зачем нужна колонизация марса
Колонизация Марса
Вопрос о покорении других миров интересует людей уже достаточно продолжительное время. Им стали задаваться не только тогда, когда человечество обеспокоилось возможным перенаселением планеты. Мысль о колонизации других планет звучала задолго до этого в различных фантастических романах. Но, если раньше она была лишь плодом воображения писателей, то сегодня колонизация другой планеты – это конкретная цель, в достижении которой участвует огромное количество людей по всему миру. Вам наверняка известны планы Илона Маска по колонизации марса на ближайшие сто лет. Если нет, обязательно ознакомьтесь, ведь некоторые из них уже были исполнены или выполняются прямо сейчас. Помимо того, что разрабатываются способы выживания людей на современном Марсе, учеными придумываются и методы терраформирования Красной планеты. Это позволит создать там условия для жизни, примерно такие же, как на Земле. Также создаются пилотируемые корабли, которые не только позволят людям слетать на Красную планету, но и вернуться. Так как же будет происходить колонизация Марса и зачем вообще все это нужно? Узнаете прямо сейчас.
Зачем нужна колонизация Марса
Главная причина – перенаселение нашей родной планеты. Численность населения неуклонно растет, поэтому скоро придется вырубать леса и заселять другие природные районы, чтобы уместить всех людей. Это негативно скажется на общем состоянии планеты, существенно уменьшив количество кислорода в атмосфере.
Колонизация Марса
Более того, ресурсы Земли не вечны, и рано или поздно они закончатся, оставив человечество без средств к существованию. Кроме этого, атмосфера и Мировой океан тоже страдают и постоянно загрязняются. Чем меньше на планете полезных ископаемых, тем быстрее начнутся войны за владение их остатками. Это погубит не только население, но и саму планету.
Также существует вероятность того, что в будущем Земля столкнется с другим объектом, что приведет к глобальной катастрофе. Хоть мы и не знаем точно, отчего вымерли динозавры, но, это вполне мог быть крупный астероид. Ничто не мешает такому же небесному телу снова упасть на поверхность нашей планеты.
Терраформирование Марса
Чтобы люди могли свободно жить на другой планете, необходимо создать там подходящие условия для нашего существования. Людям нужен кислород, питьевая вода и еда, а также температура, близкая к земной.
Терраформирование Марса
Исходя из этого встает вопрос о терраформировании Марса – изменение климата и атмосферы планеты до пригодных для жизни людей значений. Но нельзя просто так взять и привести любую планету к земному виду. Для этого она должна обладать следующими параметрами:
Почему именно Марс
Исходя из всех выше перечисленных требований, для Марс подходит больше остальных претендентов не только для терраформирования, но и для колонизации в принципе. Также у Красной планеты есть и свои особенности, делающие ее наиболее пригодной для жизни людей:
Все это говорит нам, что Марс – просто идеальное место для колонизации. Однако, освоение нового мира – это не заселение только что открытого континента. Данный процесс очень сложен и опасен, поэтому людям нужно тщательно все спланировать, чтобы избежать катастрофы.
Основные задачи
До того, как отправится первая экспедиция на Красную планету, человечеству нужно тщательно подготовиться: изучить местность, способы выживания и прочее. Основные задачи для создания колонии на Марсе следующие:
Жилье для колонизаторов
Во-первых, нужно определиться с местом, куда отправятся первые переселенцы. Оптимальная территория – экватор, так как температура на нем наиболее приближенная к земной. Летом она доходит до +20 градусов по Цельсию. Также на экваторе располагается множество тоннелей и кратеров, где можно построить первое жилье для колонизаторов. А в некоторых подповерхностных слоях образованы целые лавовые ходы, где можно даже строить города.
Жилье для колонизаторов
Создание атмосферы
Как известно, людям для жизни нужен кислород. Первое время он, естественно, будет вырабатываться искусственно и только в пределах жилых модулей. Однако в долгосрочной перспективе необходимо синтезировать его по всей планете. Для этого можно воспользоваться следующими методами:
Запасы еды и воды
Нам всегда нужно что-то есть, а запасы продовольствия, привезенные с Земли, рано или поздно все равно иссякнут. Поэтому необходимо научиться восполнять еду на месте. Для этого можно создать множество защищенных от излучения теплиц, в которых будут выращиваться различные культуры. В них можно искусственно поддерживать необходимую температуру и влажность, чтобы растения нормально росли и приносили плоды. Скорее всего, располагаться такие «фермы» будут под землей.
