Mail.RuПочтаМой МирОдноклассникиИгрыЗнакомстваНовостиПоискВсе проекты
Рассылка
Получайте главные новости дня от Hi-Tech Mail.Ru

Колонизация Марса: 6 технологий, которые предстоит освоить

Роскосмос объявил о подготовке полета на Марс, которая стартует в 2019 году. Госкорпорация становится активным участником «марсианской гонки», в которой соревнуются американское агентство NASA, частная программа Mars One и проект Илона Маска SpaceX. Рассказываем, какие технологии помогут людям работать и (возможно) жить на Красной планете.
1

Что пить и чем дышать?

Проблемы жизнеобеспечения в Mars One и NASA собираются решать в рамках единого комплекса, который называется ECLSS (Система жизнеобеспечения и контроля окружающей среды). Вода на Марсе есть – в основном в виде льда, который сосредоточен в полярных шапках и под поверхностью.

Проект Mars One планирует добывать ее из грунта: вытапливать лед из почвы, конденсировать пар, а сухую почву возвращать на поверхность планеты. По расчетам, каждый марсоход будет способен доставлять 60 кг почвы за один раз, а один ECLSS – вырабатывать 365 кг кислорода и полторы тысячи литров воды за 365 дней.

Дистилляционная установка, использовавшаяся на МКС. На ее основе NASA разрабатывает часть ECLSS для Марса. Фото NASA.

Генерировать кислород для дыхания можно будет только из воды. В марсианской атмосфере он содержится в сверхмалом количестве – немногим более 0,1%.

Для того чтобы создать пригодный для дыхания воздух, нужен будет также азот. Организаторы миссии Mars One планируют добывать его из марсианской атмосферы, а затем закачивать в жилые помещения.

С источником электричества тоже более или менее определились: и SpaceX, и Mars One собираются использовать энергию, полученную от солнечных батарей. Однако никаких расчетов, сколько батарей необходимо для миссии, еще не озвучивали.

Схема производства кислорода и метана на Марсе (SpaceX). Кадр из презентации Илона Маска.
2

Питание колонизаторов

Возить еду с Земли – дорого и бесперспективно. Колония сможет существовать только в том случае, если сама будет обеспечивать себя едой. Однако земные растения не предназначены для выращивания в марсианской почве, что создает огромный простор для развития биотехнологий.

В программе Mars One идут эксперименты по выращиванию овощей в симуляторе марсианского грунта. К 2017 году биотехнологи проекта научились выращивать картофель, морковь, зеленый горошек, бобы, редис и помидоры.

Еще более приближенный к реальным условиям эксперимент по выращиванию картофеля провело NASA совместно с Международным центром картофеля (CIP): клубни высаживали при низком давлении, высоком уровне CO2 и солнечной радиации.

Росток картофеля в условиях, приближенных к марсианским. Кадр из видео CIP.

Выяснилось, что картошка на Марсе расти может, но почву нужно разрыхлить и удобрить. Основная задача биотехнологов на этом этапе – найти способы повысить урожайность в марсианском грунте.

Растениям необходимы питательные вещества, которые содержатся в органических отходах, но требуют переработки. Для этого Имперский колледж Лондона ведет эксперименты по выращиванию в марсианской почве бактерий, а в миссии Mars One работают с дождевыми червями, которые будут рыхлить почву и также перерабатывать удобрения.

Дождевые черви Lumbricus terrestris в эксперименте Mars One. Фото Mars One.
3

Скафандры

Атмосфера на Марсе есть, но состоит она преимущественно из углекислого газа и значительно более разрежена по сравнению с земной. Но скафандры, которые используются на МКС, для Марса не подойдут: они не предназначены для длительного пребывания и работы на поверхности другой планеты.

В NASA уже несколько лет ведется разработка новых костюмов. В них предусмотрены системы вывода углекислого газа и испарения воды. Последняя нужна для того, чтобы регулировать температуру тела марсонавта, а также генерировать воздух для дыхания.

