води і повітря, збирання сонячної енергії – можуть бути використані для майбутніх космічних поселень. Разом з тим, створення постійної колонії на поверхні іншої планети або місяця породжує цілу низку нових викликів.

Неприродне середовище проживання

Перша вимога людського поселення – середовище існування, здатне підтримувати необхідні тиск і склад повітря (певна кількість кисню), а також температуру, захищаючи при цьому жителів колонії від радіації. Очевидно, це масштабна і важка структура.

Багато технологій, розроблених для МКС, можуть бути використані для майбутніх космічних поселень

Запуск великих і важких об'єктів у космос – дорога і складна річ. З часів місії Аполлон космічні кораблі складалися з декількох модулів, які потрібно було розділити і окремо приєднати до корабля. В космос їх відправляли частинами, після чого астронавти самостійно збирали конструкцію. Однак, з огляду на вражаючий прогрес в технологіях автономного керування, окремі частини майбутньої людської колонії, можливо, зможуть зібрати себе самостійно. Сьогодні такі маневри, як стикування модулів Аполлона, виконуються повністю автоматично.

Альтернативний підхід – взяти з Землі мінімальний «набір інструментів» і створити середовище на основі ресурсів, заготовлених на місці. Зокрема, щоб перетворити мінерали з місцевого ґрунту на фізичні структури, можуть бути використані 3D принтери. Ми вже почали думати над тим, як реалізувати це в житті. Приватна компанія Planetary Resources зуміла продемонструвати 3D-друк, використовуючи сировину зі збагаченого металом зразка астероїда, знайденого на Землі в місці удару. Крім того, НАСА встановила на МКС 3D принтер, щоб показати, що прилад може працювати в умовах нульової гравітації. Таким чином, потенційно він може служити для виготовлення компонентів космічного корабля безпосередньо в повітрі.

Дорога життя

Як тільки буде створено середовище проживання, колонії знадобляться безперервні поставки води, кисню, енергії та продуктів харчування для підтримання життя її мешканців, адже новий дім, найімовірніше, буде побудований далеко не на такій само ідеальній планеті як Земля, де вищеперелічених ресурсів вдосталь. Вода, як відомо, є основою життя. Крім того, її можна було б використовувати для виготовлення ракетного палива або захисту від радіоактивного випромінювання.

Первісному поселенню потрібно буде привезти з собою певну кількість води, переробляючи надалі всі рідкі відходи. Цей підхід вже застосовується на МКС, де жодна крапля рідини (поту, сліз, сечі та відходи від миття) не витрачається намарно. Разом з тим, майбутня колонія, ймовірно, спробує добувати воду на місці. Можливо, з підземних запасів рідини (які можуть бути на Марсі) або льоду, який можна знайти під поверхнею деяких астероїдів.

Крім того, вода є джерелом кисню. На МКС кисень генерують шляхом електролізу, тобто відокремлюють його від водню, який також входить до складу води. Крім того, НАСА працює над розробкою методів регенерації кисню з побічних продуктів атмосфери, таких як вуглекислий газ, який ми видихаємо при диханні.

Енергія

Завдяки фотовольтаїчним панелям сонячних батарей, можливо, найкраще ми готові до такого аспекту створення колонії, як виробництво енергії. Проте, цю технологію доведеться сильно вдосконалити – все залежить від того, де буде розташована колонізована планета. На відстані від Землі до Сонця з кожного квадратного метра сонячних батарей можна отримати близько 470 ват електроенергії. Але на Марсі, наприклад, це значення буде нижчим, оскільки він розташований на 50% далі від Сонця, ніж Земля, і має щільну атмосферу, яка частково затуляє сонячне світло.

В атмосфері Марса періодично бувають піщані бурі, які, як відомо, є проблемою, оскільки пісок ще більше скорочує кількість одержуваного світла, а також може збиратися і покривати поверхню сонячних батарей. Ми вже почали працювати над цією проблемою в рамках поточних місій з вивчення планети за допомогою марсоходів. Наприклад, марсоходи Spirit і Opportunity були розроблені для 90-денної місії, проте вони перебувають у робочому стані й сьогодні, через 12 років. Виявилося, що марсіанський вітер періодично очищає панелі від пилу.