Запасы еды и воды
Как вы уже знаете, на Марсе есть вода и в достаточно больших количествах. Поэтому с ней проблем не будет. Ее можно добывать изо льда и просто очищать, чтобы делать пригодной для питья. Помимо этого, на Красной планете могут быть целые пресные озера и реки, находящиеся под поверхностью. Однако их еще придется найти.
Источники энергии
Вся техника, отправленная на Марс сейчас, работает на солнечных батареях. Этот способ получения энергии удобен, дешев и может восполнять запасы автономно. Однако он крайне ненадежен, и в условиях песчаной бури системы жизнеобеспечения людей могут выйти из строя, спровоцировав катастрофу. Поэтому человечеству нужны более стабильные источники энергии.
Источники энергии
Потенциальные проблемы
Ученые могут рассчитать большую часть возможных вариантов развития событий, чтобы все предусмотреть. Однако проблемы все равно могут возникнуть. Главная из них – сам полет. Неизвестно, как будут чувствовать себя астронавты во время такого длительного перелета, и справятся ли они с дозой получаемого космического излучения. Помимо этого, корабль может сломаться, столкнуться с неизвестным объектом и так далее. В таком случае экипажу в открытом космосе никто не поможет.
После приземления колонизаторов ждет вторая проблема – марсианские условия. Здесь всегда придется находиться в скафандре, кроме как во время нахождения в жилом модуле. Здесь очень холодно, а сила гравитации в несколько раз меньше, чем на Земле, что приведет к быстрому атрофированию мышц и костей.
Потенциальные проблемы
Перспективы колонизации мира иного, или Для кого на Марсе будет что-нибудь цвести
Недавно мир облетела новость: команда ученых из Центра прикладных космических технологий и микрогравитации Бременского университета доказала, что цианобактерии можно выращивать на Марсе. В специально сконструированный биореактор Atmos они поместили один из штаммов бактерий рода Anabaena. Условия в реакторе представляли собой своего рода компромисс между земными и марсианскими: атмосферное давление составляло около 10% от земного (но в 16 раз выше марсианского), а сама атмосфера состояла из 96% азота и 4% углекислоты. (Эти же два газа составляют и почти всю атмосферу Марса, но в обратном соотношении: 95% углекислоты и около 3% азота.) Бактериям предлагалось расти на смоченной водой пыли, состав которой воспроизводил минеральный состав марсианского грунта.
Помимо способности к фотосинтезу (которой обладают все цианобактерии), бактерии Anabaena — еще и азотфиксаторы, т. е. способны связывать молекулярный азот. Для жизни им достаточно углекислоты, воды, азота, света и самой малости минеральных элементов. Так что они, как и ожидалось, успешно росли и размножались на предложенном скудном пайке. Авторы эксперимента сочли, что тем самым доказана принципиальная возможность использования цианобактерий непосредственно на Марсе, где они будут производить биомассу и свободный кислород (побочный продукт фотосинтеза). Это должно сильно облегчить задачу жизнеобеспечения будущих марсианских баз и поселений, планы создания которых с каждым годом все активнее обсуждаются в разных странах мира. А в дальнейшем те же бактерии или их усовершенствованные версии могут быть использованы и для терраформирования Марса — преобразования его в планету, на которой люди могли бы жить под открытым небом без скафандров.
SpaceX рассчитывает к 2050 году создать на Марсе колонию Иллюстрация: SpaceX
Что ж, вероятно, создание обитаемых станций на Марсе вполне осуществимо. Превращение его в некое подобие Земли — задачка потруднее, но принципиальных запретов не видно и тут. Остается только один вопрос: а зачем, собственно, это нужно?
Когда удается задать этот вопрос энтузиастам «освоения иных миров» и убедить их, что это не шутка и не подколка, в ответ звучит что-нибудь вроде «ну, человечество же всегда расселялось на новые территории, это у нас в крови». На самом деле человечество, как и любой другой биологический вид, всегда расселялось не от тяги к перемене мест, а от собственного избытка. Когда на какой-то территории существ определенного вида становится больше, чем может прокормиться, излишки популяции волей-неволей выдавливаются за ее пределы. И так до тех пор, пока расселение данного вида не дойдет до краев столь суровых, что смертность превысит рождаемость. Уникальность человеческого рода в этом отношении состоит разве что в том, что он в конце концов сумел найти способы жить почти на всей земной суше.
