Могут ли люди жить на Марсе? Технология, которая может сделать это возможным

Колонизация Марса людьми была популярной темой в научной фантастике на протяжении десятилетий. Но в последние годы возможность отправить людей жить на Марс стала очень реальной.

Поскольку в этой области работают несколько частных компаний и правительственных агентств, мы можем ожидать, что в ближайшем будущем люди будут отправлены на Марс. Но какие технологии необходимы, чтобы это произошло?

В этой статье мы рассмотрим некоторые технологии, которые позволят людям жить на Марсе.

Ядерная тяга

Первый шаг – добраться до Марса. Среднее расстояние от Земли до Марса составляет около 140 миллионов миль, и в настоящее время путешествие занимает от шести до восьми месяцев. Транспорт на Марс должен поддерживать небольшую или среднюю группу людей в течение этого времени, на время их пребывания на Марсе и на обратном пути.

Чем длиннее путешествие, тем оно дороже, труднее и опаснее. Этого времени должно хватить на топливо, системы жизнеобеспечения и пищу. Итак, чтобы сделать путешествие более быстрым, НАСА работает над более эффективными двигательными установками, в которых используется ядерная тепловая тяга.

Ядерная тепловая силовая установка обеспечивает вдвое больший КПД по сравнению с существующими технологиями. Топливо, такое как жидкий водород, нагревается в ядерном реакторе. Поскольку водород превращается в газ, он обеспечивает тягу через сопло, приводя в движение космический корабль.

Надувные тепловые экраны

Поскольку космический корабль должен быть очень большим, чтобы поддерживать людей в полете на Марс, его посадка будет чрезвычайно сложной. Это особенно верно из-за отличий марсианской атмосферы от земной. Поскольку он тоньше, космический корабль будет снижаться намного быстрее, чем на Земле, и обычные технологии, такие как парашюты, не помогут замедлить спуск.

В настоящее время тепловые экраны представляют собой жесткие металлические конструкции, которые принимают на себя основную тяжесть тепла при входе в атмосферу. Поскольку скорость настолько высока, трение вызывает огромные температуры в передней части космического корабля. Тепловой экран излучает тепло от космического корабля и защищает находящийся под ним космический корабль. Этот вид теплового экрана слишком громоздок, чтобы его можно было применить на космическом корабле такого размера, который необходим для перевозки человека на Марс.

Именно здесь на помощь приходят надувные тепловые экраны. Надувные тепловые экраны, подобные тем, которые разрабатывает НАСА, могут значительно улучшить этот процесс. Этот надувной тепловой экран, получивший название летного испытания надувного замедлителя на низкой околоземной орбите (LOFTID), имеет ширину шесть метров, состоит из синтетических волокон, в 15 раз более прочных, чем сталь, и предназначен для раскладывания и надувания при входе космического корабля на Марс. Атмосфера. Занимая меньше места, чем традиционный тепловой экран, но при этом больший при инфляции, мы сможем безопасно приземлиться на Марсе.

Защита от марсианской атмосферы

Марсианский пейзаж негостеприимен для человека. Научная фантастика предложила множество решений этой проблемы . Но как бы это выглядело в реальной жизни?

Атмосфера Марса тоньше и намного холоднее и состоит из более чем 95% углекислого газа и всего 0,13% кислорода. И уровень радиации намного выше. Это означает, что людям придется жить в автономных средах обитания.

Во-первых, среда обитания должна будет иметь возможность создавать и перерабатывать нужные пропорции газов, чтобы люди могли дышать. Основной предложенный метод – переработка азота и аргона, присутствующих в марсианской атмосфере, и добавление к ней кислорода. Доля может составлять 40% азота, 40% аргона и 20% кислорода.

Но чтобы получить эти газы из атмосферы, диоксид углерода необходимо «очистить» (удалить) из воздуха. Кроме того, кислород необходимо производить, удаляя его из воды, которая уже существует на Марсе, или принося его с Земли.

Наконец, с добавлением солнечной радиации на Марсе, марсианам потребуется какая-то радиационная защита. Два предлагаемых метода – это защита от радиации (которую тяжело переносить с Земли на Марс) или жизнь под землей в марсианских пещерах или лавовых трубах. Именно по этой причине разрабатывается надувной «дверной проем», который может обеспечить герметичность участка подземных систем.

Как оставаться в тепле и поддерживать форму

Средняя температура на Марсе составляет -80 градусов по Фаренгейту или -62,2 градуса по Цельсию. И температура может резко колебаться; в то время как ночью может быть -100ºF (-73ºC), дневная температура может достигать + 70ºC (c.21ºC). Это означает, что регулирование температуры будет одной из основных проблем марсианской среды обитания.

Гравитация на Марсе довольно слабая (всего 38% земной). Более слабая гравитация означает, что у людей, живущих на Марсе, больше шансов потерять плотность костей, что резко увеличивает вероятность переломов. И это не считая месяцев, проведенных в невесомости во время полета на Марс.

Чтобы выжить в условиях микрогравитации в течение длительного времени, астронавтам необходимо постоянно тренироваться . НАСА изучает скафандры с дополнительным сопротивлением, чтобы противодействовать этому. Тем временем астронавты из США и России проходят годичные исследования на космической станции, чтобы мы могли лучше понять влияние более низкой гравитации на человеческое тело и сможем ли мы адаптироваться.

Производство воды, продуктов питания и топлива

Вода действительно существует на Марсе, хотя большая ее часть – соленая. Это означает, что потребуется опреснение воды, чтобы сделать воду безопасной для питья. Гипотетически вся вода может быть переработана, поскольку это более энергоэффективно, чем сбор и опреснение большего количества воды. А как же растения?

На поверхности Марса есть все необходимые компоненты для выращивания растений. В нем есть вода и органические соединения, необходимые растениям для выживания. Но здесь нет гостеприимной атмосферы. Теплицы, которые эффективно создают атмосферу, подходящую для растений, будут главным приоритетом, поскольку это будет единственный способ производить пищу на Марсе.

Все, что мы упомянули, требует топлива для производства энергии. Наиболее вероятным методом производства топлива снова будет использование воды, которая уже находится на Марсе. Воду можно разделить на водород и кислород. Кислород можно использовать для создания гостеприимной атмосферы, а водород является эффективным пропеллентом. Итак, перед отправкой людей необходимо будет подготовить автоматизированный завод по переработке водорода, чтобы обеспечить наличие топлива.

Итак, могут ли люди жить на Марсе?

Ответ – да, но нелегко. На этом пути много сложных препятствий. Добраться до Марса и вернуться с него, выжить в суровых условиях окружающей среды и производить продукты питания, воду и топливо – вот основные проблемы.

Хотя это звучит непреодолимо, ученые настроены оптимистично. Фактически, Илон Маск заявил, что SpaceX может отправить астронавтов на Марс уже в 2024 году. И хотя первые несколько миссий, вероятно, будут включать в себя проживание на Марсе только в течение короткого периода времени, это все еще невероятный подвиг!