Агентство параллельно разрабатывает два варианта скафандров: для работы на орбите (модель PXS) и на поверхности планеты (Z-2). Важная деталь этих костюмов – возможность настраивать длину плеча и обхват талии, чтобы скафандр плотно сидел на разных фигурах. Разработчики PXS подчеркивают, что «плечики» для него можно будет печатать на 3D-принтере прямо на орбите.

Прототипы скафандров для марсианской миссии (в центре и справа) в сравнении со скафандром, используемым на МКС (слева). Фото NASA.

Еще одна модель скафандра разработана в этом году группой ученых и студентов Калифорнийского университета в Беркли. Она предназначена специально для «синих воротничков» – тружеников, которые будут выполнять физическую работу. По заверению разработчиков, он выдержит ежедневную работу по 7-8 часов в условиях постоянно меняющейся погоды.

Технологически он отличается от разработок NASA: весь кислород находится под давлением в шлеме, изолированном уплотнителем на шее. Если в нижней части скафандра образуется брешь, у космонавта будет больше времени, чтобы ее заделать. Ну и работать удобнее, конечно.

Черновой прототип скафандра, разработанный в Университете Беркли. Фото из архива проф. Лоуренса Кузнеца.
4

Медицинские технологии

Скудный рацион питания, микрогравитация, длительное пребывание в тяжелых условиях и отсутствие врачей узкой специализации – вот что ждет колонизаторов на Марсе. По оценкам NASA, самыми распространенными проблемами у астронавтов станут травмы костей, атрофия мышц, проблемы с вестибулярным аппаратом и потеря зрения. Еще более сложной проблемой станет радиация – как минимизировать ее воздействие, пока не знает никто.

Диагностика на Марсе абсолютно немыслима без применения современных технологий – в первую очередь, высокоточных датчиков, которые смогут «снимать» сотни и тысячи показателей, анализировать большие объемы данных в динамике с учетом индивидуальных характеристик пациента. По счастью, именно сейчас подобные технологии на стыке медицины и Big Data начали развиваться у нас на Земле – правда, большинство из них еще не показали своей эффективности.

Жамиля Каменева, директор по развитию бизнеса и маркетингу Konica Minolta Business Solutions Russia:

Эти проблемы можно решить с помощью мобильных диагностических комплексов, карманных устройств и точной медицины. Уже сейчас появляются комплексные и компактные диагностические решения – от ультразвуковых систем до систем цифровой рентгенографии, которые собирают и анализируют медицинские данные пациента. Системы прогнозной аналитики позволят определить диагноз пациента (точность диагноза таких решений сейчас – уже около 75%, согласно данным BioMed Central), а интеллектуальный помощник типа Siri, Alexa или Cortana скорректирует лечение относительно индивидуальных характеристик больного.

5

Марсоходы

Первый марсоход NASA «Соджорнер», запущенный еще в 1996 году, был похож на солнечную батарею на колесиках. После него были «Спирит» и «Кьюриосити», гораздо более мощные и функциональные – но для колонизации не годятся и они. В новой миссии марсоходам отведена роль передвижного робота на все случаи жизни.

Таким представляют себе марсоход в миссии Mars One. Кадр из видео Mars One.

Миссия Mars One предполагает, что марсоход будет оборудован роботизированной рукой. Он поможет найти удачное место для поселения, измерит количество воды в грунте, развернет солнечные батареи, присоединит воздуховод системы жизнеобеспечения к жилым блокам и будет перетаскивать грунт для добычи воды. Пока ни NASA, ни SpaceX не представили новые версии марсоходов, а у Mars One готов лишь концепт – и он, если честно, совсем не впечатляет.

Артур Мурадян, исполнительный директор транспортной компании Traft:

Проблема, которая стоит перед марсоходами, — экономия топлива и времени при условии, что на поверхности планеты очень сложная поверхность, которая не позволяет проложить простой прямой маршрут от точки А к точке Б. Серьезные перепады и обилие каньонов вынуждают прокладывать сложные обходные пути, потому что на сегодняшний момент колесная база даже самых продвинутых «внедорожных» марсоходов не позволяет им преодолевать сложные преграды в виде высоких камней и ям. Вероятно, вопрос будет правильно решить с помощью условной пневмоподвески, которая будет увеличивать клиренс марсохода при подъезде к особо высоким барьерам.