Идею расселения на другие планеты можно было обсуждать, скажем, в 60-х годах прошлого века — во время глобального «демографического взрыва», лавинообразного роста населения Земли. Но сегодня уже ясно: скорость этого роста неуклонно падает, все в новых и новых странах мира рождаемость находится ниже уровня простого воспроизводства, и через считаные десятилетия начнет сокращаться все человечество. Прогнозы ведущих демографических центров расходятся только в том, когда именно это произойдет, но все называют даты более ранние, чем возможное появление на Марсе устойчивых автономных поселений.
Другой наиболее популярный аргумент — базы нужны для исследования Марса (обычно это высказывается в форме риторического вопроса: «Вы что же, предлагаете отказаться от изучения других планет?!»). Проблема, однако, в том, что уже сегодня пилотируемая космонавтика не дает для изучения космоса (в том числе и тел Солнечной системы) ровно ничего. Все, что мы сегодня знаем и узнаем о планетах, спутниках, астероидах и прочих небесных телах помимо традиционных наблюдений с Земли, — это информация, добытая и добываемая беспилотными космическими аппаратами.
Иллюстрация: NASA
И не надо тешить себя иллюзиями, что, мол, никакой марсоход не заменит возможность увидеть собственными глазами и пощупать собственными руками. Живой исследователь, окажись он на Марсе, будет глядеть на объекты своего интереса в лучшем (лучшем ли?) случае через пластиковое забрало скафандра, скорее же всего — через те же самые видеокамеры. Делать это, оставаясь на Земле, и безопаснее, и намного технически проще, чем находясь на самом Марсе. (По сходным причинам сегодня в исследованиях Мирового океана обитаемые подводные аппараты постепенно вытесняются роботами.) Так что тем, кто ратует за развитие планетологии и вообще космических исследований, логичнее было бы содействовать перенаправлению ресурсов с проектов «освоения Марса» на совершенствование автоматических аппаратов и увеличение числа подобных миссий.
Иногда можно слышать и более экзотические аргументы вроде «добычи полезных ископаемых». Рассматривать их всерьез не приходится: они полностью описываются русской пословицей «за морем телушка — полушка, да рубль перевоз». Правда, в данном случае еще неизвестно, есть ли там «за морем» хоть какая-то «телушка».
Все эти соображения в общем-то высказывались не раз. И тем не менее для множества взрослых, разумных, образованных и никак финансово не заинтересованных в таком проекте людей необходимость космической экспансии — аксиома, не требующая доказательств.
И это невольно наводит на мысль о религиозной природе данной идеи. О том, что чаемые поселения в иных мирах — это превращенный образ рая (даром что многие их приверженцы гордятся своим рационализмом и скептицизмом). Конечно, этот «новый рай» сулит не игру на золотой арфе в чудесном саду, а нелегкий и упорный труд в суровом мире. Но он сходен с раем традиционным в главном — в нем не будет пороков и скверны мира сего. Не будет интриганов-коллег, финансовых кризисов, транспортных пробок, собачьего дерьма под ногами. список можно продолжать по своему вкусу.
Впрочем, это всего лишь гипотеза. Правда, из области других наук.
Вам может быть интересно:
Больше текстов о науке и обществе — в нашем телеграм-канале «Проект “Сноб” — Общество». Присоединяйтесь
Колонизируй или вымри: зачем нам так нужен Марс?
Некоторые считают, что останься мы на Земле — люди перестанут существовать. В статье, опубликованной в июне, Илон Маск предупредил о космической неизбежности: жизнь на Земле исчезнет, если мы не станем многопланетным видом. Есть два пути, писал Маск: «Один путь — остаться на Земле навсегда, пока не произойдет событие, несущее конец всему живому. Я не пытаюсь сделать апокалиптическое пророчество, нет, просто история дает нам понять, что конец неизбежен. Альтернатива — стать покоряющей космос цивилизацией и многопланетным видом, и это, согласитесь, правильно».
На Марсе нет атмосферы, но это не помеха
Выживание, сопряженное со страхом, остается основным инстинктом человечества, который заставит его стать многопланетным видом. И хотя гипотетические события массового вымирания, вроде падения астероида или ядерной войны, могут поставить нас перед фактом, у нас есть продвинутые технологии — или хорошие теории на тему того, как подобные технологии сделать — чтобы защитить будущее человечества. Что тогда заставляет нас думать о колонизации Марса?
Почему возникают вспышки на Солнце
Долгое время ученые не считали, что такая возможность заслуживает внимания, но новые открытия изменили их мнения. За последние несколько лет космический телескоп Кеплера обнаружил, что далекие, подобные солнцу звезды довольно часто проявляют вспышечную активность. Ученые начали задаваться вопросом, что произойдет, если ССВ случится на нашем Солнце, что дало рост новым исследованиям.