Колонія повинна бути автономною, тому без реплікатора, на кшталт того, що був у «Зоряному шляху», для виробництва їжі знадобляться ферми. Крім того, рослини можна використовувати для перетворення вуглекислого газу назад у кисень. Вирощування рослин на Землі є відносно легким завданням, оскільки до цього навколишнього середовища вони адаптувалися протягом тисяч років, але виростити фрукти й овочі в космосі чи на іншій планеті не так просто.

Температура, тиск, вологість, рівень вуглекислого газу, склад ґрунту і гравітації - всі ці фактори впливають на виживання та зростання рослин. Кілька досліджень і експериментів, що проводяться нині, намагаються виростити рослини в контрольованих камерах, які імітують середовище космічної колонії. Одним з можливих рішень, яке вже успішно використовувалося на Землі для вирощування редьки, салату та зеленої цибулі, є гідропоніка, яка передбачає вирощування рослин в живильній, збагаченій мінералами рідині без будь-якого ґрунту.

Зміна клімату

Остання вимога, необхідна для створення космічної колонії, - підтримання клімату, придатного для життя людини. Склад атмосфери і клімат на інших небесних тілах сильно відрізняються від земних. На Місяці або на астероїдах атмосфери немає взагалі. На Марсі вона переважно складається з вуглекислого газу. Температура поверхні коливається від 20 до -153°C (взимку на полюсах), а тиск повітря складає лише 0,6% від земної. За таких умов поселенці зможуть жити тільки в спеціально обладнаних місцях, виходячи за їхні межі виключно в скафандрах.

Одним з виходів з цієї ситуації є масштабна зміна клімату планети. Ми вже вивчаємо подібну «геоінженерію» як один з методів відповіді на зміну клімату Землі. Це вимагає величезних зусиль, однак подібні методи можуть бути розширені і застосовані для інших планет – Марса, наприклад.

Серед можливих методів, які потенційно можна використовувати для зміни клімату Марса, варто назвати біоінженерію організмів для перетворення вуглецевого газу в атмосфері на кисень, а також затемнення полярних шапок Марса для зменшення кількості сонячного світла, відбиваного ними, і підвищення температури поверхні. Ще один варіант - формування масштабних орбітальних сонячних дзеркал, які б відображали світло сонця на конкретні регіони (наприклад, полюси планети), викликаючи тим самим локальне підвищення температури. Деякі вважають, що такі відносно невеликі зміни температури можуть спричинити якісно новий стан клімату з набагато вищим тиском повітря, який міг би стати першим кроком на шляху до тераформування Марса.

The Conversation

Переклад НВ

Вперше опубліковано на The Conversation. Републікування повної версії тексту заборонене.

Більше точок зору тут

Читайте термінові новини та найцікавіші історії у Viber та Telegram Нового Времени.
ПІДПИШІТЬСЯ НА РОЗСИЛКУ ПОГЛЯДIВ   Маттео Черіотті   ТА ЧИТАЙТЕ ТЕКСТИ ОБРАНИХ АВТОРІВ КОЖНОГО ВЕЧОРА О 21:00
     
Якщо ви знайшли помилку в тексті, виділіть її курсором та натисніть Ctrl+Enter

Коментарі

1000

Правила коментування
Показати більше коментарів
Якщо Ви бажаєте вести свій блог на сайті Новое время, напишіть, будь ласка, листа за адресою: nv-opinion@nv.ua

Погляди ТОП-10

Читайте на НВ style

Останні новини

Погода
Погода в Киеве

влажность:

давление:

ветер:

Усі матеріали розділу Погляди є особистою думкою користувачів сайту, які визначені як автори опублікованих матеріалів. Усі матеріали згаданого розділу публікуються від імені відповідного автора, їх зміст, погляди, думки не означають згоди Редакції сайту з ними або, що Редакція поділяє і підтримує таку думку. Відповідальність за дотримання законодавства в матеріалах розділу Думки несуть автори матеріалів самостійно.