6

Строительство

Строительные технологии, освоенные на земле, не найдут применения на Марсе – здесь не будет такого разнообразия строительной техники и материалов. Для того чтобы поселенцам было где жить, проект Mars One планирует доставить на планету жилые блоки, собранные на Земле. Внутри них можно будет строить перегородки и этажи, выводить в нужных местах розетки, предусмотрены и «зоны влажности» – кухня и душ.

Проект жилых блоков Mars One. Рисунок Mars One.

Однако вопрос строительства помещений на Марсе в любом случае возникнет перед каждой из экспедиций. В апреле этого года ученые Калифорнийского университета в Сан-Диего провели ряд экспериментов с симулятором марсианского грунта.

Они выяснили, что при высоком давлении почва Марса превращается в строительный материал более прочный, чем армированный бетон. Но главное: гранулам марсианского песка не нужно никаких примесей, чтобы держаться вместе.

К разработке строительного материала присоединилось NASA. Летом агентство устроило конкурс на создание кирпичей из переработанного пластика с общим призовым фондом в 201 тысячу долларов. Шесть команд подготовили свои проекты кирпичей и распечатали их на 3D-принтере. Вот только от солнечной радиации на Марсе они не защитят.

Кирпич из «симулированного» марсианского грунта (слева вверху) и блоки, распечатанные на 3D-принтере участниками конкурса NASA. Фото UCSD и NASA.

Все миссии, объявившие свои программы по освоению Красной планеты, пока по-разному подходят к проблеме. Mars One сразу строит фантастические картины колонизации, SpaceX фокусируется на снижении стоимости «билета» на корабль, а NASA вообще собирается оставить своих астронавтов на орбите с возможностью «вылазок» на планету. Планы Роскосмоса пока выглядят самыми осторожными.

Госкорпорация подчеркивает, что ни к 2025, ни к 2030 году полеты на Марс не будут возможны: защиту от радиации, взлет и посадку нужно будет отработать на Луне. Но это неважно – главное, что люди снова обращают свои взгляды в космос.

Читайте также:

Хотите первыми узнавать о «космических» новостях – жмите на кнопку подписки
Подписаться
Отписаться

Подпишитесь на рассылку по теме, и мы пришлем на почту интересующие вас новости!

Хотели бы пожить на Марсе? Оцените перспективы и поделитесь статьей с друзьями!
Обзоры новинок
Подробности о главных премьерах
Вы подписались на рассылку.Отменить
Подписаться на рассылку
Комментарии
148
еВгений Пятигорский
..без автомАтизированной ***достойной жизни кАждого --- нет смысла идти вперед (всем видно, что тАкая жизнь = позор) + если это легко возможное и сАмое вАжное не сделАют, то ничего выдАющегося человечество из себя не предстАвляет и его путь приведет всех к смертям (чужих, своих и сАмих уродов-ученых***) ..сделАй аналитиеский погноз: по дурАцки и хоть несколько новых плАнет освой нормАльной жизни всерАвно не достигнем, снАчала землю в пордок привести, тут на 1000 лет есть чем зАняться, а уже потом (появятся нАстоящие рАзработки освоения новых плАнет во блАго) сейчАс это тупик, в который ввергАют ***Управители (дорвАлись до влАсти, так прАвить нАдо с Умом)
СсылкаПожаловаться
Галым Бегалиев
Я доброволец !!!
СсылкаПожаловаться
Ilya test
В ответ на комментарий от валерий хомутов
валерий хомутов
скорей бы все желающие улетели на Марс! Возможно, на Земле станет просторнее для нормальных людей!
СсылкаПожаловаться
с таким комментарием вы должны быть первым в очереди на отправку
СсылкаПожаловаться
Чтобы оставить комментарий, вам нужно авторизоваться.
Обнаружили ошибку? Выделите ее и нажмите Ctrl+Enter.
Подпишитесь на нас
Новости Hi-Tech Mail.Ru