Если ССВ произойдет, первым делом пострадает электрическая инфраструктура. Сотовые телефоны, компьютеры, автомобили, искусственное освещение — технологии, от которых полностью зависит наше общество, — перестанут функционировать, что отправит глобальную цивилизацию в штопор и в новый темный век.
ССВ также может повлиять на окружающую среду. Она может разрушить остатки озонового слоя, что нанесет ущерб экосистеме и вызовет массовое вымирание. Сперва теплые газы покинут атмосферу и планета остынет. Но позже Земля останется беззащитной перед постоянной бомбардировкой ультрафиолетовых лучей, что позволит им достичь поверхности и опустошить ее.
На полюсах, где озоновые дыры растут с 1970-х годов, холодные моря быстро поглощают углекислый газ, уменьшая количество доступного кислорода в океане и делая воду Земли более кислой. Такого рода перемены ставят под угрозу фитопланктон, который составляет основу пищевой цепочки. Его дефицит положит всю эту цепочку по принципу домино.
Между Марсом и Землей есть кое-что общее
Но самая реальная угроза лежит в отдаленной возможности второй последующей крупной вспышки, которая случится до того, как наш озоновый слой полностью оправится от первой. Без озонового слоя, который мог бы защитить нас, ультрафиолетовое излучение второй ССВ вызовет радикальную мутацию ДНК, что нанесет непоправимый ущерб фертильности и изменит физиологические функции. Даже экстремофилы могут исчезнуть (хотя этот сценарий совершенно маловероятен).
Зачем осваивать другие планеты
До сих пор люди пока не наблюдали ССВ нашего Солнца. Отчасти потому, что те не так часто случаются; отчасти потому, что наша цивилизация слишком молодая. Но нестабильные атомы, пойманные в кольцах деревьях, показывают, что умеренные ССВ поражали Землю прежде.
Несмотря на все эти страхи, ученые пока не решили, насколько часто происходят такие катастрофические события. Однако данные телескопа Кеплер о частоте вспышек на других звездах за последние 400 000 лет помогли исследователям оценить, как часто ССВ происходят в звездах, похожих на наше Солнце. По их данным, Солнце выдает ССВ каждые 20 миллионов лет.
Если последняя ССВ происходила в 775 году, ждать придется очень долго. Получается, если такие люди, как Маск, ищут обоснование для колонизации другого мира, ССВ будет не самым убедительным мотивом.
Вспышки на Солнце могут быть опаснее, чем считалось ранее
Но история этим не заканчивается. Хотя полномасштабная ССВ не будет развернута в ближайшем будущем, более слабая, но разрушительная солнечная вспышка, вполне вероятно, произойдет в этом тысячелетии, как следует из работы, опубликованной в Astrophysical Journal. «Мы предполагаем, что общие потери могут превысить текущий ВВП мира в случае появления определенных супервспышек», пишут авторы исследования. Подобное событие, может, и не положит конец нашему виду, но точно уничтожит наше общество, уничтожит экономику и ограничит доступ к ресурсам, необходимым для выживания.
Однако, чтобы понять природу ССВ, астрофизики должны точно знать, как те рождаются в звездах. Не зная недр нашего Солнца, ученые не могут спрогнозировать ССВ раньше, чем за неделю. Возможно, ССВ представляет больше риска, чем мы думаем.
Другие угрозы Земле?
С виду Марс непригоден для жизни
Угрозы возникновения солнечной супервспышки может быть недостаточно, чтобы избавить этот мир от нас, но есть другие апокалиптические сценарии, которые могут быть более мотивирующими. Брайан Уилкокс, член JPL и разработчик технологий космической робототехники, а также член Консультативного совета NASA по планетарной защите (NACPD), размышляет о технических аспектах предотвращения попадания астероидов и комет на Землю.
«Мои исследования показали, что проблема астероидов в действительно была не такой серьезной, как утверждают некоторые люди, поскольку в определенной степени мы отслеживаем все крупные объекты внутренней Солнечной системы», говорит Уилкокс. «По оценкам, 98% однокилометровых объектов во внутренней Солнечной системе уже нашли себе место, причем задолго до того, как их нашли мы».
По мере того, как мы подтверждаем положения и траектории астероидов, говорит Уилкокс, столкновения этих объектов с Землей, которые мы не можем предотвратить, становятся все менее вероятны. Когда ученые идентифицируют возможную угрозу в виде астероида, они знают, что существует семиминутное окно до его столкновения с Землей. В прошлом ученые предполагали, что у всех астероидов есть равные шансы на столкновение. «Либо попадешь, либо нет», добавляет Уилкокс. Но после множества наблюдений, мы получили количественное подтверждение, что подавляющее большинство астероидов, путешествующих через внутреннюю Солнечную систему, не собирается сталкиваться с Землей. «Длиннопериодические кометы, которые прилетают из-за Нептуна, все еще представляют повод для опасений, потому что мы можем долго соображать, но они в сто раз менее опасны, чем астероиды внутренней Солнечной системы», говорит он. Беспокоиться, вроде бы, не о чем.
Если небесный объект окажется на траектории столкновения с Землей, мы сможем остановить его несколькими способами. В этом году NASA приступило к разработке DART, космического аппарата, предназначенного для запуска огромного объекта в астероид с целью отклонения того с курса. Лазеры могли бы проделать нечто подобное.
Сам Уилкокс не переживает об астероидах. Супервулканы, впрочем, это совсем другая история. Они намного, намного опаснее астероидов.
Супервулкан может произвести разрушительный эффект всего за одно извержение. Он может выбросить достаточно пыли и других частиц в атмосферу, чтобы заблокировать свет солнца, приостановить фотосинтез и привести к массовому голоду. И предсказать, когда супервулкан извергнется, мы пока не имеем никакой возможности.
Мы знаем, что Йеллоустоун извергается каждые 620 000 лет или около того, но, как и с ССВ, человеческая цивилизация пока не просуществовала так долго, чтобы засвидетельствовать подобное событие. Последний известный супервулкан извергался 75 000 лет назад в Индонезии и, как показывают свидетельства, выбросил почти 100 миллиардов самосвалов расплавленного вещества в атмосферу.
Но Уилкокс считает, что ни один из этих примеров не дает достаточной мотивации, чтобы покинуть Землю. По сути, даже пандемия не оправдывает создание колонии на другой планете вроде Марса.
Перелет на Марс, говорит он, не сохранит наш вид так же хорошо, как расселение на множестве астероидов. «Если бы пандемия была нашей главной проблемой, самым быстрым способом самозащиты было бы создание астероидных поселений на терраформированных астероидах, которые могли бы обеспечить средой обитания до 7000 человек», объяснил Уилкокс. «У нас было бы множество колоний на астероидах вместо одного Марса».
Астероиды не только легче и дешевле освоить, чем Марс; они безопаснее с позиции расстояния. Полет с Земли на Марс занимает от нескольких месяцев до нескольких лет. Потребуется еще больше времени, чтобы добраться до пояса астероидов или любого околоземного астероида, который мы могли бы заселить в будущем. Это дольше, чем длится инкубационный период любого заболевания — к моменту, когда астронавты прибудут в свой новый дом, самые опасные заболевания уже сделают свое дело. «Есть надежда, что медицина прогрессирует достаточно, чтобы мы могли разработать тесты и предотвратить отправку зараженных людей в космические колонии», говорит Уилкокс. Нужно будет убедиться, что никто не уносит опасное заболевание с собой.
Если нам придется уйти с Земли, Луна может быть отчасти жизнеспособным вариантом. Мы можем добывать ракетное топливо на ее поверхности, да и добираться до нее недолго. Трубы из древних лавовых потоков предлагают людям защищенные места для строительства колоний, которые мы могли бы оградить от солнечной радиации.
Можно ли жить на Марсе?
Если нас беспокоят ССВ, Марс поначалу кажется перспективным вариантом для колонизации. Красная планета примерно в два раза дальше от Солнца, чем Земля, поэтому меньше солнечной радиации будет достигать ее поверхности.
На самом же деле, Марс был бы намного опаснее для людей в случае появления ССВ. Марс не имеет магнитосферы, и его атмосфера была сдута солнечной вспышкой 4 миллиарда лет назад. В случае ССВ, на Земле мы по крайней мере были бы защищены атмосферой, нашим «пуленепробиваемым жилетом» от радиации; на Марсе мы были бы голыми и уязвимыми.
Кроме того, путешествие к Марсу было бы опасным и без того. Должны быть лучшие альтернативы, считает Уилкокс. «Если человечество собирается жить и работать в космосе, нам нужно научиться жить и работать в космосе», говорит он. Одно из хороших мест для начала находится буквально за дверью. «Прежде чем отправиться на Марс, можно попрактиковаться на Луне». Мы должны обкатать технологии для колонизации Марса, прежде чем отправлять астронавтов в один конец, подвергая их жизни риску.
Итак, возможно, Марс скрывает от нас новые знания и возможности удовлетворения наших космических амбиций. Но для выживания, возможно, нам стоит придержаться корней.